不同类型农膜使用对温室土壤养分和辣椒产量的影响

周天美, 陆静, 李梦琳, 翟维杰, 施林林, 陆长婴, 董林林

中国农学通报. 2024, 40(21): 61-68

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中国农学通报 ›› 2024, Vol. 40 ›› Issue (21) : 61-68. DOI: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0682
林学·园艺·园林

不同类型农膜使用对温室土壤养分和辣椒产量的影响

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Effects of Different Types of Agricultural Film on Soil Nutrients and Chilli Yield in Greenhouse

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摘要

为了研究温室大棚内不同类型农膜使用的残留状况,并分析使用不同类型的农膜对土壤养分和辣椒产量的影响,本研究设不覆膜处理为对照(P1),覆0.01 mm黑色PE膜(P2)、0.006 mm黑色PBAT膜(P3)、0.008 mm黑色PBAT膜(P4)、0.01 mm黑色PBAT65%+PPC35%膜(P5)和0.01 mm白色PBAT65%+PPC35%膜(P6)等6个处理分析辣椒产量、农膜残留量和土壤养分。结果表明:使用不同类型的农膜都能够增加辣椒产量,改善土壤水分条件,农膜的残留量及其对土壤养分的影响因农膜类型的不同存在差异。与不覆膜处理相比,所有覆膜处理的土壤速效钾含量均增加;P2、P3和P4处理的土壤速效磷增加,P5和P6处理的速效磷含量降低;使用不同类型的农覆处理均能增加辣椒产量和植株鲜重,使用0.006 mm黑色PBAT膜的效果最显著;0.01 mm白色PBAT65%+PPC35%膜的残留量最大,0.01 mm黑色PE膜的降解量最多,降解率也最高。主成分分析结果表明,农膜降解率、铵态氮和速效磷是影响辣椒产量最主要的因素。综合而言,温室大棚内使用0.006 mm黑色PBAT膜更有利于增加辣椒产量和土壤养分含量,是温室大棚蔬菜生产的可选材料。

Abstract

In order to study the residual status of agricultural film used in greenhouses and analyze the effects of different types of agricultural films on soil nutrients and chilli yield, this study set the no mulching treatment as the control (P1), and six treatments covered with 0.01 mm black PE film (P2), 0.006 mm black PBAT film (P3), 0.008 mm black PBAT film (P4), 0.01 mm black PBAT65%+PPC35% film (P5), and 0.01 mm white PBAT65%+PPC35% film (P6), to analyze chilli yield, residual amount of agricultural film and soil nutrients. The results showed that using different types of agricultural film could increase chilli yield, improve soil moisture conditions, and the residual amount of agricultural film and its impact on soil nutrients differed from different types of agricultural film. Compared to the control, the content of available potassium increased in all film covering treatments; the content of soil available phosphorus increased in P2, P3, and P4 treatments, while soil available phosphorus content decreased in P5 and P6 treatments. The use of different types of agricultural mulching treatments can increase the yield and fresh weight of chilli, and the effect of 0.006 mm black PBAT film was most significant; The 0.01 mm white PBAT65%+PPC35% film had the highest residual amount, while the 0.01 mm black PE film had the highest degradation amount and degradation rate. The results of principal component analysis indicated that the degradation rate of agricultural film, ammonium nitrogen, and available phosphorus were the main factors affecting the yield of chilli. Overall, the use of 0.006 mm black PBAT film in greenhouses is more conducive to increasing chilli yield and soil nutrient content, making it an optional material for vegetable production in greenhouses.

关键词

可生物降解膜 / 土壤养分 / 降解率 / 产量

Key words

biodegradable membrane / soil nutrients / degradation rate / yield

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周天美 , 陆静 , 李梦琳 , 翟维杰 , 施林林 , 陆长婴 , 董林林. 不同类型农膜使用对温室土壤养分和辣椒产量的影响. 中国农学通报. 2024, 40(21): 61-68 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0682
ZHOU Tianmei , LU Jing , LI Menglin , ZHAI Weijie , SHI Linlin , LU Changying , DONG linlin. Effects of Different Types of Agricultural Film on Soil Nutrients and Chilli Yield in Greenhouse. Chinese Agricultural Science Bulletin. 2024, 40(21): 61-68 https://doi.org/10.11924/j.issn.1000-6850.casb2023-0682

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【目的】明确不同类型可降解地膜在辽西半干旱区的降解特性及其对玉米产量的影响,为可降解地膜的区域筛选和应用提供理论依据和数据支撑。【方法】以国家农业环境阜新观测实验站为平台,采用田间试验与室内分析相结合的方法,田间试验共设置3个处理,分别为普通地膜覆盖(T1)、添加剂型降解膜覆盖(T2)和全生物降解膜覆盖(T3)。通过2年田间试验,定期进行田间观察和取样分析,测定不同地膜覆盖处理下的玉米产量,并结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR),对地膜表面形态、力学特性以及化学结构等指标进行测定,系统全面地分析不同类型地膜在辽西半干旱区的降解过程及程度。【结果】各覆盖处理的玉米产量无显著差异,不同类型地膜的田间降解过程表明,2种可降解地膜的降解进程相似,均从覆盖后第38天表面开始出现裂纹,第58天开始出现明显降解,T3处理的降解进程总体上快于T2处理,普通地膜几乎无降解。随着地膜在田间置留时间加长,破碎程度加剧,可降解地膜的水蒸气透过量显著增加,力学性能(最大负荷、拉伸强度和断裂标称应变)显著下降,膜面微观形态和化学结构变化显著,普通地膜覆盖处理各项指标前后变化不明显。不同类型地膜的水蒸气透过能力总体表现为T3>>T2>T1,力学性能表现为T1>T2>T3,覆盖后98 d地膜微观表面粗糙度表现为T3>T2>T1,与田间观测效果及地膜相应物理指标结果相一致。通过计算(失重法)得出可降解地膜T2和T3的当季降解率分别为37.4%和47.8%,降解残片以2</sup>和4—25 cm<sup>2</sup>的中小规格为主。【结论】可降解地膜可在保障玉米产量的同时实现自身降解,减少农田残留。从产量、降解特性和残留率等方面综合评价,以PBAT全生物降解地膜替代普通地膜应用于辽西半干旱区玉米覆盖栽培更具潜力。
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PBAT与PPC是化学合成型全生物可降解材料,也是目前地膜可降解材料的研究热点,本研究重点探讨PBAT和PPC材料可降解地膜的实际使用效果。设置PBAT-PPC地膜、PBAT-PPC-BioM地膜、传统PE地膜和露地对照NoFilm处理。通过田间试验,探讨不同地膜处理对地表温度、杂草和豇豆产量的影响,并评估地膜降解性能和最终经济效益。结果表明:PBAT-PPC地膜可有效提高5—7月份地表温度0.9&ordm;C,降低7—8月份地表温度0.2~1.6&ordm;C。PBAT-PPC地膜与PBAT-PPC-BioM地膜均能显著提高了豇豆产量,分别较不覆膜对照处理产量提高37%和22%。PBAT-PPC地膜与PE地膜的杂草产量无显著差异,较露地杂草降低45%。试验期内,可降解地膜降解等级达到4~5,满足后期翻耕回田要求。效益分析表明,尽管可降解地膜成本较高,但增产效果显著,整体收益高于无地膜对照,且无环境风险。综上所述,基于PBAT和PPC的可降解地膜性能优异,在豇豆生产中增效明显,具有较高的推广价值。
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【目的】研究可降解地膜的降解性能及其对玉米生长发育、土壤温度、干物质积累与产量的影响。【方法】采用不同可降解膜天壮(氧化-生物双降解生态地膜)、天野(全生物降解地膜)、弘睿(全生物降解地膜)、PED(聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜)和CK,进行地膜栽培玉米对比试验。【结果】弘睿降解地膜的降解强度较其它2种降解地膜有优势,弘睿降解地膜和天野处理比天壮处理早10 d进入了2级降解并最终在玉米收获期都进入了崩裂期;天野和天壮处理与CK处理相比减产7.1%和12.44%,弘睿处理与CK处理在产量方面无明显差异。【结论】弘睿可降解地膜较适宜新疆北疆地区玉米生长需求。
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基金

江苏省级农业生态保护与资源化利用专项“太仓市农膜、农药废弃包装回收利用”(21057)
苏州市科技计划项目“双碳目标下环太湖地区优质稻米绿色低碳生产关键技术”(SNG2022071)
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