近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所設(shè)施栽培課題組閆妍副研究員發(fā)現(xiàn)，使用PBAT/PLA和PBAT/木質(zhì)素兩種生物可降解地膜對(duì)日光溫室秋冬季甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)。相關(guān)研究成果以“Effects of biodegradable films on melon quality and substrate environment in solar greenhouse”為題，發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際知名期刊Science of the Total Environment（2021年影響因子：7.963）。

 

　　地膜覆蓋是在土壤表面鋪設(shè)地膜以提高土壤溫度、保持土壤水分、抑制雜草生長(zhǎng)、減少養(yǎng)分流失、促進(jìn)植物生長(zhǎng)和提升產(chǎn)量的一項(xiàng)重要的耕作技術(shù)，目前應(yīng)用最廣泛的是聚乙烯地膜。然而，傳統(tǒng)的聚乙烯地膜回收困難，使用過(guò)后混入土壤影響植物對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收，導(dǎo)致其減產(chǎn)，并且聚乙烯地膜在自然條件下降解周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)百年，農(nóng)田殘留量隨著投入年限的增加而增加，所造成的農(nóng)田“白色污染”愈發(fā)嚴(yán)重。因此，新型生物可降解地膜的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。然而，生物可降解地膜在日光溫室甜瓜整個(gè)生長(zhǎng)期的降解情況、對(duì)甜瓜品質(zhì)以及生長(zhǎng)環(huán)境的影響鮮有報(bào)道。

 

　　研究人員于2020年9-12月在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院國(guó)家設(shè)施農(nóng)業(yè)研究中心的日光溫室（河北省永清縣）中開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，研究了不同地膜使用前后的性能變化（透光性能、保濕性能和機(jī)械性能）、降解級(jí)數(shù)、失重率以及不同處理覆蓋對(duì)甜瓜根系生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)、基質(zhì)的溫濕度、理化性質(zhì)和基質(zhì)真菌物種組成的影響。研究人員發(fā)現(xiàn)，與聚乙烯地膜（PE）相比，聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT）/聚乳酸（PLA）和聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT）/木質(zhì)素生物可降解地膜能增加土壤的溫度，提高葉片的凈光合速率。未處理和處理80 d后的CK，PE，PBAT/PLA和PBAT/木質(zhì)素的土壤18s rDNA測(cè)定結(jié)果顯示，對(duì)真菌物種組成分析發(fā)現(xiàn)總計(jì)12個(gè)真菌門(mén)，有317個(gè)真菌屬，其中子囊菌門(mén)為主要門(mén)，青霉菌屬為主要屬；與PE地膜相比，PBAT/木質(zhì)素地膜處理顯著提高了甜瓜的單果重、中心糖含量和可溶性糖含量，分別提高了225.35 g、1.26%和0.68%（p< 0.05）。在埋設(shè)240 d時(shí)，PBAT/木質(zhì)素地膜比PE地膜失重率高出86.08%（p< 0.05）。因此，在日光溫室甜瓜冬季生產(chǎn)中，覆蓋PBAT/木質(zhì)素復(fù)合可降解地膜可提高甜瓜產(chǎn)量并改善果實(shí)品質(zhì)，其使用后降解性能最好。為進(jìn)一步推進(jìn)生物降解地膜在日光溫室中的應(yīng)用和聚乙烯減量替代提供新的思路。

 

　　該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)資金、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目和山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所研究生王一佳和山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院研究生賈憲飛為該論文的第一作者，副研究員閆妍博士為通訊作者，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為第一完成單位和唯一通訊單位。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院徐靜教授，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院旱地農(nóng)業(yè)研究所王磊副研究員，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所孫敏濤助理研究員和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院設(shè)施農(nóng)業(yè)研究所馮倩栽培工藝工程師等在該研究做出重要的貢獻(xiàn)。

 

　　論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154527