芋头是一种具有悠久历史和重要意义的蔬菜作物，具有丰富的营养价值和广泛的用途，被誉为“地下花卉”，在中国已有数千年的种植历史，备受人们喜爱。其生长周期长，生长缓慢，生产上常用地膜覆盖的方式促进芋头生长，提高芋头产量和品质。地膜覆盖是现代农业中常用的一种技术，被广泛应用于不同作物的种植中，使用农膜具有提高作物生产效率，抑制杂草生长，减少水分蒸发和肥料流失等优点，但农膜残留问题引起了人们的广泛关注。因大部分农膜通常在作物收割后就地翻耕入土，难以降解，导致土壤环境恶化，植株根系养分吸收受阻，作物产量降低等问题。目前，使用强化耐候地膜和全生物降解地膜是减少农膜残留问题的方式之一。全生物降解地膜是一种可完全降解的地膜，可避免农膜残留对土壤和生态环境的污染。强化耐候膜具有更高的耐候性、持久性，可通过一膜多用技术减少农膜使用量，提高农业生产效率。研究表明，生物降解膜在降解效果和促进作物增产增收方面均优于普通地膜。冯均科等研究表明，降解膜具有保温保湿防草作用，且可有效治理白色污染。本研究通过设置强化耐候膜、全生物降解膜、普通地膜等处理，研究不同材料的地膜对土壤温湿度、残留和植株生长发育的影响，从而探讨新材料地膜对芋头产业应用的实践价值和意义。试验在江都区吴桥现代农业园区（119°73′ E、32°47′ N）开展，属长江中下游平原，境内地势平坦，河湖交织，通扬运河横贯东西，京杭运河纵贯南北，平均海拔5 m左右，气候为副热带湿润气候区，年平均气温14.9℃，降水量978.7 mm，四季分明，无霜期较长。以芋头为试验作物，品种为靖江香沙芋。试验地膜选用上海弘睿、南通华盛两家企业提供的3种全生物降解膜与1种强化耐候地膜，设置常规PE地膜作为对照（CK）。试验田于2021年3月28日施有机肥，用量为15~20 t/h㎡，4月2日起垄，垄高30 cm，宽1.5 m，行株距为35 cm×35 cm，4月12日播种，4月20日覆膜，出苗后破膜放苗，11月15日测产。对照地膜的颜色与试验地膜一致，均为黑色，共设置5个处理（表1），3次重复，随机区组排列。小区面积20 ㎡，各小区统一农艺管理措施。调查内容：使用自动温湿度记录仪测定膜下温、湿度，每隔1 h记录1次；记录地膜降解情况；调查单株结芋数和单株子孙芋质量；进行人工成本核算；开展原位监测，调查地膜残留情况。使用Microsoft Excel 2010软件和SPSS 17.0软件进行数据统计分析。地膜降解结果（表2、图1）显示，普通PE膜和强化膜一直未出现裂解现象，降解膜的裂解速度为降解膜1＞降解膜3＞降解膜2。覆膜后49 d，降解膜1最先开裂，诱导期较其他处理早19 d，裂解速度较快，6月17日进入开裂期，较其他处理早19 d，6月26日直接进入大裂期，比其他降解膜早25~48 d，7月21日达到碎裂期，比其他降解膜早49~58 d，8月5日达到无膜期；降解膜2、3开裂稍晚，前期开裂程度接近，后期降解膜3的开裂程度大于降解膜2，于7月21日进入大裂期，比降解膜2早23 d，于9月8日进入碎裂期，比降解膜2早9 d。
由图2可知，不同地膜覆盖处理的土壤平均温度的日变化呈现为先下降后上升再下降的趋势。覆膜处理后，日平均土壤温度均高于室温，夜间保温效果表现为强化膜＞CK＞降解膜，日间温度较高时，强化膜处理的土壤温度略低于降解膜和CK。说明，覆膜可在一定程度上起到增温效果，温度较低时，降解膜的增温效果弱于强化膜和普通膜；温度较高时，降解膜和普通膜的增温效果略高于强化膜。由图3可知，不同地膜覆盖处理的土壤平均湿度的日变化呈现为先上升后下降再上升的趋势。覆膜处理后，日平均土壤湿度均高于室温，白天不同处理间的平均湿度差距较大，夜间平均湿度差距较小。覆膜处理对土壤的保湿效果表现为强化膜＞降解膜3＞CK＞降解膜1、2。说明，覆膜可在一定程度上起到保湿效果，以强化膜的保湿效果最好，其次是降解膜3。由表3可知，降解膜、强化膜和CK的人工成本不同主要体现在除草和捡拾上，降解膜无需揭膜，但由于后期裂解，产生除草用工，综合来看，强化膜的用工最少，为2.70人/d，其次是降解膜2，为3.00人/d，用工最多的是降解膜1，为3.50人/d。普通膜和强化膜回收时间为2021年10月26日，残留监测时间为2021年12月2日。由表4可知，降解膜和强化膜的地膜残留量与CK相比显著下降，其中强化膜和降解膜间无显著差异。
由表5可知，除降解膜1外，其他处理的产量均比CK有所提高，其中，产量最高的是降解膜2，667 ㎡产量为3 250.14 kg，显著高于其他处理，较CK增产62.45%，其单株芋质量和结芋数分别为1 462.50 g、4.90个。产量排第二的为降解膜3，667 ㎡产量2 642.59 kg，较CK显著增产32.05%，其单株芋质量和结芋数为1 188.75 g、4.18个。强化膜较CK增产8.89%，但无显著差异。由此可知，各处理的产量比较为：降解膜2＞降解膜3＞强化膜＞CK＞降解膜1。本研究以3种可降解生物地膜及强化耐候膜为试验材料，通过分析验证生物可降解地膜及强化耐候膜在芋头生产上的使用效果，筛选适合江苏地区芋头生产所需的地膜，以期为可降解生物地膜及强化耐候膜在芋头规模化生产上的推广应用提供理论支持。本研究发现，3种可降解生物地膜均表现出自然裂解趋势，降解膜1裂解最早，其次是降解膜3，降解膜2裂解最慢，约有3个月的时间为碎裂期，在芋头生长期可起到一定的保湿增温防草作用；覆盖地膜能起到一定的保温保墒作用，可降解生物地膜未降解前能起到较好的保温保湿效果，随着降解膜的裂解，保温保湿水平下降，但此时正值夏季，土壤温湿度升高，差距缩小，可降解生物地膜降解对土壤温湿度的影响减小；地膜裂解会影响草害控制效果，降解膜1最早裂解，草害发生较严重，除草用工成本较高，但可降解生物地膜无需捡拾。综合比较，强化膜和降解膜2都较为省工，强化膜用工最少。强化膜不易破损，易于回收，降解膜可免于回收，土壤残留量远低于CK，可有效减少土壤污染；产量方面，除降解膜1降解速度过快，产量较低外，其他地膜处理的产量比CK高62.45%～8.89%，以降解膜2的产量远高于其他处理。综合考虑，降解膜2具有显著的增产作用，良好的降解特性，省工节本，可满足作物生长期对土壤温湿度的需求，具有一定的防草作用，可替代普通地膜，具有较好的推广价值和应用前景。
原标题：《不同地膜覆盖对土壤环境和芋头产量的影响》
基金项目：2022年江苏省地膜减量替代技术示范（2022-SJ-055）
王楠（1997-），女，硕士，助理农艺师，主要从事蔬菜园艺技术推广工作，E-mail：wangnan357@qq.com
周蕾（1974-），女，通讯作者，本科，高级农艺师，主要从事农业技术推广工作
