摘要: 为有效探讨西藏高海拔旱区农业生产用可降解地膜使用效果，检验现有市场行业的可降解塑料产成品的优劣程度，积极科学评价可降解地膜发展前景，为有效防止农田塑形物污染寻求有效途径，本研究主要以西藏特殊生态环境，强紫外线、温差悬殊、干旱冷凉等特点为依托，通过引进不同可降解地膜运用于大田农业生产，从可降解地膜降解程度和农作物生长长势两个方面进行评价，通过实验研究得出不同可降解地膜均可以有效地满足日常农机作业要求和农作物生长的需求，均对于农作物增温、保墒、抑草、增产有效果，但是不同降解周期具有不同降解程度和降解效果，部分可降解地膜表现出良好的降解性能，本文认为新型可降解地膜是防治农业面源污染有效途径之一，值得农业生产积极运用和推广。
Abstract:
In order to effectively explore the use effect of degradable plastic film for agricultural production in high-altitude arid areas of Tibet, test the advantages and disadvantages of degradable plastic products in existing market industries, actively and scientifically evaluate the development prospect of degradable plastic film, effectively prevent farmland plastic pollution and seek an effective way. This study is mainly based on the characteristics of Tibet’s special ecological environment, strong ultraviolet light, wide temperature difference, drought and cold, through the introduction of different degradable plastic films for field agricultural production, the degradation degree of degradable plastic films and the growth trend of crops are evaluated. Through experimental research, it is found that different degradable plastic films can effectively meet the requirements of daily agricultural machinery operation and the needs of crop growth, and have the effects of increasing crop temperature, moisture conservation, grass inhibition and yield, but different degradation cycles have different degradation degrees and degradation effects. Some degradable mulching films show good degradation performance. This paper believes that the new degradable mulching film is one of the effective ways to prevent and control agricultural non-point source pollution, which is worthy of active application and popularization in agricultural production.
1. 前言
目前，地膜已经成为农业生产当中重要的生产资料之一，地膜覆盖技术已经成为解决农业生产建设的农艺技术之一，市场多样化的地膜品种增添了农业生产发展选择的多样性，地膜残留污染生态环境已经成为学术界面临突出问题，如何有效地减少和解决残留地膜污染是生态环境可持续发展面临重大问题，当今新型可降解地膜材料不断出现给农业生产带来了新的发展机遇，如何面对市场多样化可降解地膜产品的优劣程度，农业生产实践检验是评价效果的好坏 [1] [2] [3]，本文选择专用的可降解地膜产品，采取常规玉米种植技术和方法运用于农业生产实践，从实验观察的角度进行数据分析，客观评价可降解地膜覆膜种植状态下长势状况以及不同时期降解地膜状态，综合分析和评价可降解地膜适应性效果，对于今后客观评价农田适应性以及推广的可行性奠定了基础理论，同时也为减少农业面源污染和生态环境保护提供了有效途径。
2. 试验地基本概况
试验地点位于西藏拉孜旱作农业科研试验用地，受多样的地形、地貌和高空空气环流等诸多因素的影响，形成了日照强烈、气温较低、温差大、雨水集中、干湿明显以及冬春季少雨雪多大风的气候特点。冬不太冷，夏不太热，日变化大、年变化小，春秋季气温升降缓慢，雨热同季，燥旱同季，冬春干燥且多大风，年平均气温为7.0℃。绝对最高气温28.2℃，极端最低气温−25.1℃。因高原地形奇异多变，气候、降雨量极不稳定，主要表现在气候环境极其干燥，年均降水少且相对集中，造成植被生长缓慢且稀疏，土壤严重退化，植被迅速减少且恢复缓慢，保水固土效果差，抗灾能力弱，土壤沙化趋势明显；由于受到旱区特殊环境影响，农业生产水平处于低端水平，作为半农半牧生产区，作物品种与种植方式单一，严重影响农业经济发展；旱区常年降水较少且蒸发量较大，集中的降水又过量灌溉，造成土壤盐渍化；由于对旱区农业重视度不够，低产田轻投入，农业发展长期处于停滞状态，并且不能有效将优势农牧林资源等进行有效结合，致使农业经济发展缓慢，不能有效扩大再生产。
3. 试验基本设计
试验采取2种常规种植方法CK1、CK2为基础比较，其中，CK1属于常规裸地打垄种植、CK2属于聚乙烯覆膜起垄种植，另外采取国内快、中、慢不同降解速率可降解地膜产成品覆盖种植，选择适合2021年4月15日~2021年9月15日种植农作物早熟生育期玉米品种，种植过程当中均采取统一施肥、播种、浇灌日常管理等措施，具体施肥标准按照一次性施足基肥 + 阶段性补肥的标准起垄种植，垄高20 CM，垄宽40 CM玉米双向种植间距10 CM，玉米进行生育期指标的测定，可降解地膜进行不同时期的观察与测定工作，统计平均相关数据综合评价适应性效果。
4. 试验测定方法
玉米作物生长期是以种植时间、出苗时间、抽穗时间、吐丝时间、收获时间、平均株高、平均单穗重、生育期以及总产量进行统计分析；可降解地膜采取降解开裂期、破裂期、大裂期、崩裂期、破碎期、完全崩裂期、无膜期以及完全降解期进行统计分析。
5. 试验结果
通过常规种植方法CK1、CK2为基础比较，总体而言，采取种植时间确定统一，不管是聚乙烯还是可降解地膜覆盖种植，均可以有效的提高玉米的出芽率和出芽时间，原因是由于覆膜种子有利于保持水分和提高土壤温度，有利于种子的萌发和出芽，经过数据统计出芽率达到了98%以上，常规种植CK1由于受到外在春季自然环境影响出芽率偏低达到85%~90%之间，出芽时间相对较晚相差8~10天。针对于玉米抽穗时间、吐丝时间覆膜种植比较常规种植CK1提前10~15天，原因由于作物玉米前期生长过程当中受到覆膜之下水分充足、温度提升、养分充足效果有利于作物长势和发育，经过可降解地膜不同时期的降解效果的出现，最终导致农作物玉米收获时间有所不同程度提前，其中聚乙烯地膜和慢速、中速可降解地膜导致收获期基本保持一致达到了早期提前成熟状态，快速可降解地膜有所不同，快速可降解地膜介于CK1和中慢速以及聚乙烯地膜之间状态，导致最终状态是聚乙烯、慢速可降解地膜平均株高达到了最佳，单穗重和总产量处于试验当中产量最高状态。
通过不同的可降解地膜以及聚乙烯地膜的不同时期降解效果来看，针对于开裂期、破裂期、大裂期、崩裂期、破碎期、完全崩裂期、无膜期以及完全降解期处于明显状态，快速可降解地膜地表地膜基本出现了大于2 CM小于20 CM状态，伴随着后来逐渐出现大于20 CM状态，经过风吹日晒最终地表基本消失，数据统计基本达到了70%以上，基本达到了良好降解效果；中速可降解地膜由于降解效果时间差，相对于快速降解地膜较慢，基本保持在中等降解水平，降解最终基本达到50%~55%之间水平，慢速降解地膜基本维持整个农作物生育水平降解40%~45%之间水平，降解效果相对较差，均是比较聚乙烯不可降解地膜而言，上述可降解地膜均有不同的降解效果，效果比较相对比较明显。
6. 结论
通过农作物生育长势状况和不同地膜覆膜种植的降解效果综合来看，由于受到春季不同天气变化的影响和制约，覆膜种植的总体效果高于裸地种植的效果，前期可以有效地提高土壤温度、保持水分充足、以及土壤肥料养分维持，有利于农作物种子萌发和快速增长，通过农作物中期和后期观察效果来看，伴随着不同的降解速率和降解效果来看，快速降解地膜降解效果明显显现，充分见证农作物可降解地膜覆膜种植是防治农业面源污染的有效措施之一，对于保护生态环境具有良好的展示和效果，中速降解地膜和慢速降解地膜呈现慢降解状态，降解速度呈现阶梯式渐进过程，有利于为维持农作物良好生长提供源源不断的温度、水分、养分以及抑制杂草的效果，最终农作物产量达到了高产水平和效果。因此，从生态环境保护的角度而言，积极展示生态保护效果，运用快速降解地膜具有明显的效果；从农作物高产稳产而言，普遍采取中速和慢速可降解地膜展示效果，伴随着时间推移，中速、慢速可降解地膜随着时间推移慢慢的降解和消失，最终也可以达到降解的效果和目的；目前，可降解塑料地膜是一种新型的农业用产品，新型产品运用是检验优劣的重要途径，从实验的角度来看，新型可降解地膜出现了不同程度的降解效果，也达到了不同的目的，由于受到自然生态环境的影响和制约，太阳辐射紫外线、农作物生育期、温度差异、雨季蒸发、刮风以及极端天气的影响和制约；厂商自身的可降解地膜制作方法、原料、工艺、流程以及标准都具有不同属性和特点；人为因素覆膜种植、农业机械操作、日常管理撕裂等不同程度的受损；农作物生长过程当中受到土壤微生物、细菌多样性以及环境条件变化的影响，可降解地膜是否产生二次污染，产生残留物质是否影响土壤质地以及今后农作物生长，降解产物是否可被土壤同化等众多问题，不可控制因素非常的多，因此有待于今后更加深入的研究和探讨。
因此，最终可以有效看出，目前市场新型可降解地膜基本具备了聚乙烯地膜的功能和较好的降解性能，也是防治地膜污染的一个有效途径，新型农资可降解地膜产品涌现不同的产品性能和效果，通过试验效果研究提出以下政策性建议，一是可降解性地膜的研发和应用需结合不同自然生态区域的特点、作物生长规律、农机农艺特点和属性，作物生长周期和可降解地膜降解周期进行可以有效提升产品的性能，有效地促使既要达到提高增温、保墒、抑草性能和降解的可控性，提高可降解地膜的农田适用性，有效地促使不同农作物生育周期达到最佳状态和效果。要有效地科学评价可降解地膜降解产物对土壤环境、作物生长发育、生态环境的影响和制约，针对降解产物进行化学测定和分析工作，确定降解产物是否符合行业规定的降解标准，对于生态环境有效治理和改善具有重要的意义 [4] [5]。
项目资助
中国科学院“西部青年学者”A类项目：“高海拔地区环保型地膜覆盖对西藏主要农作物生长指标与环境效果评价研究”