刘淼 邸树峰 孙彬 滕学海 夏天舒 毕影东 李炜 王玲 樊超 刘建新 杨光

摘要 研究超薄生物降解地膜应用于有机水稻生产，生物降解地膜的降解特性及其对稻田杂草、用水量、水稻产量和经济效益的影响。结果表明，黑色生物降解地膜（QTH）可以有效地保温保墒，并有效抑制杂草;同时，显著地提高了水稻的结实率、糙米率和精米率，使产量提高了14%，蛋白质含量提高了9.38%。

关键词 超薄生物降解地膜;降解特征;有机水稻;产量;效益

中图分类号 S 511  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）23-0067-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.019

Degradation Characteristics of Ultra-thin Biodegradable Plastic Film and Its Effect on Organic Rice Production and Benefits

LIU Miao1，DI Shu-feng1，SUN Bin2 et al

（1.Crop Tillage and Cultivation Institute，Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin，Heilongjiang 150086;2.Rural Energy and Environmental Protection Institute， Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences， Harbin，Heilongjiang 150086）

Abstract This paper studied the application of ultra-thin biodegradable mulch film to organic rice production， the degradation characteristics of biodegradable mulch film and its effects on weeds， water consumption， rice yield and economic benefits in rice field. The result showed that the black biodegradable mulch could effectively maintain heat and moisture， and effectively inhibit weeds. At the same time， the rice seed setting rate， brown rice rate and white rice rate were significantly improved. Rice yield increased by 14% and protein content by 9.38%.

Key words Ultra-thin biodegradable mulch film;Degradation characteristics;Organic rice;Yield;Benefit

基金項目 国家重点研发计划（2016YFB0302400）。

作者简介 刘淼（1983—），女，黑龙江哈尔滨人，助理研究员，博士，从事作物遗传育种研究。

通信作者，正高级农艺师，从事作物遗传育种与耕作栽培研究。

收稿日期 2020-12-28

地膜在我国农业生产应用已有40多年历史，是现在农业生产中的重要生产资料。但普通聚乙烯地膜在自然条件下很难降解，使用量有1/3残留在土壤中，对环境造成不良影响[1-2]。生物降解地膜在功能期后逐步降解为水和CO2，是传统聚乙烯地膜的理想替代品。目前，生物降解地膜在旱地作物以及蔬菜种植中都得到广泛的使用，但在水稻中应用较少[3-4]，相关研究也不多。水稻栽培应用生物降解地膜可以起到增温保墒作用，从而促进水稻提早成熟[5-6]，提质增产。特别是水稻栽培应用黑色生物降解地膜，在不施用化学除草剂的情况下也可以有效防止草害发生，为有机水稻生产的杂草防治提供了有效的解决方案，使农民发展生态保护栽培又多一类技术选择。笔者研究了超薄生物降解地膜应用于有机水稻生产，生物降解地膜的降解特性及其对稻田杂草、用水量、水稻产量和经济效益的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料与准备

试验地点设在哈尔滨延寿县加信镇旭东有机稻米种植合作社有机水稻种植基地，地势平坦，前茬连续多年栽培水稻，土壤为黑壤土，土地肥沃，地力均匀。试验选用的水稻品种为比当地主栽品种晚6～7 d的水稻品种稻花香2号，该品种是东北粳稻中适口性较好的品种之一，普通株型，生育期在140 d左右[7]。试验选用的生物降解地膜是山东清田塑工有限公司的QTH黑色超薄生物降解地膜，宽度130 cm，厚度仅为6 μm，CK为露地栽培。试验结合整地一次性施足持效期长的微生物有机肥2 500 kg/hm2作为基肥，有机肥全氮含量为46.5 g/kg，有效磷含量为1.8 g/kg，速效钾含量为2.0 g/kg[8]。覆膜插秧前20～30 d进行第1次泡田;10～15 d后进行第2次泡田水耙;插前3～5 d进行第3次泡田和第2次水耙地[9]。覆膜田每次整地后保持水饱和状态，不覆膜田常规管理。

1.2 试验设计

1.2.1 覆膜插秧。

试验设覆膜处理和不覆膜对照2个处理，随机区组，重复3次，每个小区为60 m2，5月下旬插秧，覆膜插秧一体机一次完成覆膜插秧作业，行穴距为30 cm×13 cm，每穴3～5棵基本苗，插秧后1～2 d查田补苗。

1.2.2 降解膜降解速度观测。

覆膜后记录降解膜进入诱导期（覆膜到地膜出现小于1 cm的裂纹）、开裂期（地膜出现大于3 cm的裂纹）、崩裂期（地膜出现大于5 cm的裂纹或裂纹合并出现碎块）、碎裂期（地膜有小碎片，但已无直径大于10 cm残膜）、无膜期（地膜在地表基本消失）的時间[10-11]。

1.2.3 土壤温度测定。

插秧后，在覆膜处理和对照每个小区内远离注水口的地方分别选取1处安装TZS-5X-G多参数土壤水分、温度速测仪，温度感应探头置于水稻行间土壤15 cm耕层，间隔2 h自动记录数据1次，计算处理与对照1 d的平均温度，直至降解膜进入开裂期。

1.2.4 灌水管理。

覆膜处理灌水采取湿润栽培水分管理，水稻插秧后保持膜面无水、膜下有水[12]，沟穴有水、畦上无水状态，保证田间土壤含水量处于饱和状态;CK正常灌水管理。每次灌水记录灌水量。

1.2.5 杂草调查。

水稻抽穗后期，覆膜处理与对照每小区随机选取1处，每处1 m2，调查常见且对水稻生长影响较大的稗草、牛毛毡、野慈姑、三棱草4种杂草发生情况。

1.2.6 水稻产量测定。

水稻成熟后，每小区随机选取1 m2水稻考种，内容包括有效穗数、穗粒数、结实率、千粒重等主要产量构成因素。小区实收测产，按折算13.5%标准含水量记录实收产量[13-14]。

2 结果与分析

2.1 降解膜降解速度

降解地膜覆膜65 d后进入诱导期，88 d后进入开裂期，106 d后进入崩裂期，126 d进入碎裂期，139 d基本进入无膜期，目测地表地膜当年降解率到90%以上。降解膜土埋部分降解率约30%，明显低于裸露部分和旱田试验结果（89.48%）。降解膜土埋部分比旱田降解速度慢，可能是由于水田土壤含氧量、菌群结构等与旱田差异较大，影响了水田土埋降解膜的降解速率。土埋部分仅为覆膜总量10%左右，且经2年翻耕，地膜降解率也达到100%，对水稻生长无影响。

2.2 插秧情况调查

试验设覆膜和不覆膜2个处理均同时插秧，插秧3 d后查田补苗，调查发现，覆膜田没有漂苗现象。覆膜田秧苗受降解膜保护，应对大风、低温能力增强，且覆膜田日间地温增加较快，夜间保温效果好，缩短了秧苗的缓苗时间，秧苗返青时间较CK缩短2 d。

2.3 地膜对土壤温度和水稻成熟期的影响

TZS-5X-G提供的数据显示，覆膜处理3个重复自覆膜至8月初降解膜进入破裂期前，与对照相比，覆膜对耕层15 cm深处土壤增温作用明显（表1）。随着地膜的降解，覆膜处理与对照土壤的温度逐渐接近，8月中旬地膜进入崩裂期后，覆膜田土壤温度与对照趋于一致。全生育期内，覆膜处理土壤日平均增温1.02 ℃，日最大增温达到了4.22 ℃。水稻成熟期比对照提早6 d。

2.4 降解膜对灌水量的影响

从表2可以看出，覆膜处理

与对照相比，有效减少了灌溉用水。覆膜处理在减少灌溉水47%的情况下仍然可以使水稻保持良好的生长状态。

2.5 降解膜对杂草量的影响

每小区随机选取1 m2调查发现，覆膜处理和对照的总杂草株数分别为22、128株，杂草平均密度分别为7.34和42.66株/m2，覆膜处理杂草较对照减少82.79%;覆膜对牛毛毡控制效果最好，与对照相比减少91.51%。

2.6 降解膜对水稻产量、品质和经济效益的影响

从表4可以看出，覆膜栽培增产主要源于水稻穗粒数和结实率的增加，有效穗数覆膜处理比对照多62.4穗/m2，增加18.95%;结实率覆膜处理比对照高出5.6百分点;水稻穗粒数和千粒重基本相当;理论产量增加725.19 kg/hm2，增产率为14.12%。小区实收测产表明，覆膜处理比对照明显增产，增产量为679.95 kg/hm2，增产率为14.25%;同时，覆膜处理稻米与对照相比，糙米率和精米率显著提高，整精米率没有显著差异;覆膜处理与对照相比，稻米的垩白粒率和垩白度差异不大，蛋白质含量提高了9.38%（表5～6）。

3 讨论与结论

覆盖生物降解膜对水稻产量和品质的影响很大[15]。应用降解膜栽培有机水稻，在降解膜的功能期内能够显著提高地温，促进水稻早发快长，为水稻产量奠定基础。在水稻本田生育期内日均提高15 cm土壤耕层地温1.02 ℃，对于水稻产量和品质作用显著。覆膜不仅可以抑制杂草，还可以减轻病虫的发生，从而达到不用除草剂、少用或不用病虫药剂的目的。有效解决了有机水稻规模化栽培人工除草雇工难、成本高的问题。经农户测算，有机稻栽培可节约人工除草成本约1 650元/hm2左右[16]。降解覆膜栽培水稻是一种绿色、环保、高产、高效的生产方式，是农民发展生态保护栽培的一项技术选择。

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