生物降解地膜与普通地膜在芋头上的应用效果对比

孙 玉 , 陈维娟， 蔡志林， 陈 欣

(泰兴市农业科学研究所， 江苏 泰兴 225400)

随着现代农业的发展，地膜覆盖栽培已成为调节土壤温湿度、抑制杂草生长、促进作物增产的重要措施[1]，尤其在芋头、花生、马铃薯等地下作物栽培上应用更为广泛[2]。普通地膜的主要化学成分是聚乙烯[3], 其降解速度特别慢, 有的甚至在耕翻后可在田间残留上百年，造成土壤环境恶化、作物产量降低等危害。生物降解膜的应用是解决普通地膜问题的最佳措施，有研究表明，生物降解膜既可一定程度上提高作物产量、抑制杂草生长，又能在一定时间内分解为CO2和水等[4]。芋头是泰兴市及周边县市重要的经济作物之一，且其高产栽培方式以起垄覆膜为主[5]，泰兴市农业科学研究所近年来联合江苏中科金龙化工公司和南通龙达生物新材料科技公司，开展了生物降解膜在芋头上的应用，促进芋头产业的可持续发展。为检验和明确生物降解膜的覆盖与降解效果，从而为其大面积应用提供科学依据，通过设置多种生物降解膜、普通黑膜、普通白膜等进行了对比试验，现将试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在泰兴市农业科学研究所(32°15′47″N、120°0′23″ E)进行，试验地为沙土、地势平坦、排灌良好、肥力中等均匀，前茬水稻，2020年3月25日前施用腐熟猪粪肥60 t/hm2后耕翻，3月30日施45%硫基高效复合肥750 kg/hm2后起垄，包墒垄宽100 cm。

1.2 试验材料

试验芋头品种为泰兴香荷芋。

1.3 试验设计

试验设7个处理，处理1：PPC生物降解膜；处理2：二氧化碳基全生物降解白色地膜；处理3：二氧化碳基全生物降解黑色地膜1号；处理4：二氧化碳基全生物降解黑色地膜2号；处理5：0.08 mm普通黑膜；处理6：0.08 mm普通白膜；处理7(CK)：露地不覆膜。采用单因素随机区组排列，重复3次，小区面积20 m2。机械垄作栽培，每小区5垄，长4 m。四周设置保护行。

1.4 试验经过

2020年4月2日放样划区，4月3日播种。黑膜化除后覆膜破膜播种，白膜播种后化除覆膜(选择早晨或傍晚及时破膜放苗)，无膜区直接播种化除，除药剂用二甲戊灵(施田补)3 L/hm2，其他栽培管理措施各处理一致。试验期间调查生育期、苗情与长势以及监测地膜降解情况；分别于2020年6月18日、7月23日、8月16日(即芋头的6叶期、10叶期和14叶期)对长势较为一致的5棵植株进行考查，分别测定植株的根数、绿叶数、株高、假茎粗、单株叶面积和地上部鲜重，当地下部开始膨大进入成熟期后，于11月3日对各小区的球茎重和平均子芋重进行测定。

2 结果与分析

2.1 生育期

从表1看出，同期播种条件下，处理1～处理6即所有覆膜处理的出苗、齐苗均明显早于露地栽培。芋头成熟期相对其他作物而言显得较为模糊，但伴随其地上营养叶逐渐衰老、叶片开始枯黄及地下部由快速充实转为缓慢增重的时间，将其确定为成熟期。露地栽培的成熟期明显早于所有地膜覆盖处理，全生育期也明显少于所有地膜覆盖处理。

表1 不同处理芋头的生育期

2.2 苗情与长势

从表2可知，芋头6叶期、10叶期和14叶期的单株叶面积、地上部鲜重以及10叶期和14叶期的球茎重等植株性状指标，地膜覆盖处理均优于露地栽培。其中，6叶期处理5和处理6的假茎粗、球茎重和地上部鲜重均优于其余处理；10叶期处理5的单株叶面积、地上部鲜重、球茎重和子芋重均明显优于其余处理。14叶期处理4和处理5的单株叶面积、地上部鲜重、球茎重和平均子芋重均明显优于其余处理。

表2 不同处理芋头6叶期、10叶期和14叶期的植株性状

2.3 子孙芋产量

从表3看出，子孙芋产量所有覆膜处理的均高于露地处理，其中，处理5的单产最高，为14 156.7 kg/hm2，较CK增产50.79%；其次是处理1，为12 535.1 kg/hm2，较CK增产33.73%。经方差分析，区组间F=0.96F0.01=4.82，表明试验设计合理，结果可靠。经多重比较，处理5和处理1较CK增产达极显著水平；处理6、处理3、处理4均较CK增产达显著水平，处理2与CK间差异不显著。

表3 不同处理芋头的子芋产量

2.4 地膜降解监测情况

从表4可知，处理1的膜虽然开裂较早，但碎裂期和无膜期最为滞后，处理2的膜开裂期、大裂期、碎裂期和无膜期均最早，处理3与处理4间差异不大。

表4 地膜降解期监测记载 月/日

3 结论与讨论

研究结果表明，不同类型地膜覆盖芋头处理均可以促进早发壮苗，出苗、苗情长势均明显优于露地栽培。从长势和产量来看，普通黑膜处理的长势和产量均明显优于其他处理， PPC生物降解膜处理的产量为12 535.1 kg/hm2，较露地栽培显著增产33.73%，略低于普通黑膜覆盖栽培，高于普通白膜覆盖栽培。从地膜的降解监测记载看，二氧化碳基全生物降解黑色地膜1号和2号具有较好的降解效果，且芋头产量分别为12 200.1 kg/hm2和12 166.8 kg/hm2，较露地栽培分别显著增产30.01%和29.66%。二氧化碳基全生物降解白色地膜的开裂、碎裂和无膜期时间早，即其降解速度明显快于其他降解膜，使得该处理的苗情长势和产量弱于其他覆膜处理，较露地栽培处理也无明显优势。PPC生物降解膜的降解速度最为迟缓，即在芋头生育期间其保温保湿维持时间较普通黑膜更为接近，可以有效提升芋头产量，建议进一步研究其增产效果。所有生物降解膜处理相对普通黑膜和普通白膜覆盖处理并无增产优势，这可能是由于生物降解膜在陆续降解过程中，对土壤的增温保墒效果并不优于普通黑膜和普通白膜有关，这与谢吉先等[2，6]在花生作物上的研究结果一致，但综合考虑生态效应，PPC生物降解膜具有极大的潜力可以用于替代普通地膜。