全生物可降解地膜在烤煙生產(chǎn)中的應用

楊俊+劉維涓+饒駿晨

摘要：以普通地膜為對照，在烤煙生產(chǎn)中開展了全生物可降解地膜應用效果試驗，旨在為可降解膜的推廣應用提供實踐經(jīng)驗和理論依據(jù)。結(jié)果表明，T1、T2兩種全生物可降解膜在使用30 d后出現(xiàn)不同程度的開裂，150 d后兩種膜的降解率均達到70%以上；可降解膜保苗、保溫保濕效果能夠達到與普通地膜一致的水平，在不影響煙株正常生長的前提下，能表現(xiàn)出較好的經(jīng)濟性狀?？梢?，全生物可降解地膜具備普通地膜的功能，能夠滿足煙株生長發(fā)育需求，且降解率高，可有效解決田間白色污染問題，具有良好的社會生態(tài)效益和市場前景。

關鍵詞：烤煙；全生物可降解地膜；應用

中圖分類號：S572.8 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）22-4333-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.22.031

Abstract： In order to provide practical basis and theoretical basis for the popularization and application of biodegradable film， the application of the whole biodegradable membrane in the production of flue-cured tobacco was compared with the ordinary plastic film. The results showed that the full biodegradable plastic film of T1 and T2 happened different degrees of cracking after 30 days， and the degradation rate of the above two kinds of flue-cured tobacco reached more than 70% after 150 days； Full biodegradable plastic film and ordinary plastic film can achieve the same level on the keeping a full stand of seedlings， heat preservation and moisture， it can obtain better economic traits under the premise of not affecting the normal growth of tobacco plants. Obvious that the full biodegradable plastic film not only has the function of ordinary film， able to meet the needs of the growth and development of tobacco， and the degradation rate is high， which can effectively solve the white pollution and has good social and ecological benefits and market prospects.

Key words： flue-cured tobacco； full biodegradable plastic film； application

地膜覆蓋是一項成熟的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術，是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要農(nóng)業(yè)措施。然而地膜材質(zhì)塑料屬于高分子化合物，極難降解，并且降解過程中還會溶解出有毒物質(zhì)；隨著地膜栽培年限的延長，土壤中的殘膜量不斷增加，這將阻礙作物根系對水肥的吸收和生長發(fā)育，降低土壤肥力，最終導致土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量下降，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴重威脅。采用可降解地膜是解決上述問題的有效途徑，目前已有多種作物探索應用全生物可降解地膜覆蓋進行了生產(chǎn)實踐，如玉米[1]、油菜[2]、棉花[3，4]等；全生物可降解地膜不僅對環(huán)境友好、綠色，還能夠滿足作物正常生長需求，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)綠色發(fā)展提供了新的途徑。但目前全生物可降解地膜的田間應用還缺乏系統(tǒng)研究，因此，試驗以全生物可降解地膜使用性能、烤煙生長情況、土壤變化情況為評價指標，全面衡量全生物可降解地膜在烤煙生產(chǎn)上的應用情況，以期為煙區(qū)烤煙清潔生產(chǎn)、可持續(xù)生產(chǎn)提供支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

試驗于2014-2016年在云南省文山市、普洱市和彌勒市3個烤煙種植區(qū)開展田間煙株對比驗證試驗，共3個處理，T1、T2為煙株下鋪設全生物可降解地膜處理，該膜由云南瑞升煙草技術（集團）有限公司和沃美森新材料科技有限公司聯(lián)合開發(fā)；對照為煙株下鋪設市售普通地膜（PE膜），每個處理都3次重復，田間采用隨機區(qū)組設計排列。

1.2 土壤樣品檢測

在煙株移栽前、團棵期、旺長期、成熟期和采收后分別取各處理種植小區(qū)的混合土樣1.0 kg，田間按“S”型或梅花樁方式取樣，每個小區(qū)至少5個取樣點，檢測土壤常規(guī)8項指標和微生物區(qū)系（真菌、細菌、放線菌）狀況。參照文獻[5]的方法對土壤養(yǎng)分進行分級，具體見表1。表1中級別越高代表該養(yǎng)分含量越豐富，1～6級分別代表含量很豐富、豐富、中等、缺乏、很缺乏和極缺乏；對于pH來說，級別1～5分別代表堿性、中性、偏酸性、酸性和強酸性。

1.3 田間調(diào)查

1.3.1 保苗率 對全部處理煙株采用平行線取樣法，每行連續(xù)調(diào)查10株，分別記錄移栽后5、10、15 d時的烤煙保苗率，

保苗率=（存活株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)）×100%。

1.3.2 土壤溫度濕度 全部處理在煙株覆膜后每隔10 d、培土之后每隔20 d，于下午15：00使用土壤溫度濕度測量儀記錄每個處理的土壤10～15 cm深度的土層溫度濕度；用常規(guī)溫度計測量膜外溫度。

1.3.3 地膜降解率 培土覆膜前，連續(xù)調(diào)查10株煙株，每隔10 d調(diào)查1次，記錄全生物可降解地膜降解開裂日期及開裂長度；培土覆蓋后每隔20 d調(diào)查1次，直至采烤結(jié)束，觀察地膜降解速度，以地膜碎片大小進行降解程度評價，

地膜開裂率=（開裂長度/調(diào)查總長度）×100%，

降解率=[（單位面積新膜重量-單位面積可降解膜重量）/單位面積新膜重量]×100%。

1.3.4 煙株農(nóng)藝性狀 分別在團棵期、旺長期和成熟期參照文獻[6]的方法，對全部處理調(diào)查煙株農(nóng)藝性狀，每處理調(diào)查2行，每行連續(xù)調(diào)查5株，調(diào)查項目包括株高（莖基部與地表接觸處至生長點或打頂處之間的高度）、莖圍（為株高1/3處莖周長）、節(jié)間距（為株高1/3高度以上6個節(jié)位之間節(jié)距的平均值）、有效葉數(shù)、最大葉長和最大葉寬。

1.3.5 田間殘留調(diào)查 在覆膜240 d后，于試驗田各處理都隨機選取1 m2的地塊，挖掘深度20 cm，調(diào)查全生物可降解地膜的降解碎片數(shù)量；測定各處理的新膜和覆膜150 d后地膜抗張力、抗張強度。所有田間調(diào)查具體情況見表2。

1.4 經(jīng)濟性狀調(diào)查

分小區(qū)嚴格掛牌采烤，確保從采煙、編煙、揀煙分級樣品對應準確，按照文獻[7]的方法對煙葉進行分級測產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

試驗所得數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2007程序處理，并用其制表，運用SPSS 19.0軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 可降解地膜使用性能

2.1.1 不同處理保苗率比較 各地膜處理對煙株保苗率的影響情況見圖1。由圖1可見，3個處理覆膜后不同時間下的保苗率無顯著差異（P>0.05），且保苗率平均在94%以上?？梢?個可降解地膜處理保苗效果能夠達到與普通地膜一樣的水平，不影響煙株在田間的成活情況。

2.1.2 不同處理保溫保濕效果比較 各地膜處理的土壤保溫保濕情況見表3。由表3可知，覆膜10、20、30時3個處理間保溫保濕效果無顯著差異（P>0.05）?？梢?，2個可降解地膜處理的保溫保濕效果能夠達到與普通地膜一樣的水平，可以滿足煙株對土壤溫度濕度的需求。

2.1.3 不同處理在各煙區(qū)試驗點地膜降解開裂情況比較 各地膜處理在3個試驗點降解開裂的情況見表4。由表4可知，對照在3個煙區(qū)覆膜30 d時僅有小痕破裂，這是由外界的物理因素造成的損傷。T1處理在3個煙區(qū)的開裂率都較小，開裂率最高為3.5%；而T2處理在3個煙區(qū)的開裂率較大，并在普洱煙區(qū)開裂最大，覆膜30 d時達到了15%。

2.2 煙株生長發(fā)育情況

2.2.1 不同處理煙株的農(nóng)藝性狀比較 各處理煙株農(nóng)藝性狀的調(diào)查結(jié)果見表5。由表5可知，3個處理的有效葉數(shù)、節(jié)間距、最大葉長和最大葉寬在煙株各生長時期都無顯著差異（P>0.05）；而株高和莖圍在旺長期、成熟期出現(xiàn)顯著差異（P<0.05），并到達成熟期后對照處理的株高、莖圍略高于T1、T2處理。綜合來看，可降解地膜不影響煙株生長發(fā)育，能夠起到普通地膜的作用。

2.2.2 不同處理煙葉經(jīng)濟性狀比較 對2014-2016年3年獲得的煙葉經(jīng)濟性狀數(shù)值進行方差分析，結(jié)果見表6。從表6可見，3個處理的單位面積產(chǎn)量、產(chǎn)值在處理間無顯著差異（P>0.05），表明可降解地膜在不影響煙株正常生長的前提下，能夠獲得較好的經(jīng)濟收益。

2.3 對土壤理化性狀的影響

各地膜處理對土壤理化性狀的影響情況見表7。從表7可見，3個處理的土壤養(yǎng)分除了有機質(zhì)、速效磷含量出現(xiàn)顯著差異外，其他指標均無顯著差異。其中有機質(zhì)以T1處理最高，顯著高于對照和T2（P<0.05）。T1和T2處理的速效磷顯著高于對照（P<0.05）。可見，可降解地膜對增加土壤有機質(zhì)和速效磷含量具有積極作用。

2.4 煙葉采收后地膜田間殘留比較

各地膜處理在煙葉采收后地膜田間殘留調(diào)查情況見表8。由表8可知，新膜及覆膜150 d后對照的地膜抗張力、抗張強度均極顯著高于T1、T2處理（P<0.01）。綜合降解率來看，覆膜150 d后T1和T2處理的降解率均達到70%以上，極顯著高于對照（P<0.01）；而對照基本無降解發(fā)生?？梢?，全生物可降解地膜在作物生長后期力學性能急劇下降，作物根系容易穿透可降解地膜，且降解率升高，能夠?qū)崿F(xiàn)大部分降解，這將不影響下茬作物的正常生長。

2.5 覆膜240 d后可降解地膜田間降解情況調(diào)查

在覆膜240 d后，調(diào)查可降解地膜田間降解情況，結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，覆膜240 d后，在1 m2的地塊上，可降解地膜降解碎片僅有2～3個，面積大小為1 cm2，可見，可降解地膜在田間的殘留較低，能有效減少田間白色污染。

3 小結(jié)與討論

試驗結(jié)果表明，全生物可降解地膜功能完善，保溫保濕效果與普通地膜無顯著差異，能夠達到保溫保濕的效果，這與楊相昆等[8]、王春麗等[9]的研究結(jié)論一致。從煙株生長發(fā)育來看，鋪設全生物可降解地膜的煙株農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量產(chǎn)值與普通地膜無顯著差異，能夠獲得良好的經(jīng)濟收益，這與劉莉等[10]的研究結(jié)果相一致，但與周煉川等[11]的研究結(jié)果相悖，其原因可能是與可降解地膜配方不同、使之性能之間存在差異有關。從全生物可降解地膜的降解率來看，覆膜150 d后，膜的力學性能急劇下降，變薄變脆，容易穿透，其降解率達70%以上，不影響下茬作物的正常生長，這對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是大有裨益的。

綜上所述，使用全生物可降解地膜可以有效保護田間生態(tài)環(huán)境，有利于保持田間土壤理化性狀的穩(wěn)定性，減少田間白色污染，同時省去烤煙培土時的揭膜環(huán)節(jié)，降低人工成本，達到節(jié)本增效的目的，這在烤煙大田生產(chǎn)上具有良好的推廣前景，但目前由于原料成本居高不下，導致推廣受阻，因此，研究和開發(fā)高效低成本的全生物可降解地膜是今后的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1] 申麗霞，王 璞，張麗麗.可降解地膜對土壤、溫度水分及玉米生長發(fā)育的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27（6）：25-30.

[2] 仲子文，趙海軍，劉 蘋，等.可降解地膜殘留碎片對小油菜生長和土壤性狀的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學報，2015，27（12）：107-109.

[3] 戴 敬，陳榮來，李國軍.可降解地膜覆蓋棉花增產(chǎn)效應研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2004，12（2）：140-142.

[4] 戰(zhàn) 勇，魏建軍，楊相昆，等.可降解地膜的性能及在北疆棉田上的應用[J].西北農(nóng)業(yè)學報，2010，19（7）：202-206.

[5] 全國土壤普查辦公室.全國第二次土壤普查暫行技術規(guī)程[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1979.

[6] YC/T 142-1998，煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法[S].

[7] 閆克玉，趙獻章.煙葉分級[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[8] 楊相昆，魏建軍，張占琴，等.可降解地膜對棉田土壤溫濕度的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2015，28（4）：1736-1741.

[9] 王春麗，王莉瑋，劉 艷，等.全生物可降解地膜對“土壤-植物”系統(tǒng)的影響[J].南方農(nóng)業(yè)，2016，10（25）：34-38.

[10] 劉 莉，劉 勇，楊永花，等.生物可降解地膜在烤煙生產(chǎn)中的應用研究[J].安徽農(nóng)學通報，2014，20（19）：24-25.

[11] 周煉川，唐國俊.生物可降解地膜在烤煙生產(chǎn)中的應用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（2）：250，257.