氧化─生物雙降解地膜在豫西煙區烤煙生產中的應用效果探究

張兆揚，董寧禹，王 永，趙紅朝，蘇鵬飛，李洪臣*

(1.三門峽市煙草公司 澠池縣分公司，河南 三門峽 472000；2.河南省煙草公司 三門峽市公司，河南 三門峽 472000)

地膜覆蓋栽培是我國當前烤煙生產中的一項重要技術措施，其具有良好的增溫、保墑作用，一定程度上還可以抑制雜草生長，對烤煙增產提質有良好的促進作用[1]。但隨著地膜的長期大量使用，其帶來的負面效應也日益凸顯：絕大部分地膜不易分解，大量殘膜破壞了土壤團粒結構，導致土壤板結、通透性降低，影響煙株的生長發育；回收利用成本較高，大部分地膜被丟棄在田埂邊、溝渠中，造成了嚴重的“白色污染”[2-7]；煙葉生產一般要求在團棵期進行揭膜培土，而揭膜操作又會增加煙農勞動力成本[1]。2015年4月，農業農村部制定出臺了《關于打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見》，將農田殘膜污染治理列為重點攻堅任務[8]。2016年8月，國家煙草專賣局印發《關于加強煙田廢棄地膜污染治理工作的意見》指出，要圍繞地膜增厚、舊膜回收、加工再利用3個方面，扎實推進煙田廢棄地膜污染治理工作[9]。因此，可降解地膜的研究與應用已成為當下煙葉生產健康可持續發展的重大課題之一。

近年來，關于淀粉基生物降解地膜及光降解地膜的研究與報道較多，其在玉米、棉花、烤煙等作物的生產中取得了不錯的應用效果[10-14]。但由于成本高昂、力學性能差等諸多原因，上述降解地膜并未在實際生產中得到大面積的推廣應用。而不同作物和不同的生產地域對于降解地膜的降解特性、使用性能的需求也不盡相同。豫西煙區是河南省最大的優質煙葉產區，近年來同樣面臨“白色污染”嚴重且治理困難等問題。本研究以新型產品“氧化─生物雙降解地膜”為研究對象，深入探究其上機性能、降解性能、保溫保墑效果，以及對烤煙生長發育、土壤理化性狀的影響等，全面衡量其在烤煙生產中的應用效果，以期為豫西煙區清潔生產及健康可持續發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間及地點

試驗于2017年在三門峽市澠池縣坡頭鄉城頭村進行，試驗田地勢平坦、形狀規則，土壤質地為紅黏土，肥力中等。烤煙品種為秦煙96，于5月5日蓋膜、移栽。

1.2 試驗材料

供試氧化─生物雙降解地膜(添加EBP降解母料)和普通地膜(聚乙烯材質)由山東天壯環保科技有限公司提供，規格均為80 cm×0.06 mm×3 kg。其中，氧化─生物雙降解地膜分為1號、2號和3號，其配方不同、降解速率不同，設計為1號地膜降解最快，3號地膜降解最慢。

1.3 試驗設計

設4個處理，分別是氧化─生物雙降解地膜1號(T1)、氧化─生物雙降解地膜2號(T2)、氧化─生物雙降解地膜3號(T3)和普通地膜(CK)，3次重復，田間采用隨機區組設計。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 上機性能 采用目測法，在大田進行機械鋪膜時觀測其上機鋪設表現(是否容易斷裂、有無粘連)，記錄、拍照。

1.4.2 降解性能 以外觀變化進行評價。參照文獻[15]的評價方法，跟蹤觀察地膜的外觀變化，記錄下述5個階段出現旳日期：A階段，誘導期結束，地膜開始出現1～2 cm微小裂口；B階段，出現2～20 cm裂縫；C階段，出現20～50 cm裂縫，數量增多；D階段，均勻碎裂，無大塊地膜存在；E階段，壟面上基本無地膜存在。

1.4.3 土壤溫度、濕度 使用土壤水分溫度測試儀(北京強盛QS-WT型)進行測定，自覆膜開始每周觀測1次，連續測5次，記錄土壤濕度及上午8:00、14:00的溫度，測定層次為地下5 cm處。

1.4.4 農藝性狀與經濟性狀 參照文獻[16]的方法，選定5株進行標記，分別于團棵期、圓頂期調查烤煙的農藝性狀；將各處理初烤煙葉按照GB 2635─1992進行分級，參照當年收購價格進行經濟性狀統計，折算產量、產值均值。

1.4.5 土壤理化性狀 煙葉采烤結束后，采集試驗田塊土樣，參照文獻[17]的方法測定pH值、有機質、堿解氮、速效磷、速效鉀含量。

1.5 數據處理

采用Excel 2010與SPSS 17.0軟件對試驗數據進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 氧化─生物雙降解地膜的上機性能分析

由表1可知，在機械鋪膜過程中，各個處理的地膜均表現為鋪設過程中不易斷裂，無破孔、無粘連情況，這說明氧化─生物雙降解地膜在生產使用中與普通地膜沒有差異，其上機性能完全能夠滿足機械化覆膜的要求。

表1 地膜上機性能觀測結果

2.2 氧化─生物雙降解地膜的降解性能分析

從表2可以看出，1號地膜降解最快，2號地膜次之，3號地膜降解最慢，而對照則無變化。1號、2號、3號地膜降解的誘導期分別為19、28、59 d，存在明顯差異。1號地膜從覆膜開始至壟面上基本無地膜存在，歷時139 d；2號地膜在觀測期內始終處于降解D階段；3號地膜在觀測期內始終處于降解C階段。這說明氧化─生物雙降解地膜降解的性能較好，且不同配方的地膜降解速率不同。

表2 地膜降解性能觀測結果

2.3 氧化─生物雙降解地膜的保溫保墑效果

由表3和表4可以看出，5月12日和5月19日由于各個處理地膜均未開始降解、沒有裂口，其地溫和土壤含水率基本相同；5月26日，T1處理地溫和土壤含水率明顯低于其他處理，而T2、T3處理與對照無差異，此時1號地膜進入降解B階段，出現2～20 cm裂縫，而其他處理仍未開始降解；6月2日和6月9日，T1和T2處理的地溫和土壤含水率均明顯低于T3處理和對照，而T3處理的地溫和土壤含水率與對照基本相同，此時1號地膜處于降解C階段，2號地膜處于降解B階段，而3號地膜和對照仍未開始降解。這充分說明了氧化─生物雙降解地膜在降解破裂前具有與普通地膜相同的增溫保墑效果。

表3不同處理地膜保溫效果比較℃

處理5月12日8:0014:005月19日8:0014:005月26日8:0014:006月2日8:0014:006月9日8:0014:00T121.126.423.327.221.924.225.329.921.626.8T221.426.723.327.422.726.325.631.121.927.3T321.326.623.427.422.826.526.233.523.830.1CK21.526.723.627.522.826.626.233.723.930.2

表4不同處理土壤含水率比較%

處理5月12日5月19日5月26日6月2日6月9日T119.215.213.011.99.3T219.215.114.413.710.4T319.215.214.415.513.1CK19.315.214.515.313.1

2.4 氧化─生物雙降解地膜對煙株生長發育的影響

2.4.1 煙株農藝性狀 由表5可知，4個處理的煙株株高、有效葉數、莖圍、節距、最大葉長和最大葉寬等指標在煙株各個生長期均無顯著差異。由此可見，氧化─生物雙降解地膜對煙株的生長發育無影響，在實際生產過程中能夠起到與普通地膜相同的作用。

表5 不同處理煙葉的農藝性狀比較

注：表中同列數據后大、小寫字母分別表示在0.01、0.05水平上的差異顯著性，字母相同表示差異不顯著，不同則顯著。下同。

2.4.2 煙葉經濟性狀 從表6可知，各個處理的煙葉產量、產值、均價、上等煙比例及中上等煙比例等指標均無顯著性差異。這充分說明，與普通地膜相比，氧化─生物雙降解地膜并不影響煙株的正常生長，且能夠獲得同等的經濟效益。

表6 不同處理煙葉的經濟性狀比較

2.5 氧化─生物雙降解地膜對土壤理化性狀的影響

從表7可知，T1、T2和T3處理的土壤有機質含量顯著高于對照，而pH值、堿解氮、速效磷和速效鉀等指標的差異不大。其中，T1處理的有機質含量高于T2，T2處理的有機質含量高于T3，這很可能與1號、2號和3號地膜的降解速率快慢有關。由此可知，氧化─生物雙降解地膜對增加土壤有機質含量具有積極的促進作用。

表7 不同處理的土壤理化性狀

3 結論與討論

本試驗結果表明，氧化─生物雙降解地膜的上機性能與普通地膜沒有差異，完全能夠滿足實際生產中機械化覆膜的要求；其降解性能較好，且不同配方的地膜降解速率不同。氧化─生物雙降解地膜在降解破裂前具有與普通地膜相同的增溫保墑效果，對煙株的生長發育和煙葉的經濟效益無影響，在實際生產過程中與普通地膜沒有差別。此外，氧化─生物雙降解地膜對增加土壤有機質含量具有積極作用。

豫西煙區煙葉生產一般要求在煙株進入團棵期后(移栽后35 d左右)進行揭膜培土，而1號地膜和2號地膜降解進入C階段，即出現20～50 cm裂縫，分別歷時39和51 d，生產中可根據實際情況適當提前蓋膜日期，待煙株進入團棵期后直接進行培土操作，可省去揭膜操作、降低用工成本。氧化─生物雙降解地膜降解性能較好，降解速率和時間具有一定的可控性，在很大程度上能夠解決“白色污染”和殘膜清理困難的問題，具有良好的推廣前景。