買爾旦·阿不都熱衣木，王冀川

（塔里木大學(xué)，新疆維吾爾自治區(qū) 阿拉爾市 843300）

1 研究材料和方法

按照生物降解的破壞形式和機理，將生物降解分為完全生物降解和添加型的可生物降解地膜，這兩種類型完全生物降解地膜是能夠被微生物完全分解構(gòu)成的塑料薄膜，主要來源于淀粉，殼聚糖以及天然材料，最終降解產(chǎn)物為二氧化碳和水，能夠被自然界所消納，同時不會對外界環(huán)境產(chǎn)生污染。主要品種包括聚乳酸，聚己內(nèi)酯等。除此之外，聚乙烯醇也可以被微生物或者水完全降解。而添加型的生物可降解地膜是本身不具備生物降解特性的通用塑料，能夠添加生物降解的天然和聚合物，經(jīng)過混合配制而成的一種塑料薄膜。目前添加型可生物降解地膜主要應(yīng)用淀粉、通用塑料、自氧化劑等多種材料構(gòu)成，其品種是聚乙烯淀粉可生物降解地膜。

在本次研究中，選取了云南省某村作為研究對象，該地平均海拔為2 100 m，年平均氣溫為12.7℃，平均降水量為817 mm。試驗方法設(shè)計：暴曬試驗，采用的是單因素隨機分設(shè)等方法，開展16個處理組。針對普通地膜降解、地膜、不覆膜分別處理，各處理作為實驗小區(qū)，隨機排列，開展兩次，共計32個區(qū)域，每區(qū)域長10 m，大行寬度為90 cm，小行為40 cm進行起，在第1個重復(fù)中每個區(qū)域放置4只溫度計，包括低溫、最高、最低溫度計。埋土實驗，采用雙因素隨機區(qū)組份設(shè)計方法，地膜樣品作為A因素，設(shè)置降解地膜處理、普通的膜處理，隨機進行排列，將埋藏深度作為B因素，可以設(shè)置3個不同的深度，包括5cm、15cm和25 cm，開展4次重復(fù)實驗，每次將土地挖成50 cm×500 cm坑，分別將降解地膜普通膜裁剪47 cm×20 cm的薄片，做好標記后，隨機排列，放入坑中，制作田間平面圖，回填。在玉米覆膜栽培試驗中可以使用雙因素分析法，覆蓋方式為A因素，分別開展降解地膜，普通地膜和裸露3種處理方式，每個處理分為1個實驗區(qū)，共48個區(qū)，栽培植物為B因素，在本次研究中以玉米作為研究對象，每個區(qū)域長為20 m，墻面按1.3 m起壟，墻高度為15 cm，大行寬距為90 cm，小行為40 cm，株距為40 cm，栽培實驗區(qū)之間需要進行保護行處理。

首先分析土壤中的降解情況，覆膜30 d之內(nèi)每10 d需要進行1次觀察，覆膜31～50 d之內(nèi)每5 d進行1次觀察，覆膜51～60 d之后，每3 d進行1次觀察，覆膜61 d之后，需要1 d觀察1次，并作記錄，直到誘導(dǎo)期結(jié)束之后，便可以恢復(fù)每天完成1次測量。在降解中可將其分為誘導(dǎo)、開裂、大裂、碎裂和無膜這5種，測量土壤地溫以及膜內(nèi)的最高、最低溫，從覆膜到結(jié)束誘導(dǎo)期后需要每隔3 d開展溫度測量，分別在9時—18時進行測量，直到結(jié)束。每次測量需要連續(xù)讀數(shù)兩次，各地的數(shù)據(jù)取平均值進行分析。

2 研究結(jié)果

暴曬試驗。根據(jù)經(jīng)過不同地膜處理之后的降解情況來看，可以發(fā)現(xiàn)在測試膜中不同的全生物降解膜樣品，其降解速率不同。從下圖比較來看，A1、A2、A3、A6的降解時間較早，在誘導(dǎo)期為20 d之內(nèi)。A4，誘導(dǎo)期較晚，但中后期降解比較快。相對A2來說能夠在100 d之內(nèi)基本完成降解。因此，可以將這種生物降解膜用于生育期比較晚的蔬菜中。A8和A13的降解速度較慢，誘導(dǎo)期比較晚，具有良好的覆蓋效果，并且 A5，A7，A9，A11，A12 的誘導(dǎo)期在 1 個月之內(nèi)，能夠滿足作物的農(nóng)藝要求。相對來說，普通地膜降解情況較差。其次采用不同的處理方式，通過地膜對土壤溫度產(chǎn)生的影響上來看，在處于一定暴曬條件下降解膜對溫度的影響實際上是與普通地膜類似的。降解膜和普通膜具有同樣的增溫效應(yīng)，相比不覆膜來說，對于地溫產(chǎn)生的影響比較顯著。同時地膜對5 cm深度低溫影響較大，而對10 cm深度低溫影響比較小。通過高低溫差顯示，相比普通地膜來說降解地膜最高溫度要高，最低地溫低，因此覆蓋降解膜能夠形成較大的溫差。從埋土試驗來看，埋土之后每隔1個月取出其中1個區(qū)組所有覆膜在室內(nèi)清洗風(fēng)干之后，進行物理機械性能的檢測。通過檢測發(fā)現(xiàn)，在濕度較高且無光的土壤中，埋至15cm深度時，結(jié)果發(fā)現(xiàn) A1、A3、A4、A8、A11、A13、A14 這幾種生物降解膜能夠完全降解，而普通地膜的降解程度不高。

對于玉米覆膜栽培實驗結(jié)果來看，不同處理地膜的降解時間中，A1和A3誘導(dǎo)期比較早，在玉米處于出苗期即開始降解，而對于A4、A5、A9這幾個區(qū)域，在中后期地膜的降解速度比較快，覆膜經(jīng)過65d之后，能夠全部降解地膜，因此無法滿足作物的生長期對于溫度以及水分等營養(yǎng)因素的需求。A8、A13、A14降解速度較好，能夠在玉米收獲過程中完成90%的地膜降解，其降解比較均勻，具有良好的降解效果。對于不同處理對土壤溫度的影響來看，通過溫度測量發(fā)現(xiàn)A1到A14對低溫產(chǎn)生的影響與普通地膜影響相似，因此對作物具有同等的增溫效果，通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在作物條件下，不同地膜對5 cm和10 cm產(chǎn)生的溫差不大，而從最高、最低溫度測量發(fā)現(xiàn)覆蓋生物降解地膜最高溫度相比普通地膜來說要高，相比普通地膜來說，降解地膜最低溫度是與報酬結(jié)果基本一致的，從不同處理方式對于作物產(chǎn)量影響上覆蓋不同降解地膜，其產(chǎn)量最高分別為A8、A13、A14、A6以及A9。而相對普通地膜來說，均比普通地膜的平均產(chǎn)量低。

3 研究討論

合理控制誘導(dǎo)期的地膜降解，在玉米生長不同時期包括玉米的出苗期、三葉期、拔節(jié)期、大喇叭口期是作物溫度和濕度需求的關(guān)鍵期。如果在這個過程中降解膜的誘導(dǎo)期不具有穩(wěn)定的可控制性地膜出現(xiàn)早裂的問題，可能會影響作物生長，從不同區(qū)組的降解情況來看，所有生物降解膜誘導(dǎo)期沒有超過50 d，降解的誘導(dǎo)期與玉米生長對于溫度、濕度的要求很難實現(xiàn)吻合，除部分地膜處理結(jié)果較好之外，其他的生物地膜誘導(dǎo)期可控性較差。從降解地膜覆蓋效應(yīng)來看，在覆蓋中大多數(shù)的生物降解膜，在較高整地條件下可適應(yīng)農(nóng)業(yè)操作需求。根據(jù)覆蓋作物生長情況結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比普通地膜來說，生物降解膜對于農(nóng)作物保溫性能和增產(chǎn)效果是一致的。在本次研究中發(fā)現(xiàn)部分，降解地膜具有良好的覆蓋效應(yīng)，而且覆膜強度、拉伸度基本能夠滿足作業(yè)要求，同時還可以減少雜草生長。在一段時間內(nèi)地膜降解能夠達到殘留消除的目標。通過多種試驗研究發(fā)現(xiàn)，生物降解地膜相比普通地膜來說，具有良好的保溫和增產(chǎn)效果，能夠有效緩解普通地膜給外界環(huán)境帶來的白色污染問題，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境保護，進一步促進農(nóng)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，能夠為綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)、科技農(nóng)業(yè)提供良好的發(fā)展前景。

地膜殘留會對土壤的通氣性產(chǎn)生不良影響，不利于作物對于水分、養(yǎng)分的吸收，影響作物產(chǎn)量。在1980年，據(jù)統(tǒng)計我國的地膜覆蓋達到了0.167×104hm2，而在2018年達到了0.09×108hm2。地膜需求量為140×104t，我國已經(jīng)成為世界上農(nóng)業(yè)地膜使用較多的國家。根據(jù)國家糧食生產(chǎn)調(diào)查顯示，目前地膜的平均殘留量為85 kg/km2，已經(jīng)嚴重超過了農(nóng)田土壤規(guī)定殘留污染的一級標準，而其中覆膜10A之內(nèi)的地塊還可以繼續(xù)使用，而10A以上的地塊面臨嚴重的地膜殘留污染問題。近年來，我國在生物降解地膜方面取得了很多研究，在對二元酸以及二元醇技術(shù)運用和設(shè)備改進等方面，使我國的生物降解地膜發(fā)展實現(xiàn)了跨越式進步，并獲得自主產(chǎn)權(quán)。同時，使國內(nèi)實現(xiàn)了生產(chǎn)超萬噸級別生物降解地膜的能力。目前在很多省市示范區(qū)建立了生物降解膜的評價基地。

由于目前生物降解膜生產(chǎn)成本相對較高，要想實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，還存在一定的難度。因此，需要企業(yè)和研究人員合理控制成本問題。政府需要采取政策補貼來幫助企業(yè)減少生產(chǎn)成本。目前，農(nóng)民對于生物降解地膜還沒有深入的認識，對于生物降解地膜的使用率不高，因此需要對農(nóng)民強化環(huán)保意識宣傳力度，加大農(nóng)民對于生物降解膜的功能效益的認識。

4 結(jié)語

總而言之，根據(jù)本次試驗研究，分析了可控全生物降解地膜和普通地膜在土壤中的降解效果，并且通過田間試驗、埋土試驗、暴曬以及玉米覆膜栽培等多種實驗，研究了不同地膜材土壤中的降解時間，溫度變化、覆蓋效應(yīng)和對于作物產(chǎn)量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可控全生物降解地膜能夠在短時間內(nèi)去除地膜殘留污染，起到良好的生態(tài)保護作用。