一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法
阅读说明：本技术 一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法 (Method for evaluating biodegradable mulching film in field of organic fertilizer rice cultivation ) 是由 沈峥 张亚雷 宋欣 陈磊 李林茹 于 2021-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法,所述方法为两无化水稻栽培方法,所述两无化水稻栽培方法为在水稻田的种植过程中不采用农药、化肥,仅使用有机肥的水稻栽培方法,通过定期观察记录,以土壤有机质含量、稻田杂草防治率、水稻产量以及暴露于地表的薄膜破碎程度、地膜官能团变化及相对分子量变化为评价指标,对生物降解地膜在两无化水稻栽培上的降解程度及其影响进行综合评价；以土壤有机质含量、稻田杂草防治率、水稻产量以及暴露于地表的薄膜破碎程度、地膜官能团变化及相对分子量变化为评价指标。本发明中生物降解地膜在两无化水稻中的降解性能的评价指标充分考虑了生物降解地膜的降解机理,全面直观,可理解性强。(The invention provides a field evaluation method of a biodegradable mulch film on organic fertilizer rice cultivation, which is a two-innoxious rice cultivation method, wherein the two-innoxious rice cultivation method is a rice cultivation method only using an organic fertilizer without adopting pesticides and chemical fertilizers in the planting process of a rice field, and the degradation degree and the influence of the biodegradable mulch film on the two-innoxious rice cultivation are comprehensively evaluated by changing the evaluation indexes of soil organic matter content, the weed control rate of the rice field, the rice yield, the degree of film breakage exposed to the ground surface, the change of mulch film functional groups and the relative molecular weight through regular observation and recording; the evaluation indexes are the organic matter content of soil, the weed control rate of a rice field, the rice yield, the degree of film breakage exposed on the ground surface, the change of functional groups of the mulching film and the relative molecular weight. The evaluation index of the degradation performance of the biodegradable mulching film in the two types of innocent rice fully considers the degradation mechanism of the biodegradable mulching film, and the biodegradable mulching film is comprehensive, visual and strong in intelligibility.)
技术领域
本发明专利涉及一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法，具体为生物降解地膜应用于两无化水稻栽培上的田间评价方法，属于农田生态环境保护领域。
背景技术
农作物种植过程中，农药和化肥的使用给农田环境带来了巨大的威胁和挑战，与绿色生态有机农业的建设与发展目标相背离。“两无化”水稻，是指水稻种植过程中不使用任何化学农药和化肥，施用科学优选出的有机肥代替化肥，解决了水稻正常生长所需养分的提供问题，而不使用农药则意味着稻田中将会滋生大量的杂草而严重影响水稻的生长，因此，除草成为“两无化”水稻种植中需要解决的关键问题。传统的人工除草虽然操作简单方便、能有效阻止杂草滋生，但会耗费大量的人力、财力，在老龄化问题日益严重的形势下，并不是一种理想的除草方式。近年来水稻专用生物降解地膜覆盖种植技术兴起并逐渐发展成熟。在“两无化”水稻种植中采用生物降解地膜覆盖，不仅使用方便、节水保肥、省时省力，还可以有效防治稻田中杂草的滋生。同时，由全生物降解塑料制成的生物降解地膜，在自然界或特定条件中的微生物作用下降解，最终完全分解为二氧化碳、甲烷、水和无机盐等，节省了普通地膜使用后的回收步骤，且对农田环境友好无污染。
目前对可降解地膜性能的评价，通常采用裸地自然暴晒实验、实验室模拟实验等方法，实验设定条件较为理想化，实验得出的地膜降解性能数据与其在农田生态环境中的降解表现相差较大。一年一季的水稻生长周期较长，且“两无化”水稻种植条件更为严苛，农民选用生物降解地膜时需考虑生物降解地膜的降解性能及其对农田土壤养分的影响，但是现有技术中并不存在考虑生物降解地膜的降解性和对农田土壤养分的影响的田间评价方法。
发明内容
本发明针对上述缺陷，提供一种考虑生物降解地膜的降解性和对农田土壤养分的影响的生物降解地膜在两无化水稻栽培上的田间评价方法。
本发明提供如下技术方案：一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法，所述方法为两无化水稻栽培方法，所述两无化水稻栽培方法为在水稻田的种植过程中不采用农药、化肥，仅使用有机肥的水稻栽培方法，所述田间评价方法包括如下步骤：
S1：以土壤有机质含量、稻田杂草防治率、水稻产量和暴露于地表的生物降解地膜碎裂程度、地膜官能团变化及相对分子量变化为评价指标；
S2：在考察地块内远离边缘区域布设等面积的试验小区，采用机械化插秧覆膜种植，栽插密度为30cm×12cm，每亩基本苗7.5～8w；观察并记录地膜在铺设过程中的机械损伤情况；水稻机械覆膜后每15天对暴露于地表的地膜的破损程度进行观察并记录，采用梅花点采样法采集土壤进行有机质含量检测；每45天收集地膜样品对其官能团变化和相对分子量进行分析；同时观察稻田中杂草生长情况；
S3：水稻收获后，统计稻田杂草防治率、水稻产量，分析地膜降解程度、地膜官能团变化及相对分子量变化与时间的关系并绘制相应图表。
进一步地，所述步骤S1中，所述的生物降解地膜破损程度以0～5的数字分级表示生物降解地膜降解性能等级，数字大小代表不同的破损程度：0为地膜保持完整，未出现破损；1为地膜开始自然出现0～2cm微小裂口；2为地膜出现2～20cm裂缝；3为地膜出现20～50cm较大裂缝且裂缝数量增多；4为地膜均匀碎裂分解成多个小块，土壤表面无大块地膜存在；5为土壤表面地膜基本消失或仅少量残留。
进一步地，所述步骤S2中检测土壤有机质含量时，在每个试验小区采用梅花点采样法采集0～20cm土层土样，检测土壤有机质含量。
进一步地，所述步骤S2中分析地膜官能团的变化时，在每个试验小区采集地膜样品，采用傅里叶红外光谱进行检测分析，测量范围为500～4000cm-1。
进一步地，所述步骤S2中地膜相对分子量的变化，在每个试验小区采集地膜样品，采用凝胶色谱仪检测分析，进样体积为10.00μL，时间为15.00min。
进一步地，所述步骤S2中，在考察地块内远离边缘区域布设等面积的试验小区时，考察的所述试验小区的个数≥5。
进一步地，所述步骤S2中，采用机械化插秧覆膜种植的栽插密度为30cm×12cm，每亩基本苗7.5～8w。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的方法中，生物降解地膜在两无化水稻中的降解性能的评价指标充分考虑了生物降解地膜的降解机理，全面直观，可理解性强。
2、本发明提供的方法通过检测稻田土壤有机质的含量，评价生物降解地膜对土壤养分的影响。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明提供的方法的应用例1中生物降解地膜官能团变化的分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供的一种生物降解地膜在有机肥水稻栽培上的田间评价方法，所述两无化水稻栽培为在水稻田的种植过程中不采用农药、化肥，仅使用有机肥的水稻栽培方法，其特征在于，所述田间评价方法包括如下步骤：
S1：以土壤有机质含量、稻田杂草防治率、水稻产量和暴露于地表的生物降解地膜碎裂程度、地膜官能团变化及相对分子量变化为评价指标；
S2：在考察地块内远离边缘区域布设等面积的试验小区，采用机械化插秧覆膜种植，栽插密度为30cm×12cm，每亩基本苗7.5～8w；观察并记录地膜在铺设过程中的机械损伤情况；水稻机械覆膜后每15天对暴露于地表的地膜的破损程度进行观察并记录，采用梅花点采样法(参考《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)、《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004))采集土壤进行有机质含量检测；每45天收集地膜样品对其官能团变化和相对分子量进行分析；同时观察稻田中杂草生长情况；
S3：水稻收获后，统计稻田杂草防治率、水稻产量，分析地膜降解程度、地膜官能团变化及相对分子量变化与时间的关系并绘制相应图表。
步骤S1中，所述的生物降解地膜破损程度以0～5的数字分级表示生物降解地膜降解性能等级，数字大小代表不同的破损程度：0为地膜保持完整，未出现破损；1为地膜开始自然出现0～2cm微小裂口；2为地膜出现2～20cm裂缝；3为地膜出现20～50cm较大裂缝且裂缝数量增多；4为地膜均匀碎裂分解成多个小块，土壤表面无大块地膜存在；5为土壤表面地膜基本消失或仅少量残留。
步骤S2中检测土壤有机质含量时，在每个试验小区采用梅花点采样法采集0～20cm土层土样，检测土壤有机质含量。
步骤S2中分析地膜官能团的变化时，在每个试验小区采集地膜样品，采用傅里叶红外光谱进行检测分析，测量范围为500～4000cm-1。
步骤S2中地膜相对分子量的变化，在每个试验小区采集地膜样品，采用凝胶色谱仪检测分析，进样体积为10.00μL，时间为15.00min。
步骤S2中，在考察地块内远离边缘区域布设等面积的试验小区时，考察的所述试验小区的个数≥5；采用机械化插秧覆膜种植的栽插密度为30cm×12cm，每亩基本苗7.5～8w。
应用例1
在500m2的地块内布设10个等面积(36m2)的试验小区，采用机械化插秧覆膜种植水稻，不覆地膜种植为对照，栽插密度为30cm×12cm，每亩基本苗7.5～8w。试验小区随机排列，观察周期从水稻机械化插秧覆膜开始贯穿水稻种植的整个生长周期，对地膜进行为期135天的观察监测。在水稻机械化覆膜过程中，地膜的机械损伤等级为0；生物降解地膜在水稻插秧覆膜后30天内外观形态保持完整，无明显破损；覆膜45天后，地膜表面开始出现细小裂缝和微小孔洞；水稻覆膜75天后，孔洞和裂缝逐渐增大且数量增多；覆膜90天后，地膜在稻田中均匀碎裂成小块，地表基本不存在大块地膜；覆膜105天后，稻田土壤表面已经基本看不到地膜，地膜几乎完全消失。水稻未插秧前，土壤有机质含量分别为20.48g·kg-1，土壤有机质含量均呈先下降后上升再下降的趋势，水稻生长周期结束后，覆膜土壤有机质含量较种植前提高2.23g·kg-1，较种植前提高10.8％；不覆膜土壤有机质含量上升0.65g·kg-1，较种植前提高3.2％。当年11月水稻收获后统计杂草防治率和水稻产量，生物降解地膜对杂草的防治率为69.2％，覆盖地膜水稻产量为421.91公斤/亩，不覆盖地膜水稻产量为386.89公斤/亩，分析总结调查数据，绘制地膜降解程度、地膜官能团变化及相对分子量变化相应图表：如表1所示，为生物降解地膜降解性能地膜暴露于地表部分的破损程度分析表，；如表2所示，为生物降解地膜相对分子量变化的分析表，如图1所示，为生物降解地膜官能团变化的分析图。
表1
表2
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
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