近日，国际知名农林科学期刊《Agricultural Water Management》发表了一项关于东北黑土地区生物降解地膜应用的研究成果，论文题目为“Determining the optimal degradation rate of biodegradable films in a maize farmland based on the EWM-TOPSIS model”（DOI: 10.1016/j.agwat.2025.109359）。研究探究了不同降解速度生物降解地膜对玉米生长和水氮利用的影响，为当地选择适宜降解速度的生物降解地膜提供重要科学依据。
生物降解地膜被认为是普通塑料地膜有前途的替代品，关于其覆盖对土壤的增温保墒及对作物生长的促进作用已被广泛认可。生物降解地膜降解速度与多种因素密切相关，地膜降解速度不同，其覆盖下的作物田间水热效应随之不同，进而直接影响作物生长和产量的形成。本研究通过2年田间试验，设置3种不同降解速度的生物降解地膜（M1、M2、M3）和裸地对照（CK），研究表明，2019年M1、M2和M3处理最终破损率分别为27.23%、23.68%和2.73%，2020年最终破损率分别为38.28%、28.63%和7.39%，梯度与设计预期相符，均表现为M1>M2>M3。生物降解地膜覆盖可提高玉米全生育期土壤平均含水率、温度、NO3–-N和NH4+-N含量，M1处理由于具有较快的降解速度，导致其增温保墒效应弱于M2和M3处理。生物降解地膜覆盖下良好的水热、养分条件促进了玉米的生长，提前了玉米株高和叶面积指数峰值出现的时间，并通过增加玉米的穗长、穗粗和百粒重，进而实现了玉米的增产。与CK相比，M1、M2和M3处理下，2019年玉米增产率为12.96%、14.84%和15.86%，2020年玉米增产率为15.12%、16.29%和15.91%。除2019年M1和M2处理外，其余处理均达到显著差异水平（P<0.05）。生物降解地膜覆盖通过减少土壤蒸发和提高作物产量，提高了水分利用效率和氮肥偏生产力。综合评价模型（EWM-TOPSIS model）结果显示，两年排序结果均表现为M2>M1>M3。因此，研究表明，以60天为降解诱导期的生物降解地膜最适宜东北黑土地区玉米农田生长周期。
论文第一作者是农业水土工程学科博士研究生张旺旺，通讯作者是王惟舒副教授和孙仕军教授。生态环境部南京环境科学研究所张远征博士和水利学院硕士研究生王方平也参与了该项研究工作。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109359
Fig. 1. Dynamics in the breakage rate of biodegradable films during entire growth period of maize in 2019 and 2020. Bars represent the standard errors of the mean.
Fig. 2. The average soil temperature, moisture, NO3–-N and NH4+-N content during entire growth period under different treatments in 2019 and 2020. Bars represent the standard errors of the mean. Different letters indicate significant differences at the p < 0.05 level.
Fig. 3. Pearson’s correlation coefficients between single indicators. Correlations between two indicators were significant at the * p < 0.05, ** p < 0.01 level and *** p < 0.001 level. SM, soil moisture; ST, soil temperature; NO3–, soil NO3–-N content; NH4+, soil NH4+-N content; H, plant height; LAI, leaf area index; WUE, water use efficiency; NPFP, partial factor productivity of N; ED, ear diameter; EL, ear length; R, rows per ear; K, kernels per ear; KW, 100-kernel weight; Y, yield.
Fig. 4. Comprehensive evaluation system for maize growth.
