<p>書書書江西農(nóng)業(yè)學報 2015， 27( 12) : 107109Acta Agriculturae Jiangxi可降解地膜殘留碎片對小油菜生長和土壤性狀的影響仲子文1，趙海軍2*，劉 蘋1， 3，王麗紅4，孫 明1，周經(jīng)綸4，井永蘋1， 3收稿日期: 20150603基金項目: 泰山學者( 農(nóng)業(yè)面源污染防控) 建設工程專項 。作者簡介: 仲子文( 1980) ，女，安徽宿州人，研究實習員，主要從事農(nóng)業(yè)面源污染防控研究 。* 通訊作者: 趙海軍 。( 1山東省農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，山東 濟南 250100; 2山東省農(nóng)業(yè)科學院，山東 濟南 250100; 3農(nóng)業(yè)部 黃淮海平原農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，山東 濟南 250100; 4山東天壯環(huán)保科技有限公司，山東 濟南 250101)摘 要: 采用盆栽試驗的方法研究了 3 種可降解地膜殘留碎片對小油菜生長和土壤性狀的影響 。結(jié)果表明: 當土壤中可降解地膜殘留碎片含量較高時其對小油菜產(chǎn)量和葉片葉綠素含量產(chǎn)生了一定的抑制作用，降低了土壤中堿解氮和有效磷的含量，提高了土壤含水量和速效鉀的含量;各地膜處理對小油菜葉片數(shù) 、土壤 pH 值和有機質(zhì)含量無顯著影響; 可降解地膜與普通地膜相比，其殘留碎片對小油菜生長和土壤環(huán)境的影響降低 。關(guān)鍵詞: 可降解地膜; 殘留碎片; 小油菜; 生長; 土壤性狀中圖分類號: S5654 文獻標志碼: A 文章編號: 10018581( 2015) 12010703Effects of Residual Fragments of Degradable Mulch on SmallRape Growth and Soil PropertiesZHONG Ziwen1， ZHAO Haijun2*， LIU Ping1， 3， WANG Lihong4， SUN Ming1， ZHOU Jinglun4， JING Yongping1， 3( 1 Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China;2 Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan 250100， China; 3 Key Laboratory of Agroenvironment in HuangHuaiHai Plain， Ministry of Agriculture， Jinan 250100， China; 4 EcoBenign Plastics Technology Company Limited in Shandong Prov-ince， Jinan 250101， China)Abstract: Pot experiment method was adopted to study the effects of the residual fragments of three kinds of degradable mulchon small rape growth and soil properties by using the ordinary film as the control The results showed that the high content of residualfragments of degradable mulch in soil had a certain inhibitory effect on the leaf chlorophyll content and yield of small rape， reducedthe available nitrogen and effective phosphorus content in soil， and increased the soil moisture and available potassium content Allthe mulch residue treatments had no significant influence on small rape leaf number， soil pHvalue and soil organic matter contentThe residual fragments of degradable mulch had less effect on small rape growth and soil environment than those of the ordinary filmKey words: Degradable mulch; Residual fragments; Small rape; Growth; Soil properties在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)膜的使用可以提高地溫 、改善田間墑情，是一種提高作物產(chǎn)量的行之有效的方法 14。自 20 世紀 70 年代以來，農(nóng)膜得到了迅速應用和發(fā)展，至 2004 年我國農(nóng)膜覆蓋面積已達 012 億 hm2，年需求量達 931 萬 t 5。但因農(nóng)膜使用而造成的 “白色污染 ”問題不容忽視 。目前應用的農(nóng)膜多為分子量數(shù)萬到數(shù)十萬的聚乙烯或聚氯乙烯，具有較高的穩(wěn)定性，很難分解，致使殘留的農(nóng)膜在土壤中易形成阻隔層，使耕層土壤透氣性降低，土壤結(jié)構(gòu)被破壞，影響作物種子發(fā)芽和根系發(fā)育，造成作物的減產(chǎn)損失 68。據(jù)濱州市農(nóng)業(yè)部門監(jiān)測，土壤中農(nóng)膜殘留量達 40 kg/hm2，可使小麥 、玉米減產(chǎn) 103% 125%，棉花減產(chǎn) 75% 94%，大豆減產(chǎn) 68%84% 6。因此，農(nóng)膜殘留污染影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 。為了減輕 “白色污染 ”，人們正在對可降解地膜進行大量研究和推廣 。現(xiàn)有研究多關(guān)注可降解地膜覆蓋對作物產(chǎn)量 、土壤性狀 、水分利用等的影響 912，但是即使是可降解地膜在環(huán)境中短時間內(nèi)也很難被完全降解，而殘留于土壤中的可降解地膜碎片對農(nóng)作物生長或土壤微環(huán)境是否會造成影響，相關(guān)研究較少 13。本研究以山東天壯環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的 “綠塑寶 ”3種可降解地膜和 1 種市購普通地膜為試驗材料，研究了可降解地膜降解碎片對小油菜產(chǎn)量和土壤性狀的影響，并與普通地膜進行對比，以期為推動可降解地膜的研究和應用奠定基礎(chǔ) 。1 材料與方法11 試驗材料與設計111 試驗材料 供試作物為小油菜 。供試材料為經(jīng)熱處理的普通地膜( 記為 A) 、經(jīng)熱處理的 “綠塑寶 ”牌3 種地膜( 分別記為 B、C、D) 。通過預先熱處理的方式模擬田間條件下已經(jīng)降解一段時間的地膜 。112 試驗設計 試驗于 2013 年 8 月初在山東省農(nóng)業(yè)科學院試驗站進行 。采用土培盆栽試驗設計，露天常規(guī)管理 。供試土壤為褐土，試驗前土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分含量為堿解氮 154 mg/kg，有效磷 103 mg/kg，速效鉀160 mg/kg，土壤 pH 值 77，有機質(zhì)含量為 101 g/kg。將供試土壤風干并過 3 mm 篩子 。設 5 個地膜殘留量梯度處理，分別是 0、001、005、010、020 g/kg 干土，每個處理 4 次重復，每盆 1 個重復，隨機排列 。每個試驗花盆( 盆口內(nèi)徑 35 cm，高 40 cm) 土層厚度 30 cm，每盆裝風干土壤 13 kg。將土壤稱重后，裝入花盆，施入基肥尿素 013 g/kg 干土 、過磷酸鈣 027 g/kg 干土 、氯化鉀 007 g/kg 干土，混勻，加入相應數(shù)量的地膜碎片( 寬約 3 cm、長約 5 cm) ，將地膜以展開的狀態(tài)均勻摻入 020 cm 深的盆中土壤 。將裝入花盆中的土壤用木棍敲打緊實，使土壤中的地膜情況接近于常規(guī)大田的，然后澆透水，最后播種 。在 8 月 9 日播種，出苗 1 周后，每盆保留 10 株長勢均勻的小油菜，其余的間除 。在試驗期間，根據(jù)干旱程度及時澆水，所有處理澆水量保持一致，使土壤相對持水量保持在 50%80%。12 測定項目及方法在 9 月 30 日小油菜收獲時取土壤樣品，取樣深度為 20 cm，每盆取 3 鉆，混勻后作為一個重復 。測定堿解氮 、有效磷 、速效鉀 、有機質(zhì)的含量 、含水量以及 pH值等土壤性狀，各指標的測定方法為: 土壤堿解氮，堿解擴散法; 有效磷， 05 mol/L NaHCO3法; 速效鉀，火焰光度法; pH 值，電位法; 有機質(zhì)，重鉻酸鉀容量法 外加熱法; 土壤含水量，烘干法 14。在小油菜收獲前采用智能葉綠素計 SPAD502 測定葉片的葉綠素含量，每盆隨機選擇 3 株，每株測定 3個葉片，取每盆平均值作為 1 個重復 。在小油菜收獲后測定每株葉片數(shù)和生物量 。13 統(tǒng)計分析方法采用統(tǒng)計軟件 SPSS 130 進行不同殘膜處理間生長和土壤性狀各指標的差異顯著性檢驗 。2 結(jié)果與分析21 地膜殘留對小油菜產(chǎn)量的影響不同地膜殘留處理對盆栽小油菜收獲后生物量( 干重) 的影響見圖 1。從圖 1 可以看出: 普通地膜添加到土壤中后顯著降低了小油菜的產(chǎn)量( 生物量) ( P005) ; 當?shù)啬埩袅枯^低( 001、005 g/kg 土) 時，降解膜 B、C、D 對小油菜產(chǎn)量的影響較小( P005) ; 但隨著殘留量的增加，它們對小油菜產(chǎn)量的影響增大 。綜合來看，膜 D 對小油菜產(chǎn)量的影響最小，其次為 B，膜 C對小油菜產(chǎn)量的影響相對要大些 。3 種降解膜相對于普通地膜來說，對小油菜生長和產(chǎn)量的影響明顯降低 。22 地膜殘留對小油菜葉片葉綠素含量的影響不同地膜殘留處理對盆栽小油菜葉片葉綠素含量的影響見圖 2。將不同材質(zhì)的地膜添加到土壤中后均降低了小油菜葉片的葉綠素含量，且隨著殘留量的增加，地膜對葉綠素含量的影響增大 。以普通地膜 A 對葉片葉綠素含量的抑制作用最強( P005) ，其次為 C和 B，膜 D 的影響最小 。3 種降解膜相對于普通地膜來說，對小油菜葉片葉綠素含量的影響明顯降低 。圖 1 不同地膜殘留處理對小油菜生物量( 干重) 的影響圖 2 不同地膜殘留處理對小油菜葉片葉綠素含量的影響23 地膜殘留對小油菜葉片數(shù)的影響由圖 3 可見: 不同材質(zhì)的地膜添加到土壤中后對小油菜葉片數(shù)的影響較小( P005) ，其中降解膜 B 和D 對葉片數(shù)幾乎沒有影響，而膜 C 和 A 稍微降低了葉片數(shù)，平均每株減少 1 張葉片 。圖 3 不同地膜殘留處理對小油菜葉片數(shù)的影響24 地膜殘留對土壤性狀的影響不同地膜殘留量處理對盆栽小油菜土壤含水量 、pH 值和有機質(zhì)含量的影響見表 1。從表 1 可以看出，不同材質(zhì)的地膜添加到土壤中后提高了土壤的含水量，以普通地膜的影響最大， 3 種降解膜處理對土壤含水量的影響差別不大，以 C 處理的平均含水量較高，其次為 B和 D。各處理之間土壤 pH 值和有機質(zhì)含量沒有明顯差別 。地膜殘留能提高土壤的含水量，可能是因為地膜的阻隔減緩了水分的蒸發(fā) 。普通地膜經(jīng)熱處理后韌性相對最強，透水性較差，因此保水作用相對最強 。801 江 西 農(nóng) 業(yè) 學 報 27 卷表 1 不同地膜殘留處理對土壤含水量 、pH 值和有機質(zhì)含量的影響處理 含水量 /% pH 值 有機質(zhì) /( g/kg)A 1245 764 100B 1173 779 101C 1184 796 100D 1143 769 102CK 1052 770 102不同地膜殘留處理對盆栽小油菜收獲后土壤堿解氮 、有效磷 、速效鉀含量的影響見圖 4圖 6。各地膜處理當殘留量較高時均降低了土壤中堿解氮和有效磷的含量( 圖 4、圖 5) ，以普通地膜 A 對堿解氮和有效磷含量的抑制作用最強( P005) ，其次為 C 和 B，膜 D 的影響最小 。堿解氮和有效磷含量降低，可能是因為地膜的存在降低了土壤中脲酶和磷酸酶的活性 。降解地膜處理均提高了土壤中速效鉀的含量( P005) ，且隨著殘留量的增加速效鉀含量增加( 圖 6) 。以降解地膜 D對速效鉀的影響最強，其次為 C 和 B，普通地膜 A 對速效鉀含量的影響較小 。土壤中速效鉀含量增加，可能是由于可降解地膜降解的產(chǎn)物促進了難溶性鉀向速效鉀的轉(zhuǎn)化 。圖 4 不同地膜殘留處理對土壤堿解氮含量的影響圖 5 不同地膜殘留處理對土壤有效磷含量的影響3 結(jié)論綜合來看，可降解地膜殘留在土壤中雖有一定的保水和提高速效鉀含量的作用，但當殘留量較高時由于對土壤養(yǎng)分( 堿解氮和有效磷) 轉(zhuǎn)化作用的抑制，對小油菜的生長和產(chǎn)量會產(chǎn)生一定的影響 。山東天壯環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的 “綠塑寶 ”3 種可降解地膜殘留在土壤中時相對于普通地膜來說，對作物產(chǎn)量和土壤環(huán)境的影響明顯降低 。結(jié)合我們前期就 “綠塑寶 ”可降解地膜覆蓋對棉花產(chǎn)量影響的研究結(jié)果 15， “綠塑寶 ”可降解地膜覆蓋相比于普通地膜能增加作物的產(chǎn)量，改善土壤的養(yǎng)分狀況，其殘膜碎片對作物產(chǎn)量和土壤環(huán)境的影響較小，具有一定的應用和推廣價值 。圖 6 不同地膜殘留處理對土壤速效鉀含量的影響參考文獻: 1陳奇思 中國塑料薄膜覆蓋農(nóng)業(yè) J 中國工程科學， 2002( 4) : 1315 2黃天寶，肖國濱，葉川，等 地膜覆蓋對贛薯 2 號外觀品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 J 江西農(nóng)業(yè)學報， 2012， 24( 11) : 4445 3閆伸，符云鵬，曾宇，等 液體地膜覆蓋對植煙土壤和煙株根系影響的研究進展 J 江西農(nóng)業(yè)學報， 2013， 25( 4) : 161163 4布云虹，張映翠，胡小東，等 膜下小苗移栽對烤煙生長發(fā)育的影響 J 江西農(nóng)業(yè)學報， 2013， 25( 4) : 157160 5尉海東，倫志磊，郭峰 殘留農(nóng)膜對土壤性狀的影響 J 生態(tài)環(huán)境， 2008， 17( 5) : 18531856 6劉宗斌 黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)環(huán)境現(xiàn)狀與污染防治措施 J 環(huán)境科學與管理， 2007， 32( 2) : 149150， 179 7杜曉明，徐剛，許瑞平，等 中國北方典型地區(qū)農(nóng)用地膜污染現(xiàn)狀調(diào)查及其防治對策 J 農(nóng)業(yè)工程學報， 2005， 21( 增刊) :225227 8嚴昌榮，梅旭榮，何文清，等 農(nóng)用地膜殘留污染的現(xiàn)狀與防治 J 農(nóng)業(yè)工程學報， 2006， 22( 11) : 269272 9戴敬，陳榮來，李國軍 可降解地膜覆蓋棉花增產(chǎn)效應的研究 J 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報， 2004， 12( 2) : 140142 10王鑫，胥國斌，任志剛 無公害降解地膜對玉米生長及土壤環(huán)境的影響 J 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報， 2007， 15( 1) : 7881 11林葉春，胡躍高，曾昭海 不同節(jié)水措施對馬鈴薯生長及水分利用的影響 J 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究， 2010， 28( 1) : 5459 12張淑敏，馮宇鵬，米慶華，等 不同生物降解地膜對大蒜產(chǎn)量的影響 J 山東農(nóng)業(yè)科學， 2014( 3) : 6971 13程桂蓀，劉小秧，高松 光降解地膜小殘片積累對土壤性質(zhì)和作物產(chǎn)量的影響 J 土壤肥料， 1993( 2) : 1416 14鮑士旦 土壤農(nóng)化分析 M 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2000 15劉蘋，仲子文，王麗紅，等 可降解地膜覆蓋對土壤養(yǎng)分和棉花產(chǎn)量的影響 J 山東農(nóng)業(yè)科學， 2014， 46( 8) : 8183( 責任編輯: 黃榮華)90112 期 仲子文等: 可降解地膜殘留碎片對小油菜生長和土壤性狀的影響</p>