覆膜玉米使用环境降解膜的试验分析

　　农用地膜良好的增温保墒效果已对我国农业产生了重大的积极的作用，但随着地膜覆盖技术的普及，残留农用地膜也已经带来了一系列的负面影响。大量的残留地膜破坏土壤结构、危害作物正常生长发育并造成农作物减产，进而影响到农业环境。据调查，农田中地膜残留量为 15～20kg/hm2，残留率为 10%～20%，主要分布在耕作层，集中在0～10 cm 的土壤中农用地膜的残留量约占 2/3 左右。为此，2011 年，宁夏农业技术推广总站与四川绵阳宝新容科科技有限公司合作，进行玉米秋季覆膜应用环境降解膜试验，旨在筛选适合宁夏玉米秋季覆膜生产中的环境降解地膜类型，逐步减少因常规地膜使用造成的白色污染问题。

　　1、 材料与方法

　　1.1 试验区概况
　　试验地设在固原市官厅镇大堡试验场。该地位于 35°59'393"N，106°12'174"E，海拔 1 820 m，年平均气温 6.5℃，年日照时数 2 300 h，无霜期 135 d。土壤肥力中等，为浅黑垆土，有机质 11.2 g/kg、pH 8.14、全盐 1.05 g/kg、全氮 0.82g/kg、有效磷 12.74 mg/kg、速效氮 76.1 mg/kg、速效钾 85.2mg/kg。前作为马铃薯。

　　1.2 试验材料
　　供试玉米品种为长城 799。供试地膜：生物环境降解膜由四川绵阳宝新容科科技有限公司提供，共 3 种不同降解时间地膜，地膜厚度0.010 mm。普通地膜(对照)由甘肃福雨地膜厂提供，地膜厚度 0.010 mm。

　　1.3 试验设计
　　试验共设 4 个处理，分别为：①生物环境降解地膜 1，降解期 180 d；②生物环境降解地膜 2，降解期 240 d；③生物环境降解地膜 3，降解期 300 d；④普通地膜（CK），加耐候剂，在地面覆盖 300 d 不破损。试验于 2011 年 9 月 25 日秋季覆膜，2012 年 4 月 18日人工拉线点播玉米，9 月 25 日收获，全生育期降水量361.6 mm。设计密度为 75 000 株 /hm2，小区面积为 35.2 m2（4.4 m×8 m），重复 3 次，随机排列，全膜覆盖双垄沟播种植，每小区 4垄 8 行。排距 80 cm，区距 50 cm，四周设保护行。并在试验点周边安排 1 hm2试验地进行生物降解膜示范。
　　
　　1.4 施肥与田间管理
　　施氮肥 240 kg/hm2，1/3 基施，2/3 拔节期追肥；施 P2O5180 kg/hm2，2/3 基施，1/3 拔节期追肥；基施 K2O 60 kg/hm2；覆膜时喷施二甲戊灵 200 mL/hm2进土壤封闭灭草。3 叶期间苗，4 叶期定苗，其他管理同大田。

　　1.5 调查项目与内容
　　覆盖日期、开始降解期、出苗期调查空穴率、单株率；定苗后调查基本苗数；收获前调查收获株数、收获穗数、千粒重、空秆率、倒伏率（茎倒与根倒分开统计）。收获时按小区单收单打，测定实产。

　　2、结果与分析

　　2.1 不同处理降解时间和对苗期的影响
　　由表 1 可以看出，降解膜 1、降解膜 2、降解膜 3 分别于4 月 28 日、5 月 27 日和 7 月 15 日开始降解，完好时间分别为 116 d、135 d 和 163 d，降解率分别达到 86.7%、85.4%、8.2%；降解膜 1、降解膜 2 苗期株高比对照分别低 10.0 cm、9.8 cm，降解膜 1、降解膜 2 拔节期株高比对照分别低14.5 cm、13.6 cm，茎粗少 0.9 cm，进入生育后期，影响逐渐缩小。降解膜 3 苗期株高比普通地膜对照低 4.8 cm，拔节期株高较对照低 1.9 cm，进入生育后期，与对照玉米的生长差距逐渐缩小。截至 6 月 12 日降解膜 1、降解膜 2 两处理完全降解，田间杂草危害较重，而降解膜 3 于 8 月 10 日才完全降解，此时玉米已进入抽雄开花期，后期田间杂草危害较轻。

　　2.2 不同处理 0～40 cm 土壤水分变化
　　由表 2 可知，在播期 - 抽雄期，降解膜 0～40 cm 土壤含水量较对照降低 2%～3%，说明降解膜随着作物生育期的推进和覆膜时间的延长，其保墒效果越来越差。进入成熟，作物对水分的吸收和植株蒸腾耗水逐渐降低，加之降水的有效补充（降雨量 34.2 mm），使得各处理土壤含水量逐步增加，并趋于接近。处理间差异不明显。

　　2.3 不同降解地膜材料 0～20 cm 土壤温度变化
　　由表 3 可知，苗期土壤温度表现为：生物降解膜表面泽暗淡、透光性较差，降低了其对太阳光的有效吸收，3 种生物降解地膜与普通地膜相比，0～20 cm 土壤温度减少1.5 ℃左右；拔节 - 抽雄期，降解膜 1 和降解膜 2 处理降解率已达到 85%以上，基本上相当于露地种植，土壤日平均温度也随之降低 5.2 ℃以上；灌浆 - 成熟期玉米基本上覆盖了地膜，地膜的增温作用已减弱，主要是保墒作用，由于太阳光无法直射垄面，加之秋季降水逐渐增多，地温开始降低，各处理地温趋于接近，处理间差异不明显。降解膜 3 由于降解时间接近于普通地膜，因此地膜的作用与普通地膜也比较接近。

　　2.4 不同处理农艺性状与产量构成因素
　　表 4 表明，降解膜处理农艺性状和产量构成因素都次于常规地膜处理。株高、茎粗分别较常规地膜平均减少17.5 cm、0.3 cm，穗长减少 3.2 cm，秃顶平均增加 1.35 cm，穗粒数平均减少 101.5 粒，百粒重降低 3.35 g。

　　2.5 不同处理产量分析结果
　　由表 5 可知，不同生物降解地膜处理产量分别为：7 266.0、7 517.5、8 596.5 kg/hm2，分别较对照减产 35.2%、30.7%和 14.3%。产量结果分析表明，3 种生物降解地膜之间产量差异不显著，而与普通地膜对照相比，达到显著水平。这说明，目前由于生物降解地膜降解时间控制无法确定，造成过早降解，在宁夏南部山区旱作区不能充分发挥地膜的增温保墒作用，造成玉米产量下降。降解膜 3 由于降解时间长，产量减产较少。今后应在生物降解膜工艺上进行改进，使降解地膜的降解时间玉米秋季覆膜生长期相吻合，可有利于提高玉米产量。

　　3、小结与讨论

　　生物降解地膜前期增温、保墒效果和普通地膜相比没有明显差异，均能够满足玉米前期生长发育对水、光、热的要求。但随着生物降解地膜在田间覆盖时间的延长，不同降解期的地膜降解时间不同，降解膜 1、降解膜 2 和降解膜 3分别在玉米播期（4 月 28 日）、拔节前期（5 月 27 日）和大喇叭口期（7 月 15 日）开始降解。随着玉米生育进程的加快和气温的提高，降解膜的降解速度也在加快，其增温、保墒效果已降到不能充分满足玉米生长发育的要求，特别是有效积温基本接近露地，从而影响到玉米产量构成因素，导致玉米产量降低或成熟延迟。降解膜 1、降解膜 2 和降解膜 3 产量分别达到 7 266.0、7 517.5、8 596.5 kg/hm2，较常规覆地膜对照产量减产达 35.2%、30.7%和 14.3%。
 

　　产量结果分析表明，3 种生物降解地膜之间产量差异不显著，而与普通地膜对照相比，达到显著水平。这说明，目前由于生物降解地膜降解时间控制无法确定，造成过早降解，在宁夏南部山区旱作区不能充分发挥地膜的增温保墒作用，造成玉米产量下降。降解膜 3 由于降解时间长，减产较少。今后应在生物降解膜工艺上进行改进，使降解地膜的降解时间玉米秋季覆膜生长期相吻合，可有利于提高玉米产量。

　　参考文献：
　　[1] 邢定生. 可降解地膜试验示范项目实施顺利 [N]. 玉溪日报，2010-08-06.
　　[2] 王星. 可降解地膜的降解特性及其对土壤环境的影响[D]. 西北农林科技大学，2003.
　　[3] 乔海军. 生物全降解地膜的降解过程及其对玉米生长的影响[D].甘肃农业大学，2007.
　　[4] 刘敏. 可生物降解地膜的应用效果及其降解机理研究[D]. 中国矿业大学，2011.