可回收地膜和可降解地膜與普通聚乙烯地膜的應(yīng)用對(duì)比分析

摘 要：為探尋最適合蔬菜生產(chǎn)的地膜，減少地膜對(duì)環(huán)境的污染，引導(dǎo)蔬菜產(chǎn)業(yè)綠色、健康、可持續(xù)發(fā)展，以 4 種類(lèi)型地膜，即普通聚乙烯地膜（厚度 0.01 mm）、可回收地膜 1（厚度 0.012 mm，聚乙烯加強(qiáng)地膜）、可回收地膜 2（厚度0.014 mm，聚乙烯加強(qiáng)地膜）、全生物降解膜（厚度 0.01 mm）為供試材料，以番茄品種普羅旺斯為供試作物，對(duì)比分析可回收地膜和可降解地膜與普通聚乙烯地膜的差異。結(jié)果表明，可回收地膜 2 在提高作物產(chǎn)量和促進(jìn)植株生長(zhǎng)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且可回收率最高；可降解地膜在作物生長(zhǎng)過(guò)程中并沒(méi)有表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)，但降解率可以達(dá)到96.20%，因此建議在蔬菜種植過(guò)程中，越冬茬和冬春茬蔬菜生產(chǎn)推薦使用高強(qiáng)度可回收地膜，蔬菜越夏和秋延生產(chǎn)推薦使用可降解地膜。

關(guān)鍵詞：地膜；蔬菜；土壤中圖分類(lèi)號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2025）03-164-05中 國(guó) 瓜 菜 2025，38（3）：164-168

Comparative test of recyclable and degradable mulching film and com mon polyethylene mulching filmWANG Xin， SUN Shengxue（Xi’an Agricultural Technology Extension Center， Xi’an 710061， Shaanxi， China）Abstract： In order to explore the most suitable mulching film for vegetable production and reduce the environmental pol lution of mulching film， four types of mulching film namely ordinary polyethylene mulching film（thickness 0.01 mm），recyclable mulching film 1（thickness 0.012 mm polyethylene reinforced mulching film）， recyclable plastic film 2（thick ness 0.014 mm polyethylene reinforced plastic film）， and the whole biodegradable film（thickness 0.01 mm）were used asthe test material， and tomato variety Provence was used as test crop， and the difference between recyclable and degradableplastic film and common polyethylene plastic film were compared and analyzed. The results showed that recyclablemulching film 2 can improve crop yield and plant growth during vegetable growth， and has the highest recovery rate. De gradable mulch film did not show advantage in the process of crop growth， but the degradation rate could reach 96.20%，Therefore， it is recommended to use high-strength recyclable mulch film for winter and spring vegetable production， andbiodegradable mulch film for summer and autumn vegetable production.

地膜覆蓋是蔬菜生產(chǎn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以提高土壤溫度，抑制雜草生長(zhǎng)，降低土壤水分蒸發(fā)，防止土壤板結(jié)，從而降低棚室空氣濕度，減少病害的發(fā)生和流行，并對(duì)促進(jìn)越冬和早春蔬菜的早熟增產(chǎn)效果顯著，目前在蔬菜生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用[1-3]。

隨著地膜覆蓋技術(shù)的迅速普及和應(yīng)用，蔬菜產(chǎn)區(qū)殘膜積累量也急劇增加，當(dāng)前蔬菜生產(chǎn)使用的地膜主要成分是聚乙烯和聚氯乙烯等化工合成的高分子聚合物，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難被土壤微生物分解，通過(guò)自然降解需要 300～500 a（年）[4]。近年來(lái)，農(nóng)用地膜年投入量保持在 1.4×106～1.5×106 t[5]，由地膜引發(fā)的白色污染問(wèn)題和土壤環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，土壤質(zhì)量下降。一是聚乙烯膜會(huì)破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，使土壤孔隙度下降，容重升高，透氣性和透水性降低，從而造成土壤板結(jié)[6-7]；二是聚乙烯膜可以通過(guò)直接和間接作用，影響土壤微生物的豐度和群落結(jié)構(gòu)，顯著降低土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量[8]；三是隨著聚乙烯膜的老化，會(huì)緩慢釋放出有毒的鄰苯二甲酸酯類(lèi)化合物，并進(jìn)入土壤，成為土壤中最常見(jiàn)的有機(jī)污染物之一[9]；四是有研究表明，隨著聚乙烯膜含量的升高，有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和有效鉀含量均有下降趨勢(shì)[10-11]。

為有效減輕普通地膜帶來(lái)的土壤環(huán)境污染問(wèn)題，推動(dòng)蔬菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量綠色發(fā)展，研究高強(qiáng)度可回收地膜和可降解地膜的應(yīng)用技術(shù)，是控制地膜殘余污染的重要措施，對(duì)根除廢棄地膜對(duì)土壤面源污染有重大意義，高強(qiáng)度可回收地膜具有拉伸力強(qiáng)、易回收等特點(diǎn)，同時(shí)可降解地膜無(wú)需花費(fèi)勞動(dòng)力回收，省時(shí)省工，與當(dāng)前蔬菜產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力缺失的生產(chǎn)實(shí)際相符，對(duì)蔬菜輕簡(jiǎn)化栽培具有現(xiàn)實(shí)意義[12]。曹艷春[13]研究表明，高強(qiáng)度地膜有利于棉花生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高，并且高強(qiáng)度地膜使用后仍具有較高強(qiáng)度，可回收性高。在梁曉陽(yáng)等[14]研究的覆蓋類(lèi)型對(duì)春玉米農(nóng)田鹽熱變化及產(chǎn)量的影響中，高強(qiáng)度地膜增溫效果顯著。生物降解膜的研究主要集中在玉米、馬鈴薯、花生等糧油作物上，研究結(jié)果表明，生物降解膜可以增加土壤溫度，縮短作物生育期，并提高產(chǎn)量[15]。目前高強(qiáng)度可回收地膜和生物降解膜在蔬菜上的應(yīng)用研究較少。鑒于此，筆者結(jié)合蔬菜生長(zhǎng)實(shí)際情況，針對(duì)高強(qiáng)度可回收地膜和生物降解膜的最大負(fù)荷、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和阻隔性，進(jìn)一步明確作物對(duì)地膜功能的要求，探究不同地膜的可回收性、生物降解膜的降解性等，以及不同地膜對(duì)番茄生長(zhǎng)和土壤質(zhì)量的影響，以期為可回收地膜、生物降解膜替代普通地膜的使用和改良耕地質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于 2023 年 3－7 月在西安市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技展示中心 10 號(hào)日光溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)地地勢(shì)平坦，排灌條件較好。供試地膜分別為普通聚乙烯地膜（厚度 0.01 mm）、可回收地膜 1（厚度 0.012 mm的聚乙烯加強(qiáng)地膜）、可回收地膜 2（厚度 0.014 mm的 聚 乙 烯 加 強(qiáng) 地 膜 ）和 全 生 物 降 解 膜（ 厚 度0.01 mm）。供試地膜均由楊凌瑞豐環(huán)保科技有限公司提供。供試作物為普羅旺斯番茄，是引進(jìn)的荷蘭番茄品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)有 1 個(gè)對(duì)照（CK，普通聚乙烯農(nóng)用地膜）和 3 個(gè)處理（T1，可回收地膜 1；T2，可回收地膜 2；T3，生物降解膜），3 次重復(fù)，番茄種植行距 70 cm，株距 45 cm。每 3 壟為 1 個(gè)小區(qū)，面積為 50 m2 ，所有處理和對(duì)照施肥、灌溉條件相同，其他田間管理一致。

1.3 試驗(yàn)方法

番茄定植 60 d 時(shí)，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選定 10 株用卷尺測(cè)量植株株高，用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗。株高為地面到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度；莖粗為第 1 片真葉下方 1 cm處莖的粗度。在番茄整個(gè)采收期，每次收獲記錄產(chǎn)量并登記，直至采收完全結(jié)束，并折算單位面積產(chǎn)量。

使用地溫計(jì)測(cè)量土壤 5、10 和 20 cm 深度的土壤溫度，每 2 周測(cè)定 1 次；使用烘干失重法測(cè)定土壤含水量。

作物收獲后，收集各處理殘膜并剪取 20 cm×20 cm 大小，使用濟(jì)南米萊儀器有限公司的農(nóng)用地膜拉伸性能測(cè)試儀（型號(hào)：MTL-500N）進(jìn)行薄膜拉伸性能測(cè)定，各 3 次重復(fù)。

取生物降解地膜 6 塊，并對(duì)每塊進(jìn)行標(biāo)記。在萬(wàn)分之一電子天平上，稱(chēng)出每塊的質(zhì)量后，剪成10 cm×10 cm 左右的小塊。3 月 21 日，在田間種植壟中間，挖出 6 個(gè)深度 20 cm、寬度 40 cm、長(zhǎng)度 50 cm左右的溝，在溝底鋪上網(wǎng)，覆上 2 cm 的土層后，鋪上已稱(chēng)過(guò)質(zhì)量標(biāo)記過(guò)的 1 塊生物降解地膜，然后再覆土，整理好壟面，正常栽種番茄。拉秧后，不種下茬蔬菜，保持試驗(yàn)區(qū)域不動(dòng)，4 個(gè)月后第一次取樣，以后每間隔 1 個(gè)月取 1 次地膜（碎成小片的也要全部清理出來(lái)）。用自封袋取回，清洗，室內(nèi)干燥后，在萬(wàn)分之一天平上稱(chēng)質(zhì)量 ，計(jì)算降解率。降解率/%=（地膜初始質(zhì)量-取樣后地膜質(zhì)量）/地膜初始質(zhì)量×100。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2013 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理和圖表制作，采用 SPSS 20 軟件進(jìn)行方差分析和多重比較（LSD 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類(lèi)型地膜對(duì)土壤溫度的影響

由表 1 可知，經(jīng)過(guò)對(duì)不同深度的地溫比較發(fā)現(xiàn)，地膜的增溫作用在土壤深度為 5 cm 處比較明顯，隨著土壤深度的增加而減弱，地膜在土壤深度20 cm 處幾乎沒(méi)有增溫作用。通過(guò)對(duì)同一深度的地溫比較發(fā)現(xiàn)，可回收地膜 2（T2）增溫效果最明顯，與其他 3 種地膜相比存在顯著差異。以上結(jié)果表明，地膜厚度越厚增溫效果越明顯，生物降解膜保溫效果不明顯。

2.2 不同類(lèi)型地膜對(duì)土壤含水量的影響

由表 2 可知，地膜覆蓋均有保持土壤含水量的作用，不同地膜保濕效果不同，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，除了4 月 21 日，可回收地膜 1（T1）處理的土壤含水量均顯著高于普通地膜和生物降解膜；可回收地膜 2（T2）處理在 5 月 5 日、5 月 19 日和 6 月 16 日的土壤含水量顯著高于普通地膜；生物降解膜保持土壤水分能力最弱，與普通地膜無(wú)顯著差異，僅在 5 月 5日高于普通地膜。

2.3 不同類(lèi)型地膜對(duì)植株生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

由表 3 可知，不同地膜覆蓋對(duì)番茄植株長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量的影響存在差異，其中覆蓋可回收地膜 2 的番茄株高和產(chǎn)量最高，其次為可回收地膜 1，二者的產(chǎn)量均顯著高于生物降解膜和普通地膜，覆蓋生物降解膜的番茄株高和產(chǎn)量與普通地膜均無(wú)顯著差異。不同地膜覆蓋對(duì)番茄莖粗的影響無(wú)顯著差異。以上結(jié)果表明，覆蓋可回收地膜，對(duì)番茄產(chǎn)量提高具有顯著的促進(jìn)作用。

2.4 不同類(lèi)型地膜使用后的拉伸性能比較

由表 4 可以看出，不同類(lèi)型地膜在使用后，力學(xué)性能有很大區(qū)別。其 中，可回收地膜 2 的最大負(fù)荷最大，顯著高于其他地膜，生物降解膜的最大負(fù)荷最低，顯著低于其他地膜；可回收地膜 2 的抗拉強(qiáng)度最高，顯著高于其他地膜，生物降解膜的抗拉強(qiáng)度最低，顯著低于其他地膜；可回收地膜 2 的斷裂伸長(zhǎng)率最高，顯著高于其他地膜，可回收地膜 1的斷裂伸長(zhǎng)率其次，顯著高于普通地膜和生物降解膜，普通地膜的斷裂伸長(zhǎng)率最低，與生物降解膜無(wú)顯著差異。

2.5 可降解地膜降解性能測(cè)定

由圖 1 可以看出，自 4 月 1 日，可降解地膜埋入土壤中以后，8 月 1 日之前降解率較低，僅為7.62%；8 月 1 日到 9 月 1 日，降解率快速升高，可能是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期蔬菜大棚處于高溫燜棚階段，棚內(nèi)溫度較高，分解較快；10 月 1 日到 11 月 1 日，分解也較快，可降解地膜的最終降解率為 96.20%。

3 討論與結(jié)論

通過(guò)對(duì) 4 種地膜的應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)不同地膜覆蓋對(duì)土壤均有保溫效果，但是增溫作用在土壤深度 5 cm 處比較明顯，然后增溫作用隨著土壤深度的增加而減弱，但是可回收地膜 2（厚度0.014 mm 的聚乙烯加強(qiáng)地膜）增溫效果優(yōu)于其他地膜，可能與該地膜的厚度最厚、保溫效果較好有關(guān)。地膜覆蓋均有保持土壤含水量的作用，可回收地膜保持水分的效果較好，與可回收地膜厚度較厚有關(guān)。覆蓋可回收地膜 2 的番茄株高和產(chǎn)量最高，因?yàn)榭苫厥盏啬?2 的保溫保濕效果好，有效積溫高，促進(jìn)了植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高。不同類(lèi)型地膜在使用后，力學(xué)性能有很大區(qū)別，可回收地膜 2 的最大負(fù)荷最大，抗拉強(qiáng)度最高，斷裂伸長(zhǎng)率最高，這與羅劍洪等[16] 在不同厚度地膜覆蓋對(duì)棉花產(chǎn)量及品質(zhì)的影響中，采用 0.010 mm 地膜覆蓋的棉花花鈴期的地溫與土壤含水量較 0.008 mm 的地膜處理高10.04%和 13.33%、殘膜回收率提高 10.0%的研究結(jié)果一致，從地膜殘留污染角度，研究高強(qiáng)度地膜回收試驗(yàn)具有一定意義。盡管可降解地膜在提高土溫和土壤含水量及促進(jìn)植株長(zhǎng)勢(shì)等方面并沒(méi)有表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，但是降解率可以達(dá)到 96.20%，這與韓文賀等[17] 的研究結(jié)果一致。

可回收地膜 2（厚度 0.014 mm 的聚乙烯加強(qiáng)地膜）在蔬菜生長(zhǎng)過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)良的特性，拉伸性能也最強(qiáng)，在作物生長(zhǎng)后期，可回收地膜 2 的可回收率最高，所以要積極倡導(dǎo)廣大種植戶使用厚度大于 0.01 mm 的高標(biāo)準(zhǔn)地膜，厚度越厚，使用效果越好，回收程度越高。在越冬茬、冬春茬蔬菜生產(chǎn)中，由于溫度較低，生產(chǎn)難度大，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，冬春蔬菜生產(chǎn)可以使用較厚地膜，用以提高地溫。可降解地膜采用高直鏈淀粉及其他天然高分子材料制作而成，分解率達(dá)到 96.20%，由于增溫作用不明顯，在蔬菜越夏生產(chǎn)和秋延生產(chǎn)中，由于溫度較高引起生產(chǎn)難度大，可以使用可降解地膜，并且生物降解膜在自然環(huán)境條件下可被細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物降解，最終分解成 CO2和 H2O，不會(huì)對(duì)土壤造成污染[18-19] 。

綜上所述，建議在蔬菜種植過(guò)程中，越冬茬和冬春茬蔬菜生產(chǎn)推薦使用高強(qiáng)度可回收地膜，蔬菜越夏和秋延生產(chǎn)推薦使用可降解地膜。

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