郝晶
可降解液態(tài)地膜(簡稱液膜)是一種乳狀懸浮液,兌水噴施在土壤表層形成一層膠狀薄膜,使土壤顆粒聯(lián)結(jié)起來,起到全部或部分覆蓋地表,抑制或降低土壤水分蒸發(fā)的作用。筆者選取三種阜新地區(qū)常用的地膜與液態(tài)地膜進(jìn)行土壤含水量的對比試驗,為進(jìn)一步為探究生物可降解液態(tài)地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的優(yōu)勢提供理論基礎(chǔ)。
一、材料與方法
1.試驗地概況
試驗于2015年3—11月在遼寧省阜新蒙古族自治縣進(jìn)行。該縣年均氣溫7.1—7.6℃,降水量480mm,蒸發(fā)量1770mm,降水量年內(nèi)分配不均,夏季占68.5%,三旱(春、伏、秋)頻繁,春旱嚴(yán)重。作物生育期平均氣溫20.2℃,≥10℃積溫日數(shù)為169天d,有效積溫3298.3℃,無霜期144天,生理輻射量284.3千焦,平方厘米,生育期日照時數(shù)1295.8小時。
2.試驗設(shè)計
設(shè)旱棚水分控制微區(qū)試驗,在晴天時保持敞開,雨天時遮蓋頂棚和四周,防止降水進(jìn)入。微區(qū)面積為120cm×100cm,深80cm,四周用高分子樹脂材料包裹相隔,防止水分和養(yǎng)分的側(cè)滲。土壤類型為褐土,質(zhì)地為砂壤土。供試作物為花生,品種為白沙1016,微區(qū)種植兩行,行距50cm,每行10穴,每穴2株。地表覆蓋材料分別為液態(tài)生物降解膜、粉劑降解膜、聚乙烯膜、纖維黑色紙膜,以露地種植為對照,共5個處理,4次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,處理設(shè)置見表4。具體操作過程:液態(tài)生物降解膜經(jīng)兌水稀釋,用電動噴霧器噴灑于地面;粉劑降解膜兌水溶解稀釋后,用電動噴霧器噴灑于地面;聚乙烯膜和纖維黑色紙膜采用平鋪方法覆蓋于地表。
3.測定項目與方法
土壤水分測定:在花生苗期至結(jié)莢期,測定0—30cm土層土壤含水量,每隔5cm土層取樣;在不同生育期(播種期、苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果期)測定0—80cm土層的土壤含水量,間隔20cm土層取樣。取樣重復(fù)4次。土壤重量含水量用105%恒溫烘箱烘干稱重測定。
二、結(jié)果分析
不同時期30cm土層土壤含水量,在15—25cm處,含水量明顯降低,這是由于作物根系主要部分集中于15—25cm土層,對土壤水分的吸收量大所致。在苗期,即播后10天與17天土壤含水量變化趨勢類似,以播后17天為例,0—5cm土層,液態(tài)生物降解膜與對照差異顯著,液態(tài)生物降解膜、聚乙烯膜的含水量占田間持水量(按20%計算)的63%和60%,較對照含水量(占田間持水量的57%)高10.6%和4.5%。5—10cm土層,纖維黑色紙膜、對照比液態(tài)生物降解膜含水量高8.5%,8.2%,差異顯著。這是由于液態(tài)生物降解膜、粉劑降解膜、聚乙烯膜覆蓋,較裸地種植土壤表面孔隙度減小,減慢入滲速度,減少了灌水后土壤水分入滲量,導(dǎo)致不同土層土壤水分的增加量較小,表現(xiàn)出對照含水量較高。10—15cm土層,纖維黑色紙膜、對照比粉劑降解膜高17.6%,12.8%,差異顯著;15—20cm土層,對照含水量(占田間持水量的70%)比其他處理高9.6%—18.2%,差異顯著;25—30cm土層,纖維黑色紙膜(占田間持水量的82%)、聚乙烯膜、對照比粉劑降解膜、液態(tài)生物降解膜(占田間持水量的76%)處理高6%—7%??梢姡w維黑色紙膜覆蓋下土壤表面孔隙較液態(tài)生物降解膜、粉劑降解膜和聚乙烯膜大,入滲較快。
在苗后期,即播后30天,0—10cm為根系生長部位,需要大量水分,不同處理差異不顯著。10—15cm土層,液態(tài)生物降解膜與粉劑降解膜、聚乙烯膜、纖維黑色紙膜差異顯著,粉劑降解膜、聚乙烯膜、纖維黑色紙膜比對照土壤含水量(占田間持水量的67%)高3%—4%,貯水能力優(yōu)于對照。20—25cm土層,纖維黑色紙膜土壤含水量(占田間持水量的83%)比粉劑降解膜高7.7%,差異顯著。
在花針期,即播后40天,此期根系分布區(qū)下扎至15—40cm土層。0—5cm土層,聚乙烯膜與粉劑降解膜、對照差異顯著。液態(tài)生物降解膜、聚乙烯膜(占田間持水量的51%)、纖維黑色紙膜土壤含水量分別比對照高10.9%,28.4%,5.0%。粉劑降解膜含水量較低,可能苗期后開始逐漸降解,導(dǎo)致保水性減弱,土壤含水量甚至低于對照。60—80cm土層,粉劑降解膜與聚乙烯膜差異顯著,聚乙烯膜比粉劑降解膜和對照分別高21.7%和4.7%。
在結(jié)莢期,即播后75天,不同處理土壤含水量趨于平均,10--15cm土層聚乙烯膜與纖維黑色紙膜差異顯著,液態(tài)生物降解膜和纖維黑色紙膜含水量(占田間持水量的62%)比對照高5.7%和7.7%??赡苁怯捎谧魑锶~面積增大、遮蔽作用等原因,聚乙烯膜保水性減弱。
在飽果期,花生根系主要分布在在0—30cm深耕層范圍內(nèi),因此土壤水分變化主要集中在0—30cm土層。而在0—80cm土層的水分變化,在播后147天時,計算分析可知,0—20cm土層液態(tài)生物降解膜與聚乙烯膜、纖維黑色紙膜相比差異顯著;40—60cm土層對照含水量(占田間持水量的83%)與其他處理間差異均顯著;60—80cm土層粉劑降解膜含水量(占田間持水量的71%)與液態(tài)生物降解膜、纖維黑色紙膜、對照(占田間持水量的81%)差異顯著。
在0—80cm土層出現(xiàn)差異是因為在播種前30天、籽粒成熟期后,旱棚撤出,有雨水入滲,對照入滲量明顯高于其他處理。覆蓋條件下不同處理的入滲量,以粉劑降解膜、聚乙烯膜入滲量較小。
三、結(jié)語
苗期0—5cm土層不同覆蓋處理比對照的含水量高2%—11%,而在其余土層深度,纖維黑色紙膜覆蓋和對照的含水量較高;花針期0—5cm土層內(nèi)液態(tài)生物降解膜、聚乙烯膜、纖維黑色紙膜含水量比對照高5.0%—28.4%;結(jié)莢期各處理含水量趨于平均,10—15cm土層,液態(tài)生物降解膜和纖維黑色紙膜含水量比對照高5.7%和7.7%。