大蒜生物降解地膜筛选试验

尹东燕

（聊城市农业农村局开发区和高新区分局，山东 聊城 252000）

聊城市是山东省大蒜主产区，聊城经济技术开发区尽管只有3个农业街道，但每年种植大蒜达200 hm2以上。目前大蒜种植普遍采用0.004 mm、0.005 mm的PE地膜覆盖，该地膜成本低、破孔操作简易，深受广大蒜农欢迎，但回收困难、残留污染严重。

20世纪70年代末，中国从日本引进了地膜覆盖栽培技术，用以提高农田土壤环境的温度和湿度，防除农田杂草，使农作物的产量得到了大幅度的提高，获得了显著的经济效益[1，2]。研究表明，大蒜采用地膜覆盖可显著提高大蒜生长发育指标，鳞茎质量和抽薹质量显著提高，降低冬季异常低温形成的冻害影响[3-5]。

但地膜的残留污染问题也逐渐引起了各界的注意，20世纪90年代以来，我国研制出BW-6911新型光稳定剂、944聚合型高效光稳定剂，成功生产光降解地膜[6]；进而又研制出光-生物降解地膜技术，这种处理方式使得地膜同时兼备有光降解和微生物降解两种性能，光-生物降解地膜短时间不会对植物、土壤造成破坏，但是长时间使用土壤中塑料颗粒会慢慢增多[7]；现在主要研制生产淀粉型降解地膜，这种降解地膜中淀粉的含量在10%～30%，降解性能好，无残留污染。

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》第六十五条规定：产生秸秆、废弃农用薄膜、农药包装废弃物等农业固体废物的单位和其他生产经营者，应当采取回收利用和其他防止污染环境的措施[8]。《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》（GB/13735-2017）强制性国家标准规定：厚度＜0.01 mm的地膜为不合格产品[9]。生物降解地膜可以彻底降解，不造成土壤污染，在各种作物上均可以使用[10]。生物降解地膜没有厚度限制，在大蒜上使用，破孔操作与同样厚度的PE地膜相同，塑料颗粒最终还能在土壤中彻底降解，不污染土壤，符合国家环保要求[11，12]。

本研究拟筛选适宜聊城经济技术开发区栽培条件下的、性价比较高的大蒜生物降解地膜。

1 材料与方法

1.1 试验时间地点

2020年—2021年，聊城经济技术开发区北城街道范庄村。

1.2 试验用地膜

处理1：0.008 mm生物降解地膜，济南三才塑业有限公司生产；处理2：0.005 mm生物降解地膜1号，山东天壮环保科技有限公司生产；处理3：0.005 mm生物降解地膜2号，山东天壮环保科技有限公司生产；处理4：0.008 mm生物降解地膜，山东清田塑工有限公司生产；CK：0.004 mm PE地膜，山东济宁企鹅塑料制品生产。

1.3 试验方法

试验设1个对照、4个处理、重复3次，小区随机排列。小区宽4 m，长15 m，小区面积60 m2，小区间设保护行。

1.4 调查方法

1.4.1 出苗期调查

播后第6 d开始，每小区5点取样，每点1 m双行，调查出苗率，至全部出苗为止。

1.4.2 叶片数调查

越冬前调查，每小区5点取样，每点1 m双行，调查每株叶片数，统计总株数和平均叶片数。

1.4.3 返青期调查

2021年3月15日起，每4 d调查1次大蒜返青情况，每小区5点取样，每点1 m双行，调查总株数和返青株数，统计返青率。

1.4.4 抽薹率调查

2021年4月21日，每小区5点取样，每点1 m双行，调查总株数和抽薹株数，抽薹标准以花薹可见为准，统计抽薹率。

1.4.5 茎粗调查

2021年4月21日，每小区5点取样，每点1 m双行，调查茎粗，茎粗以地面以上5 cm茎粗为准，用游标卡尺测量。

1.4.6 地膜破损程度调查

2021年3月13日、4月21日，每小区5点取样，每点取1 m2，将一个内边长1 m的木框置于取样点，用相机于正上方拍照。照片用软件ImageJ处理，计算出破损率。

1.4.7 地膜残留率调查

2021年5月26日，每小区5点取样，每点取1 m2，将大蒜地上茎贴地面剪去，收集地面1 m宽、1 m长范围内的残膜，装入封口袋做好标记，带回室内清洗浮土和植物残余，风干称质量，测算地膜残留率。

1.4.8 计产

地膜残留率调查取样点残膜收集后，将蒜头挖出，去土、剪秆、剪根、晾干、称质量。

1.5 统计方法

2 结果与分析

经过对出苗期、越冬前叶片数调查结果进行显著性分析，各处理间无显著差异，主要是越冬前各处理地膜完整无破损，保温保墒效果无差异。

2.1 返青期调查结果

2021年3月19日各小区返青率调查结果，见表1。

表1 2021年3月19日各小区返青率多重比较表 %Tab.1 The multiple comparison of the turnover rate of each community on March 19,2021

由表1可以看出，处理1、处理4与CK差异不显著，处于同一水平；而处理2、处理3与CK差异显著，尤其是处理2与CK差异较大，主要是处理2采用的地膜降解水平较高，尤其是经过漫长冬季的物理作用，其破损程度更甚，对地温保持效果更差。

2021年3月23日各处理返青率无显著差异，主要是短短4 d温度回升较快，各处理几乎全部返青，故返青率差异不显著，其返青率差异主要表现在4月19日的调查结果。

2.2 抽薹率调查结果

2021年4月21日各小区抽薹率调查结果见表2。

表2 2021年4月21日各小区抽薹率多重比较表 %Tab.2 The multiple comparison of bolting rate of each community on April 21,2021

由表2可以看出，处理1、处理3与CK的抽薹率处于同一水平，其抽薹率主要取决于地温，降解速度较慢的处理3和降解速度既慢又厚的处理1，保温效果好，大蒜发育进度快，抽薹率较高；而降解速度快的处理2和处理4则抽薹率较低，尤其是处理2抽薹率不足对照的1/2。

2.3 2021年4月21日茎粗调查结果

2021年4月21日各小区茎粗调查结果见表3。

表3 2021年4月21日各小区茎粗多重比较表 cmTab.3 The multiple comparison of stem diameter of each plot on April 21,2021

由表3可知，各处理茎粗处理1＞处理3＞处理4＞CK＞处理2，总之，因处理2地膜降解破损严重，对茎粗影响较大，后期调查表明，茎粗与蒜头大小密切相关，也就是与产量密切相关。

2.4 地膜破损程度调查

2.4.1 2021年3月13日地膜破损程度调查结果

2021年3月13日各小区地膜破损率结果见表4。

表4 2021年3月13日各小区地膜破损率多重比较表 %Tab.4 The multiple comparison of film damage rate of each community on March 13,2021

由表4可知，处理2和处理4破损率与处理1、处理3及CK差异显著，其顺序为处理2＞处理4＞处理3＞CK＞处理1。此期之前温度较低，其破损原因主要是物理因素引起，由此可见处理2和处理4具有一定的物理降解性能。

2.4.2 2021年4月21日地膜破损程度调查结果

2021年4月21日各小区地膜破损率调查结果见表5。

表5 2021年4月21日各小区地膜破损率多重比较表 %Tab.5 The multiple comparison of film damage rate of each community on April 21,2021

由表5可知，处理1与CK处于同一水平，处理2与处理4处于同一水平，其破损率排序为处理2＞处理4＞处理3＞CK＞处理1。2021年3月13日，地膜破损率平均值处理2、处理4分别为3.43%、3.37%；2021年4月21日，地膜破损率平均值处理2、处理4分别为39.13%、25.37%；处理2随着气温升高，其生物降解作用明显加强，地膜破损率与生物降解作用相关性提高，破损率距离拉开。

2.5 地膜存留率调查结果

收获期各小区地膜留存率调查结果见表6。

表6 收获期各小区地膜留存率多重比较表 %Tab.6 The multiple comparison of film retention rate of each plot in harvest period

由表6可知，处理2地膜留存率最低不足25%，处理4、处理3、处理1留存率超80%，CK留存率近90%。尽管处理3、处理4留存率超80%，但其强度大大降低，在将来的耕作中，会很快破碎降解；处理2留存部分极其细碎脆弱，几乎彻底降解。

2.6 产量调查结果

各小区单产产量调查结果见表7。

由表7可知，处理2产量水平低于其他各处理和CK，主要是地膜降解速度较快，在大蒜春季生长发育过程中作用很小；处理3产量水平最高，主要是因为其降解慢，在大蒜春季生长中作用较大；处理1较厚、降解慢、留存率高、产量水平也较高。

3 讨论与结论

（1）越冬前各处理间各项指标无显著差异，尽管各处理采用地膜有厚度差异，但都没有破损，对大蒜冬前生长发育影响无显著差异。

（2）处理2破损率高、留存率低，大蒜发育进度慢、产量水平低，不适于在大蒜及其他越冬作物上使用。但其降解速度快、无残留污染，某些非越冬作物，如玉米、花生、棉花、露地蔬菜等，其生育期短，缺少漫长冬季的物理降解过程，通过试验验证可以采用。

（3）处理3产量水平高，尽管地膜留存率较高，但残膜强度极弱，在后续耕作活动中，通过机械破损，在经生物降解会很快降解；而且可通过拖拽破孔，破孔用工成本低，最适合大蒜栽培使用。

（4）处理4产量水平与对照持平，其残膜强度也较低，在后续耕作活动中也不会有残留污染，但其厚度为0.008 mm，单位面积成本会高于处理3。

（5）处理1产量水平最高，残留率较高，主要是其残膜强度太高，是否会造成残留污染，需进一步试验验证。

（6）各处理采用的生物降解地膜均可通过拖拽破孔，破孔成本较低，如果其生物降解性能得到验证和保证，除处理2外，其他各处理均可在大蒜上使用。