不同类型全生物降解地膜的性能及在北京鲜食玉米生产上的应用.pdf

2023.8 试验研究近年来袁 农业生产中使用地膜数量不断增加1遥传统的 PE 地膜具有难以降解的缺点袁不能降解的残膜严重污染了土壤环境袁 阻碍了生态环境的持续发展2-4遥 全生物降解地膜可以在使用后降解为二氧化碳尧水和无毒物质袁对环境无污染袁可以有效地解决土壤污染的问题5-6遥 然而袁现在市面上的全生物降解地膜产品很多袁 不同全生物降解地膜在性能和应用效果上都有所不同7遥 此外袁全生物降解地膜一般比普通 PE 地膜单价高袁农户在未认识到全生物降解地膜的应用价值和意义时袁 很少会主动使用全生物降解地膜袁这极大地限制了全生物降解地膜的推广遥 因此袁开展全生物降解地膜试验袁系统地评价不同类型全生物降解地膜的性能及应用效果袁 对促进全生物降解地膜在农业生产中的应用具有重要意义遥 北京是我国北方玉米主产区之一愿遥 鲜食玉米是北京地区的主要玉米类型袁也是重要的经济作物怨遥 因此袁在北京地区进行全生物降解地膜在鲜食玉米生产上的应用研究袁具有重要的现实意义遥 本研究评价了不同类型全生物降解地膜的性能及在北京鲜食玉米生产中的应用效果袁 以期为推广全生物降解地膜提供技术和理论支撑袁促进农业可持续发展遥1材料与方法1.1试验地基本情况试验地位于北京市平谷区马坊镇杈子庄村的北京丰硕园果品产销专业合作社的基地袁 基地占地面积 140 亩遥试验地年均降雨量约为 603.2 mm袁有效积温约为 4 717.4 益袁无霜期 189 d 左右袁土壤为沙壤土遥1.2试验材料与处理供验作物为鲜食玉米袁品种为农科糯 336袁生育期天数约 80 d袁 种子由北京市农林科学院玉米研究中心提供遥 试验共设置了 7 个处理袁包括 2 个对照袁对照分别是覆盖 0.014 mm 普通 PE 地膜渊悦运员冤和不覆盖地膜渊悦运圆冤曰5 个覆盖全生物降解地膜处理分别是覆盖华硕 0.006 mm尧0.008 mm 和 0.01 mm 全生物降解地膜袁海益塑业 0.008 mm 全生物降解地膜和弘睿生物0.01 mm 全生物降解地膜遥具体处理信息包括不同类型全生物降解地膜的性能及在北京鲜食玉米生产上的应用谷艳蓉1柯玉广2张健1李书艳1闫晓志1毛朋举1肖万朋1刘雪东1渊1.北京市平谷区种植业服务中心北京 101200曰2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京 100081冤摘要院为促进全生物降解地膜在鲜食玉米生产上的应用袁本研究以不覆盖地膜和覆盖普通 PE 地膜为对照袁对 缘 种全生物降解地膜的性能及对鲜食玉米生长发育尧产量和相关农艺指标的影响进行评价遥结果表明袁越厚的全生物降解地膜降解越慢尧增温保湿性能越强遥0.01 mm 的全生物降解地膜的增温保湿性能可以与普通 PE 地膜相当曰鲜食玉米在不同全生物降解地膜及普通 PE 地膜覆盖下生育期没有较大差异袁且延长了 5耀6 d 的生育期天数曰较厚的全生物降解地膜通过增加有效的玉米株数尧每株的玉米粒数和单个玉米籽粒重来实现增产作用遥 本研究系统地分析了不同全生物降解地膜的性能和在鲜食玉米生产上的应用效果袁为推广全生物降解地膜提供了技术和理论支撑遥关键词院鲜食玉米曰全生物降解地膜曰产量曰增温保湿曰农业可持续发展作者简介院谷艳蓉渊1979-冤袁女袁硕士袁高级农艺师袁从事农业技术推广工作遥 E-mail院34-试验研究 2023.8地膜原料和提供厂商见表 1遥每个处理的实施面积为 5 亩袁 种植密度为3 300 株/亩袁不设重复遥 所有覆膜处理的覆盖比例为60%袁不同覆膜处理所使用的地膜量不同袁CK1 的覆膜量为 8.72 kg/亩袁 从 M1耀M5 覆膜量依次为 4.98 kg/亩尧6.67 kg/亩尧8.33 kg/亩尧6.62 kg/亩尧8.27 kg/亩遥 不同处理除地膜覆盖不同外袁施肥尧灌溉和除草等其他农事操作均一致遥 具体农事操作包括时间和操作方式见表 2遥 根据各处理下鲜食玉米的成熟期收获玉米遥 具体为在 7 月 28 日收获 CK2袁在 8 月 2 日收获 M1尧M2表 1全生物降解地膜试验处理及地膜原料和提供厂家处理地膜类型原料提供厂家M1华硕 0.006 mm 全生物降解地膜PLA+PBAT保定茂华塑料制品有限公司M2华硕 0.008 mm 全生物降解地膜PLA+PBAT保定茂华塑料制品有限公司M3华硕 0.01 mm 全生物降解地膜PLA+PBAT保定茂华塑料制品有限公司M4海益塑业 0.008 mm 全生物降解地膜PBAT青岛海益塑业有限责任公司M5弘睿生物 0.01 mm 全生物降解地膜PBAT上海弘睿生物科技有限公司CK1覆盖 0.014 mm 普通地膜PE保定茂华塑料制品有限公司CK2无无无表 2农事操作时间及操作方式日期渊月/日冤农事操作操作方式5/15铺膜尧施用底肥采用农业机械进行铺膜袁同时采用条施的方式一次性施用底肥袁施用量为40 kg/亩遥底肥选用科霸复混肥料渊N颐P颐K 为 15颐15颐15冤5/16播种人工穴播6/3灌溉滴灌6/18除草人工拔除垄间较大杂草6/23灌溉滴灌和 M4袁在 8 月 3 日收获 M3尧M5 和 CK1遥1.3调查指标及方法1.3.1地膜上机性能测试利用当地常规覆膜机进行地膜覆盖作业袁 观察地膜在覆膜机正常行走状态下是否存在断裂和粘连等情况遥1.3.2地膜降解情况调查记录各覆膜处理地膜的降解情况袁直至收获或无膜期遥覆膜后每隔 10 d 记录一次各处理地膜裂纹和裂缝的条数尧裂缝的宽度及破碎块数和大小遥 地膜的降解过程可分为诱导期渊地膜出现多处臆2 cm 自然裂缝冤尧开裂期渊地膜出现逸2 cm而约20 cm 自然裂缝冤尧大裂期渊地膜出现逸20 cm 自然裂缝冤尧碎裂期渊地膜出现碎裂袁最大地膜残片面积臆16 cm2冤 和无膜期 渊基本见不到地膜残片冤5 个阶段遥 记录各覆膜处理地膜达到各降解时期的具体天数遥1.3.3地膜增温保湿性能调查测定各处理表层土壤渊0耀10 cm冤的温度和相对湿度袁覆膜后每隔 10 d 观测一次袁直至收获遥每次测量都在上午 9:00 左右进行遥1.3.4作物关键生育时期调查调查不同处理下鲜食玉米出苗尧拔节尧抽雄尧灌浆和成熟的日期袁计算生育期天数遥1.3.5作物产量及相关指标调查在成熟期调查不同处理下鲜食玉米的株高和穗位高遥 收获前在各处理随机选取鲜食玉米有代表性的穗 40耀50 穗袁 测定穗长尧秃尖长尧穗行数尧行粒数尧穗粒重和百粒重遥 最后测量各个处理鲜食玉米的产量及相比不覆盖地膜处理的增产率渊%冤遥2结果与分析2.1上机性能不同地膜在覆膜机正常行走状态下都没有发现断裂和粘连等情况遥 保定茂华塑料制品有限公司提供的华硕0.006 mm 全生物降解地膜偏薄袁 在部分地方由于土壤颗粒太大出现了划破现象遥2.2降解情况普通 PE 地膜直到作物收获一直没有出现裂纹或裂缝遥 从表 3 可以看出袁 使用全生物降解地膜的5 个处理在覆膜后的 40 d 内都没有出现裂纹或裂缝遥 华硕 0.006 mm 全生物降解地膜在覆膜后的第50 天出现了 4 条裂纹袁 而其他 4 个处理均未出现裂纹曰在覆膜后的第 60 天袁海益塑业 0.008 mm 全生物降解地膜出现裂纹和裂缝袁相比华硕 0.008 mm 全生35-2023.8 试验研究物降解地膜更早出现裂纹和裂缝袁 这可能和华硕地膜原料中含有 PLA 有关曰 在覆膜后的第 70 天袁5 个处理均出现不同程度的裂纹尧裂缝和破碎的情况袁破裂情况随地膜厚度增加而降低遥 在收获时 5 个处理不再有裂纹袁但破裂情况加剧遥 总之袁越薄的全生物降解地膜越先出现裂纹和裂缝袁 原料中若包含 PLA可能会推迟地膜破裂的时间遥普通 PE 地膜直到作物收获没有出现降解遥 在调查时间内袁5 个全生物降解地膜没有出现碎裂期和无膜期遥 从表 4 可以看出袁随着地膜厚度的降低袁诱导期尧开裂期和大裂期出现越早袁但不同地膜在相同降解期的持续时间相近遥 海益塑业 0.008 mm 全生物降解地膜达到诱导期的时间早于华硕 0.008 mm 全生物降解地膜袁 与华硕 0.006 mm 全生物降解地膜相近遥 这可能是由于华硕地膜中包含 PLA袁推迟了地膜达到诱导期的时间遥2.3增温保湿性能从表 5 可以看出袁 覆膜后不同覆膜处理的土壤注院各全生物降解地膜覆盖处理下的最后一次地膜降解情况调查时间为收获时期遥野-冶为未调查到相应的地膜降解特征遥表 3全生物降解地膜破碎情况处理覆膜后天数渊d冤裂纹条数裂缝条数裂缝宽度渊mm冤破碎块数破碎大小渊mm冤M110耀40-504-6086170-703525523078-8278125M21040-50-60-702320318078-6254160M31040-50-60-703420224079-5204170M41050-606622-703520515078-5248140M51050-60-703420423078-4205220注院数据调查截止到 8 月 3 日袁在整个调查期间内未发现全生物降解地膜降解到碎裂期或无膜期遥表 4全生物降解地膜达到不同降解期的天数处理诱导期渊d冤开裂期渊d冤大裂期渊d冤M1505661M2546164M3576267M4515963M556616836-试验研究 2023.8温度在各调查时间点均高于不覆膜处理遥 所有覆膜处理的土壤湿度只在覆膜后的第 10 天均高于不覆膜处理袁其余时间点的结果多是低于不覆膜处理袁这主要是由于试验期间的灌溉或自然降雨更大地增加了不覆膜处理的土壤湿度遥 覆膜后第 60 天和 70 天袁华硕 0.006 mm 全生物降解地膜的土壤湿度又稍高于不覆膜处理袁这与该地膜较快降解有关遥 全生物降解地膜在发生破裂降解前袁 其增温和保湿性能大体上随着厚度的增加而增加遥 海益塑业 0.008 mm 全生物降解地膜的增温和保湿性能总体上低于华硕0.008 mm 全生物降解地膜遥整个调查期间的前 60 d袁华硕 0.01 mm 和弘睿 0.01 mm 全生物降解地膜的增温和保湿性能与普通 PE 膜相当袁之后这 圆 种全生物降解地膜进入开裂期袁增温保湿性能降低袁开始不如普通 PE 膜遥 总之袁地膜覆盖可以增加土壤温度和保持土壤湿度袁 越厚的全生物降解地膜其增温保湿性能一般越强袁0.01 mm 的全生物降解地膜在覆膜后的60 d 内其增温保湿性能与普通 PE 膜相当袁随着全生物降解地膜的破碎降解袁其增温保湿性能逐渐降低遥2.4作物生育情况从表 6 可以看出袁 各处理鲜食玉米的播种期和出苗期均为 5 月 16 日和 5 月 23 日遥 不覆膜处理的拔节期尧抽雄期和灌浆期分别为 6 月 11 日尧7 月 1 日和 7 月 7 日袁而不同覆膜处理分别为 6 月 13 日尧7 月5 日和 7 月 12 日袁 相比不覆膜处理分别推迟了 2 d尧4 d 和 5 d遥 不覆膜处理鲜食玉米的成熟期为 7 月28 日遥 华硕 0.006 mm尧0.008 mm 与海益塑业 0.008 mm全生物降解地膜覆盖处理鲜食玉米的成熟期均为8 月 2 日遥 华硕 0.01 mm 和弘睿 0.01 mm 全生物降解地膜与普通 PE 地膜覆盖处理的成熟期均为 8 月 3 日遥覆膜处理相比不覆膜处理成熟期推迟了 5耀6 d遥 不同覆膜处理的生育期相比不覆膜处理延长了 5耀6 d遥 不同全生物降解地膜各处理鲜食玉米的生育进程没有太大差异袁且与普通 PE 膜处理大致相同遥2.5作物产量及其相关指标从表 7 可以看出袁 不同覆膜处理的株高尧 穗位高尧穗长尧穗行数尧行粒数尧穗粒重尧百粒重和产量均高于不覆膜处理袁而空秆率尧倒伏率和秃尖长均低于不覆膜处理遥 华硕 0.006 mm尧0.008 mm 和 0.01 mm全生物降解地膜袁海益塑业 0.008 mm 和弘睿 0.01 mm全生物降解地膜与普通 PE 地膜相对于不覆膜处理分别增产 27.07%尧29.37%尧32.78%尧30.97%尧32.43%37-2023.8 试验研究和33.05%遥0.01 mm 的全生物降解地膜的增产作用及其对相关农艺指标的影响与普通 P