全 文 ：　 　 倡 �陇东学院科学研究专项基金项目（２００２唱２００４）资助
收稿日期 ：２００４唱１１唱３０ 　 改回日期 ：２００５唱０５唱１９
无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响 倡
王 　鑫 　胥国斌 　任志刚 　张占军 　简毓峰 　张永明
（陇东学院生命科学系 　庆阳 　 ７４５０００）
摘 　要 　试验研究无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响结果表明 ：降解地膜在玉米生长前期具有
保温 、保水的显著效果 ，叶面积显著增大 ，叶片数差异不明显 ；液态地膜降解最快且无污染 ，环保作用突出 ，可在
蔬菜等生育期短的作物上应用 ；生物降解膜降解较慢 ，具有较好的环保作用 ，且比露地显著增产 ，可在生育期较
长的作物上推广应用 ；生物唱光降解膜降解最慢 ，环保效果不明显 ，但比露地显著增产 ，适于玉米等生育期长的
作物应用 。
关键词 　可降解膜 　玉米 　土壤环境 　降解特性
Effects of environment唱friendly degradable films on corn growth and soil environment ．WANG Xin ，XU Guo唱Bin ，REN
Zhi唱Gang ，ZHANG Zhan唱Jun ，JIAN Yu唱Feng ，ZHANG Yong唱Ming （Department of Life Sciences ，Longdong University ，
Qingyang ７４５０００ ，China） ，CJEA ，２００７ ，１５（１） ：７８ ～ ８１
Abstract　 An experiment was conducted to measure the soil moisture ，soil temperature ，leaf’ s area ，leaf’ s numbers ，
degradable states of films and yield of corn in the field covered by three kinds degradable films and one kind of ordinary
film ．The results indicate that the degradable films have the remarkable function of heat and humidity preservation in the
pre唱growing period of corn ．And the leaf’s area increases evidently though the leaf number does not change significantly ．
The liquid degradable film owns the quickest degradation without environmental pollution ，and can be applied on the crop
which has short growing period ，such as vegetables ．The biological degradable film decomposes slowly and shows an effec唱
tive environmental protection function with a higher yield of corn than that of bare ground ，so it can be used in the crop
which has a long growing period ．The bio唱photo degradable film decomposing most slowly can increase the yield evidently
though its environmental protection function is not evident ，so it is suitable to the crop which has a long procreation age ．
Key words 　 Degradable films ，Corn ，Soil environment ，Degrading characteristic
（Received Nov ．３０ ，２００４ ；revised May １９ ，２００５）
地膜覆盖已成为一项行之有效的重要农业增产措施［１］ ，可改善农作物生长环境 ，具有明显的增温保墒 、
增产增收的双重效果［２］ ，对保持土壤水分 、提高水分利用率 ，缓解干旱半干旱地区土壤缺水问题贡献更
大［３］ 。非降解地膜的连年使用 ，导致碎残地膜逐年积留于土壤耕层且很难分解 ，既影响土壤耕作 ，又使作物
根系生长受阻 ，污染土壤和生态环境 ，导致耕地质量下降 ，造成后茬作物减产 ，影响农产品质量 ，形成新的农
业灾害 ———薄膜害 。如此下去 ，被称为“白色革命”的地膜覆盖栽培技术将会因其覆盖物自身残留污染问题
而丧失原有的生命［４］ 。使用可降解地膜是解决“白色污染”行之有效的解决途径［５］ 。可降解地膜不但具有
与普通地膜相似的保温保水效果 ，还可自然降解［６］ 。为此 ，选用降解速度快并能保持作物增产的地膜势在
必行 。本试验选用代表目前 ３类不同发展方向的可降解地膜和一种普通地膜覆盖种植玉米 ，对它们在农业
生产使用过程中的增温 、保墒及可降解状况 、增产效果进行了比较试验研究 ，为地膜覆盖技术可持续发展提
供理论依据 。
1 　研究区域概况与研究方法
试验设置在甘肃省陇东黄土高原庆阳市西峰区八里庙村 ，本区年降雨量 ５００ ～ ５５０mm ，年均温 ８ ～ １０ ℃ 。
第 １５ 儍卷第 １期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１５ 换　 No ．１
２ ０ ０ ７ 乔年 １ 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture Jan ．，　 ２００７ 後
供试土壤为典型黑垆土 ，地势平坦 。播前耕层土壤有机质 １３畅１３g／kg ，全 N ０畅９７６g／kg ，速效磷 １３畅９mg／kg ，
每 hm２ 施有机肥 ６０t ，化肥 N ２８０kg ，P２O５ １５０kg 。供试玉米品种为“中单 ２号” 。
供试地膜共 ３类 ：生物降解膜 ———沃林牌地膜 ，陕西杨陵沃林国际降解树脂发展有限公司生产 ，基料为
聚乙烯塑料 ，加改性淀粉 ，分白 、黑色 ２种 ，宽 ８０cm ，厚 ０畅００８mm ；光唱生物双降解膜 ———秦丰牌地膜 ，陕西秦
丰科技开发有限公司生产 ，由聚乙烯加光敏剂和碳酸钙等制成 ；液态地膜（绿野牌） ，由陕西绿野公司开发的
一种液态降解地膜 ，基料为腐殖酸类大分子物质加悬浮剂 、凝固剂及可供作物吸收的其他营养物质 ；普通地
膜（对照 ，CK１） 。
试验设沃林地膜（K１） 、秦丰地膜（K２） 、绿野液态地膜（K３） 、普通地膜（CK１）及露地（CK２）５ 个处理 ，随
机区组排列 ，３次重复 ，小区面积（６ × ４）２４m２ ，密度 ６万株／hm２ 。 ４月 ２６日覆膜 ，４月 ２８日播种 ，按试验小区
收获计产 。于各生育期用角制地温计测定覆膜下 ５cm 、１５cm 、２０cm 、２５cm处土壤温度 ；土壤含水量用烘干法
测定 ；用叶面积仪测定叶面积 ；并分期观察记载地膜的降解期及破损残留状况 。
图 1 　各生育期土壤温度变化曲线
Fig ．１ 　 Soil temperature curves at every
grow th stages of maize
2 　结果与分析
2畅1 　降解地膜对土壤温度和土
　 　 壤水分的影响
图 １ 表明 ，各覆膜处理的不
同深度土壤温度均比露地明显增
高 ，并随着土层深度的加深 ，土壤
温度逐渐降低 。 ５ 月 ２ 日温度曲
线平缓 ，覆膜处理与露地温差较
小 ；５月 １９日温度曲线较陡 ，与露
地温度差异较大 ；至 ５月 ２３日土
壤温度均在 ２６ ～ ３０ ℃ 之间 ，各处
理差异不明显 。 ６ 月 ５ 日各种地
膜处理的土壤温度差异较为明
显 ，秦丰地膜在 １５cm 土层以下低
于露地 ，而沃林地膜则高于其他
地膜和露地 。但总的变化趋势基
本一致 ，说明各种地膜均有保温
效果 。 据姚渝丽等研究 ，普通膜
与降解膜下的土壤热特性变化基
本一致 ，降解膜的增温效应不及普通膜 ，但保温效应优于普通膜［７］ 。光解地膜属于可降解性聚乙烯塑料地
膜 ，具有质轻 、透光 、不透水汽的优良性状 。地膜覆盖后 ，土壤上部热能增加 。主要原因一是塑膜阻碍近地
气层的热量交换 ，蓄积了太阳辐射能量 ；二是塑膜抑制土壤水分蒸发［４］ 。
从表 １看出 ，参试的各种地膜土壤含水量均比露地明显增高 ，充分说明地膜具有很好的保墒效果及减少
土壤水分蒸发的作用 。其中沃林地膜保水效果与普通地膜相近 ，秦丰地膜保水效果优于普通地膜 ，而液态
地膜保墒效果最差 ，仅比露地高出 １畅０３％ 。
表 1 　各生育期（0 ～ 20cm）耕层土壤含水量
Tab ．１ 　 Soil water contents of cultivated layer（０ ～ ２０cm） at every grow th stages
测定日期（月唱日）
Measuring date
（month唱day）
土壤含水量／％ Soil water contents
沃林地膜（K１ L） 秦丰地膜（K２ 耨） 液态地膜（K３ w） 普通地膜（CK１ ） 露地（CK２ K）
Wolin biological degradable film Qinfeng bio唱photo degradable film Liquid film Ordinary film Bare ground
０５ 唱１２（出苗期） １５ a畅９４ １６畅００ １４ 寣畅３０ １５畅９０ １３ 櫃畅７５
０６ 唱０９（拔节期） １４ a畅９０ １８畅７０ １４ 寣畅４０ １４畅９０ １２ 櫃畅９０
平 　 均 １５ a畅４２ １８ 畅３５ １４ 寣畅３５ １５畅４０ １３ 櫃畅３２
2畅2 　降解地膜对玉米叶面积和叶片数的影响
通过多点采样分析 ，覆盖各种地膜的玉米叶片数比露地均有增加 ，但增加幅度不大（表 ２） 。其中以秦丰
第 １ 媼期 王 　鑫等 ：无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响 ７９　
地膜和液态地膜增加最多 ，沃林地膜增加最少 ，且与露地接近 。几种地膜的玉米叶面积均高于露地 １ 倍以
上 ，其中以秦丰地膜增加幅度最大 ，其次为沃林地膜 。由以上 ２项指标测定结果可以看出 ，地膜覆盖影响玉
米生长的主要因素是显著增加叶面积 ，对叶片数的影响不大 。而叶面积直接影响植株的光合效率和干物质
的积累［８］ 。
表 2 　降解地膜对玉米叶面积和叶片数的影响
Tab ．２ 　 Effects of degradable films on corn leaf’s area and leaf number
项 　 目 沃林地膜（K１ u） 秦丰地膜（K２ 乙） 液态地膜（K３ 创） 普通地膜（CK１ 牋） 露地（CK２ h）
Items Wolin biologicaldegradable film Qinfeng bio唱photodegradable film Liquid film Ordinary film Bare ground
叶 面 积 ／ cm２ 挝９１１ 吵畅２ １０３７ %畅４ ８３３ 蝌畅２ ８４４ 栽畅０ ５３８ 哌畅０
比露地增加／cm２ 乔３７３ 吵畅２ ４９９ %畅４ ２９５ 蝌畅２ ３０６ 栽畅０ －
叶 片 数 ／ 个 　 ９ 吵畅４ １０ %畅０ １０ 蝌畅０ ９ 栽畅６ 　 ９ 哌畅２
比露地增加／个 　 ０ 吵畅２ ０ %畅８ ０ 蝌畅８ ０ 栽畅４ －
2畅3 　降解地膜对玉米生育期的影响
表 ３表明 ，各种地膜出苗期比露地提前 １ ～ ６d ，其中以沃林地膜出苗最早 ，比露地提前 ６d 。液态地膜除
抽雄期比露地提前 ９d外 ，其余各生育期与露地基本相同 。原因是液态地膜成膜后分解速率很快 ，三叶期以
后基本与露地情况相似 。其他各种地膜各生育期均比露地明显提前 ，充分体现了地膜的增温与保温效应 。
表 3 　各种地膜对玉米植株生育期的影响
Tab ．３ 　 Effects of films on grow th stages of corn plants
试验处理 生育期（月唱日） Grow th stages（month唱day） 全生育期／d
T reatments 播种期 出苗期 三叶期 拔节 抽雄期 吐丝期 成熟期 Whole grow th season
Sowing Emerge Three leaf Jointing Spare stamen Spit silk Mature
沃林地膜 ０４ 吵唱２９ ０５ 汉唱０６ ０５ 亮唱１４ ０６ 热唱０７ ０６ 舷唱２９ ０７ 种唱１０ ０９ 葺唱１７ １４０ Ζ
秦丰地膜 ０４ 吵唱２９ ０５ 汉唱１０ ０５ 亮唱１８ ０６ 热唱０９ ０６ 舷唱２６ ０７ 种唱０６ ０９ 葺唱１２ １３５ Ζ
液态地膜 ０４ 吵唱２９ ０５ 汉唱１１ ０５ 亮唱２０ ０６ 热唱１１ ０７ 舷唱０３ ０７ 种唱１２ ０９ 葺唱２０ １４３ Ζ
普通地膜 ０４ 吵唱２９ ０５ 汉唱１０ ０５ 亮唱１８ ０６ 热唱０７ ０６ 舷唱２４ ０７ 种唱０３ ０９ 葺唱１０ １３３ Ζ
露 　 　 地 ０４ 吵唱２９ ０５ 汉唱１２ ０５ 亮唱２０ ０６ 热唱１１ ０７ 舷唱１２ ０７ 种唱１２ ０９ 葺唱２０ １４３ Ζ
表 4 　降解地膜降解度的测定结果
Tab ．４ 　 Result of the degradable
film’s degradation degree
地 　 膜 　 　 降解度／％ Degradation degree
Films 　 　 日期（月唱日） Date（month唱day）
０６ 刎唱２８ ０７ r唱０７ １０ 耨唱０５
沃林地膜 ３５ 骀畅０ ４６ �畅３ ８１ 畅０
秦丰地膜 ７ 骀畅０ ９ �畅０ ４０ 畅０
液态地膜 １００ 骀畅０ － －
普通地膜 ７ 骀畅０ ８ �畅０ １０ 畅０
2畅4 　降解地膜各生育期的降解效应
从表 ４可以看出 ，降解度最大的是液态地膜 ，其次为生物降解膜 ，
光唱生物降解膜的降解度初期与普通地膜相近 ，但 ５ 个月后降解度为
４０％ ，明显高于普通地膜 。对各种降解地膜诱导期的测定结果表明 ，
液态地膜诱导期最短 ，仅为 １５d ；白色生物降解膜诱导期为 ３８d ，黑色膜
为 ２４d ；光唱生物降解膜诱导期位居第三 ，为 ８０d ；普通地膜降解最慢 ，
１２０d以后才开始降解 。田间观测还表明 ，沃林黑色地膜至 ３１d后 ，即
出现 １８ ～ ２５cm的纵横大裂缝 ，覆盖 ４０d后 ５０％ ～ ６０％ 降解为大小不
等的碎片 ，覆盖 ８０d后 ，８０％ 以上已降解为 １ ～ ４cm 的碎片 ，未破裂部
分已失去弹性 ，但地埋部分弹性仍很强 。沃林白色地膜覆盖后 ３８d开
始降解 ，其延展性和韧性变差 。秦丰地膜至收获期降解度为 ４０％ ～
　 　５０％ 左右 ，其延展性和韧性强于沃林地膜 。从环保角度看 ，液态地膜 ＞沃林地膜 ＞秦丰地膜 。2畅5 　不同类型地膜对玉米产量的影响
对表 ５的产量结果统计表明 ，各处理之间
的差异达极显著水平 ，重复间差异不显著 。说
明试验的产量差异不是来源于区组间 ，而是由
各种不同的地膜引起的 。 LSD 法多重比较表
明 ，液态地膜与露地产量差异不显著 ；而普通地
膜 、秦丰地膜和沃林地膜与露地产量差异达极
显著水平 ；普通地膜产量与秦丰 、沃林地膜达极
显著水平 ；秦丰地膜与沃林地膜差异达显著水
平 。说明 ３种降解地膜中 ，光唱生物双降解膜 、
表 5 　各处理的玉米产量
Tab ．５ 　 Corn yields of every treatments
试验处理
T reatments
　 　 　 　 产量／kg·hm － ２ S　 Yield
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 平均 Average
沃林地膜 １０５７０ f畅５ １１３７４ R畅５ １１０４１ >畅５ １０９９５ *畅０A 倡
秦丰地膜 １１５１１ f畅０ １１８６８ R畅０ １１５７４ >畅０ １１６５６ *畅５B
液态地膜 ９３７８ f畅０ １０２１８ R畅０ １０３６２ >畅０ ９９８５ *畅５C
普通地膜 １２９９４ f畅５ １１７７８ R畅０ １２９６０ >畅０ １２５７７ *畅５D
露 　 　 地 １０００５ f畅０ ９６２２ R畅５ １００６５ >畅０ ９８９７ *畅０C
　 　 倡 处理间差异 F ＝ １７畅３５ 倡 倡 ，F０畅０５ ＝ ３畅８４ ，F０畅０１ ＝ ７畅０１ ；区组间差异 F ＝
０畅５８ ，F０畅０５ ＝ ４畅４６ ，F０畅０１ ＝ ８畅６５ ；LSD０畅０５ ＝ ６５０畅４kg／hm２ ，LSD０畅０１ ＝ ９１１畅９
kg／hm２ 。
８０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １５ 卷
生物降解膜可以在生产中推广应用 ，液态地膜还需要进一步在其他作物上试验 ，并注意正确的使用方法 ，以
获得较高产量 。
3 　小 　结
各类地膜在玉米拔节前期均有明显的增温 、保温和保水效果 ，液态地膜保水效果不明显 。各类地膜的
增产主要由于叶面积增加 ，但对叶片数影响不大 ；除液态地膜玉米生育期基本与露地接近外 ，其他地膜均比
露地生育期提前 ，且全生育期缩短 。各类地膜玉米均比露地玉米增产 ，光唱生物双降解膜和生物降解膜增产
效果极显著 。从环保角度看 ，液态地膜表现最好 ，其次为沃林地膜 ，再次为秦丰地膜 。综合产量和环保效
果 ，光唱生物双降解地膜应该在生育期长的玉米等作物上应用 ；生物降解膜适合于生育期较长的作物 ；液态地
膜更适用于蔬菜等生育期短的作物上应用 。
参 　考 　文 　献 h
１ 　 高绪科 ，曾令文 ，汪德水 ，等 ．旱地春作农田不同耕作法效应的研究 ．土壤通报 ，１９９０ ，２１ （３） ：１２２ ～ １２５
２ 　 沣朱彦博 ，程志斌 ．薄膜地面覆盖对土壤环境及春小麦生长发育的影响 ．甘肃农业科技 ，１９８９ （３） ：２９ ～ ３１
３ 　 沣樊小林 ，廖宗文 ．地膜覆盖土壤水热效应及降解特性研究初报 ．华南农业大学学报 ，１９９９ ，２０（１） ：１２１ ～ １２２
４ 　 沣毛任钊 ，赵连城 ，曹 　 健 ．光解地膜覆盖棉田的生态环境效应 ．农业现代化研究 ，１９９７ ，１８（２） ：１１６ ～ １１９
５ 　 沣张文群 ，金维续 ，孙昭荣 ，等 ．降解膜残片与土壤耕层水分运动 ．土壤肥料 ，１９９４ ，３ ：１２ ～ １５
６ 　 沣肖 　 玲 ，李 　 岗 ，王箐霞 ．可降解地膜的实用性能研究初报 ．干旱地区农业研究 ，２０００ ，１８（专辑） ：４７ ～ ４９
７ 　 沣姚渝丽 ，李秀岩 ，骆桂芬 ，等 ．普通塑料膜与降解膜内土壤热特性之比较 ．北方园艺 ，１９９８ （６） ：５ ～ ６
８ 　 涂大正 ．植物生理学 ．长春 ：东北师范大学出版社 ，１９９８畅８６ ～ １０２
第 １ 媼期 王 　鑫等 ：无公害可降解地膜对玉米生长及土壤环境的影响 ８１