谢吉先，黄 俊，焦庆清,2，王书勤，徐 坤，丁 彬，冯梦诗，冯 翠，王 显

(1.江苏省农业科学院泰州农科所，江苏 泰州 225300； 2.江苏省农业科学院，江苏 南京 210014；3.泰兴市农业科学研究所，江苏 泰兴 225400； 4.江苏中科金龙股份有限公司，江苏 泰兴 225400)

PPC生物降解膜系以回收的工业废气CO2为原料，经与环氧丙烷在催化剂作用下进行化学反应，生成聚碳酸亚丙酯多元醇，再经聚合加工形成PPC粒子，后经热塑加工成PPC生物降解膜[1-2]。该膜可根据不同作物要求进行结构和配方调整，形成覆盖后不同时间段进行生物降解的系列地膜产品，其降解最终产物即为CO2和水，且可人工控制在作物生长中后期降解释放，释放的部分CO2可供作物吸收利用，从而实现工业CO2变废为宝，循环利用的可持续发展模式[3-4]。

普通地膜的主要化学成分是聚乙烯，这种高分子材料降解的速度特别慢，有的甚至在田间残留几十甚至上百年。地膜残留在田间后，造成土壤板结，通透性变差，根系生长受阻，土壤微生物的活动减慢，最直接的后果就是造成作物减产[5-6]。且残留量越大，农作物减产就越明显。有研究表明，作物覆膜种植7～10年，会造成棉花减产10%～23%，花生减产10%～15%，玉米减产10%～21%、蔬菜减产15%～59%。

泰州农科所于2016年联合泰兴市农科所引进中科金龙PPC降解膜并实施其在花生上的应用试验[7-8]。在确认其优势的同时，发现其田间覆盖分解过快、有效覆盖时间偏短的不足，经与中科金龙有限公司充分协商研究，在原有膜型及结构的基础上，进行适当调整。新增1号、2号两种膜型，保留原有膜型(3号)，并采用普通黑膜、白膜作为大面积对照，以无膜区作为主对照进行试验比较，以检验和明确新型PPC地膜的覆盖效果和降解效果，从而为大面积应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1号、2号、3号PPC降解膜，全部由中科金龙股份有限公司提供；普通黑地膜、普通白地膜均由江苏沭阳丰禾塑业有限公司提供，规格均为宽度90 cm，厚度0.006 mm。花生品种为泰花8号，由江苏省泰兴市农业科学研究所最近选育并通过国家鉴定[9-10]；其他农资产品均为国家合格产品。

1.2 试验设计

本试验设以下处理：

M1：中科金龙1号降解膜覆盖；

M2：中科金龙2号降解膜覆盖；

M3：中科金龙3号降解膜覆盖；

M4：普通黑地膜覆盖；

M5：普通白地膜覆盖；

CK：无膜覆盖作对照。

随机区组排列，重复3次，每区4垄，垄长4.2m，垄宽0.8m，小区面积13.44m2，四周设保护行。

1.3 试验方法

试验设在泰州农科所内，沙质壤土，地势平坦，排灌良好，肥力中等均匀。前茬秋玉米后冬闲耕翻，再用商品有机肥22500 kg/hm2培肥改良。6月10日施中东绿聚能硫基复合肥(15-15-15)600 kg/hm2、尿素75 kg/hm2后按设计要求机械起垄，垄高15 cm，垄面宽45～50 cm。6月11日放样划区，每区4垄，宽3.2 m，长4.2 m。随后用96%异丙甲草胺乳油1.5 L/hm2兑水750 L喷雾化除，再按方案处理要求覆盖相应类型地膜。

6月12日将精选的泰花8号种仁采用药剂拌种，药剂及配方为600 g/L吡虫啉悬浮种衣剂0.6 L/hm2+亮盾0.3 L+水4.5 L，拌匀后自然晾干即播。每垄播2行，穴距20 cm，每穴播3粒留2苗，四周保护行采用垄作露地栽培，同时播种。6月19-20日出苗，7月8-10日开花。7月11日、8月7日、9月5日三次拔除田间杂草，8月14日用花生超生宝90 g/hm2喷施化控，同时用苏芸金杆菌1.8 kg/hm2兼治甜菜夜蛾和斜纹夜蛾。10月3-14日陆续成熟，10月5日、10月9日、10月14日收获。

1.4 考查项目与标准

围绕地膜降解效果及地膜覆盖效果开展各项调查，其中降解效果采用地膜开裂程度和降解消失程度来描述。

开裂程度包括以下几个阶段：

开裂始期：地膜面上开始出现自然零星裂缝的时期；

开裂1期：地膜面上自然裂缝面积占小区覆盖面积10%的时期；

开裂2期：地膜面上自然裂缝面积占小区覆盖面积30%的时期；

开裂3期：地膜面上自然裂缝面积占小区覆盖面积50%的时期；

开裂4期：地膜面上自然裂缝面积占小区覆盖面积70%的时期。

降解程度包括以下几个级别：

降解1级：地膜膜面自然降解消失面积占覆盖面积的10%；

降解2级：地膜膜面自然降解消失面积占覆盖面积的30%；

降解3级：地膜膜面自然降解消失面积占覆盖面积的50%；

降解4级：地膜膜面自然降解消失面积占覆盖面积的70%；

降解5级：地膜膜面自然降解消失面积占覆盖面积的90%及以上；

根瘤数：花生生育前中期，根部肉眼可见的根瘤的数量，系花生氮素营养的重要来源，其数量及大小一定程度上反映了花生氮素营养的保障程度。覆膜效果体现于生育期、苗情苗势、产量结果及荚果经济性状指标，其标准按 《花生种质资源数据描述规范》 要求执行[11]。

2 结果与分析

2.1 降解效果

跟踪调查显示，普通黑膜、白膜处理自覆盖至成熟收获的花生全生长期间均未出现自然开裂，而PPC降解膜均出现了不同程度的开裂和降解(表1)。

M3处理膜的开裂和降解最早，6月11日覆盖，6月20日即出现自然开裂，且膜面逐渐由白色转乳白再转淡黄色，早、晚低温弱光或阴雨天气条件下，膜面脆弱，外力稍碰即破，缺乏韧性；阳光高温下韧性增强，但仍远远不及黑、白对照膜，色泽没有明显变化。7月6日、7月15日、7月23日、7月29日分别出现10%、30%、50%和70%覆盖面积的自然开裂，7月21日、7月29日、8月7日、8月20日分别出现10%、30%、50%和70%覆盖面积的自然降解消失。至10月9日收获时，除压在土内的少量地膜未能自然降解外，裸露部分几乎降解完毕，整体降解面积达90%以上，具有很好的降解效果。

M1处理膜的开裂和降解较早，同样6月11日覆盖，7月6日出现自然开裂，膜面色泽也逐渐由白色转乳白再转淡黄色，但较3号膜色泽稍浅，早、晚低温弱光或阴雨天气条件下，膜面也发脆，但脆性不及3号膜，外力较大时会破，韧性较差；阳光高温下韧性增强，但与黑、白对照膜相比，差距明显。7月20日、8月2日、8月13日、8月27日分别出现10%、30%、50%和70%覆盖面积的自然开裂，8月15日、9月11日、9月28日分别出现10%、30%和50%覆盖面积的自然降解消失。至10月6日收获时，自然降解面积超过覆盖面积的50%，但未达70%，当季降解效果较好。

M2处理膜的开裂和降解最晚， 6月11日覆盖，8月15日出现自然开裂，膜面色泽也逐渐由白色转乳白再转淡黄色，但转变速度很慢，早、晚低温弱光或阴雨天气条件下，膜面略变硬，外力较大时会破，韧性较差；阳光高温下韧性恢复，但与黑、白对照膜相比，略有差距。8月29日、9月12日、9月27日分别出现10%、30%和50%覆盖面积的自然开裂， 9月25日出现10%覆盖面积的自然降解消失。至10月6日收获时，自然降解面积超过覆盖面积的10%，但未达30%，当季降解效果欠佳。

表1 PPC各覆膜处理开裂、降解进程及与黑、白普通地膜的比较

2.2 覆盖效果

2.2.1 生育期

各处理同于6月12日播种，除CK(未覆膜)处理于6月20日0出苗外，其他处理均于6月19日出苗。各处理出苗率在90.3%～94.3%之间，其中M5处理和CK出苗率均为90.3%，M4处理较高为94.3%，M1、M2、M3处理分别为92.3%、92.0%和93.0%；缺穴率以M5较高，为3.0%，CK次之为2.5%，其他处理在1.0%～1.5%间；开花期以1号膜、2号膜、3号膜、普通白膜处理较早，均为7月8日，普通黑膜处理略迟为7月9日，未覆膜处理更迟，为7月10日；下针期表现与开花期一致；封行期则以黑、白膜较早为8月8日，2号膜其次为8月9日，1号膜较迟为8月11日，3号膜更迟为8月18日，未覆膜处理M6最迟为8月14日；成熟期以白膜最早为10月3日，黑膜和2号膜其次为10月5日，1号膜再次为10月7日，3号膜更次为10月10日，未覆膜处理最迟为10月14日；全生育期以白膜处理最短为114d，黑膜和2号膜其次为116d，1号膜、3号膜再次分别为118 d和121 d，未覆膜处理最长为125 d (表2)。

2.2.2 根瘤数

花生属豆科作物，能自身固氮，大部分用作自身营养利用。根瘤的数量和大小是其固氮能力强弱的重要标志。苗情考查表明，覆膜花生根瘤发生早、数量多，为固氮提供了物质基础，有利于植株生长和发育。覆膜处理中，黑、白普膜根瘤仍占优势，降解膜处理总体存在差距，但就降解膜处理而言，2号膜高于1号膜高于3号膜，与田间苗情长势表现较为一致(图1)。

表2 不同类型地膜覆盖对花生生育期的影响

图1 覆盖不同地膜对花生根瘤数的影响 Fig.1 Effect of different film mulching on nodule number of peanut

2.2.3 长势

主茎高、分枝数、侧枝长等性状及其动态变化可以较为直观地反应花生的田间长势。苗情考查显示：降解地膜处理和普通地膜处理的花生主茎高、侧枝长、分枝数均高于露地处理(CK)，尤其在开花期，显示覆膜处具有较好的壮苗早发优势；其中白色普膜更具优势，其次是黑色普膜与PPC 2号膜，两者效应相当(表3)。

表3 不同地膜覆盖对花生主茎高和侧枝长的影响

2.2.4 产量

产量统计结果表明，各处理单产变幅为3910.05～5115 kg/hm2，其中M5处理(普通白膜)单产最高，荚果产量5115.00 kg/hm2，较空白对照增1204.95 kg/hm2，增幅为30.82%；M4处理其次，荚果产量4954.95 kg/hm2，增产幅度为26.72%；M2和M1单产分别居第三位和第四位，增产幅度分别为26.09%和13.43%(表4)。

经多重比较，普通白膜M5较普通黑膜M4和PPC2号膜M2增产显著，但M4与M2间差异不显著，且M5、M4、M2间产量差异未达极显著水平。

2.2.5 产量性状

产量性状考查表明，不同地膜覆盖均能显著增加花生荚果饱果率、百果质量、百仁质量、出仁率、荚果饱满度等产量性状。覆盖地膜处理和露地处理(CK)相比增加了花生的出仁率，减少了千克果数，提高了花生的荚果饱果质量和饱仁质量，进而增加花生荚果饱满度。其中M4、M5处理对花生荚果饱满度影响相当，可降解地膜M2处理仅次于M4、M5处理，说明M2处理在保水、保肥方面优于M1、M3处理，仅次于M4、M5处理(表5)。

表4 花生不同地膜试验产量结果

表5 不同地膜覆盖产量性状考察

可见，就花生生育及增产效果而言， 该批参试PPC系列降解膜总体上不及普通地膜，但PPC2号膜与普通黑膜处理产量接近，减产不显著；PPC1号、3号膜较普通黑、白地膜和PPC2号膜减产均达极显著水平。

3 结 语

本研究表明：PPC3号降解膜具有极好的降解效果，但增产效果很差，不能很好地发挥地膜覆盖应有的增产增收优势，不可用于大面积花生生产。PPC1号膜具有较好的降解效果；较露地增产13.43%，达极显著水平，但较普通黑、白地膜及PPC2号膜减产均达极显著水平；PPC2号膜具有较长的覆盖时间，较露地增产26.09%，达极显著水平，但较普通黑、白地膜减产分别达显著和极显著水平。

PPC降解膜在前期试验改进的基础上初步形成了覆盖时间长短各异的系列产品，就花生覆盖而言，建议以PPC3号膜为基础，再通过改良结构和配方，从而进一步提高解降效果，提高覆盖效果，以完全实现甚至超过普通黑、白地膜的覆盖效果。