全生物可降解地膜降解情況研究

李海萍

一、研究的目的及意義

在青島市馬鈴薯種植代表區域開展全生物可降解地膜埋土和曝曬試驗，觀測各參試可降解地膜樣品的農田覆蓋效應及其降解性能的可控性。通過全生物可降解地膜的降解性能篩選適合本地區覆蓋的地膜類型，確定其在消除地膜殘留污染方面的可能性。

二、試驗設計

1.暴曬試驗

曝曬試驗采用單因素隨機區組設計，設6種降解地膜和普通PE地膜對照CK2，共7個處理，每個處理為一個試驗小區，2次重復，共14個小區。每個小區的長度為13.5m，覆膜寬度95cm，壟面寬度35cm。在田間按正常的作業方式進行鋪膜，采用的人工覆膜方式，膜下不種植作物，確保地膜完全暴露在陽光下，每隔天觀察一次，達到誘導期后天觀察一次，觀察內容包括地膜的破碎情況，透明度等。

2.填埋試驗

將6種降解地膜和1種普通PE地膜CK2，分別裁剪成40（橫向）×30（縱向）cm的膜片，將地膜裝入裝入20目防蟲網袋中，做好標記。填埋試驗分三個觀察期，每個觀察期三次重復，共63塊地膜。在同一地塊共挖9個平底坑，坑的大小要足夠平展放置7個處理的一次重復，將地膜隨機排列，埋入深度為10-20cm的土層中，回填挖出的全部土壤登記在案。

三、試驗調查

1.地膜降解情況調查

地膜覆蓋后按時記錄地膜降解情況，在覆膜后前30天，每10天觀測一次;覆膜后31-40天，每5天觀測一次;覆膜后41天起，每3天觀測一次，直至誘導期結束（最多到覆膜后75天）;以后恢復每10天觀測一次;記錄各參試膜破損情況（是否出現裂紋、裂縫、破碎程度，記錄裂紋、裂縫的數量以及破碎的塊數并記錄），并判定降解情況，重點記錄誘導期的出現日期。

2.填埋試驗調查

按照試驗年度計，試樣埋土后的90天、180天和365天取出一個區組的所有膜樣，洗凈并稱重，按照統一的試驗編號做好標記，觀測埋設膜降解外觀變化情況。每個樣品均需拍照記錄。

地膜降解分級指標：

（1）誘導期，即從覆膜到壟（畦）面地膜出現多處（每延長米3處以上）≤2cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間;

（2）開裂期，即壟（畦）面地膜出現≥2cm、<20cm自然裂縫或孔洞（直徑）的時間;

（3）大裂期，即壟（畦）面地膜出現大于20cm自然裂縫的時間;

（4）碎裂期，地膜柔韌性盡失，壟（畦）面地膜出現碎裂，最大地膜殘片面積≤16cm2的時間;

（5）無膜期，壟（畦）面地膜基本見不到地膜殘片的時間。

從上表可以看出：PE地膜不可降解。天冠地膜的降解速度明顯快于其他地膜，而且在馬鈴薯整個生育期結束時降解程度要高于其他地膜。其余5種地膜的降解速度基本一致。

3.暴曬區地膜降解情況

曝曬區與作物覆膜栽培區覆膜時間相同，按照試驗田間設計，將各處理地膜覆蓋于試驗小區壟面上。觀察并記載曝曬區組和作物覆蓋栽培區組各降解地膜達到降解階段的時間。降解分級指標與栽培區相同。

收獲時，暴曬區處理A、B、C、D都剛進入誘導期，地膜比較完整，耕作機械及人工對其可以完全回收，而E已進入大裂期，F進入碎裂期，地膜破損厲害，無法回收，不影響耕作。

4.填埋區各處理地膜降解情況：

填埋區90天，降解膜A、B、D進入大裂期，降解程度++，降解膜C進入開裂期，降解程度+，降解膜E及對照CK2未降解，處理F進入誘導期;填埋期180天之后，處理降解膜A、B、C、D進入無膜期，地膜完成降解，降解膜F進入碎裂期，降解程度+++，降解膜E及對照CK2未降解。

四、結果分析

1、 暴曬試驗地膜降解速度快，說明紫外線暴曬相比栽培環境可以加快地膜降解速度。

2、填埋區全生物降解膜A、B、D在10-15cm中180天之后基本完全降解，田間觀測與實驗室計算失重率吻合，降解率98%以上。降解膜完全破碎化，降解成為細小顆粒。經實驗室沖洗、晾干，20目防蟲網內只附著很小幾片破碎降解膜。降解膜C、F狀況類似，膜的韌性完全喪失，但仍基本保持完整，很小外力即破碎。經實驗室沖洗、晾干，防蟲網內附著部分破碎降解膜。計算C失重率為72.8%，F失重率為59%，兩種可降解膜均進入加速降解期。光氧雙降解膜E與普通對照膜CK2田間觀測未出現降解，實驗室稱重計算失重率出現負值，分析原因是由于填埋過程中，由于分子運動，填埋的地膜會附著微小土壤顆粒，無法去除，所以填埋180天之后的地膜重量反而增加，也說明了這種光氧雙降解和PE膜一旦殘留在土壤耕作層中，將會形成長期危害。

3、黑色全生物可降解膜今年產量很低，一個原因是黑色不適宜于青島地區的馬鈴薯作物，另一個原因是說明降解地膜企業產品配方的不穩定性。

4、處理E在栽培區及暴曬區的降解程度比填埋區高，因為光氧雙降解膜降解條件對太陽光輻射敏感，如果埋進土層，基本不降解。

5、全生物可降解地膜對土壤環境敏感，基本在180天之后完成降解。

（作者單位：266071山東省青島市農業環保能源工作站）