生物降解膜對土壤物理性狀及花生莢果產(chǎn)量的影響

焦坤 陳殿緒 侯敬鋮 許婷婷 吳正鋒 趙紅軍 鄭永美 于天一 沈浦 王才斌

摘要：在大田條件下，以普通地膜PE膜為對照，比較了2017BS、M2351、C2三種生物降解膜覆蓋對土壤物理性狀及花生莢果產(chǎn)量的影響。結果表明，花生生長發(fā)育前期（7月中上旬）各降解膜覆蓋下的土壤溫度和水分含量均高于露地栽培，表現(xiàn)為M2351<2017BS

關鍵詞：花生;生物降解膜;土壤物理性狀;莢果產(chǎn)量

中圖分類號：S565.201文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）12-0064-04

農(nóng)用地膜覆蓋是一項改善農(nóng)作物生長環(huán)境的栽培技術，具有明顯的增溫、保墑、除草、促早熟、增產(chǎn)的效果[1-3]。地膜是一種高分子化合物，極難降解 [4]。殘留地膜造成土壤結構破壞、板結，土壤透氣狀況惡化，破壞了植物根系的吸收能力，降低土壤的肥力水平，甚至引起土壤次生鹽堿化，最終導致土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量下降[5，6]。生物降解地膜不但具有與普通地膜相似的增溫保墑、增產(chǎn)效果，同時在自然條件下因微生物作用而引起降解[7-9]，可有效解決殘膜對土壤環(huán)境污染的問題。因此，發(fā)展綠色環(huán)保的生物降解地膜將是解決農(nóng)田白色污染這一難題的理想途徑?；ㄉ俏覈匾挠土献魑锖徒?jīng)濟作物，生物降解膜在花生上的應用效果研究前人開展過一些試驗。吳正鋒[10]、陳殿緒[11]等研究表明，生物降解膜延遲了花生的出葉速度，側枝數(shù)減少，進而影響到莢果的飽滿度，成熟期的莢果產(chǎn)量和普通地膜相當或略低。生物降解膜的降解效果與土壤中的水、氣和熱條件以及微生物活動分解作用有關[12]，目前生物降解膜對土壤溫度、濕度等土壤理化性質(zhì)研究較少。為此，本課題組采用山東農(nóng)業(yè)大學提供的3種氧化生物降解地膜，研究其對土壤物理性質(zhì)及花生生長發(fā)育的影響，為降解膜在花生上的應用提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗設計

試驗于2017年在萊西市望城鎮(zhèn)山東省花生研究所實驗站（北緯 36°48′47″，東經(jīng)120°30′17″）進行。共設5個處理：以露地起壟為空白對照（CK1），普通PE地膜作對照（CK2），3種氧化生物降解地膜處理，分別為2017BS、M2351和C2。每種地膜播種1壟2行，長度50 m，重復3次。供試花生品種為中早熟大花生花育33，2017年5月7日播種，5月20日花生出苗，9月17日收獲。

1.2?測定項目與方法

成熟期各處理選3穴（6株）典型植株帶回實驗室，測定花生的植株性狀、莢果性狀;每處理選6.66 m2的小區(qū)收獲、晾干、測產(chǎn)， 重復3次。

土壤溫濕度的測定： 分別于出苗期、開花下針期、結莢期和收獲期采用土壤溫濕度記錄儀HH-2測定。

降解膜的降解率： 分別于花生播種前和收獲后稱取5 m長降解膜的重量，由兩者的比值計算出生物降解膜的降解率。

1.3?數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007進行數(shù)據(jù)整理及作圖，SAS10.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和多重比較。

2?結果與分析

2.1?各種地膜對土壤溫度的影響

花生播種后5 d，各降解膜和普通地膜覆蓋下的土壤（0～5 cm）溫度均比露地栽培高5.3℃左右。播種后18 d，各降解膜處理土壤溫度高于露地栽培（CK1），不同降解膜處理間比較， M2351<2017BS<C2，普通地膜（CK2）的土壤溫度最高。播種后52 d，降解膜M2351、2017BS和露地栽培的土壤溫度差異不顯著，均低于降解膜C2和普通地膜處理，這可能與降解膜開始降解有關。播種后75 d至花生成熟期各處理間溫度差異不顯著。

2.2?各種地膜對土壤水分的影響

播種后5 d，各地膜處理之間土壤水分含量差異不顯著（由于播種前后天氣特別干旱，覆膜對土壤水分影響不大）。播種后18 d，各覆膜處理的土壤（0～5 cm）水分含量顯著高于露地栽培， 2017BS、M2351和C2降解膜處理相差不大，普通地膜處理的土壤含水量最高。播種后52 d，2017BS、M2351和露地栽培的土壤水分含量相差不大，低于C2降解膜和普通地膜。播種后75 d至花生成熟期，降解膜2017BS、M2351、C2和普通膜處理差異不顯著，三種降解膜處理的土壤水分依次為2017BS>M2351>C2。

2.3?各種地膜對成熟期土壤物理性狀的影響

由表1看出，花生成熟收獲期覆膜處理的土壤容重略高于露地栽培，但差異未達顯著水平，其中降解膜2017BS和M2351處理的土壤容重稍低，普通膜和C2膜的土壤容重較高。露地栽培土壤總孔隙度略高于覆膜處理，各處理間差異均不顯著。表明降解膜處理對花生成熟期土壤的容重和孔隙度影響不大。

2.4?各種地膜對花生成熟期莢果產(chǎn)量的影響

降解膜處理的花生產(chǎn)量低于普通膜處理，其中降解膜2017BS的花生莢果產(chǎn)量比普通地膜處理低920.1 kg/hm2，減產(chǎn)24.9%，差異達顯著水平;降解膜M2351莢果產(chǎn)量比普通膜低10.8%，降解膜C2莢果產(chǎn)量比對照增產(chǎn)1.9%，兩降解膜M2351及C2處理與普通膜處理間差異不明顯。

2.5?不同降解地膜的降解效果

通過田間觀察發(fā)現(xiàn)，花生出苗期（播種后14 d），降解膜2017BS和M2351容易破碎。播種后50 d，普通地膜未出現(xiàn)橫向裂紋，而各降解膜出現(xiàn)不同程度的降解，膜的表面出現(xiàn)或大或小的橫向裂紋，從降解膜的裂解紋大小來看，2017BS的降解幅度最大，其次是M2351，C2出現(xiàn)少許橫向裂紋?；ㄉ墒炱冢?月9日）普通地膜未出現(xiàn)裂紋，降解膜2017BS和M2351已經(jīng)降解成碎片，而C2還只是出現(xiàn)橫向裂紋，并未降解成碎片。測定結果表明，降解膜2017BS和M2351降解率分別為98.04%和98.53%，兩種降解膜在土壤中殘存量少，降解效果好;花生成熟期殘留在土壤中的C2降解膜重量遠大于其他兩種降解膜，降解率僅為27.16%，降解效果較差（表2）。

3?討論與結論

3.1?降解地膜對土壤物理性狀的影響

土壤物理性質(zhì)會顯著影響作物根系生長、分布和生理功能。凌紅波等[12]研究表明，全生物降解膜的使用可有效提高土壤水分，起到調(diào)溫保墑的作用，同時對試驗區(qū)土壤肥力也有一定的改善。本研究發(fā)現(xiàn)，花生播種后0～50 d，降解膜的增溫保水性能地低于普通地膜但高于露地栽培，75 d后各處理間差異不明顯;幾種降解膜比較，花生生育前期2017BS和M2351的增溫保水性能略低，C2較好，播種75 d至花生成熟期，三種降解膜處理的土壤水分依次為2017BS>M2351>C2，這可能由于本年度花生生育后期雨水較多，2017BS、M2351降解膜的降解效果好，增加了雨水入滲，土壤含水量高，C2降解效果差，雨水入滲少，土壤含水量低，賴添奎等[13]也得出相似結論。降解膜處理對花生成熟期土壤容重和孔隙度影響不大，覆膜處理對土壤理化性質(zhì)的影響可能與花生生育期、灌溉措施有關。

3.2?降解地膜對花生植株性狀及產(chǎn)量的影響

蘇玉香[14]研究表明，雙解膜處理的花生產(chǎn)量高于普通膜處理; 吳正鋒等[10]研究表明，降解膜處理的花生莢果產(chǎn)量略低于普通膜處理。本試驗結果表明，不同降解膜對花生產(chǎn)量的影響不同，降解膜C2處理產(chǎn)量與普通膜相近，但是降解效果差;降解膜2017BS降解效果好，產(chǎn)量降低顯著;降解膜M2351產(chǎn)量與普通膜差異不顯著，降解效果較好。

3.3?降解地膜的降解效果

播種后50 d，各降解膜出現(xiàn)不同程度的降解，膜的表面出現(xiàn)或大或小的橫向裂紋，從降解膜的裂解紋大小來看， 2017BS裂紋最多，其次是 M2351，C2僅出現(xiàn)少許橫向裂紋 ?；ㄉ墒炱冢?月9日）普通地膜未出現(xiàn)裂紋，降解膜2017BS和M2351已經(jīng)降解成碎片，而降解膜C2還只是出現(xiàn)橫向裂紋，并未降解成碎片。3種降解膜的降解速率為 ?M2351> 2017BS>C2。

綜上所述，花生播種-出苗期間，花生播種后0～50 d，降解膜的增溫保水性能低于普通地膜但高于露地栽培，50 d后各處理間溫濕度相差不大。降解膜2017BS與M2351處理莢果產(chǎn)量均低于普通地膜，其中2017BS處理差異達顯著水平，而M2351處理差異則不顯著，這兩種降解膜在土壤中殘存量少，降解效果好。但降解膜2017BS和M2351容易破裂，不易實現(xiàn)機械化覆膜，建議今后增加膜的韌性;降解膜C2莢果產(chǎn)量與普通膜相近，但殘留量較大，降解效果較差。

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