潘丕克

(1.辽宁省森林经营研究所,辽宁 丹东 118002;2.辽宁辽东半岛森林生态系统国家定位观测研究站,辽宁丹东 118002)

地膜具有良好的保温增熵作用。发达国家从20 世纪50 年代开始就已经将塑料地膜应用于农业生产中。我国也从80 年代开始应用塑料地膜,且增长速度非常快。虽然塑料地膜改变了农业生产方式以及提高了农业生产力,但是其残留物的污染问题也日趋严重。残留地膜不仅改变了土壤的理化性质,而且阻碍了植物根系的生长和发育,较大地影响了农作物的产量[1～2]。为改变普通地膜的污染问题,现今各国着力研制和推广可降解地膜。可降解地膜主要分为光降解地膜、生物降解地膜和光/生物双降解地膜。现代发展的液态地膜是一种可降解地膜,其降解性能好,喷施方便。在其中加入农药或化肥,不仅能够具备地膜的功能,更可以增加农药或肥料的缓释功能,增加有效利用率[3]。辽宁省森林经营研究所研制的多功能环保型土壤膜化剂是一种新型的土壤成膜材料。本文初步研究了其对玉米生长的影响,为其农业应用技术开发提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验地及试验材料概况

试验地位于辽宁省本溪市本溪满族自治县草河口镇,辽宁省森林经营研究所的试验苗圃内。年平均温度为6～8 ℃,年降水量800～1 000 mm,无霜期156～172 d。

试验所用多功能环保型土壤膜化剂为辽宁省森林经营研究所自制产品,普通聚乙烯农用地膜和玉米种子为市售产品。

1.2 试验设计

试验于2020 年进行,玉米播种密度3 500 株/667m2,不施加任何肥料。试验分以下3 种覆盖方式,3 次重复,且每种覆盖方式之间设3 排缓冲带。

多功能环保型土壤膜化剂(简称膜化剂,下同):玉米播种后立刻在土壤表面喷施稀释1 倍的土壤膜化剂,稀释后的喷施量为1.0 kg/m2。

普通聚乙烯地膜(简称PE 膜,下同):玉米播种后立刻在土壤表面喷水,喷施量为1.0 kg/m2,并立刻覆盖上PE 膜。

对照(简称CK,下同):玉米播种后立刻在土壤表面喷水,喷施量为1.0 kg/m2。

1.3 测定方法

分别在播种后10、24、47、110 d 测定玉米的株高、调查出苗数或死亡数。在110 d 时收获玉米,并立刻称量玉米质量,同时测定玉米距地面5 cm 处径粗。

1.4 数据处理

记录的数据以Excel 2007 和origin 9.0 软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 覆盖方式对玉米出苗率及保存率的影响

图1 表示的不同覆盖方式作用下玉米出苗率及保存率的变化情况。由图可知,玉米在播种10 d 时出苗较少,覆盖膜化剂、PE 膜和对照的出苗率分别为20.6%、47.0%和12.9%。PE 膜明显高于膜化剂和对照。24 d 时玉米基本出齐,出苗率分别达到了95.6%、95.5%和97.1%。3种覆盖方式差别不大。110 d 玉米收获时,玉米保存率分别为95.6%、87.9%和95.7%。膜化剂和对照变化不大,PE 膜有明显的降低。

图1 不同覆盖物玉米出苗率及保存率

2.2 覆盖方式对玉米株高的影响

图2 表示的不同覆盖方式作用下玉米株高生长变化情况。由图可知,玉米在播种10 d 时株高均较小。47 d时株高产生较明显的差别,覆盖膜化剂、PE 膜和对照的玉米株高分别达到了57.4、62.3 和53.4 cm。膜化剂和PE 膜的株高分别比对照提高了的7.5%和16.7%。110 d玉米收获时,株高产生了更加明显的差异。3 种覆盖物的玉米株高分别达到了268.9、307.2 和258.5 cm。膜化剂和PE 膜的株高分别比对照提高了4.0%和18.8%。方差分析结果表明,PE 膜与膜化剂及对照的差异均极显著(P<0.01),膜化剂和对照的差异不显著(P>0.05)。

图2 不同覆盖物玉米株高

2.3 覆盖方式对玉米径粗的影响

图3 表示的不同覆盖方式作用下玉米收获时径粗对比情况。由图可知,110 d 玉米收获时,玉米径粗产生了显著的差异。覆盖膜化剂、PE 膜和对照的玉米径粗分别达到了25.9、24.2 和22.2 mm。膜化剂和PE 膜的径粗分别比对照提高了的16.7%和9.0%。方差分析结果表明,膜化剂、PE 膜与对照的差异均极显著(P<0.01),膜化剂和PE 膜的差异显著但不极显著(0.01

图3 不同覆盖物玉米径粗

2.4 覆盖方式玉米产量的影响

图4 表示的不同覆盖方式作用下玉米单株产量的对比情况。由图可知,110 d 玉米收获时,玉米单株产量产生了显著的差异。覆盖膜化剂、PE 膜和对照的玉米单株产量分别达到了333.1、198.9 和169.0 g。膜化剂和PE膜的产量分别比对照提高了的97.1%和17.7%。方差分析结果表明,膜化剂、PE 膜和对照3 者之间的差异均极显著(P<0.01)。

图4 不同覆盖物玉米产量

3 结论与讨论

PE 膜能够促进玉米较早出苗,膜化剂则能够保证玉米最终保存率没有明显的降低。在玉米植株营养生长中,膜化剂更显著地提高径粗的生长量,而PE 膜则更显著地提高株高的生长量。膜化剂和PE 膜均能够显著提升玉米产量,膜化剂能够提升近1 倍的产量。其原因可能是自制的膜化剂中加入了腐植酸钾作为主要原料。这种原料是一种较为新型的缓释肥料,降解后对土壤和植物无不良影响。农业生产中,应用多功能环保型土壤膜化剂不仅能起到普通地膜的保温保墒作用,而且不用施加任何肥料即可获得较高的玉米产量。

前人的研究表明,普通地膜通过提高玉米生育期的土壤温度和含水率而加快其株高、茎粗和地上部分干物质的积累[4],这也与本项研究结论较为一致。而降解地膜与普通地膜增产机理一样,也是通过提高土壤水热条件加快玉米生育进程,最终增产10%～35%[5～8]。腐植酸能够显著增加旱地作物的产量,是一种较为新型的液体地膜原料[9～10]。本膜化剂产品添加了腐植酸成分,在农业生产过程中不仅能保温保墒,而且节约了施肥的步骤,极大地节约了农业生产中的人工和材料成本。