生物降解地膜降解特性及其对玉米产量的影响

doi:10.6048/j.issn.1001-4330.2021.10.002

新疆农业科学 ›› 2021, Vol. 58 ›› Issue (10): 1775-1783.DOI: 10.6048/j.issn.1001-4330.2021.10.002

• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学·耕作栽培·生理生化·农产品分析检测 • 上一篇下一篇

生物降解地膜降解特性及其对玉米产量的影响

迪丽拜尔·迪力买买提(), 汤秋香(), 雷蕾, 苏丽丽

新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052

收稿日期:2020-03-26 出版日期:2021-10-20 发布日期:2021-10-26
通信作者: 汤秋香
作者简介:迪丽拜尔·迪力买买提(1994-),女,新疆伊犁人,硕士研究生,研究方向为农业生态,(E-mail) 1281661066@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(31960386);农业部西北绿洲农业环境重点实验室开放基金项目(NYBXBLZ-201802);自治区优秀青年科技人才项目;自治区天山英才工程培养人选(第二培养层次);农业农村部农业生态与资源保护总站项目"新疆棉花地膜减量替代技术评价"

Degradation Characteristics of Biodegradable Plastic Film and Its Effect on Maize Yield

Dilimaimaiti Dilibaier(), Qiuxiang TANG(), Lei LEI, Lili SU

College of Agronomy, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China

Received:2020-03-26 Online:2021-10-20 Published:2021-10-26
Correspondence author: Qiuxiang TANG
Supported by:
National natural science foundation(31960386);Open Fund of Northwest Oasis Agricultural Environment Key Laboratory of Ministry of Agriculture(NYBXBLZ-201802);Autonomous Region "Excellent Youth Science and Technology Talents" Project;Autonomous Region Tianshan Talent Project Training Personnel(Second Training Level);Agricultural Rural Finance agricultural ecology and resource protection station project evaluation xinjiang cotton mulch reduction alternative

摘要/Abstract

摘要：

【目的】研究可降解地膜的降解性能及其对玉米生长发育、土壤温度、干物质积累与产量的影响。【方法】采用不同可降解膜天壮(氧化-生物双降解生态地膜)、天野(全生物降解地膜)、弘睿(全生物降解地膜)、PED(聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜)和CK,进行地膜栽培玉米对比试验。【结果】弘睿降解地膜的降解强度较其它2种降解地膜有优势,弘睿降解地膜和天野处理比天壮处理早10 d进入了2级降解并最终在玉米收获期都进入了崩裂期;天野和天壮处理与CK处理相比减产7.1%和12.44%,弘睿处理与CK处理在产量方面无明显差异。【结论】弘睿可降解地膜较适宜新疆北疆地区玉米生长需求。

关键词: 玉米; 降解地膜; 产量; 降解特性

Abstract:

【Objective】 The degradation performance, soil moisture content, maize growth and development, yield of biodegradable film were discussed.【Methods】 Tianye (Whole Biodegradable Film) and Hongrui (Whole Biodegradable Film), PED (Polyethylene Blown Agricultural Ground Cover Film) were applied and recorded as TZ, TY, HR and CK film to perform maize comparative experiments. 【Results】 The results showed that HR degradable film had advantages over other two kinds of degradable film in terms of explaining intensity. HR degradable film and TY degraded film entered the second degradable stage 10 days earlier than TZ treatment and eventually entered the disintegration stage in the maize harvest period. Compared with CK treatment, the yields of TY and TZ treatment were significantly reduced by 7.1% and 12.44%. There was no significant difference in yield between HR treatment and CK treatment. 【Conclusion】 HR degradable plastic film is more suitable for maize growth characteristics in northern Xinjiang.

Key words: maize; degradable plastic film; yield; degradation characteristics

中图分类号:

S513

迪丽拜尔·迪力买买提, 汤秋香, 雷蕾, 苏丽丽. 生物降解地膜降解特性及其对玉米产量的影响[J]. 新疆农业科学, 2021, 58(10): 1775-1783.

Dilimaimaiti Dilibaier, Qiuxiang TANG, Lei LEI, Lili SU. Degradation Characteristics of Biodegradable Plastic Film and Its Effect on Maize Yield[J]. Xinjiang Agricultural Sciences, 2021, 58(10): 1775-1783.

图/表 11

表1 灌水施肥方案

Table 1 Irrigation and fertilization scheme

灌水日期	灌水量 (m³/hm²)	施尿素量 (kg/hm²)
5月6日	450.00	/
6月12日	257.00	/
6月30日	610.00	75.00
7月9日	450.00	75.00
7月19日	771.00	90.00

表2 不同降解地膜的失重率

Table 2 Weight loss rate of different degradable films

处理	腹膜前地膜质量 (g)	收获后地膜质量 (g)	失重率
天壮 Tianzhuang	0.412 6±0.02^b	0.412 6±0.02^b	3.06%±0.01^b
弘睿 Hongrui	0.482 2±0.03^ab	0.482 2±0.02^ab	2.96%±0.03^ab
天野 Tianye	0.594 3±0.00^a	0.594 3±0.17^a	1.56%±0.02^a

表3 不同降解地膜的降解速度

Table 3 Degradation rate of different degradable films

处理 Treatment	6月28日	7月2日	7月18日	7月22日	8月13日	8月23日	9月4日
天壮Tianzhuang	000⁺	000⁺	000⁺	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	0 $0 + +$
弘睿Hongrui	0000	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	0 $0 + +$	$0 + + +$	-
天野Tianye	000⁺	000⁺	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	$0 + + +$	-
CK	0000	0000	0000	0000	0000	0000	0000

表3 不同降解地膜的降解速度

Table 3 Degradation rate of different degradable films

处理 Treatment	6月28日	7月2日	7月18日	7月22日	8月13日	8月23日	9月4日
天壮Tianzhuang	000⁺	000⁺	000⁺	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	0 $0 + +$
弘睿Hongrui	0000	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	0 $0 + +$	$0 + + +$	-
天野Tianye	000⁺	000⁺	000⁺	0 $0 + +$	0 $0 + +$	$0 + + +$	-
CK	0000	0000	0000	0000	0000	0000	0000

表4 不同降解膜下玉米农艺性状比较

Table 4 Effects of different degradable films on agronomic characters of maize

生育时期 Growth period	处理 Treament	株高 Plant height	叶片数 Leaves	茎粗 Stem diameter
苗期 Seedling stage	田野	8.19±0.51^a	4±0.00^a	2.47±0.05^a
	弘睿	8.46±0.16^a	3.83±0.03^a	2.55±0.11^a
	天壮	7.78±0.88^a	3.87±0.2^a	2.57±0.10^a
	CK	6.1±0.44^b	3.4±0.00^b	2.63±0.06^a
拔节期 Joingting stage	田野	105.2±2.36^a	11.47±0.12^bc	2.35±0.03^b
	弘睿	102.1±3.23^a	12±0. $1 a b$	2.51±0.05^b
	天壮	111.67±1.95^a	12.37±0.28^a	2.44±0.06^b
	CK	88.8±2.19^b	11.17±0.19^c	2.71±0.04^a
大喇叭口期 Big trumpet stage	田野	166.82±0.85^a	15.2±0.21^a	2.48±0.03^b
	弘睿	165.15±3.73^a	15.17±0.03^a	2.54±0.06^b
	天壮	163.96±3.73^a	15.17±0.19^a	2.57±0.15^b
	CK	154.27±2.44^b	15.3±0.06^a	2.76±0.07^a
抽雄期 Pumping male stage	田野	202.47±6.8 $3 a b$	18.33±0.07^a	2.51±0.1^b
	弘睿	206.37±4.69^a	18.3±0.3^a	2.58±0.1 $1 a b$
	天壮	202.02±3.1 $4 a b$	17.53±0.0 $9 a b$	2.65±0.0 $6 a b$
	CK	186.27±3.19^a	18.73±0.03^a	2.83±0.02^a
吐丝期 Silking stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^b	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.1^a	2.73±0.02^a
乳熟期 Milk ripening stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^b	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.10^a	2.73±0.02^a
成熟期 Malure stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^a	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.10^a	2.73±0.02^a

表4 不同降解膜下玉米农艺性状比较

Table 4 Effects of different degradable films on agronomic characters of maize

生育时期 Growth period	处理 Treament	株高 Plant height	叶片数 Leaves	茎粗 Stem diameter
苗期 Seedling stage	田野	8.19±0.51^a	4±0.00^a	2.47±0.05^a
	弘睿	8.46±0.16^a	3.83±0.03^a	2.55±0.11^a
	天壮	7.78±0.88^a	3.87±0.2^a	2.57±0.10^a
	CK	6.1±0.44^b	3.4±0.00^b	2.63±0.06^a
拔节期 Joingting stage	田野	105.2±2.36^a	11.47±0.12^bc	2.35±0.03^b
	弘睿	102.1±3.23^a	12±0. $1 a b$	2.51±0.05^b
	天壮	111.67±1.95^a	12.37±0.28^a	2.44±0.06^b
	CK	88.8±2.19^b	11.17±0.19^c	2.71±0.04^a
大喇叭口期 Big trumpet stage	田野	166.82±0.85^a	15.2±0.21^a	2.48±0.03^b
	弘睿	165.15±3.73^a	15.17±0.03^a	2.54±0.06^b
	天壮	163.96±3.73^a	15.17±0.19^a	2.57±0.15^b
	CK	154.27±2.44^b	15.3±0.06^a	2.76±0.07^a
抽雄期 Pumping male stage	田野	202.47±6.8 $3 a b$	18.33±0.07^a	2.51±0.1^b
	弘睿	206.37±4.69^a	18.3±0.3^a	2.58±0.1 $1 a b$
	天壮	202.02±3.1 $4 a b$	17.53±0.0 $9 a b$	2.65±0.0 $6 a b$
	CK	186.27±3.19^a	18.73±0.03^a	2.83±0.02^a
吐丝期 Silking stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^b	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.1^a	2.73±0.02^a
乳熟期 Milk ripening stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^b	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.10^a	2.73±0.02^a
成熟期 Malure stage	田野	226.56±2.99^a	18.33±0.07^a	2.52±0.05^b
	弘睿	224.52±2.55^a	18.27±0.28^b	2.63±0.0 $4 a b$
	天壮	212.67±1.70^b	17.53±0.09^c	2.65±0.0 $2 a b$
	CK	209.06±1.23^b	18.8±0.10^a	2.73±0.02^a

图1 不同降解膜下玉米SPAD的进程注:不同小写字母表示处理间差异达5%显著水平2.2.3 不同降解膜对玉米生育进程的影响

Fig.1 Effects of different degradable films on the process of SPAD in maize Note: Different lowercase letters indicate a significant difference of 5% between treatments

表5 不同降解膜下玉米生育进程比较

Table 5 Effects of different degradable films on maize growth process (days after sowing /d)

处理 Treatment	出苗期 Emerging	拔节期 Jointing	抽雄期 Heading	乳熟期 Filling	成熟期 Maturing
天壮Tianzhuang	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	68.0±0.58^b	85.0±0.58^b	135.0±0.58^b
弘睿Hongrui	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	66.0±0.58^b	82.0±0.58c	131.0±0.5 $8 c a$
天野Tianye	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	66.0±0.58^b	82.0±0.5 $8 c a$	131.0±0.5 $8 c a$
CK	13.0±0.58^a	50.0±0.58.^a	73.0±0.58^a	89.0±0.88^a	139.0±0.58^a

表5 不同降解膜下玉米生育进程比较

Table 5 Effects of different degradable films on maize growth process (days after sowing /d)

处理 Treatment	出苗期 Emerging	拔节期 Jointing	抽雄期 Heading	乳熟期 Filling	成熟期 Maturing
天壮Tianzhuang	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	68.0±0.58^b	85.0±0.58^b	135.0±0.58^b
弘睿Hongrui	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	66.0±0.58^b	82.0±0.58c	131.0±0.5 $8 c a$
天野Tianye	9.0±0.58^b	47.0±0.58^b	66.0±0.58^b	82.0±0.5 $8 c a$	131.0±0.5 $8 c a$
CK	13.0±0.58^a	50.0±0.58.^a	73.0±0.58^a	89.0±0.88^a	139.0±0.58^a

表6 玉米干物质积累的Logistic函数生长模型及相关参数

Table 6 Logistic function growth model and relevant parameters of maize dry matter accumulation

处理 Treatment	Logistic 函数生长模型 Logistic growth model	t₀				Vm (g/ (plant/d))	GT (g/plant)	R²
处理 Treatment	Logistic 函数生长模型 Logistic growth model	(d)				Vm (g/ (plant/d))	GT (g/plant)	R²
天壮 Tianzhuang	Y=448.186 2/^{[1+e(5.3764-0.060 686}^X¹⁾]	88.57	67.18	116.01	48.83	6.56	320.13	0.989 5
弘睿 Hongrui	X₂=502.671 3/^{[1+e(4.892 9-0.050 911}^X¹⁾]	96.13	70.24	121.98	51.74	6.40	331.011	0.993 6
天野 Tianye	X₂=476.555 7/^{[1+e(5.013 7-0.055 025}^X¹⁾]	91.16	66.89	110.30	43.40	9.80	295.13	0.959 1
CK	X₂=545.134 7/^{[1+e(8.104 3-0.091 148}^X¹⁾]	88.96	74.46	103.36	28.90	12.42	358.98	0.982 2

图2 不同降解膜下玉米干物质积累量变化注:图中不同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05),下同

Fig.2 Effects of different degradable films on the accumulation of maize dry matter Note:Lowercase letters indicate difference significance test (P<0.05 ) among mulching period treatments.The same as below

图3 生物降解地膜覆盖下膜下10 cm处温度变化

Fig.3 Changes of temperature at 10 cm under the biodegradable plastic film

表7 不同处理不同生育阶段土壤生长度日的动态变化

Table 7 Dynamic changes of soil growth days in different processes and different growth stages

生育时期 Growth period	天壮	弘睿	天野	CK
苗期 Seedlingstage	154.06±1.24^a	132.96±1.33^b	134.05±1.62^b	135.19±0.47^c
拔节期 Jointing stage	371.68±5.54^a	317.65±4.31	322.16±1.73^c	336.70±3.89^b
大喇叭口期 Megatrumpet stage	255.04±4.99^a	226.31±2.33^a	162.16±9.82^c	247.37±2.24^a
抽雄期 Tasselstage	112.68±3.04^a	99.12±1.61^c	100.32±1.6 $0 b c$	103.16±2.38^b
吐丝期 Silking stage	152.61±3.04	133.81±1.61^c	134.12±1.59^c	140.51±2.38^b
乳熟期 Milky stage	232.87±0.27^a	193.75±2.53^c	195.58±3.28^c	207.80±2.96^b
成熟期 Matureperiod	322.87±4.14^a	269.02±4.02^c	272.30±5.45^c	287.02±5.44^b

表7 不同处理不同生育阶段土壤生长度日的动态变化

Table 7 Dynamic changes of soil growth days in different processes and different growth stages

生育时期 Growth period	天壮	弘睿	天野	CK
苗期 Seedlingstage	154.06±1.24^a	132.96±1.33^b	134.05±1.62^b	135.19±0.47^c
拔节期 Jointing stage	371.68±5.54^a	317.65±4.31	322.16±1.73^c	336.70±3.89^b
大喇叭口期 Megatrumpet stage	255.04±4.99^a	226.31±2.33^a	162.16±9.82^c	247.37±2.24^a
抽雄期 Tasselstage	112.68±3.04^a	99.12±1.61^c	100.32±1.6 $0 b c$	103.16±2.38^b
吐丝期 Silking stage	152.61±3.04	133.81±1.61^c	134.12±1.59^c	140.51±2.38^b
乳熟期 Milky stage	232.87±0.27^a	193.75±2.53^c	195.58±3.28^c	207.80±2.96^b
成熟期 Matureperiod	322.87±4.14^a	269.02±4.02^c	272.30±5.45^c	287.02±5.44^b

表8 不同降解地膜下玉米产量变化

Table 8 Effects of different degradable films on maize yield

处理 Treatment	株数(个/hm²) Number of plants	单株结粒数 Number of seeds (个)	千粒重 1,000 grain (g)	产量 Yield (kg/hm²)
天壮Tianzhuang	94 528.57±2 348.49^a	237.24±4.28^a	492.8±1.64^c	11 057.72±429.15^b
弘睿Hongrui	94 322.36±491.65^a	240.92±2.45^a	550.53±3.15^b	12 508.70±80.42^a
天野Tianye	97 989.76±214.65^a	239.95±3.14^a	498.75±4.12^c	11 727.83±204.1 $0 a b$
CK	85 858.59±0.0^b	242.39±4.71^a	606.8±6.63^a	12 629.75±310.38^a

表8 不同降解地膜下玉米产量变化

Table 8 Effects of different degradable films on maize yield

处理 Treatment	株数(个/hm²) Number of plants	单株结粒数 Number of seeds (个)	千粒重 1,000 grain (g)	产量 Yield (kg/hm²)
天壮Tianzhuang	94 528.57±2 348.49^a	237.24±4.28^a	492.8±1.64^c	11 057.72±429.15^b
弘睿Hongrui	94 322.36±491.65^a	240.92±2.45^a	550.53±3.15^b	12 508.70±80.42^a
天野Tianye	97 989.76±214.65^a	239.95±3.14^a	498.75±4.12^c	11 727.83±204.1 $0 a b$
CK	85 858.59±0.0^b	242.39±4.71^a	606.8±6.63^a	12 629.75±310.38^a

参考文献 22

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生物降解地膜降解特性及其对玉米产量的影响

Degradation Characteristics of Biodegradable Plastic Film and Its Effect on Maize Yield

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