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摘要[目的]进一步探明可控全生物降解地膜的降解过程和对玉米生长发育的影响。[方法]选取15种降解地膜为研究对象，以普通地膜和裸露地为对照，明确可控全生物降解地膜的农田覆盖效应、降解性能和应用前景，逐步筛选出能替代常规普通膜的参试降解膜。[结果]15个参试的全生物可降解地膜在诱导期均未达到70 d左右的预期目标，诱导期偏短。绝大多数降解膜的降解进程不能有效地控制，降解地膜诱导期的可控性差。在覆盖作业过程中，绝大多数参试膜在整地水平较高的条件下能适应农艺操作要求。总体看，降解地膜在一定时间内能达到消除地膜残留污染的目标。[结论]生物降解膜与普膜一样，具有相同的保温功能与增产作用，而且可有效解决普通地膜的“白色污染”问题，可以确定其在消除地膜残留污染、促进地膜覆盖栽培健康发展方面的可能性。
关键词全生物降解地膜；覆盖效应；降解性能；应用前景
中图分类号S504.4文献标识码A文章编号0517-6611（2015）21-071-02
作者简介代健康（1978-），男，云南曲靖人，高级农艺师，从事粮食作物栽培技术及生物降解地膜试验示范研究。
收稿日期20150527
20世纪70年代之后，塑料薄膜在我国农业生产上使用日益广泛。农作物地膜覆盖、果蔬反季节生产为农业带来了“白色革命”，使粮食作物、果蔬产量大幅度提高，给农民带来了巨大的经济效益。但是，地膜对农业生态的污染已成为一大公害，引起了全球科学界的重视，环境友好型可降解地膜是未来农用塑料地膜的补充或替代产品[1]。为进一步有效减少耕地和环境污染，逐步消除“白色污染”，筆者研究了可控全生物降解地膜的降解过程和对玉米生长发育的影响，加快生物可降解地膜推广运用步伐，促进农业可持续发展。
1材料与方法
1.1试验点概况
该试验于2013～2014年由曲靖市农业科学院组织实施，试验点位于云南省东北部曲靖市会泽县宝云街道土城村良种场，地处103°03′～103°55′ E、25°48′～27°04′ N之间。县城所在地海拔2 110 m，属南温带季风气候。年平均气温12.7 ℃。夏、秋季常受赤道海洋的西南季风和来自热带海洋的东南季风影响，阴雨天多，雨量充沛。冬季盛行大陆季风气候，雨量稀少。年平均降水量817.7 mm，雨季从5月开始，10月结束，雨天平均为97.3 d，干季天数为210 d，全年降水量不足。
1.2参试材料
华丽1#——处理1；华丽2#——处理2；华丽3#——处理3；
HY1——处理4；HY2——处理5；HY3——处理6；
金发1#——处理7；金发2#——处理8；1#——处理9；
2#——处理10；3#——处理11；BASF1——处理12；
BASF2——处理13；BASF3——处理14；益德——处理15；
清田——CK1；露地——CK2。
1.3作物春玉米，品种为云瑞999。
1.4试验设计
覆膜栽培试验采用两因素随机区组设计，覆盖方式为A因素，设A1～A15降解地膜、A16普通地膜CK1和A17裸露CK2共17个处理，每个处理为1个试验小区，共51个小区；栽培作物为B因素，选玉米（品种为云瑞999）；随机排列，3次重复。每个试验小区的长度为20 m。墒面按1.3 m开墒起垄，墒面高15 cm，大行距90 cm，小行距40 cm，株距40 cm，塘深13～15 cm，栽培试验区四周设保护行。
2结果与分析
2.1参试地膜降解情况分析
在参试的15个全生物可降解地膜中，所有处理的降解膜在诱导期均未达到70 d左右的预期目标，诱导期偏短。
在诱导期，参试降解地膜诱导期最长为56 d（处理12），35 d≤多数参试膜≤45 d，少数参试膜≤20 d，降解进程不能有效地控制。
在开裂期，所有参试降解膜仍然未达到85 d左右的预期目标，50 d以上达到开裂期的只有处理12，而处理10在20 d就处于开裂期。
在大裂期，所有参试降解膜未能达到105 d左右的预期目标，与预期目标最近的仍然是处理12，大裂期天数为80 d，其次是处理13、处理14、处理15 3个处理，大裂期天数为56 d。
在碎裂期，除处理4、处理5、处理6、处理12、处理13、处理15外，其余所有参试降解膜在110 d左右均可达到碎裂期，甚至处理10在45 d就进入了碎裂期。
在无膜期，仅有处理2、处理3、处理7、处理8、处理10、处理11这6个参试降解膜在170 d左右看不到降解膜，其余降解膜仍未达到无膜期。
2.2参试降解膜对玉米生育期的影响
2.2.1对出苗的影响。
覆膜玉米出苗期为6～9 d，比不覆膜提前2～11 d，其中，CK1、处理11、处理15同一天出苗且早于其他降解膜1～3 d，比露地提早5 d。
2.2.2对三叶期的影响。
覆膜玉米达到三叶期的时间为18～23 d，为处理15与CK1处于同一水平，处理3、处理4明显滞后。
2.2.3对拔节期的影响。
覆膜玉米达到拔节期的时间为47～57 d，此时，处理5突飞猛进赶上了CK1，而处理3、处理14、处理15与CK1相比滞后6 d，处理1、处理2与CK2相比滞后了10 d。
2.2.4对大喇叭口期、抽雄期、开花期和吐丝期的影响。
覆膜玉米达到大喇叭口期的时间为63～71 d，除处理1、处理2、处理3外，其余参试降解膜与CK1相比差异不显著，甚至处理8在大喇叭口期比CK1早1 d。 覆膜玉米在抽雄期、开花期和吐丝期的时间分别为69～88、70～89、71～90 d，除处理1、处理2外，其余参试降解膜与CK1相比差异不大，处理1、处理2与CK1相比滞后了18 d左右。
2.2.5对成熟期的影响。
覆膜玉米达到成熟期的时间为137～148 d，比不覆膜CK2提前了7～15 d；除处理1、处理2外，其余覆盖降解膜的玉米达到成熟期的时间比覆盖普通地膜CK1提前5～8 d。
2.3参试降解膜对玉米病虫害的影响
总体上，试验片区玉米覆膜栽培农田试验发生病害较轻且只为普通的玉米锈病，不同处理对病害的影响不大。
2.4参试降解膜对玉米产量的影响
根据方差分析结果（表1）可知，参试降解膜13个处理与CK1玉米产量差异不显著，2个参试降解膜处理与CK1玉米产量差异显著。参试降解膜14个处理与CK2玉米产量差异不显著，1个参试降解膜处理与CK2玉米产量差异显著。普通膜CK1与对照露地CK2玉米产量差异显著。
3结论与评价
3.1各参试降解地膜的降解进程可控性分析
3.1.1诱导期可控性分析。
从不同区组的降解情况看，所有参试降解膜的诱导期均未超过60 d，未达到预期70 d的預期目标，但总体上比上年较好，诱导期有所延长。尽管降解诱导期与玉米生长对温湿度需求难以吻合，除处理12、处理13和处理6、处理7相对较好，其余处理地膜的诱导期可控性相对差。
3.1.2开裂期可控性分析。
在诱导期，不同区组的所有参试降解膜均<60 d，直接影响到开裂期85 d的预期目标。所有参试降解膜中处理12表现相对较好，59 d达到开裂期。
3.1.3大裂期可控性分析。
由于受诱导期、开裂期可控性差的影响，导致在大裂期，不同区组的所有参试降解膜均未能达到105 d的预期目标。所有参试降解膜中处理12表现相对较好，在玉米覆膜栽培试验中90 d达到开裂期，在暴晒试验中70 d达到开裂期。
3.2降解地膜农田覆盖效应
3.2.1增温效应。
在覆膜初期（达到开裂期前），参试降解地膜大都表现为增温效应，对5 cm土壤的增温作用大于10 cm。在参试降解地膜中，处理13、处理14的增温效果较好。
3.2.2促进玉米生育进程。
所有覆膜玉米的关键生育期与露地玉米相比都提前6～15 d；与覆盖对照地膜玉米相比，除覆盖处理1、处理2的降解地膜玉米的关键生育期表现为滞后2～17 d外，其余覆盖降解地膜玉米在抽雄期以前表现为一致或滞后1～8 d，抽雄期以后表现为提前1～8 d。
3.2.3增产效应。
所有覆膜玉米产量均高于露地玉米，说明所有参试降解地膜对玉米都有增产作用。
4讨论
4.1降解地膜诱导期的可控性
在参试的15个全生物可降解地膜中，所有处理的降解膜在诱导期均未达到70 d左右的预期目标，诱导期偏短。在诱导期，参试降解地膜诱导期最长为56 d（处理12），绝大多数降解膜在35～45 d即进入诱导期，甚至少部分降解膜在20 d进入诱导期，降解进程不能有效地控制，降解地膜诱导期的可控性差[2]。
4.2覆盖效应是否与普通地膜相同
在覆盖作业过程中，绝大多数参试膜在整地水平较高的条件下能适应农艺操作要求。根据作物覆盖试验结果显示，全生物可降解地膜对作物的保温性和增产效果与普膜接近，而且在覆膜强度、拉伸度和韧性等方面能满足农事作业要求，总体上比上年较好，同时能抑制杂草。
4.3降解地膜能否达到清除地膜残留污染的目标
从玉米覆膜栽培试验的观察记载看，降解地膜在作物收获后有很少地膜残留或基本降解，能达到消除地膜残留污染的目标。而在埋土试验中，仅有处理10在5、15、25 cm深土壤不降解，其余降解膜基本能降解或能全部降解。总体看，降解地膜在一定时间内能达到消除地膜残留污染的目标。
4.4推广前景
经过试验证明，生物降解膜与普膜一样，具有相同的保温功能与增产作用，而且可有效解决普通地膜的“白色污染”问题，对保护生态环境、推动农业可持续发展，建设生态农业、绿色农业和科技农业意义深远，具有较好的发展前景。
参考文献
[1] 刘敏，黄占斌，杨玉姣.可生物降解地膜的研究进展与发展趋势[J].中国农学通报，2008，24（9）：439.
[2] 鄂文第.2014年度可控全生物降解地膜农田试验报告[R].全国农业技术推广服务中心，2015：46-47.
关键词全生物降解地膜；覆盖效应；降解性能；应用前景
中图分类号S504.4文献标识码A文章编号0517-6611（2015）21-071-02
作者简介代健康（1978-），男，云南曲靖人，高级农艺师，从事粮食作物栽培技术及生物降解地膜试验示范研究。
收稿日期20150527
20世纪70年代之后，塑料薄膜在我国农业生产上使用日益广泛。农作物地膜覆盖、果蔬反季节生产为农业带来了“白色革命”，使粮食作物、果蔬产量大幅度提高，给农民带来了巨大的经济效益。但是，地膜对农业生态的污染已成为一大公害，引起了全球科学界的重视，环境友好型可降解地膜是未来农用塑料地膜的补充或替代产品[1]。为进一步有效减少耕地和环境污染，逐步消除“白色污染”，筆者研究了可控全生物降解地膜的降解过程和对玉米生长发育的影响，加快生物可降解地膜推广运用步伐，促进农业可持续发展。
1材料与方法
1.1试验点概况
该试验于2013～2014年由曲靖市农业科学院组织实施，试验点位于云南省东北部曲靖市会泽县宝云街道土城村良种场，地处103°03′～103°55′ E、25°48′～27°04′ N之间。县城所在地海拔2 110 m，属南温带季风气候。年平均气温12.7 ℃。夏、秋季常受赤道海洋的西南季风和来自热带海洋的东南季风影响，阴雨天多，雨量充沛。冬季盛行大陆季风气候，雨量稀少。年平均降水量817.7 mm，雨季从5月开始，10月结束，雨天平均为97.3 d，干季天数为210 d，全年降水量不足。
1.2参试材料
华丽1#——处理1；华丽2#——处理2；华丽3#——处理3；
HY1——处理4；HY2——处理5；HY3——处理6；
金发1#——处理7；金发2#——处理8；1#——处理9；
2#——处理10；3#——处理11；BASF1——处理12；
BASF2——处理13；BASF3——处理14；益德——处理15；
清田——CK1；露地——CK2。
1.3作物春玉米，品种为云瑞999。
1.4试验设计
覆膜栽培试验采用两因素随机区组设计，覆盖方式为A因素，设A1～A15降解地膜、A16普通地膜CK1和A17裸露CK2共17个处理，每个处理为1个试验小区，共51个小区；栽培作物为B因素，选玉米（品种为云瑞999）；随机排列，3次重复。每个试验小区的长度为20 m。墒面按1.3 m开墒起垄，墒面高15 cm，大行距90 cm，小行距40 cm，株距40 cm，塘深13～15 cm，栽培试验区四周设保护行。
2结果与分析
2.1参试地膜降解情况分析
在参试的15个全生物可降解地膜中，所有处理的降解膜在诱导期均未达到70 d左右的预期目标，诱导期偏短。
在诱导期，参试降解地膜诱导期最长为56 d（处理12），35 d≤多数参试膜≤45 d，少数参试膜≤20 d，降解进程不能有效地控制。
在开裂期，所有参试降解膜仍然未达到85 d左右的预期目标，50 d以上达到开裂期的只有处理12，而处理10在20 d就处于开裂期。
在大裂期，所有参试降解膜未能达到105 d左右的预期目标，与预期目标最近的仍然是处理12，大裂期天数为80 d，其次是处理13、处理14、处理15 3个处理，大裂期天数为56 d。
在碎裂期，除处理4、处理5、处理6、处理12、处理13、处理15外，其余所有参试降解膜在110 d左右均可达到碎裂期，甚至处理10在45 d就进入了碎裂期。
在无膜期，仅有处理2、处理3、处理7、处理8、处理10、处理11这6个参试降解膜在170 d左右看不到降解膜，其余降解膜仍未达到无膜期。
2.2参试降解膜对玉米生育期的影响
2.2.1对出苗的影响。
覆膜玉米出苗期为6～9 d，比不覆膜提前2～11 d，其中，CK1、处理11、处理15同一天出苗且早于其他降解膜1～3 d，比露地提早5 d。
2.2.2对三叶期的影响。
覆膜玉米达到三叶期的时间为18～23 d，为处理15与CK1处于同一水平，处理3、处理4明显滞后。
2.2.3对拔节期的影响。
覆膜玉米达到拔节期的时间为47～57 d，此时，处理5突飞猛进赶上了CK1，而处理3、处理14、处理15与CK1相比滞后6 d，处理1、处理2与CK2相比滞后了10 d。
2.2.4对大喇叭口期、抽雄期、开花期和吐丝期的影响。
覆膜玉米达到大喇叭口期的时间为63～71 d，除处理1、处理2、处理3外，其余参试降解膜与CK1相比差异不显著，甚至处理8在大喇叭口期比CK1早1 d。 覆膜玉米在抽雄期、开花期和吐丝期的时间分别为69～88、70～89、71～90 d，除处理1、处理2外，其余参试降解膜与CK1相比差异不大，处理1、处理2与CK1相比滞后了18 d左右。
2.2.5对成熟期的影响。
覆膜玉米达到成熟期的时间为137～148 d，比不覆膜CK2提前了7～15 d；除处理1、处理2外，其余覆盖降解膜的玉米达到成熟期的时间比覆盖普通地膜CK1提前5～8 d。
2.3参试降解膜对玉米病虫害的影响
总体上，试验片区玉米覆膜栽培农田试验发生病害较轻且只为普通的玉米锈病，不同处理对病害的影响不大。
2.4参试降解膜对玉米产量的影响
根据方差分析结果（表1）可知，参试降解膜13个处理与CK1玉米产量差异不显著，2个参试降解膜处理与CK1玉米产量差异显著。参试降解膜14个处理与CK2玉米产量差异不显著，1个参试降解膜处理与CK2玉米产量差异显著。普通膜CK1与对照露地CK2玉米产量差异显著。
3结论与评价
3.1各参试降解地膜的降解进程可控性分析
3.1.1诱导期可控性分析。
从不同区组的降解情况看，所有参试降解膜的诱导期均未超过60 d，未达到预期70 d的預期目标，但总体上比上年较好，诱导期有所延长。尽管降解诱导期与玉米生长对温湿度需求难以吻合，除处理12、处理13和处理6、处理7相对较好，其余处理地膜的诱导期可控性相对差。
3.1.2开裂期可控性分析。
在诱导期，不同区组的所有参试降解膜均<60 d，直接影响到开裂期85 d的预期目标。所有参试降解膜中处理12表现相对较好，59 d达到开裂期。
3.1.3大裂期可控性分析。
由于受诱导期、开裂期可控性差的影响，导致在大裂期，不同区组的所有参试降解膜均未能达到105 d的预期目标。所有参试降解膜中处理12表现相对较好，在玉米覆膜栽培试验中90 d达到开裂期，在暴晒试验中70 d达到开裂期。
3.2降解地膜农田覆盖效应
3.2.1增温效应。
在覆膜初期（达到开裂期前），参试降解地膜大都表现为增温效应，对5 cm土壤的增温作用大于10 cm。在参试降解地膜中，处理13、处理14的增温效果较好。
3.2.2促进玉米生育进程。
所有覆膜玉米的关键生育期与露地玉米相比都提前6～15 d；与覆盖对照地膜玉米相比，除覆盖处理1、处理2的降解地膜玉米的关键生育期表现为滞后2～17 d外，其余覆盖降解地膜玉米在抽雄期以前表现为一致或滞后1～8 d，抽雄期以后表现为提前1～8 d。
3.2.3增产效应。
所有覆膜玉米产量均高于露地玉米，说明所有参试降解地膜对玉米都有增产作用。
4讨论
4.1降解地膜诱导期的可控性
在参试的15个全生物可降解地膜中，所有处理的降解膜在诱导期均未达到70 d左右的预期目标，诱导期偏短。在诱导期，参试降解地膜诱导期最长为56 d（处理12），绝大多数降解膜在35～45 d即进入诱导期，甚至少部分降解膜在20 d进入诱导期，降解进程不能有效地控制，降解地膜诱导期的可控性差[2]。
4.2覆盖效应是否与普通地膜相同
在覆盖作业过程中，绝大多数参试膜在整地水平较高的条件下能适应农艺操作要求。根据作物覆盖试验结果显示，全生物可降解地膜对作物的保温性和增产效果与普膜接近，而且在覆膜强度、拉伸度和韧性等方面能满足农事作业要求，总体上比上年较好，同时能抑制杂草。
4.3降解地膜能否达到清除地膜残留污染的目标
从玉米覆膜栽培试验的观察记载看，降解地膜在作物收获后有很少地膜残留或基本降解，能达到消除地膜残留污染的目标。而在埋土试验中，仅有处理10在5、15、25 cm深土壤不降解，其余降解膜基本能降解或能全部降解。总体看，降解地膜在一定时间内能达到消除地膜残留污染的目标。
4.4推广前景
经过试验证明，生物降解膜与普膜一样，具有相同的保温功能与增产作用，而且可有效解决普通地膜的“白色污染”问题，对保护生态环境、推动农业可持续发展，建设生态农业、绿色农业和科技农业意义深远，具有较好的发展前景。
参考文献
[1] 刘敏，黄占斌，杨玉姣.可生物降解地膜的研究进展与发展趋势[J].中国农学通报，2008，24（9）：439.
[2] 鄂文第.2014年度可控全生物降解地膜农田试验报告[R].全国农业技术推广服务中心，2015：46-47.