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辣椒亩增产29.05%,原来是因为选对了地膜!

为研发适宜辣椒种植的生物降解地膜产品,以自主研发的3种不同规格的全生物降解地膜为试验材料,通过分析全生物降解地膜与常规地膜在辣椒生产上的应用效果,筛选适合辣椒生产应用的全生物降解地膜。

试验结果表明,相比常规PE地膜,3种不同规格的全生物降解地膜对辣椒的株高、茎粗、叶绿素含量、产量均无显著性差异,不同规格的降解膜降解速度略有差异。

综合辣椒生长和地膜降解情况,认为3种规格的全生物降解膜均可以满足辣椒控草需求,但1.0 mm的降解膜诱导期偏早,结合试验结果,认为1.4 mm全生物降解地膜较符合生产需求,可确保良好的增温、保水、保肥、抑制杂草生长和增产增收效果。

辣椒是茄科辣椒属一年生或多年生植物,世界各地均有种植,全世界近1/4人口经常食用,是人们喜爱的蔬菜之一。辣椒是我国主要蔬菜作物之一,可鲜食,可调味,还可用于提炼辣椒油、辣椒素及辣椒红素,种植面积和产值均位居蔬菜作物之首。2019年金华市辣椒种植面积为1 866.67 h㎡,产量4.61万t,产值1.88亿元;其中设施辣椒种植面积1 046.67 h㎡,产量3.46万t。     

地膜覆盖技术具有良好的保温、保墒,改善土壤理化性质的作用,并被证明对玉米、马铃薯、水稻等作物具有显著的增产效果,目前已在农业生产的各个领域广泛应用。

普通地膜由聚乙烯材料合成,自然条件下几乎不能降解。残留地膜所造成的不利影响越来越重,因此急需一类新型的、与普通塑料地膜具备相同增温保墒功能的可降解地膜代替其在农田生产中的应用,来减少残膜对环境的污染和土壤的负面效应。

研究绿色环保型的可生物降解地膜,是降低农田“白色污染”问题的理想途径。生物降解地膜是一种在自然环境条件下能被土壤微生物降解且不会对土壤造成污染的新型地膜,免除了农民在作物收获后需清除剩余地膜的工作,降低了人工成本,在农业生产中具有省时省力的特点,是实至名归的环境友好型地膜。

2021年2月21日,中央一号文件明确提出加强可降解农膜研发推广的目标。可降解地膜能规避常规地膜造成的一系列问题,可以说是未来传统农用地膜的替代品。

为研究不同规格可降解地膜的降解性能,及其对作物生长的影响,于2022年1~8月在金华市蒋堂镇董村进行了不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒生长发育和产量影响的田间试验,探讨了其对辣椒生长及产量的影响,以期为全生物降解农用地膜的应用与推广提供参考依据。


1   材料与方法

1.1   试验材料      

试验辣椒品种杭椒12,由厦农农业科技有限公司提供。全生物降解膜由杭实科技发展(杭州)有限公司提供。

1.2   试验设计      

试验在浙江省金华市婺城区董村辣椒种植大户进行。辣椒于2021年10月8日育苗,2月28日进行覆盖处理,3月6日定植。


定植株距45 cm,试验设置5个处理(表1),3次重复,小区面积20 ㎡,每小区定植60株,随机区组排列,每小区随机选取15株定期测量辣椒株高、茎粗、叶绿素含量等指标,并记录膜的降解情况;辣椒果实进入成熟期后,采收成熟的果实统计产量。

1.3   试验方法      

①辣椒生长指标测定   株高参照高文瑞等的测量方法,用直尺测量从根茎部到辣椒生长点最高点的高度。茎粗参照姜怡帆等的测量方法,用游标卡尺测量距离根茎部1 cm处的直径。叶绿素含量用叶绿素测定仪SPAD-502 测定。      

②辣椒产量测定   每个处理的辣椒果实单独进行采收,用电子秤称取产量,并统计小区产量。      

③降解膜裂解情况调查   根据地膜降解分期标准,定期观察,记录降解膜破裂情况、手撕拉力等变化情况,并进行拍照记录,每30 d观察1次。每小区随机选取3个0.5 m×0.5 m 的区域作为地膜降解观测区域,并在观察日统计和测量每区域内孔洞的数目及直径,记录地膜降解的程度和时间。      

将地膜的降解过程分为5个时期。诱导期:从覆盖地膜日起至地膜出现3处2 cm左右孔洞或裂缝的阶段;开裂期:地膜表面出现大于2 cm的孔洞或裂缝;大裂期:地膜表面出现裂缝宽度大于20 cm的阶段;碎裂期:最大地膜残片面积小于16 c㎡;无膜期:地表只能看到少量或看不到残膜存在的阶段。

1.4   数据分析      

采用 Excel 2010 软件处理数据、绘图,并采用SPSS 25.0统计软件进行显著性分析。

2   结果与分析

2.1   不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒生长指标的影响      

①不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒株高的影响   

由图1可知,随着辣椒的生长,辣椒株高总体呈逐渐上升的趋势。辣椒生长期间,地膜覆盖处理的辣椒株高总体高于不覆盖地膜处理(对照)。

移栽后85 d,所有处理的辣椒植株株高达到最高,其中处理1(全生物降解地膜1.0 mm覆盖)的辣椒株高最高,为83.99 cm,空白对照的辣椒株高为78.23 cm,前者比后者显著高7.36%,但与其他规格的全生物降解地膜和常规地膜处理无显著性差异。      


②不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒茎粗的影响   

由图2可知,随着辣椒的生长,各处理的辣椒茎粗呈逐渐增加的趋势。在辣椒移栽后的生长期间,地膜覆盖的辣椒茎粗总体高于不覆膜处理。除5月9日处理1、2显著高于处理3,其他时期处理1、2、3和4间均无显著性差异。

  ③不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒叶绿素含量的影响   

由图3可知,各时期调查结果表明常规膜处理的植株叶片叶绿素含量最高,且各次调查均以处理5(不覆盖地膜处理,对照)的叶绿素含量最低。总体来看,以处理2(1.4 mm全生物降解地膜覆盖)对茎粗的影响好。

      


④不同规格全生物降解地膜覆盖对辣椒产量的影响   

由表2可看出,处理1、2、3、4每667 ㎡其辣椒的产量分别为3 454.81、3 314.07、3 494.22、3 336.44 kg,分别较处理5(对照)高34.53%、29.05%、36.07%、29.92%。


不同厚度全生物降解地膜覆盖处理间辣椒产量无显著性差异,且与常规地膜处理也不存在显著性差异,但所有覆盖地膜处理的产量均显著高于处理5(对照)。      

⑤不同规格全生物降解地膜裂解结果   

由表3可知,处理1的地膜在5月23日进入诱导期,杭化膜1.4 mm、处理2和处理3的地膜在均6月7日进入诱导期,6月20日进入开裂期,3个规格的全生物降解地膜的大裂期均是7月25日。


3   结论与讨论

目前,地膜栽培技术广泛应用于现代农业生产中,通过保持土壤温度、提高土壤水分含量,大大提高了农作物的出苗率和成活率,产量有了大幅度提升。

然而随着地膜的广泛应用和快速发展,及其难以降解的特性,普通地膜所带来的污染问题已不可忽视,加强农膜的污染治理势在必行。农业农村部的调查结果表明,我国每1 h㎡耕地残留地膜量为90~135 kg,最高可达270 kg。

这些在耕地中残留的碎膜,会影响土壤的通透性和土壤肥力,影响作物生长发育,污染环境,影响农事操作等,最终导致农作物大幅减产。全生物降解地膜能在自然环境条件下被土壤中的细菌、真菌和放线菌等微生物降解,最后分解为二氧化碳和水分,降解后无二次污染。全生物降解地膜保留了普通塑料地膜的增温、保墒、防草作用,减少了农田中残膜的污染问题。      

研究表明,生物降解地膜处理的大蒜株高、假茎粗、叶面积和鳞茎产量与普通地膜间无明显差异。银敏华等研究发现降解地膜覆盖明显增加了冬小麦生长前期和中期的土壤温度,提高了产量和水分利用效率。凌红波等研究结果表明,生物降解地膜覆盖显著提高了土壤含水率,可对作物生长起到增温保墒作用,并能在一定程度上改善土壤肥力。

本研究中,3种不同厚度的全生物降解地膜均表现出较好的控草效果,且与无地膜覆盖相比,全生物降解地膜覆盖可加快辣椒的生长发育进程,增加辣椒的株高、茎粗、叶绿素含量及产量,使产量增加29.05%~36.07%,但不同厚度全生物降解地膜覆盖处理间不存在显著性差异。

全生物降解地膜的降解周期符合当地辣椒的生长状况,辣椒生长前期,不同厚度的全生物降解地膜对杂草均能起到良好的控制效果,生长后期,随着全生物降解地膜的逐步裂解,其控草作用不及普通地膜,但此时辣椒植株有一定的遮荫效果,不利于杂草生长。

综合辣椒的生长和地膜降解情况,认为本研究中3种规格的全生物降解地膜均可以满足辣椒控草的需求。但1.0 mm的降解膜诱导期偏早,且结合辣椒生长情况和生产成本, 以1.4 mm全生物降解地膜较符合生产需求。      

大量试验结果显示,全生物降解地膜具有与普通地膜相同的增温保水性能,完全可以代替普通地膜在作物生产中的应用,且不会对土壤造成污染,是真正的“绿色”地膜。

本研究还发现,全生物降解地膜既不影响下茬作物的正常耕作,还能够有效减少对环境的污染。从目前情况来看,可能是成本高,制约了其大规模应用。因此,研发的重中之重是降低生产成本,同时加大宣传力度,以提高农民的接受度。

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信息来自《长江蔬菜》2023年11月下

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