生物降解膜水稻機插秧覆膜栽培技術(shù)應(yīng)用試驗分析

摘要：地膜在提高作物產(chǎn)量、促進農(nóng)民增收、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟等方面發(fā)揮了重要作用。但是長期大量使用地膜帶來的白色污染問題也逐年加重。[目的]為了解決土壤的白色污染問題，大力發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。[方法]在吳中區(qū)胥口鎮(zhèn)梅橋村設(shè)立生物降解地膜試驗示范區(qū)，驗證生物降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的實際效果。[結(jié)果]水稻覆蓋生物降解膜可以很好地抑制稻田田間雜草生長，節(jié)約除草成本；水稻覆膜可以提高水稻產(chǎn)量6.41%；試驗結(jié)束時生物降解地膜幾乎全部降解完畢，無殘留，不會造成土壤環(huán)境污染；覆膜區(qū)較無膜區(qū)每畝增收200.07元，可以示范推廣。關(guān)鍵詞：生物降解地膜；水稻；機插秧；覆膜栽培技術(shù)在農(nóng)作物種植過程中，鋪設(shè)地膜可以起到保溫保濕、抑制雜草的作用，地膜在保障我國農(nóng)產(chǎn)品安全、提高作物產(chǎn)量、促進農(nóng)民增收、發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟等方面發(fā)揮了重要作用。但是常規(guī)PE地膜難以降解，加之農(nóng)民認識不足、回收不徹底，地膜殘留于土壤，造成土壤質(zhì)量下降，作物減產(chǎn)，廢舊地膜回收處理不當，又造成白色污染問題[1-4]。生物降解地膜是以生物降解材料為主要成分，添加適當比例的功能助劑，通過吹塑或流延等工藝生產(chǎn)，用于農(nóng)作物種植時土壤表面覆蓋并具有生物降解性能的薄膜。利用微生物的酶將高分子聚合物碎片化、再被細菌等微生物分解、消化、吸收，最終形成水和二氧化碳的過程，其最終降解產(chǎn)物無害無污染[5]。該試驗選用山東泉苗農(nóng)業(yè)科技生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯）材質(zhì)的生物降解膜做試驗，驗證其防草效果和對水稻產(chǎn)量的影響以及經(jīng)濟效益。1試驗?zāi)康难芯可锝到獾啬ぴ谒緳C插秧生產(chǎn)上的應(yīng)用效果。本試驗主要驗證降解膜的雜草防治效果、對水稻產(chǎn)量的影響，積極探索綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展思路。2材料準備2.1試驗地點示范區(qū)設(shè)置在蘇州市吳中區(qū)胥口鎮(zhèn)梅橋村稻田（120.488982，31.195580）。試驗前對試驗田采集土壤樣品，檢測結(jié)果為：pH值7.15、有機質(zhì)13.8g/kg、全氮0.49g/kg、有效磷12mg/kg、速效鉀130mg/kg。土壤呈中性，肥力中等。試驗設(shè)置無膜區(qū)（CK）和生物降解膜覆膜區(qū)，覆膜區(qū)面積約30畝，無膜區(qū)面積約10畝。該試驗采用插秧機插秧。2.2供試品種示范區(qū)選用吳中區(qū)常見的稻谷蘇香粳100，采用秧盤育秧、秧齡25天左右，用種量3.5kg/畝，移栽實際秧齡20天，實際葉齡4.0葉。2.3供試材料示范區(qū)覆膜材料選用山東泉苗農(nóng)業(yè)科技生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的生物降解地膜，主要成分為PBAT（聚己二酸/對苯二甲酸丁二醇酯），寬度1900mm、厚度0.010mm，降解周期120天、橫向拉伸負荷≥3.42N、縱向拉伸負荷≥4.88N、地膜價格32.5元/kg、每畝用量8.5kg。試驗用生物降解地膜相關(guān)參數(shù)符合國家標準[6]。2.4供試肥料示范區(qū)所用肥料為江蘇華昌化工股份有限公司生產(chǎn)的吳中區(qū)水稻專用肥-緩釋肥有機無機復(fù)混肥（有機質(zhì)≥25%；N-P2O5-K2O∶12-0-3），肥料價格2.2元/kg、肥料每畝使用量50kg、采用一次性施肥模式、肥料使用時間在插秧前翻耕稻田時一并施入。2.5供試機器示范區(qū)選用洋馬農(nóng)機（中國）有限公司生產(chǎn)的養(yǎng)馬YR60D插秧機插秧，行距30cm、工作行數(shù)6行、株距14cm。為了鋪膜，在該插秧機上再加裝覆膜裝置（水稻覆膜器）。3試驗設(shè)計與操作流程示范區(qū)所處田塊面積約40畝，其中設(shè)置30畝為覆膜區(qū)（示范區(qū)），剩余的10畝設(shè)為無膜區(qū)（對照區(qū)）。該試驗流程為育秧、采集基礎(chǔ)土樣后翻地與施肥、機插秧和覆膜、田間管理與觀察記載、樣品采集和測產(chǎn)、樣品檢測和分析。該試驗流程見圖1。該試驗采用秧盤育秧，每畝用種量約3.5kg。5月20日浸種，6月9日機插水稻秧苗，實際秧齡20天，平均葉齡4.0葉。插秧密度為行距30cm、株距14cm，插秧和覆膜同步進行。覆膜區(qū)和無膜區(qū)除是否鋪設(shè)地膜外，肥料用量、田間管理措施、栽插密度等均保持一致且與往年習(xí)慣一樣。在試驗施肥前采集土壤樣品檢測分析土壤養(yǎng)分；試驗實施過程中做好生育進程記載、田間雜草發(fā)生情況、除草用工情況、降解膜降解情況等并在試驗結(jié)束時進行稻谷產(chǎn)量測定，在試驗結(jié)束時對所采集的數(shù)據(jù)進行匯總分析，評價覆膜對水稻產(chǎn)量的影響、防草效果、降解程度以及經(jīng)濟效益等。4田間試驗數(shù)據(jù)采集與結(jié)果分析4.1生育進程記載（葉齡和分蘗數(shù)）與分析試驗過程中，根據(jù)水稻生長情況，對兩種模式分別調(diào)查葉齡和分蘗數(shù)，結(jié)果見表1[7]。根據(jù)表1可知，覆膜區(qū)平均出葉速度較無膜區(qū)快（見圖2）。根據(jù)田間稻谷抽穗時間來看，兩種模式下，覆膜區(qū)較無膜區(qū)早2天始穗。對比兩種模式，覆膜區(qū)后期有效分蘗數(shù)較無膜區(qū)有效分蘗數(shù)多4.7%（見圖3）。4.2田間雜草生長情況及用工分析本示范區(qū)在雜草防治上按照常年習(xí)慣，在機插秧階段都統(tǒng)一同步噴施一次除草劑，即覆膜區(qū)（示范區(qū)）和無膜區(qū)（對照區(qū)）都在插秧時噴施一次除草劑，機插秧后覆膜區(qū)再不進行任何除草劑的噴施，無膜區(qū)按照常年習(xí)慣進行人工除草劑。對覆膜區(qū)和無膜區(qū)兩種處理措施田間雜草生長情況進行調(diào)查統(tǒng)計，本年度覆膜區(qū)無雜草出現(xiàn)，無膜區(qū)大規(guī)模雜草爆發(fā)出現(xiàn)3次，無膜區(qū)共除草三次分別在7月15日、7月30日和8月25日，覆膜區(qū)無除草。經(jīng)統(tǒng)計，本季水稻種植期間，三次除草每畝成本合計約400元，無膜區(qū)無除草，每畝節(jié)省成本約400元。對比兩種處理的田間雜草發(fā)生情況及除草花費可知，水稻覆膜能大大降低雜草在田間的生長，能夠降低除草花費，節(jié)約成本。4.3降解膜降解情況根據(jù)相關(guān)資料，生物降解膜降解周期一般分為五個時期：A階段始裂期，為地膜開始出現(xiàn)1～2cm的自然微小裂口；B階段開裂期，為膜表面出現(xiàn)2～20cm的裂縫；C階段大裂期，為出現(xiàn)20～50cm裂縫，數(shù)量增加；D階段碎裂期為均勻碎裂，無大塊地膜存在；E階段無膜期，為田面無地膜存在。對田間覆膜區(qū)降解情況觀察統(tǒng)計，7月中旬，降解膜開始進入始裂期，在8月初，地勢低洼處（被水覆蓋的區(qū)域）生物降解膜已全部降解，已看不見農(nóng)膜；在9月初整個試驗區(qū)所覆蓋農(nóng)膜已基本碎裂成大小不一的殘片，包括地勢較高處；9月底10月初觀測點已無農(nóng)膜。11月1日水稻收割后，觀察整個示范區(qū)，田間地膜殘留只見幾少量細小碎片，生物降解膜表觀降解程度徹底。該試驗降解膜各階段發(fā)生時間分別為始裂期（7月13日）、開裂期（7月20日）、大裂期（8月3日）、碎裂期（8月25日）、無膜期（9月30日）。試驗結(jié)果表明試驗表明該降解膜降解性能好、降解周期也較快。（約120天在稻田基本降解完畢）。見表4。4.4田間產(chǎn)量記載水稻成熟收割前，對試驗區(qū)兩種模式下稻谷進行割方測產(chǎn)，每種處理措施選定三個長勢均衡的點割方，陰干后脫粒測產(chǎn)。測產(chǎn)情況及室內(nèi)考種情況見表5。根據(jù)表5可知，覆膜區(qū)產(chǎn)量比無膜區(qū)每畝增產(chǎn)36.0kg，增產(chǎn)6.41%，增產(chǎn)效果較明顯，覆膜可以提高水稻產(chǎn)量。4.5覆膜與不覆膜兩種模式生產(chǎn)成本和產(chǎn)出對比對兩種栽培模式生產(chǎn)成本進行對比分析（只考慮兩種措施投入產(chǎn)出不一致的地方），通過統(tǒng)計分析，農(nóng)膜每畝投入成本分別為無膜區(qū)0元、覆膜區(qū)276.25元，每畝除草成本分別為無膜區(qū)400.0元、覆膜區(qū)0.0元，覆膜區(qū)插秧時因裁膜多每畝投入人工成本18.0元，此三項成本覆膜區(qū)比無膜區(qū)減少投入105.75元，同時產(chǎn)量方面覆膜區(qū)增收94.32元（稻谷價格按照2023年國家粳稻最低保護價2.62元/kg），綜合得知覆膜區(qū)比無膜區(qū)每畝多增收純收入200.07元。見表6。5結(jié)論通過對試驗區(qū)兩種模式對比分析，覆膜栽培優(yōu)于常規(guī)栽培，主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）出葉速度快、有效分蘗數(shù)高、稻谷產(chǎn)量高，覆膜可以提