2023, Vol. 44
2. 宁夏设施园艺工程技术研究中心, 银川 750021
, GAO Hu1 , LI Mei-hua1 , ZHAO Xin-ru1 , GUO Ning1 , JIN Lei1 , LI Jian-she1 , YE Lin1,2
2. Ningxia Facility Horticulture Engineering Technology Research Center, Yinchuan 750021, China
地膜覆盖技术自20世纪70年代传入中国, 在农业生产中广泛被应用.因为从作物的生产角度来看, 地膜覆盖技术在低温环境下, 可以提高地温促进早熟, 并起到增产提质的作用; 相比露地, 高温环境下, 覆膜降低了土壤水分蒸发量, 起到保墒作用, 同时还可以控制土壤盐碱[1], 有效改善农作物的生产环境, 保障了农作物高产和稳产的需求.然而, 这些积极作用只表现在农作物生产上, 却给土壤环境带来众多问题.由于土壤中积累了大量残膜, 其主要成分为无法降解的聚乙烯, 导致土壤水肥流通和气体交换等受阻, 造成土壤结构板结, 影响作物产量并严重危害生态环境[2, 3].
降解膜是经过土壤环境与自然环境降解为H2O和CO2的一种塑料薄膜, 可以避免普通聚乙烯地膜造成的环境污染等问题, 被认为是解决残膜问题的有效途径之一[4~7].目前, 栽培应用的降解膜大多以生物降解膜为主, 其主要材料为聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)或聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)+聚乳酸(PLA)[8].在番茄[9]、玉米[10, 11]、马铃薯[12]、棉花[13]和冬小麦[14]栽培生产研究中, 覆降解膜的土壤理化性质与普通聚乙烯地膜相比, 无明显差异, 二者所覆盖作物的产量趋近[1].而在油菜应用降解膜的生产中发现, 降解膜处理的土壤有机质含量较普通聚乙烯地膜提高7.0%[15], 另有报道显示, 降解膜通过改变水热条件对土壤酶活性和微生物数量有着积极作用, 形成良好的土壤结构[16, 17].从前人的研究结果来看, 生物降解膜的应用效果与普通聚乙烯地膜趋近.但生物降解膜往往生产工艺复杂, 相应的成本较普通聚乙烯地膜要高很多.近年来, 中国科学院长春应用化学研究所研究出了性能优良的高相对分子质量二氧化碳基生物降解塑料, 并实现了二氧化碳基生物降解地膜的工业化工艺设计, 该类地膜以低成本的二氧化碳为主要合成原料, 降低了地膜生产的成本投入[18].目前, 由于国内二氧化碳基生物降解塑料还处于应用基础研究阶段, 相关生产厂家较少, 所以二氧化碳基生物降解膜在栽培生产中的研究鲜见报道.针对不同材质降解膜在栽培生产上的应用效果展开研究是十分必要的.
为保障生态环境安全, 宁夏地区在玉米和马铃薯上开展降解膜的栽培应用研究[19], 作为宁夏农业发展主导产业之一的蔬菜产业报道很少.基于宁夏地区土壤和气候条件, 本研究通过比较2种常规降解膜、新型CO2基降解膜和普通地膜对土壤质量、根系生长和南瓜产量的影响, 以期为降解膜在蔬菜产业中推广应用的可行性提供参考理论依据.
1 材料与方法 1.1 试验地概况本试验于2021年在“全国易地搬迁移民致富示范区”吴忠市红寺堡区弘德村进行, 该区域位于中国西北部省份宁夏, 属典型的温带大陆性气候, 常年干旱少雨, 昼夜温差大.红寺堡地区年均降水量251 mm, 蒸发量2 387 mm.年平均气温8.7℃, 平均昼夜温差可达13.7℃, 全年大于10℃积温在3 200℃以上, 全年日照时数2 900~3 550 h, 年平均风速2.9~3.7 m·s-1, 大风日数25 d. 2021年5~9月试验期间, 红寺堡地区持续高温天气, 降雨量不足(图 1), 土壤水分无效蒸发与散失, 覆膜作物种植与露地相比, 保证了作物稳产.
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图 1 红寺堡地区5~9月气温及降雨量 Fig. 1 Temperature and rainfall in Hongsibao area from June to September |
供试南瓜品种为艾丽斯, 该品种发芽率不低于80%, 试验前要求种子大小及饱满度趋于一致.
4种地膜购于国内地膜生产公司, 依据试验要求将不同地膜覆盖分别编号为CK、WDF、BDF和C-DF.具体参数见表 1.
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表 1 不同处理膜信息参数 Table 1 Information and parameters of different treated membranes |
1.3 试验设计
试验采用单因素随机区组设计, 依据覆盖地膜的不同, 设置4个处理, 即普通地膜(CK)、白色降解膜(WDF)、黑色降解膜(BDF)和CO2基降解膜(C-DF).各处理重复3次, 共12个试验小区, 小区面积为50.4 m2(2.8 m×18 m), 按照试验的随机性排列(图 2).
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图 2 地膜覆盖与滴灌设计布局、取土位置、试验小区随机分布示意 Fig. 2 Schematic illustration of the design layout, soil borrowing location, and random distribution of experimental plots for mulching and drip irrigation |
南瓜种子于2021年5月28日播种.应用一垄一膜双管双行、膜下滴灌、机械播种和覆膜的种植方式.不同处理膜宽均为120 cm, 膜厚0.010 mm, 畦宽80 cm, 畦高10 cm, 沟宽200 cm, 株距80 cm, 行距为50 cm.水肥用量和后期管理等与当地大田一致.9月3日进行南瓜收获.
1.4 样品采样与测定 1.4.1 地膜基本特性测定降解速率测定：对于各时期不同地膜降解情况, 设定单位面积(20 cm×20 cm, 图 2)观测点, 在垂直于地膜上方30 cm处拍照, 通过Photoshop对不同时期单位面积降解膜进行图像采集及区域分类(分辨率：3000×4000像素), 计算出已降解地膜的面积, 以面积之比V来计算降解率, 每个处理小区选取9个观察点.
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式中, S表示单位地膜样品面积, Sc表示单位地膜样品已降解面积, V表示降解率.
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图 3 普通地膜和3种不同降解膜单位面积降解照片 Fig. 3 Pictures of cracking of common plastic film and three different degradation films per unit area |
水蒸气透过量测定：各处理裁取3块面积大小为100 cm×100 cm的地膜, 寄送河南青源天仁生物技术有限公司进行水蒸气透过量测定.
1.4.2 土壤温度和含水量测定土壤温度测定以每天08:00~18:00为时间段, 将精创RC-4地温计(江苏省精创电气股份有限公司)探头分别埋于土壤10 cm和20 cm深层处, 每隔1 h进行温度数据记录, 各小区重复3次.土壤含水量以南瓜不同生育期为测定节点, 将根系周围10 cm和20 cm深层土壤采集于铝盒进行鲜土称重, 并带回实验室烘干称重.
1.4.3 土壤理化性质和酶活性测定南瓜成熟期, 对各处理植株根系土壤不同深层的土壤进行采样, 装于塑封袋带回试验室, 进行晾干和粉碎, 筛土完成后进行理化性质及酶活性的测定.采取电位法(水土比2.5:1)测定土壤pH[20], 分别用凯氏定氮法和钼蓝比色法测定土壤的氮和磷含量[20], 采用火焰光度法和重铬酸钾外加热法测定土壤的钾和有机质含量[20], 采用苯酚-次氯酸钠比色法、3, 5-二硝基水杨酸比色法和高锰酸钾滴定法测定土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性[21], 磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定[20].
1.4.4 根系生长和根系活力测定南瓜根系在苗期和成熟期进行采样, 苗期以茎为中心, 挖半径为20 cm, 垂直向下高为20 cm的近似圆柱体, 成熟期在以茎为中心, 挖半径为40 cm, 垂直向下高为40 cm的近似圆柱体.挖出土壤和所有根系, 除去根系上粘连的松土, 再带回实验室进行洗根, 并使用根系扫描仪对苗期与成熟期的根系生长势进行测定; 根系活力采用氯化三苯基四氮唑(TTC) 脱氢酶法[22].
1.4.5 土壤质量评估土壤质量评估步骤如下：①选择有效的土壤指标：土壤指标与相关参数显著相关(P < 0.05)[23]; ②对土壤指标进行标准化主成分分析(principal component analysis, PCA)：如果主成分(principal component, PC)能解释至少5%的方差, 那么每一个都保留作进一步分析[24]; ③建立最小数据集(minimum data set, MDS)：在每个保留PC中, 高加权因子载荷的绝对值在最高因子载荷的10%内, 保留在MDS中[24]; ④土壤质量指数(SQI)计算：在每个关键的土壤质量指标中, 通过使用D'Hose等[25]的描述的评分函数, 将每个指标标准量化为0~1标度, 在对MDS中的所有指标进行评分和加权后, 计算土壤质量指数(SQI)[26].
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式中, SQI表示土壤质量指数, Wi是每个指标的分配权重, Qi表示指标得分, n 表示最终MDS(最小数据集)中的指标数.
1.5 数据处理采用Photoshop进行地膜图像采集和降解面积计算, 采用Excel 2019整理数据, Origin 2021进行作图.采用SPSS 20.0软件进行显著分析(P < 0.05)、相关性分析和PCA分析.
2 结果与分析 2.1 不同类型地膜基本特性变化由图 4可以看出, 不同地膜的基本特性随生育期发生变化.开花期之前, 黑色降解膜(BDF)的降解速率高于其他处理.结果期时, CO2基降解膜(C-DF)降解速率提升, 高于其他处理, 普通地膜(CK)无降解现象, 表面出现物理损伤小孔, 降解速率大小依次为：C-DF＞BDF＞WDF＞CK.幼苗期之后, 随着膜裂解的出现, 水蒸气透过量与降解率呈正相关, 不同时期CO2基降解膜的水蒸气透过量均高于其他处理.
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图 4 不同类型地膜基本特性变化 Fig. 4 Changes in basic properties of different types of plastic mulching |
由图 5(a)和图 5(b)可知, 膜下10 cm和20 cm处土壤深层温度在伸蔓期(6月25日)至结果期(7月21日)正处于夏季高温气候, 土壤温度均在持续升高.播种时间(5月28日)距伸蔓期接近降解膜裂解的诱导期, 降解膜开始不同程度地裂解[图 4(a)].伸蔓期, CK处理的不同深层土壤温度均高于其他3个处理, 至结果期, CK与3种降解膜之间的白昼温差明显增加.C-DF处理的两个深层土壤温度均属4个处理中最低, 主要因为其裂解程度最大, 热量通过水分蒸发和热传导途径散失.到了果实膨大期(8月20日), 此时进入秋季, 且处于连续阴雨天(图 1), 各处理不同深层土壤温度大幅降低, 此时CK表现出较好的保温性能, 与BDF和C-DF之间存在显著差异.在成熟期, 随着叶蔓冠层的增加和气温降低等原因, 3种不同降解膜处理之间在膜下10 cm深层土壤温度接近, 且低于CK.不同处理膜下20 cm处土壤深层温度始终保持一定的差异性, 各个深层土壤温度高低均呈CK＞WDF＞BDF＞C-DF的趋势.CK在不同生育期0~10 cm的深层土壤白昼均温较其他处理高出0.9~1.5℃, 且20 cm处深层土壤均温较3个处理膜下土壤温度高0.8~1.4℃.
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图 5 不同处理对不同深层土壤温度的影响 Fig. 5 Effects of different treatments on different deep soil temperatures |
在08:00~10:00时, 整个生育期膜下20 cm深层土壤温度要高于膜下10 cm深层土壤温度[图 5(c)和图 5(d)].膜下10 cm深层土壤在08:00时达到最低温, BDF和C-DF地温较CK低0.6℃和0.8℃, 膜下20 cm深层土壤在09:00时达到最低温, 此时大气温度较低, 各处理间土壤温差不明显.10:00之后, 随着表层土壤接受的太阳辐射越来越多, 膜下10 cm层土壤温度升高, 并逐渐高于20 cm深层处土壤温度.在16:00时, 上层土壤温度升至最高, CK处理与BDF和C-DF处理的土壤最大温差分别达到1.25℃和1.01℃.在16:00时之后, 上层土壤温度随大气温度降低而下降, 下层土壤吸收上层土壤的热量, 地温继续升高.到了18:00时, 各处理两个不同深层土壤温度开始趋近.
2.2.2 不同降解膜对土壤含水量的影响土壤水作为植物生长的必需物质和矿质肥力的运输载体, 对植物的生长发育起着至关重要的作用, 同时还能传导热量、维持土壤温度稳定.由表 2可以看出, 在幼苗期, 各处理的土壤含水量差异不大, 同一处理不同深层含水量也无明显差异.在伸蔓期, 不同降解膜处理之间差异不大, CK处理比3种降解膜的含水量略高, 一方面, 是因为随着环境因子和土壤微生物作用, 3种降解膜出现不同程度裂解[图 4(a)], 另一方面, 膜的水蒸气透过量升高[图 4(b)], 使得土壤水分蒸发量较CK增加, 不同处理0~10 cm深层较10~20 cm深层含水量均有下降趋势.试验地干旱少雨, 成熟期含水量突然上升, 其原因是开花期采样距灌水的时间接近, 不同处理间的含水量差异缩小, 同一处理的不同深层含水量从上向下明显升高.
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表 2 各生育期土壤含水量1)/% Table 2 Soil water content in each growth stage/% |
结果期, CK处理的含水量略高于其他处理, 差异不明显.CK处理虽然地膜完整, 具有较高的保水性能, 但其植株长势旺盛, 蒸腾作用加强, 因而需水量大.各处理不同深层土壤从上至下含水量增加.在膨大期, 随地膜裂解程度和水蒸气透过量的增加, 3种降解膜处理较CK的土壤水分蒸发加速, WDF、BDF和C-DF处理0~10 cm土壤深层的含水量分别较CK明显低24.1%、27.6%和28.7%.降解地膜大量破解后, 土壤透气性增加, 表层土壤水分亏缺, 根系吸收10~20 cm深层土壤水分, 因此, CK处理的10~20 cm深层土壤含水量最高, 与其他处理存在显著差异.膨大期以后, 南瓜需水量降低, 到了成熟期, CK与降解程度低的WDF之间差异减小, 显著高于BDF和C-DF.3种不同的降解膜虽然在结果期以后含水量显著低于CK, 但在结果期和之前的时期土壤含水量与CK的差异较小, 满足南瓜生长需求, 仍具有一定的保墒作用.
2.2.3 不同降解膜对土壤化学性质和酶活性的影响所有种植小区均为弱碱性土壤, 土壤养分为5级, 极其贫乏.图 6表明, 在地膜降解后, 种植南瓜所覆盖的4种不同地膜处理间, 土壤pH和有机质含量无显著性差异.随着降解膜的部分降解, BDF和C-DF速效钾含量呈下降趋势, WDF处理的土壤速效钾含量显著高于其他处理, BDF速效钾含量最低.C-DF处理的土壤速效磷含量在4个处理中最低, 与其他出处理的差异均达到显著水平.与CK相比, 降解程度较大的BDF和C-DF处理的土壤速效氮和全氮含量降低, 均显著低于CK, 降解程度较低的WDF处理土壤速效氮和全氮含量与CK相比, 无明显差异.3种降解膜处理中, WDF和BDF处理土壤EC值显著低于C-DF, 但与CK差异不显著.
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不同小写字母表示不同处理土壤理化性质的差异显著(P < 0.05) 图 6 不同降解膜对土壤理化性质的影响 Fig. 6 Effects of different degradation films on soil physical and chemical properties |
土壤酶活性作为评价土壤肥力的重要指标之一, 酶活性越高, 土壤肥力越高.同时, 土壤酶活性也受土壤理化性质的影响.由图 6(d)可以看出, CK处理的蔗糖酶活性较其他处理显著提高.受不同地膜降解的影响, CK处理的过氧化氢酶活性较其他处理下降, 差异并达到显著水平.3种降解膜虽不同程度降解, 但对土壤脲酶活性的影响不大, 与CK相比无明显差异.土壤磷酸酶活性随地膜降解程度的增加而降低, BDF和C-DF处理的酶活性较CK和WDF处理显著降低.纤维素酶是碳循环所需要的重要酶, 其酶活性作用于有机物的合成过程, BDF处理的土壤纤维素酶活性较其他处理提高, BDF与WDF处理的土壤纤维素酶活性差异达到显著水平.
2.3 不同降解地膜对植株根系生长和产量的影响根系形态分析如图 7所示, 不同地膜覆盖影响南瓜根系总长度、表面积、体积、根尖数、平均直径和根系活力.幼苗期, 根系生长于较浅层土壤中, BDF和C-DF处理的水分含量略低于CK和WDF(表 2), 促使根系的分化, 产生更多毛根, BDF和C-DF处理的根尖数显著高于CK和WDF.同时, CK和WDF处理的根系总长度和平均直径略高于BDF和C-DF, 但处理间差异不显著, WDF处理的总表面积和总体积显著高于BDF和C-DF, 与CK的差异不明显.成熟期, 受土壤环境改变的影响, WDF、BDF和C-DF处理的根系活力较CK提高.CK处理的根系总长度显著低于其他处理, 而平均直径显著高于其他处理.C-DF处理的根尖数显著高于其他处理, BDF和C-DF处理的根体积也较CK和WDF增加, 达到显著水平, 受根的总长度、平均直径和根尖数的影响, 根系表面积也表现出差异, WDF和C-DF的根总表面积显著高于CK.
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不同小写字母表示不同处理下根系特征的差异显著(P < 0.05) 图 7 不同降解膜对南瓜根系特征的影响 Fig. 7 Effects of different degradation films on root growth of pumpkin |
从表 3可以看出, CK处理的南瓜平均单果重显著高于WDF, 与BDF和C-DF之间没有显著差异.CK和BDF处理的南瓜亩产略高于C-DF, 无显著性差异, WDF处理的南瓜产量最低, 且与CK和BDF处理之间的差异达到显著水平.
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表 3 不同地膜对南瓜产量的影响1) Table 3 Effects of different plastic films on pumpkin yield |
2.4 土壤质量综合评估
通过对土壤指标与根系生长和产量的相关性分析(表 4), 根据显著性(P＜0.05), 选取pH、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、速效磷、速效氮、全氮和平均地温, 进行主成分分析(表 5), 保留PC中高加权因子载荷的绝对值在最高因子载荷的10%内作为最小数据集, 通过隶属度函数将土壤质量指标测定值标准化为0~1之间的无量纲值, 根据文献[25]描述的方法计算出土壤质量指数(SQI)结果(图 8).
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表 4 土壤指标与根系生长和产量的相关性分析1) Table 4 Correlation analysis of soil indicators with root growth and yield |
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表 5 主成分分析旋转因子载荷、特征值和累计方差贡献率 Table 5 Principal component analysis rotation factor loading, eigenvalues, and cumulative variance contribution |
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不同小写字母表示不同处理下土壤质量的差异显著(P < 0.05) 图 8 不同处理土壤质量指数 Fig. 8 Soil quality index of different treatments |
通过PCA对土壤各项指标分析, 采用特征值＞1识别了两个主成分.由表 5可以看出, PC1的贡献率为49.86%, 而pH、速效磷、速效氮、全氮和平均地温指数在PC1上具有较大的载荷, 分别为0.776、0.80、0.798、0.856和0.683; 由此推断pH、速效磷、速效氮、全氮和平均地温是影响根系生长和南瓜产量的主要土壤条件.由图 8可知, WDF、BDF和C-DF土壤质量指数与CK相比, 无明显差异, 说明降解膜对土壤质量的影响效果与聚乙烯地膜相当.
3 讨论 3.1 不同地膜对土壤温度和含水量的影响土壤热通量因覆盖地膜或地膜材质的不同而发生改变, 土壤温度随热通量变化[27].Chen等[28]研究表明, 普通聚乙烯地膜的有效土壤积温较降解地膜高4%.邬强等[29]研究表明, 在棉田中覆盖降解膜较普通地膜土壤温度降低, 表明土壤温度与降解膜降解程度有关.本研究中, 全生育期覆盖3种降解膜的处理, 10 cm深层土壤白昼平均地温较普通聚乙烯地膜低0.9~1.5℃, 且20 cm处深层土壤白昼平均地温较普通聚乙烯地膜低0.8~1.4℃.另有研究表明, 降解膜平均地温较普通地膜土壤温度要高, 根据李仙岳等[30]研究结果表明, 这可能与降解膜材质、作物种类和环境有关.Bandopadhyay等[31]和郭怡婷等[32]研究结果均表明, 覆盖降解膜的土壤含水量相对普通聚乙烯地膜有所降低.本研究中, 全生育期普通聚乙烯地膜10 cm深层土壤平均含水量较3种降解膜高4.3%~16.5%, 20 cm处深层土壤平均含水量较3种降解膜高17%~30.3%.其原因在于降解膜较聚乙烯地膜的降解程度和水蒸气透过量增加, 土壤水分蒸发量上升, 土壤含水量下降.
3.2 不同地膜对土壤理化性质及酶活性的影响降解膜中富含的有机碳会使部分土壤理化性质发生变化[33].王斌等[34]研究表明, 降解膜处理的土壤速效磷含量较普通聚乙烯地膜降低, 速效氮及速效钾无显著性差异.刘苹等[35]研究表明降解膜处理的棉花土壤速效钾高于普通膜.本研究中, 普通聚乙烯地膜处理的土壤速效氮含量较3种降解膜高, 白色降解膜的速效钾含量显著高于其他膜处理, CO2基降解膜处理的土壤速效磷含量显著降低, 这一研究结果与王斌等[34]和刘苹等[35]研究的结果略有不同.根据Wang等[36]的研究结论可知, 这种差异可能是环境条件和膜的材料不同所造成的.同时, 降解膜中有机碳对土壤有机碳具有积极作用[37].闵文豪等[21]在小麦应用降解膜的研究中发现, 降解膜可提高土壤全氮含量, 对有机质含量无显著影响.本研究中, 不同地膜覆盖对土壤全氮和有机质含量无显著影响.其原因可能是降解膜的颗粒未完全降解, 降解产物还未被土壤吸收, 未显现差异性.
土壤酶是评价土壤肥力的重要指标之一, Chen等[17]研究表明, 覆盖降解膜的土壤蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性较普通聚乙烯地膜低20.2%、12.0%和0.6%.本研究中, 土壤蔗糖酶活性结果与其相似, 脲酶无显著差异, 而降解膜下土壤过氧化氢酶活性较PE膜升高.与已有研究结论不同的原因可能是土壤环境中的总氮含量趋近, 所以脲酶活性无差异, Huang等[38]研究表明, 降解膜降解有效改善了土壤孔隙度, 因此降解膜处理的过氧化氢酶活性升高.樊俊等[39]研究表明, 降解膜与普通聚乙烯地膜对土壤纤维素酶活性的影响无显著差异, 降解膜处理的土壤磷酸酶活性较普通聚乙烯地膜显著降低.本研究中, 各处理膜的土壤纤维素酶活性不具有显著差异, 黑色降解膜处理的土壤磷酸酶活性较CK处理明显提高, 这与刘长源等[40]研究的结论相似.
3.3 不同地膜对植株根系生长与南瓜产量的影响地膜覆盖可促进植物根系生长, 加强对土壤养分的吸收能力[41].霍轶珍等[42]研究表明, 黑色地膜覆盖条件对根系层的降温效应, 提高了根系活力.本研究中, 2种黑色膜处理的南瓜根系活力较2种白色膜处理提高.受降解膜降解程度和水蒸气透过量的变化, 3种降解膜处理下的含水量和肥力相对普通聚乙烯地膜处理降低, 为保证植株地上部分正常生长, 根系需产生更多的侧根及须根来汲取水肥, 3种降解膜处理的植株根系的总体积、表面积和根尖数均显著高于普通聚乙烯地膜.相反, 由于普通聚乙烯地膜下土壤水肥相对较充足, 根系分布于较浅层土壤, 其根系平均直径显著升高.张杰等[43]在玉米和周永瑾等[19]在马铃薯上的研究表明, 降解膜与普通聚乙烯地膜处理在作物产量上未形成显著差异, 这与本试验黑色降解膜的结果相似, 而白色降解膜的产量显著低于黑色降解膜和普通地膜.综合来看, 降解膜虽然保温保水性能较普通聚乙烯地膜减弱, 但对产量的影响与普通聚乙烯地膜相当.降解膜还可以缓解土壤环境污染问题, 从生态环境安全与农业生产效果角度出发, 降解膜具有替代普通聚乙烯地膜的可行性.
4 结论(1) 较黑色普通地膜相比, 覆盖3种降解膜处理的不同深层土壤温度和含水量均降低, 其中黑色CO2基降解地膜表现最为明显.覆盖不同地膜对土壤pH和有机质影响不显著; 覆盖黑色CO2基降解地膜土壤EC值显著增高, 且速效磷含量显著降低; 覆盖黑色降解地膜和黑色CO2基降解地膜土壤全氮和速效氮含量明显下降; 覆盖白色降解地膜土壤速效钾含量显著增加.
(2) 覆盖3种降解膜土壤过氧化氢酶活性显著增加, 而蔗糖酶活性显著下降; 覆盖黑色降解地膜和黑色CO2基降解地膜土壤磷酸酶活性显著下降; 黑色降解地膜处理土壤纤维素酶活性显著增加; 不同地膜覆盖对土壤脲酶活性无显著影响.
(3) 覆盖3种降解地膜可显著增强根系长势, 除白色降解膜外, 黑色降解地膜和黑色CO2基降解膜处理南瓜产量与普通地膜趋近.
(4) 本研究表明了两种黑色降解地膜覆盖对土壤质量指数和南瓜产量的影响无显著差异, 且降解膜能有效缓解普通地膜造成的土壤环境污染问题, 为其他蔬菜及作物应用降解膜提供理论依据, 有助于覆膜农业生产模式可持续发展.
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