白娜玲，張海韻，張翰林，鄭憲清，李雙喜，張娟琴，何宇，呂衛(wèi)光*

（1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海 201403；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部上海農(nóng)業(yè)環(huán)境與耕地保育科學(xué)觀測試驗(yàn)站，上海201403；3.上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，上海201403；4.上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201403；5.上海海洋大學(xué)海洋生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，上海201306）

地膜覆蓋栽培是常見的農(nóng)藝措施，具有增溫保墑、防治病蟲草害、促進(jìn)作物早熟增產(chǎn)的效果。20 世紀(jì)70 年代，農(nóng)用地膜覆蓋技術(shù)被引入中國并迅速推廣應(yīng)用，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的物質(zhì)生產(chǎn)資料之一。地膜覆蓋技術(shù)能使糧食作物增產(chǎn)20%～35%，經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn)20%～60%[1]。地膜覆蓋還有利于土壤微生物的繁殖，對具有生態(tài)防控和促生功能的有益細(xì)菌具有積聚效果[2]。目前，我國地膜覆蓋面積和用量均居世界第一，地膜使用量約占世界總量的90%。山東、新疆、河南、四川等地區(qū)地膜用量大且使用強(qiáng)度高，上海、天津、北京等地由于耕地少導(dǎo)致地膜使用強(qiáng)度也很大[3]。

傳統(tǒng)地膜在自然條件下降解性能極差，且我國地膜回收率不到60%。大量殘膜存留于耕地中，可能會：（1）破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響農(nóng)作物的種植與生長；（2）殘膜回收困難，勞動強(qiáng)度大；（3）影響后續(xù)農(nóng)田生產(chǎn)作業(yè)；（4）影響秸稈再次資源化利用；（5）焚燒地膜會釋放有害氣體，威脅人類健康。地膜殘留會導(dǎo)致土壤水分下滲和上滲系數(shù)降低，不利于根系對土壤深層水的吸收利用，從而造成減產(chǎn)[4]。姜益娟等[5]通過棉田土壤殘膜狀況調(diào)查及田間微區(qū)試驗(yàn)、盆栽模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)殘膜使株齡數(shù)減少0.8～1.0 個(gè)，棉花產(chǎn)量降低7.3%～21.6%。馬輝[6]指出地膜殘膜對玉米形態(tài)產(chǎn)生影響，尤其是早期玉米的生長發(fā)育。發(fā)展殘膜回收技術(shù)與裝備后續(xù)的推廣應(yīng)用難度較大，因此，污染物阻控技術(shù)是從源頭保障生態(tài)質(zhì)量的重要措施。發(fā)展可降解地膜成為解決“白色污染”的重要途徑。調(diào)整可降解地膜材料配比，可在保證作物產(chǎn)量的同時(shí)，達(dá)到地膜隨作物生育期同步降解的效果[7]。此外，生物可降解地膜在持續(xù)崩解過程中可為土壤微生物提供養(yǎng)分，促進(jìn)微生物碳代謝、生物多樣性、作物高產(chǎn)，且在降雨少的年份效果尤為明顯[8]。但也有研究指出，與普通白色地膜相比，黑色地膜、生物可降解地膜處理下花生產(chǎn)量分別減少17%和9%[9]。由于作物種類、區(qū)域氣候條件、地膜特性等差異，可降解地膜對作物的影響也不盡相同[10]。

以往的研究重點(diǎn)大多在于地膜覆蓋過程中的保溫保墑、土壤養(yǎng)分、增產(chǎn)效果等[11-13]，較少關(guān)注到該過程中微塑料及塑化劑污染殘留問題。該類污染衍生的環(huán)境效應(yīng)具有一定的滯后性；但是隨時(shí)間長期累積于土壤中，將對后續(xù)生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)生態(tài)安全造成威脅。農(nóng)用地膜破碎已成為土壤中微塑料的重要來源[14]，不僅會對土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響[15]，且導(dǎo)致土壤-食用性作物中微塑料積累。李連禎等[16]發(fā)現(xiàn)微塑料（如0.2 μm 聚苯乙烯微球）可被生菜根部大量吸收和富集，并從根部遷移到地上部，積累和分布在可被直接食用的莖葉中。微塑料還能夠吸附持久性有機(jī)污染物如多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯、有機(jī)氯農(nóng)藥等，從而對人類健康造成直接或間接危害[17]。此外，為了使地膜具有良好的穩(wěn)定性、柔韌性、透明度，人們常在其中添加超過40% 的塑化劑，如鄰苯二甲酸酯（PAEs）[4]。PAEs 與塑料分子之間僅為范德華力的物理性結(jié)合，在長時(shí)間暴露下，可遷移進(jìn)入土壤和環(huán)境中造成污染。黃少輝等[9]指出，使用由生物降解母料與塑料粒子母料混合生產(chǎn)而成的可降解地膜存在PAEs 污染風(fēng)險(xiǎn)。Gao 等[18]指出，PAEs 顯著 影響小麥幼苗的生長發(fā)育，影響順序?yàn)楦啃螒B(tài)＞芽的伸長＞發(fā)芽率，特別是在濃度較高的情況下，會引起氧化損傷。PAEs 具有穩(wěn)定性、持久性、生物累積性，可通過食物鏈逐步危害人類健康[19]。因此，有必要在研究地膜增產(chǎn)效果的同時(shí)重視土壤中微塑料殘留及PAEs污染，以防范生態(tài)與食物鏈風(fēng)險(xiǎn)。

本試驗(yàn)以芋艿（崇明香酥芋Colocasia esculenta）為種植對象，采用普通白色非降解地膜及全生物降解地膜（黑色、棕色）進(jìn)行覆蓋栽培，探討不同地膜對芋艿產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)、土壤中微塑料殘留及PAEs污染情況的影響，為芋艿生產(chǎn)及全生物降解地膜的推廣應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站（30°53′ N，121°23′ E）。站 內(nèi) 年 平 均 氣 溫 為15.8 ℃，年平均降水量為1 178 mm。試驗(yàn)田地勢平坦，地力均勻，土壤為砂壤土，0～20 cm 耕層土壤總有機(jī)碳（SOC）13.69 g·kg-1，總氮（TN）1.70 g·kg-1，pH 8.08。供試對象為崇明香酥芋Colocasia esculenta，該品種為早熟普通型芋艿，葉柄、葉脈綠色，葉柄基部為粉紅色，上市初期為中秋節(jié)前后，直至翌年2 月，產(chǎn)量15～25 t·hm-2。

試驗(yàn)設(shè)置：CK-無地膜；F-普通白色非降解地膜；H-黑色全生物降解地膜；Z-棕色全生物降解地膜，每個(gè)處理設(shè)置3 次重復(fù)。試驗(yàn)小區(qū)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)面積36 m2。在芋艿整個(gè)生育期（2—10 月），除覆蓋地膜處理不同外，其他田間管理措施均相同。芋艿生長期間共施肥4 次，前3 次施用水溶性復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O為15∶15∶15）375 kg·hm-2，最后1次施用尿素150 kg·hm-2，肥料溶于水后進(jìn)行多次根部澆灌。本試驗(yàn)使用的全生物降解地膜由生物降解樹聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯脂（PBAT）、聚乳酸（PLA）、生物基材料木質(zhì)素復(fù)合而成，厚度0.012 mm、寬度1.2 m（可調(diào)）。普通非降解地膜厚度0.012 mm、寬度1.2 m。地膜由上海昶法新材料有限公司提供。

1.2 測定項(xiàng)目和方法

1.2.1 芋艿苗期株高、土溫及產(chǎn)量測定

每個(gè)小區(qū)選取長勢一致連續(xù)的植株5 株，用直尺測量株高。采用地溫計(jì)測量土壤溫度（土下深度5 cm），時(shí)間固定為上午9：30—10：00，重復(fù)5 次。繪制不同處理下的溫度變化曲線，比較不同處理的保溫效果。收獲期按小區(qū)測定芋艿實(shí)際產(chǎn)量，分別稱量地上部（莖葉部）鮮質(zhì)量和地下部（果實(shí)）鮮質(zhì)量。

1.2.2 土壤理化性質(zhì)測定

在芋艿苗期及收獲期，依據(jù)梅花形采樣法采集0～20 cm 土壤樣品，共采集4 組處理×3 個(gè)重復(fù)=12 個(gè)樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤養(yǎng)分含量測定。具體測定方法：堿解氮（AN）用堿解擴(kuò)散法，速效磷（AP）用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀（AK）采用中性醋酸銨提取-火焰光度計(jì)法，SOC采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法[20]。

1.2.3 地膜降解強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)

地膜降解分級指標(biāo)為：0 級，未出現(xiàn)裂紋；1 級，開始出現(xiàn)裂紋；2級，田間25%地膜出現(xiàn)細(xì)小裂紋；3級，地膜出現(xiàn)2～2.5 cm 裂紋；4 級，地膜出現(xiàn)均勻網(wǎng)狀裂紋，無大塊地膜存在；5級，壟面上基本無地膜存在[21]。根據(jù)分級指標(biāo)，定期記錄地膜降解情況。芋艿收獲時(shí)，收集小區(qū)的全部地膜殘膜，并帶回實(shí)驗(yàn)室分析。小心清洗殘膜，隨后再次低功率超聲清洗殘膜上緊附的泥土，自然陰干后稱質(zhì)量，測定不同地膜殘留量。

1.2.4 微塑料收集及測定

收獲季采集土樣，測定不同地膜處理中微塑料分布。微塑料分離提取參考飽和NaCl-H2O2消解法[22]，并略有改動，該過程中盡量避免使用塑料制品。稱取1 500 g土樣70 ℃烘干24 h，過100目篩。分別稱取相同質(zhì)量土樣至500 mL錐形瓶中，加入飽和NaCl溶液至沒過液面50 mL以上，振蕩30 min，靜置沉淀24 h，重復(fù)3次。上清液過5 μm和10 μm濾膜，濾膜留用。下層土樣過150目篩，洗去泥土，將篩網(wǎng)及濾膜上殘留物轉(zhuǎn)入新的錐形瓶中，加入100 mL H2O2。樣品于60 ℃搖床消解96 h，消解完畢后，過5 μm濾膜真空抽濾，將濾膜放在玻璃培養(yǎng)皿中，利用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行初步觀察和鑒定，記錄微塑料的類型（纖維狀、膜狀、碎片狀、顆粒狀等）、大小和顏色。隨后將濾膜上微塑料挑出放到新的濾膜上，采用傅里葉變換紅外顯微鏡（8700，SBE-16，Thermo Fisher Scientific，美國）測定樣品化學(xué)組分。

1.2.5 土壤中PAEs測定

收獲季采集土樣，測定不同地膜處理中PAEs 分布。稱取10～15 g 土壤樣品于研磨容器內(nèi)，加入10 g硅藻土充分混勻、脫水，反復(fù)研磨成細(xì)小顆粒，直至散粒狀，全部轉(zhuǎn)移至加壓流體萃取池中進(jìn)行萃取。萃取條件為：載氣壓力0.8 MPa；加熱溫度100 ℃；預(yù)加熱平衡5 min；靜態(tài)萃取5 min；循環(huán)次數(shù)2次。將土壤樣品以二氯甲烷+丙酮混合試劑提取后，收集到接收瓶中。將提取液過無水Na2SO4脫水，并用2～3 mL 溶劑重復(fù)潤洗接收瓶2～3次后轉(zhuǎn)移至過濾裝置內(nèi)，收集所有濾出液。將收集的提取液采用KD 裝置接大三球、小三球，濃縮至0.5 mL，定容至1 mL。將完成濃縮的液體轉(zhuǎn)移至2 mL 進(jìn)樣小瓶，加入內(nèi)標(biāo)后采用氣質(zhì)聯(lián)用儀（7010B，Agilent，美國）測定。其中，鄰苯二甲酸二甲酯（DMP）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸丁芐酯（BBP）、鄰苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）、鄰苯二甲酸二辛酯（DNOP）和鄰苯二甲酸二正丁酯（DBP）檢測限分別為0.07、0.3、0.2、0.1、0.2 mg·kg-1和0.1 mg·kg-1。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 16.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，應(yīng)用單因素方差分析法（ANOVA）及最小顯著差異（LSD）多重比較法對不同處理進(jìn)行差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜覆蓋對土溫、株高及產(chǎn)量的影響

土壤溫度是反映地膜保溫效果的重要指標(biāo)。由表1可知，在芋艿苗期，地膜覆蓋處理（F、H、Z）的土溫均顯著高于無覆膜對照CK（P＜0.05），說明地膜對土壤具有顯著的保溫作用。在外界溫度較低時(shí)，F(xiàn) 處理保溫效果要好于H 和Z 處理（P＜0.05），這可能與全生物降解地膜透光性能有關(guān)。5 月中旬，外界溫度明顯上升，CK處理土壤溫度亦明顯上升，并顯著高于覆膜處理。在全生物降解地膜處理下，前期Z 處理的土壤溫度顯著高于H處理（P＜0.05），隨著外界溫度回升，二者之間差異逐漸不顯著。

株高是作物生長的重要指標(biāo)。4 月中旬，地膜覆蓋處理（F、H、Z）芋艿幼苗的株高均顯著高于CK（P＜0.05），且3 種地膜處理間無顯著差異（表2）。隨著外界環(huán)境溫度回升，芋艿株高逐漸增加。5 月中旬，不同處理芋艿幼苗株高順序?yàn)镠＞Z＞CK＞F；且F 處理的芋艿株高顯著低于其他3 組處理（P＜0.05），全生物降解地膜處理（H和Z）下芋艿株高增長速率高于非降解地膜處理（F）。收獲期，不同處理間地上莖葉部鮮質(zhì)量差異不顯著（表3）。F 和H 處理下芋艿的產(chǎn)量最高，分別為66.80 t·hm-2和66.17 t·hm-2，較CK 分別增產(chǎn)29.61%和23.00%，但兩處理之間無顯著差異。Z處理芋艿增產(chǎn)10.20%，其產(chǎn)量與其他3個(gè)處理相比差異不顯著。

表1 不同地膜覆蓋對芋艿苗期土壤溫度的影響（℃）Table 1 Effects of different mulching on soil temperature at taro seedling stage（℃）

表2 不同地膜覆蓋對芋艿苗期株高的影響（cm）Table 2 Effect of different mulching on plant height at taro seedling stage（cm）

表3 不同地膜覆蓋對芋艿產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of different mulching on taro production

2.2 地膜覆蓋對土壤養(yǎng)分的影響

在芋艿苗期，各處理0～20 cm 土層土壤的AN、AP、AK、SOC 含量高于收獲期（表4），這與前期施肥促進(jìn)芋艿生長發(fā)育有關(guān)。F 處理的AK 含量在各時(shí)期均低于其他3 種處理。在芋艿苗期或收獲期，不同處理的AN、AP 和SOC 含量間無顯著差異。雖然有研究指出覆膜處理可以提高土壤肥力，但本研究中并未觀察到類似現(xiàn)象，推測可能與地膜材質(zhì)及地膜崩解速率等有關(guān)。

2.3 地膜降解情況

覆膜后20 d，全生物降解地膜開始裂解出細(xì)小孔洞；50 d 時(shí)大量地膜殘片黏附于土壤表面；在作物收獲時(shí)已達(dá)到5 級水平，土壤表面基本無明顯的地膜碎片。而普通非降解地膜在作物收獲時(shí)，仍有大量變薄、變綿軟的地膜存在。在芋艿發(fā)棵期及結(jié)薯期，全生物降解地膜崩解至小塊碎片，甚至很多不明顯的小塊碎片；普通非降解地膜老化、延展度變差，但崩解仍不明顯。在本試驗(yàn)中，Z 剩余量最低，其次是H（表5），F(xiàn)、H、Z處理地膜剩余量分別為89.50%、17.70%和7.72%。普通非降解地膜的損失量為10.50%，這可能由于地膜變薄變軟以及人工回收誤差等造成的。

表4 不同地膜覆蓋對土壤養(yǎng)分的影響Table 4 Effects of different mulching on soil nutrients

2.4 土壤中微塑料含量分析

本試驗(yàn)結(jié)果表明不同地膜覆蓋土壤中均存在微塑料殘留，總體含量為260～393 個(gè)·kg-1（干質(zhì)量）。觀察到的微塑料主要類型為纖維類、碎片類、膜狀（圖1），未觀察到顆粒狀微塑料。其中纖維類微塑料數(shù)量最多，占比為69.23%～86.00%（表6）；而碎片類和膜狀微塑料所占比例很小。從顏色劃分來看，主要為紅色、藍(lán)色和黑色，總計(jì)占微塑料總量67.80%（F）、87.18%（H）和66.00%（Z）。從粒徑分布上來看，＜1 000 μm的微塑料占比99.24%～100.00%，其中1 000～200 μm 和200～100 μm 的微塑料分別占比21.92%～55.22%和35.63%～60.06%，而＜100 μm 的微塑料占比最小。通過測定微塑料的類型（圖2），發(fā)現(xiàn)聚酯纖維最多，其次為乙烯丙烯共聚物、聚丙烯共聚物、人造纖維。

2.5 土壤中PAEs含量分析

F、H 和Z 處 理中PAEs 總量分別為0.87、1.13、1.17 mg·kg-1（表7），其中Z 處理土壤中PAEs 含量最高，F(xiàn) 處理中PAEs 含量最低，但3 種處理之間無顯著差異。此外，研究還發(fā)現(xiàn)在3 種地膜覆蓋的土壤中僅檢測到DEHP、DNOP 和DBP。DEHP 和DBP 之和所占比例分別為100.00%、94.00%和87.27%；DEHP 在F、H和Z處理土壤中所占比例分別為42.53%、47.00%和48.18%，DBP 所 占 比 例 為57.47%、47.00% 和39.09%。而DMP、DEP、BBP 等可能由于含量低于檢測限而未能檢測到（＜0.07 mg·kg-1、＜0.3 mg·kg-1、＜0.2 mg·kg-1）。

圖1 土壤中微塑料類型及顏色（×40倍）Figure 1 Types and colors of microplastics in soil（×40 times）

表5 不同地膜降解強(qiáng)度Table 5 Degradable degrees of different films

圖2 土壤中微塑料的紅外光譜圖Figure 2 Images of microplastics in soil by micro-fourier-transform infrared spectrometer

表6 不同覆膜處理土壤中微塑料分布情況（個(gè)·kg-1干質(zhì)量）Table 6 Distribution of microplastics in soil with different mulching treatments（n·kg-1 dry weight）

表7 不同地膜覆蓋土壤中PAEs的含量（mg·kg-1）Table 7 The content of PAEs in soil covered with different mulch（mg·kg-1）

3 討論

3.1 不同地膜覆蓋對芋艿生長及土壤養(yǎng)分含量的影響

地膜是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)資料之一，對保障糧食豐收做出了重大貢獻(xiàn)。本試驗(yàn)中，覆膜的保溫效果在外界溫度較低時(shí)表現(xiàn)顯著，但隨著環(huán)境溫度回升，各處理間土壤溫度差異逐漸減小。同時(shí)，苗期芋艿發(fā)芽情況順序?yàn)镕＞Z≥H＞CK，無地膜覆蓋處理芋艿發(fā)芽情況明顯滯后，可見土溫顯著影響了芋艿的出芽率。同樣地，楊玉姣等[23]發(fā)現(xiàn)覆蓋地膜可提高土溫，減少水分蒸發(fā)，出苗率高且整齊。但也有研究指出地膜覆蓋對土壤溫度無顯著影響[8]，推測可能與外界溫度高低有關(guān)。段義忠等[24]指出，玉米降解淀粉材料制備的可降解地膜提高了土壤養(yǎng)分含量（SOM 2.51 g·kg-1、AN 7.24 mg·kg-1、AP 16.05 mg·kg-1、AK 9.68 mg·kg-1），減少土壤營養(yǎng)物質(zhì)的流失；但是生物降解塑料聚酯制備的全生物降解地膜效果不顯著。而劉蘋等[13]研究發(fā)現(xiàn)，覆膜處理在棉花蕾期顯著提高了表層土壤中AN、AP和AK 含量，且降解地膜效果高于普通地膜處理，但均對SOM 含量無明顯影響。本試驗(yàn)中并未觀察到土壤養(yǎng)分含量的明顯提升，說明覆膜處理對土壤養(yǎng)分含量的影響不盡相同，推測可能與取樣時(shí)間、地膜類型和作物種類有關(guān)。但是地膜處理均提高了芋艿產(chǎn)量（10.20%～29.61%），表明地膜覆蓋可提高芋艿產(chǎn)量。全生物降解地膜結(jié)合了農(nóng)用廢棄物（淀粉、木質(zhì)素、秸稈等）和普通地膜的優(yōu)勢：補(bǔ)充土壤部分養(yǎng)分，提高土壤微生物活性，為植物的生長提供更加有利的環(huán)境條件[13]，從而達(dá)到增產(chǎn)的效果。

3.2 不同地膜覆蓋對土壤環(huán)境改變的影響

全生物降解地膜的降解速率是其應(yīng)用性的重要指標(biāo)。降解速率過快，起不到保溫保墑的功能，影響作物生長發(fā)育；降解速率過慢，導(dǎo)致大量的殘膜留存于土壤中。地膜降解期適中，能夠較好地控溫控水，維持良好土壤微環(huán)境，促進(jìn)作物增產(chǎn)和品質(zhì)提升。孫濤[7]指出，當(dāng)?shù)矸郾壤秊?5%時(shí)，PBAT 生物降解地膜降解周期與花生生育期吻合性較好，在收獲期的壟面上已無明顯地膜存在。地膜降解速率主要取決于聚合物自身結(jié)構(gòu)、誘導(dǎo)期長短和外界環(huán)境條件等。本試驗(yàn)中，H 和Z 處理中的地膜在芋艿收獲期時(shí)已基本崩解完全，而F處理的殘膜剩余量最高，可見全生物降解地膜能有效減少土壤白色污染。但需要指出的是，全生物地膜處理組（H和Z）在發(fā)棵期時(shí)即有大量殘片附于土壤表面，與芋艿生長周期及其他文獻(xiàn)報(bào)道相比，本試驗(yàn)中的全生物降解地膜的降解速率較快。因此，仍需要對地膜材質(zhì)及降解速率進(jìn)行優(yōu)化研究。Z處理增產(chǎn)幅度較低，推測與該地膜崩解速率較快有關(guān)。

近來，地膜應(yīng)用可能帶來的系列污染問題已成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要議題。地膜的廣泛應(yīng)用成為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中微塑料的重要來源之一[25]。微塑料會影響土壤中養(yǎng)分含量及形態(tài)和作物品質(zhì)[26]。微塑料還是有毒有害化學(xué)污染物的載體，并可遷移擴(kuò)散，影響污染物的全球分布。從活體實(shí)驗(yàn)和體外模型研究結(jié)果看，微（納米）塑料對動物及人體健康存在潛在影響[27-28]。劉亞菲[15]調(diào)查發(fā)現(xiàn)云南滇池南部柴河流域土壤樣品中均檢出微塑料，平均含量為19 660 個(gè)·kg-1，且纖維狀微塑料占微塑料總量的92.69%。Liu等[29]以上海郊區(qū)20 個(gè)農(nóng)田為對象，對土壤中的微（中）塑料進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)＜1 mm 的微（中）塑料在淺層（0～3 cm）和深層（3～6 cm）土壤中分別占48.79%和59.81%；表層土壤比深層土壤含有更高濃度和更大尺寸的微（中）塑料；微塑料的主要類型有纖維、碎片和薄膜，多為黑色或透明色，材質(zhì)多為聚丙烯（50.51%）和聚乙烯（43.43%）。王志超等[30]發(fā)現(xiàn)，不同土層深度微塑料含量隨土層深度增加逐漸減??；隨著覆膜年限的增加，土壤中微塑料平均含量顯著增加。本研究中不同地膜覆蓋處理均有檢測到微塑料（260～393 個(gè)·kg-1干質(zhì)量），H 處理最低，而F 處理最高（表6），因此有必要對地膜覆蓋可能引入的微塑料污染引起重視。但本試驗(yàn)缺乏芋艿莖葉及可食部分對微塑料的吸附、累積情況的研究。微塑料可通過植物根部富集，并遷移轉(zhuǎn)化，從而對生物體和人類健康產(chǎn)生潛在不利影響[16]。

PAEs 作為新興的土壤有機(jī)污染物，主要來源于廢水排放以及塑料溫室和塑料地膜的浸出和揮發(fā)等。美國環(huán)保署規(guī)定，6 種PAEs 化合物DMP、DEP、DBP、BBP、DEHP 和DNOP 的土壤環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)為0.020、0.071、0.081、1.125、4.350 mg·kg-1和1.200 mg·kg-1，土壤污染的治理標(biāo)準(zhǔn)分別為2.0、7.1、8.1、50.0、50.0 mg·kg-1和50.0 mg·kg-1。本研究中3 種地膜覆蓋處理土壤中PAEs 均未超出控制標(biāo)準(zhǔn)，表明當(dāng)前環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低。黃少輝等[9]調(diào)查了上述6 種PAEs 在覆膜土壤中的總含量，順序?yàn)樯锟山到獾啬ぃ酒胀ê谏啬ぃ酒胀ò咨啬?，且差異顯著；其中DMP、DEHP 和BBP在生物可降解地膜覆蓋土壤中含量最高；且3 種地膜覆蓋土壤中DEP、DMP 和DBP 含量均已超過美國土壤污染物控制標(biāo)準(zhǔn)。本試驗(yàn)中，DBP 含量為0.43～0.50 mg·kg-1，低于0.081 mg·kg-1的控制標(biāo)準(zhǔn)值。但考慮到本試驗(yàn)僅持續(xù)了一季，且該類物質(zhì)極易吸附于土壤中，因此仍需對土壤中DBP 動態(tài)變化加以關(guān)注。PAEs類污染物在土壤與作物中的累積與遷移轉(zhuǎn)化也是后續(xù)研究的重點(diǎn)。

地膜覆蓋技術(shù)具有保溫保墑、提高芋艿產(chǎn)量的效果，全生物降解地膜具有較好的應(yīng)用前景。但仍需重點(diǎn)關(guān)注地膜覆蓋可能產(chǎn)生的系列不利影響，如殘膜回收、微塑料及塑化劑污染等。該類污染的環(huán)境效應(yīng)相對滯后，對當(dāng)季作物影響較小，但長期的累積效應(yīng)及食物鏈風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。

4 結(jié)論

（1）不同地膜覆蓋處理均提高了芋艿苗期土壤溫度，但對收獲期土壤養(yǎng)分（堿解氮、速效磷、速效鉀、總有機(jī)碳）無顯著影響。

（2）棕色全生物降解地膜的后期崩解效果好于黑色全生物降解地膜；普通白色非降解地膜處理中殘膜剩余量最高。

（3）與無膜對照相比，普通白色非降解地膜和黑色全生物降解地膜增產(chǎn)效果明顯，二者之間無顯著差異；而棕色全生物降解地膜的增產(chǎn)效果不顯著。

（4）地膜覆蓋處理都存在微塑料和PAEs 殘留問題，3 種處理間差異不顯著，需對覆膜技術(shù)可能引起的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行后續(xù)深入研究。