刘 芳 阳秀情

（湖南应用技术学院农林科技学院，湖南 常德 415101）

引言

自1979年地膜覆盖栽培技术在我国试验并推广以来，作物生产实现了增产增收，经济收益良好，多年以来地膜的生产量和使用量均大幅增长。

随着地膜应用的推广，土壤中残膜积累现象严重，致使耕层土壤的透气透水性能下降，使得对水分、养分的吸收效率下降，阻碍了作物根系的发育进而影响作物的产量。此外，残膜随风飘散，不仅污染环境，而且牛羊等牲畜误食后还会引发肠梗阻，造成死亡。

为减轻残膜对土壤的污染和对农作物产量的影响，在地膜完成使用后，通过人工揭膜进行部分回收，约每公顷60元，采用降解地膜，虽然每公顷成本增加15元，但不需揭膜，既减轻了劳动强度，又解决了残膜对土壤及环境的污染问题，社会效益显著。可降解地膜不仅具有普通地膜的保温保墒效果，还可以自然降解，因此，应用可降解地膜代替传统地膜可以较大程度上解决地膜污染问题。本文主要针对光降解地膜及其在当前主要农作物上的应用进行综述。

1.光降解地膜简介

光降解地膜是一种在地膜原材料中（高分子聚合物）加入光敏性物质或引入光增敏基团，使其在吸收紫外光后在其他助剂的协同作用下引发光氧化反应，进而使大分子链断裂变为小分子化合物，地膜变脆，物理机械性能下降，最后破裂破碎和消失的一类地膜。光降解地膜分为添加型光降解地膜和合成型光降解地膜两大类。

2.光解地膜在作物上的应用研究

2.1 棉花

研究表明，与普通地膜相比，光降解地膜在棉花生产覆盖期间具有同样的土壤环境效应和增产效果。毛任钊等研究也证明，光解地膜覆盖栽培不仅可以产生良好的土壤水热效应，而且降解性能好，对棉田生态环境具有显著的改善效应。

宋美珍等研究发现，棉花覆盖光解膜，增产幅度为4.6%-25.2%，效果优于普通地膜。光解膜的诱导期为51-64天，在田间自行分解，减少了污染。

棉田使用光降解膜，不仅能够很好的防除杂草，还能够改善土壤的物理化学性质，起到有效提高地温、保肥保墒的效果，以有利于种子早萌发出土，提高根系活力，很好的平衡营养和生殖生长，进而提高植株抗性，达到早熟、优质和高产的目的，同时伏前桃、伏桃和秋桃分别比普通地膜多0.1个、0.3个、0.2个，增产率26.6%；虽然光降解地膜压土部分(无光照)基本上不降解，但离土后(有光照)仍能继续降解，其残片进入土壤后，对棉花生长发育未产生不良影响。

降解膜覆盖栽培棉花可增加果枝数，提高单株结铃率，进而提高棉花产量；同时降解膜在光照和土壤微生物作用下是可以降解的，并且降解效应十分显著。此外，降解膜覆盖栽培可提高土壤积温、培肥地力，可以很好地改良土壤生态环境。

2.2 甘蔗

覆盖光降解地膜种植的甘蔗，在苗期生长、农艺性状、产量、糖分方面与覆盖普通地膜相比基本无差异，保温保墒作用与普通地膜效果也是基本一致，但是光降解地膜可自行光降解，残留大大低于普通地膜。另外，该地膜还具有除草功能，有利于甘蔗生长或产量形成。

应用甘蔗除草光降解地膜总投入比甘蔗专用除草地膜每公顷低271.5元，比普通地膜每公顷低736.1元，大大减少了成本投入。

晏祥玉等研究表明光降解膜全膜覆盖技术较半膜覆盖与不盖膜具有较好的增温保湿、提高蔗茎产量、蔗糖分和增糖效果，其中平均土温较半膜覆盖和不盖膜分别提高1.8℃、3.9℃；平均土壤含水量分别提高3.3、7.7个百分点；平均蔗茎产量增加19.8%、33.4%；平均蔗糖糖分提高0.52、0.86个百分点。

2.3 烤烟

孟庆雷等研究发现，光降解地膜在增温保湿、促进烟草生产，提高烤烟单产、均价、等级方面与普通银膜具有同等作用；且光降解地膜可在田间自行光解，融合于土壤中，利于保护烟田生态环境。

黄瑶珠等研究表明，在南雄烟区，光降解地膜可以代替普通地膜，同时不影响烟草产量及品质的提高，烟叶内在化学成分比较协调。

王学明等在湖南浏阳开展了关于不同类型地膜在烤烟上应用的研究，该试验研究了光降解除草地膜、普通光降解地膜、对照膜和空白对照四个处理方式，其中光降解除草地膜的除草效果与其他3个处理方式之间差异均达到了显著和极显著水平；在一定的程度上可以促进烤烟的生长发育，其产量和品质也高于空白对照，中上等烟比例高于空白对照7.3%。

吴泽刚等开展了降解地膜在烤烟的应用对比试验：与常规地膜相比，用可降解地膜覆盖种植垄1个月后，地膜就开始降解，2个月后降解面积达到一半以上；4个月后降解面积达到100%。并且，可降解地膜能够改进烤烟生物学性状，对产量也有一定的提高效果。

2.4 玉米

光降解地膜在提升地温、降低土壤容重、保墒抗旱等方面的效果均优于普通地膜，并且具有促进玉米生长发育、早熟和提高产量的效果。

研究表明：拔节期，光解地膜覆盖的土壤水分高于对照6.0个百分点，且提高土壤温度0.9℃，同时拔节期的株高以光解地膜覆盖最高；光解地膜覆盖的产量与比对照增产l8.3%。水分利用效率比对照提高了19.0%。

不同地膜覆盖对玉米生物性状和产量的影响研究结果表明，光解膜全膜覆盖的保水保墒效果最好，产量也最高，平均为每公顷9277.5 kg，平均增产率为4.4%。

李忠杰研究发现，光解膜在覆盖期间具有与普通膜相同或相近的增产、增温效果；光解膜经曝晒后，在一定时间内可自行降解，但在覆盖玉米条件下，降解时间有所延长，表明作物遮阴一定程度上影响光解，压土部分的膜基本不降解，经过去土后曝晒可继续降解。

2.5 花生

在花生生产中，相比普通地膜，光降解地膜不仅具有同样的增温、保墒、增产效果，而且可以节省拾膜用工。

陈明周等研究发现，光降解除草地膜在花生覆盖栽培中具有一定的提高地温、保墒作用，增产效果明显，产量增幅高达14.13%-30.79%；而且对田间常见杂草防除效果良好。

研究发现，不同地膜覆盖花生均比不覆盖地膜增产显著，其中既增产增效，又对土壤、饲料、环境无污染的覆盖材料以可控光生降解膜为最佳，液态地膜次之，是聚氯乙烯地膜的替代产品。

赵丽兰等研究表明，可降解银光膜可明显提高花生生长前中期土壤温度和土壤含水量；可抑制田间杂草生长，对杂草有较好的防除效果；可促进花生叶片生长，增加叶面积系数，保持较高的群体光合能力；增加单株结果数，提高果重，显著提高荚果产量。可降解银光膜的综合效果明显优于普通地膜。

2.6 其他作物

2.6.1 西瓜

研究表明，西瓜在经过黑色无纺布地膜覆盖处理条件下，能够缩短植株的雌花开花延续期，并且能够提高根系活力、提升果实品质，且可在6个月内降解。从经济效益和环境效益等方面综合考虑，可以选用黑色无纺布作为覆盖材料用于早春大棚吊蔓小型西瓜栽培中。

2.6.2 小麦

研究发现，光解地膜降解产物可以使得小麦叶绿素相对含量降低2%，叶绿素荧光参数也略有降低，但能够提高小麦穗粒数、千粒重、单穗重及小麦籽粒蛋白质含量，因此以聚乙烯为原料的可降解地膜降解产物对小麦产量和品质没有不良影响。

2.6.3 大豆

研究证明:

首先，光解地膜降解后形成的各种降解产物能够略提高大豆生长中期土壤酸碱性，而会不同程度降低土壤有机质含量、碱解氮、有效磷和速效钾含量。

其次，该试验还发现降解产物可以提高大豆株高、增加单株有效荚数、株粒数、百粒重、株粒重等，但针对每个指标作用大小不同，依不同降解产物和残留量的不同而不同。

试验表明，光解地膜降解产物是可以通过改善土壤的理化性质而促进养分的分解和吸收，在一定程度上提高大豆单株产量。

3.光降解地膜的发展趋势

综上所述，不难看出，相比普通地膜，光降解地膜具有降解、防病、防虫、保水、保肥，调节土壤温度、增强光合作用等功能，可使作物增产20%左右，减少农药施用量，而且可以自行降解，减轻了白色污染。光降解地膜破碎、降解后，小残片进入土壤，不会使土壤性质变差进而危害作物，同时具有减轻土壤污染、水体污染等污染的优点。

但是，光降解地膜目前也存在三点不足：

3.1 降解程度和速率受光照强度、生态气候条件、土壤环境、种植品种等因素的制约较大，因此地膜的降解速率很难准确控制。

3.2 该种降解在覆盖使用时，埋入土壤中的部分由于不能接受紫外线照射，是不能被降解的。

3.3 而且其分解物对大气、水质、土壤是否产生二次污染尚不明确。故光降解地膜由于降解程度受环境的影响较大、且降解可能存在不彻底性，限制了其应用。考虑到我国具体情况，目前作为解决地膜残留污染重要而有效的途径之一，还是具有推广应用前景的。