生物降解地膜降解过程及其对玉米生长发育和产量的影响研究

可降解地膜是解决常规塑料地膜引起的白色污染的有效途径。本实验研究了生物降解地膜在不同耕层土壤中的田间降解状况，同时，采用完全随机试验设计，以不覆膜（CK）和普通膜为对照，研究了可降解生物地膜的增温、保墒等物理特性和覆盖条件下对春玉米的生长发育、部分生理特性、产量，并对覆盖后经济效益等进行了比较分析，结果表明：（1）5cm土层处可降解生物膜埋土60和100d的降解率分别为1.34%和1.86%，25cm土层处可降解生物膜埋土60和100d的降解率分别为1.18%和1.96%，表明降解效果随着埋土时间的增加，降解率逐渐提高，在不同土壤耕层降解效果没有明显差别。随着铺膜时间的增加，生物降解地膜纵向拉伸强度逐渐变弱，铺膜100和140d的纵向拉伸强度分别为4.07Mpa和2.94Mpa，较铺膜前分别降低了61.9%和72.5%。横向拉伸强度铺膜100和140d分别降低了5.4%和17.9%，表明该地膜主要是通过纵向破裂达到裂解的效果。（2）覆盖生物膜在玉米生育前期具有明显的增温效应。在苗期生物膜覆盖较CK5～25cm地温增加2.2℃～4.6℃，拔节期增加2.1℃～11.3℃，增温效果显著，和普通膜相比，在10：00生物膜在5cm土层的增温幅度比普通膜处理高0.8℃，在14：00生物膜在5cm土层的增温幅度比普通膜处理低0.8℃，随着土层的加深，生物膜处理的地温增加幅度均小于普通膜。同时，拔节期不同天气对地膜覆盖的增温差别主要体现在增温幅度的增加及日温峰值的滞后。在5cm土层处，生物膜处理的晴天日增温幅度为2.3℃～11.3℃，增加11.27%～30.54%，日温峰值出现在16：00，阴天日增温幅度差异明显小于晴天，为3.4℃～5.6℃，增加10.18%～14.84%，日温峰值出现在14：00，随着土层深度的增加两种天气情况的地温峰值出现的时间滞后。在成熟期，由于生物膜裂解不再具有保温效应，但普通地膜仍具有明显的增温效应。（3）生物膜覆盖能加速玉米根系和地上部分的生长，促进玉米的生长生育。在苗期增加株高5.36cm，增幅24.83%；在拔节期较CK能增加1条玉米须根，增加6.39%，增加地上部生物干重8.51g，增幅81.2%，株高增加28.86cm，增幅28.69%；在抽雄期株高增加15.25cm，增幅7.06%，穗上叶、穗位叶、穗下叶叶面积分别增加59.27cm~2、58.93cm~2、54.49cm~2，增加幅度依次为10.83%、9.38%、7.94%。（4）降解地膜覆盖能大幅度提高籽粒单产，比CK增产1613.4kg/hm~2，增产率为18.71%，普通地膜覆盖的增产率为17.68%，覆盖生物膜处理较CK玉米穗长增长1.04cm、穗粗增加0.18cm、结实长增加1.04cm、行粒数增加3.45粒、千粒重增加31.3g。同时，覆盖生物膜较CK处理提高玉米的产投比0.3，其总产值比CK高3694.6元/hm~2，比普通膜处理高74.5元/hm~2，说明覆盖生物膜能获得比普通膜处理更好的经济效益，可以在农业生产中替换普通地膜。