论文部分内容阅读
摘 要 普通农用地膜为“白色污染”污染源之一，对农田生态环境造成严重危害，可降解地膜而作为普通地膜的替代品，使用量逐渐加大。为了研究全生物可降解地膜对“土壤—植物”系统的影响，设计了9种全生物可降解地膜和普通地膜覆盖栽培玉米的田间试验。结果表明，可降解地膜与普通地膜相比，对玉米产量影响不大，减产3.0%～16.4%；从玉米大喇叭口期到玉米成熟期，地膜对土壤温度的影响不大，各种地膜覆盖土壤平均温度相差不到1℃；不同降解膜在降解速度、降解程度上存在差异，J3降解速度最快，从诱导期到大裂期仅30 d；覆膜150 d后，各种可降解地膜均未进入无膜期；由于降解膜易破裂、透光性好，在杂草控制上不及普通地膜效果好。杂草生物量由低到高的排序为：CK 关键词 可降解地膜；玉米；覆盖栽培；“土壤—植物”系统；影响
中图分类号：S154.4 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.25.011
知网出版网址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20161010.0949.013.html 网络出版时间：2016-10-10 9：49：00
地膜具有提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的作用。1978年我国从日本引进地膜覆盖技术[1]，促进了我国传统农业向现代农业的转型。近二三十年来，农用地膜的应用和发展迅速，增产、增收效果显著。2014年重庆农膜使用量4.38万t[2]。但是，在促进农业增产、增收的同时，由于普通地膜薄、降解难度大，在农业耕地中地膜残留量日益剧增，对土壤结构、土壤肥力以及农业耕种等造成严重危害。为防治地膜带来的“白色污染”，2015年4月，农业部正式提出“一控、两减、三基本”的农业污染治理目标。“一控”，指控制农业用水的总量，要划定总量的红线和利用系数率的红线；“两减”，指把化肥、农药的施用总量减下来；“三基本”，指针对畜禽污染处理问题、地膜回收问题、秸秆焚烧的问题，采取有关措施，通过资源化利用的办法从根本解决好这个问题。
围绕地膜资源化利用这一目标，开展替代传统地膜的可降解地膜在作物生产中的应用研究具有重要意义。近年来，可降解地膜田间应用研究日益增多[3-6]，这些研究结果均表明，与普通地膜相比，可降解地膜对作物生育期、农艺性状、病虫害发生及经济效益等没有严重影响，同时可有效减少地膜残留量，对农业生态环境改善有良好促进作用。本文通过对比全生物可降解地膜和普通地膜对土壤温度、可降解地膜降解情况、地膜控杂草能力及作物产量的影响，研究全生物可降解地膜在玉米田间应用的适应性，以期为可降解地膜在重庆地区的推广应用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验地自然条件
试验地块位于重庆市渝北区玉峰山镇龙井村，北纬29.6955?，东经106.6670?，属于丘陵山区亚热带湿润季风气候，年降雨量1100 mm，年平均气温17.3℃，最高气温40℃，最低气温-2℃。年光照1340 h，相对湿度75%。土壤属于半沙半泥土，质地属于中壤，土壤肥力中等。
1.2 试验材料
供试地膜包括9种全生物可降解地膜和1种普通PE地膜，其中9种全生物可降解地膜分别为J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9，分别由9个企业提供。
供试植物为春季糯玉米（京科糯2000），种子由重庆市渝北区农业技术推广站提供。
1.3 试验设计
试验设11个处理，其中可降解地膜处理9个，普通地膜对照处理1个（CK），详见表1。每个处理设3个重复，随机排列。小区长55 m、宽1 m，面积55 m2。
1.4 试验田间管理
玉米育苗移栽完成后，采用人工覆膜的方式进行覆膜，覆盖比例70%，覆膜后立即破膜放苗。每个重复灌水总量约为0.18 t。
玉米吐丝期采用单株一穗的方法进行定穗，即每小区240株、240穗。
1.5 观察指标及方法
通过目测法、仪器测定法和定期记录进行试验数据采集。
1.5.1 土壤温度
采用QT-T03纽扣温湿度记录仪进行测定。在每个处理土壤0～15 cm深度處放置1个温度仪，每隔1 h测定1次。
1.5.2 可降解地膜降解情况
定期对地膜进行观测，在覆膜后前60 d，每10 d观测1次；覆膜后61～85 d，每5 d观测1次；覆膜后86～105 d，每3 d观测1次；覆膜后106～125 d，每5 d观测1次，覆膜后126～180 d，每10 d观测1次。
地膜降解情况采用以下级别术语，其判定标准如下。（1）始裂期：膜面发现裂口；（2）初裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中3个点膜面出现裂口（裂口数量≥1个），裂口长度≥1 cm；（3）开裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中4个点膜面出现裂口（裂口数量≥3个），裂口长度≥5 cm；（4）大裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中5个点膜面出现裂口（裂口数量≥4个），裂口长度≥10 cm；（5）无膜期：100%地面无肉眼可见地膜。上述判定标准不包括风力和人为破坏。
1.5.3 作物产量及其构成要素
取样方法：每个重复随机抽取10个成熟玉米穗，分别测定穗粒数和百粒重，然后按照公式推算理论产量和单产。
小区理论产量（kg）=收获穗数（穗）×穗粒数（粒）×百粒重（g）×10-5×85%。
667 m2折合产量（kg）=小区理论产量×667（m2）/小区面积（m2） 1.5.4 杂草情况
采用观测和称量法直接测定杂草重量。每个处理选其中1个重复，以某窝玉米为中心，1 m×1 m范围设置样方，测定杂草生物量（鲜重）。
2 结果与分析
2.1 可降解地膜降对土壤温度的影响
图1～图9为从5月12日到玉米收获时覆盖降解地膜对土壤日平均温度的影响。从图中可以看出，各种地膜对土壤温度的影响趋势基本一致，J2土壤日平均温差较大，J9日平均温差最小。图10为普通PE地膜覆盖（CK）对土壤日平均温度的影响。
图11为从5月12日至玉米收获时土壤的平均温度，从图中可以看出，不同的可降解地膜对土壤平均温度有一定影响。除个别可降解地膜外，普通PE地膜覆盖（CK）的土壤温度高于可降解地膜覆盖的土壤温度。覆盖J2可降解膜的土壤平均温度最高，为23.72℃，覆盖J9可降解膜的土壤平均温度最低，为22.76℃，但是2种地膜覆盖玉米土壤平均温度仅相差0.96℃，说明从玉米大喇叭口期到玉米成熟期，地膜对土壤温度的影响不大。
2.2 可降解地膜降解情况
除个别地膜因杂草顶破地膜造成无法准确观测地膜降解情况外，通过观察记录可降解地膜降解情况（表2）可以发现，J1、J2、J3、J5这4种可降解地膜诱导期较短且仅相差1 d；诱导期最长的为J6，在玉米成熟时才开始降解，所需时间为82 d。降解地膜从诱导期到大裂期所需时间最短的为J3，需要30 d，表明其降解速度相对较快。截至8月26日，可降解地膜覆膜天数均大于150 d，但所有可降解地膜均未进入无膜期，其中J8处于开裂期，J6、J7处于大裂期，其余可降解地膜残留情况如下：J4（40%）=J9（40%） 2.3 可降解地膜控杂草情况
从各处理杂草生长情况表（表3）可以看出，各覆膜处理中均生长大量杂草，杂草种类有1～3种不等。杂草平均株高由低到高排序为：CK 2.4 玉米产量情况
各处理玉米产量情况见表4。玉米产量由高到低的顺序为：CK>J1>J7>J4>J5>J6>J9>J3>J2>J8>L。从排序我们可以看出，覆膜玉米产量明显高于未覆膜玉米产量。说明地膜使用对玉米增产有一定效果。对比普通地膜覆盖和可降解地膜覆盖玉米产量可以发现，普通地膜覆盖玉米产量高于可降解地膜覆盖玉米产量，产量差最大值为87.8 kg，产量差最小值为16.3 kg，可降解地膜处理每667 m2减产3.0%～16.4%。
3 小结
（1）全生物可降解地膜应用有可行性。地膜的主要作用是保水保墒，在相同条件下，全生物可降解地膜覆盖产量比裸地产量高，每667 m2理论产量高16.3～87.8 kg。虽然全生物可降解地膜覆盖产量比普通地膜覆盖产量低，但差异不大，每667 m2减产3.0%～16.4%，同时全生物可降解地膜对农业生态环境污染小，因此推广应用全生物可降解地膜具有一定的可行性。
（2）全生物可降解地膜生产配方有待改进。全生物可降解地膜应用的宗旨是减少地膜残留田间造成的土壤肥力下降、土壤板结等生态环境问题，因此在不影响作物产量的情况下，通过改进全生物可降解地膜生产配方，促进全生物可降解地膜在有限的时间周期内达到最好的降解效果至关重要。
参考文献：
[1] 徐迪新，徐翔.中国直播稻、移栽稻的演变及播种技术的发展[J].中国稻米，2006（3）：6-9.
[2] 重庆市统计局，国家统计局重庆调查总队.重庆统计年鉴-2015[M].北京：中国统计出版社，2015.
[3] 刘群，穆兴民，袁子成，等.生物降解地膜自然降解过程及其对玉米生长发育和产量的影响[J].水土保持通报，2011，31（6）：126-129.
[4] 成胤，刘烺，聂祥友.不同地膜在玉米生产上的应用比较研究[J].云南农业科技，2013（6）：12-14.
[5] 杨玉姣，黄占斌，闫玉敏，等.可降解地膜覆盖对土壤水温和玉米成苗的影响[J].农业环境科学学报，2010，29（B03）：10-14.
[6] 刘莉，刘勇，杨永花，等.生物可降解地膜在烤烟生产中的应用研究[J].安徽农学通报，2014（19）：24-25.
（责任编辑：丁志祥）
中图分类号：S154.4 文献标志码：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2016.25.011
知网出版网址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20161010.0949.013.html 网络出版时间：2016-10-10 9：49：00
地膜具有提高土壤温度，保持土壤水分，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的作用。1978年我国从日本引进地膜覆盖技术[1]，促进了我国传统农业向现代农业的转型。近二三十年来，农用地膜的应用和发展迅速，增产、增收效果显著。2014年重庆农膜使用量4.38万t[2]。但是，在促进农业增产、增收的同时，由于普通地膜薄、降解难度大，在农业耕地中地膜残留量日益剧增，对土壤结构、土壤肥力以及农业耕种等造成严重危害。为防治地膜带来的“白色污染”，2015年4月，农业部正式提出“一控、两减、三基本”的农业污染治理目标。“一控”，指控制农业用水的总量，要划定总量的红线和利用系数率的红线；“两减”，指把化肥、农药的施用总量减下来；“三基本”，指针对畜禽污染处理问题、地膜回收问题、秸秆焚烧的问题，采取有关措施，通过资源化利用的办法从根本解决好这个问题。
围绕地膜资源化利用这一目标，开展替代传统地膜的可降解地膜在作物生产中的应用研究具有重要意义。近年来，可降解地膜田间应用研究日益增多[3-6]，这些研究结果均表明，与普通地膜相比，可降解地膜对作物生育期、农艺性状、病虫害发生及经济效益等没有严重影响，同时可有效减少地膜残留量，对农业生态环境改善有良好促进作用。本文通过对比全生物可降解地膜和普通地膜对土壤温度、可降解地膜降解情况、地膜控杂草能力及作物产量的影响，研究全生物可降解地膜在玉米田间应用的适应性，以期为可降解地膜在重庆地区的推广应用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验地自然条件
试验地块位于重庆市渝北区玉峰山镇龙井村，北纬29.6955?，东经106.6670?，属于丘陵山区亚热带湿润季风气候，年降雨量1100 mm，年平均气温17.3℃，最高气温40℃，最低气温-2℃。年光照1340 h，相对湿度75%。土壤属于半沙半泥土，质地属于中壤，土壤肥力中等。
1.2 试验材料
供试地膜包括9种全生物可降解地膜和1种普通PE地膜，其中9种全生物可降解地膜分别为J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、J9，分别由9个企业提供。
供试植物为春季糯玉米（京科糯2000），种子由重庆市渝北区农业技术推广站提供。
1.3 试验设计
试验设11个处理，其中可降解地膜处理9个，普通地膜对照处理1个（CK），详见表1。每个处理设3个重复，随机排列。小区长55 m、宽1 m，面积55 m2。
1.4 试验田间管理
玉米育苗移栽完成后，采用人工覆膜的方式进行覆膜，覆盖比例70%，覆膜后立即破膜放苗。每个重复灌水总量约为0.18 t。
玉米吐丝期采用单株一穗的方法进行定穗，即每小区240株、240穗。
1.5 观察指标及方法
通过目测法、仪器测定法和定期记录进行试验数据采集。
1.5.1 土壤温度
采用QT-T03纽扣温湿度记录仪进行测定。在每个处理土壤0～15 cm深度處放置1个温度仪，每隔1 h测定1次。
1.5.2 可降解地膜降解情况
定期对地膜进行观测，在覆膜后前60 d，每10 d观测1次；覆膜后61～85 d，每5 d观测1次；覆膜后86～105 d，每3 d观测1次；覆膜后106～125 d，每5 d观测1次，覆膜后126～180 d，每10 d观测1次。
地膜降解情况采用以下级别术语，其判定标准如下。（1）始裂期：膜面发现裂口；（2）初裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中3个点膜面出现裂口（裂口数量≥1个），裂口长度≥1 cm；（3）开裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中4个点膜面出现裂口（裂口数量≥3个），裂口长度≥5 cm；（4）大裂期：每个处理随机取5个点，每个点10 m，其中5个点膜面出现裂口（裂口数量≥4个），裂口长度≥10 cm；（5）无膜期：100%地面无肉眼可见地膜。上述判定标准不包括风力和人为破坏。
1.5.3 作物产量及其构成要素
取样方法：每个重复随机抽取10个成熟玉米穗，分别测定穗粒数和百粒重，然后按照公式推算理论产量和单产。
小区理论产量（kg）=收获穗数（穗）×穗粒数（粒）×百粒重（g）×10-5×85%。
667 m2折合产量（kg）=小区理论产量×667（m2）/小区面积（m2） 1.5.4 杂草情况
采用观测和称量法直接测定杂草重量。每个处理选其中1个重复，以某窝玉米为中心，1 m×1 m范围设置样方，测定杂草生物量（鲜重）。
2 结果与分析
2.1 可降解地膜降对土壤温度的影响
图1～图9为从5月12日到玉米收获时覆盖降解地膜对土壤日平均温度的影响。从图中可以看出，各种地膜对土壤温度的影响趋势基本一致，J2土壤日平均温差较大，J9日平均温差最小。图10为普通PE地膜覆盖（CK）对土壤日平均温度的影响。
图11为从5月12日至玉米收获时土壤的平均温度，从图中可以看出，不同的可降解地膜对土壤平均温度有一定影响。除个别可降解地膜外，普通PE地膜覆盖（CK）的土壤温度高于可降解地膜覆盖的土壤温度。覆盖J2可降解膜的土壤平均温度最高，为23.72℃，覆盖J9可降解膜的土壤平均温度最低，为22.76℃，但是2种地膜覆盖玉米土壤平均温度仅相差0.96℃，说明从玉米大喇叭口期到玉米成熟期，地膜对土壤温度的影响不大。
2.2 可降解地膜降解情况
除个别地膜因杂草顶破地膜造成无法准确观测地膜降解情况外，通过观察记录可降解地膜降解情况（表2）可以发现，J1、J2、J3、J5这4种可降解地膜诱导期较短且仅相差1 d；诱导期最长的为J6，在玉米成熟时才开始降解，所需时间为82 d。降解地膜从诱导期到大裂期所需时间最短的为J3，需要30 d，表明其降解速度相对较快。截至8月26日，可降解地膜覆膜天数均大于150 d，但所有可降解地膜均未进入无膜期，其中J8处于开裂期，J6、J7处于大裂期，其余可降解地膜残留情况如下：J4（40%）=J9（40%）
从各处理杂草生长情况表（表3）可以看出，各覆膜处理中均生长大量杂草，杂草种类有1～3种不等。杂草平均株高由低到高排序为：CK
各处理玉米产量情况见表4。玉米产量由高到低的顺序为：CK>J1>J7>J4>J5>J6>J9>J3>J2>J8>L。从排序我们可以看出，覆膜玉米产量明显高于未覆膜玉米产量。说明地膜使用对玉米增产有一定效果。对比普通地膜覆盖和可降解地膜覆盖玉米产量可以发现，普通地膜覆盖玉米产量高于可降解地膜覆盖玉米产量，产量差最大值为87.8 kg，产量差最小值为16.3 kg，可降解地膜处理每667 m2减产3.0%～16.4%。
3 小结
（1）全生物可降解地膜应用有可行性。地膜的主要作用是保水保墒，在相同条件下，全生物可降解地膜覆盖产量比裸地产量高，每667 m2理论产量高16.3～87.8 kg。虽然全生物可降解地膜覆盖产量比普通地膜覆盖产量低，但差异不大，每667 m2减产3.0%～16.4%，同时全生物可降解地膜对农业生态环境污染小，因此推广应用全生物可降解地膜具有一定的可行性。
（2）全生物可降解地膜生产配方有待改进。全生物可降解地膜应用的宗旨是减少地膜残留田间造成的土壤肥力下降、土壤板结等生态环境问题，因此在不影响作物产量的情况下，通过改进全生物可降解地膜生产配方，促进全生物可降解地膜在有限的时间周期内达到最好的降解效果至关重要。
参考文献：
[1] 徐迪新，徐翔.中国直播稻、移栽稻的演变及播种技术的发展[J].中国稻米，2006（3）：6-9.
[2] 重庆市统计局，国家统计局重庆调查总队.重庆统计年鉴-2015[M].北京：中国统计出版社，2015.
[3] 刘群，穆兴民，袁子成，等.生物降解地膜自然降解过程及其对玉米生长发育和产量的影响[J].水土保持通报，2011，31（6）：126-129.
[4] 成胤，刘烺，聂祥友.不同地膜在玉米生产上的应用比较研究[J].云南农业科技，2013（6）：12-14.
[5] 杨玉姣，黄占斌，闫玉敏，等.可降解地膜覆盖对土壤水温和玉米成苗的影响[J].农业环境科学学报，2010，29（B03）：10-14.
[6] 刘莉，刘勇，杨永花，等.生物可降解地膜在烤烟生产中的应用研究[J].安徽农学通报，2014（19）：24-25.
（责任编辑：丁志祥）