氧化─生物双降解地膜在豫西烟区烤烟生产中的应用效果探究

张兆扬，董宁禹，王 永，赵红朝，苏鹏飞，李洪臣*

(1.三门峡市烟草公司 渑池县分公司，河南 三门峡 472000；2.河南省烟草公司 三门峡市公司，河南 三门峡 472000)

地膜覆盖栽培是我国当前烤烟生产中的一项重要技术措施，其具有良好的增温、保墒作用，一定程度上还可以抑制杂草生长，对烤烟增产提质有良好的促进作用[1]。但随着地膜的长期大量使用，其带来的负面效应也日益凸显：绝大部分地膜不易分解，大量残膜破坏了土壤团粒结构，导致土壤板结、通透性降低，影响烟株的生长发育；回收利用成本较高，大部分地膜被丢弃在田埂边、沟渠中，造成了严重的“白色污染”[2-7]；烟叶生产一般要求在团棵期进行揭膜培土，而揭膜操作又会增加烟农劳动力成本[1]。2015年4月，农业农村部制定出台了《关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》，将农田残膜污染治理列为重点攻坚任务[8]。2016年8月，国家烟草专卖局印发《关于加强烟田废弃地膜污染治理工作的意见》指出，要围绕地膜增厚、旧膜回收、加工再利用3个方面，扎实推进烟田废弃地膜污染治理工作[9]。因此，可降解地膜的研究与应用已成为当下烟叶生产健康可持续发展的重大课题之一。

近年来，关于淀粉基生物降解地膜及光降解地膜的研究与报道较多，其在玉米、棉花、烤烟等作物的生产中取得了不错的应用效果[10-14]。但由于成本高昂、力学性能差等诸多原因，上述降解地膜并未在实际生产中得到大面积的推广应用。而不同作物和不同的生产地域对于降解地膜的降解特性、使用性能的需求也不尽相同。豫西烟区是河南省最大的优质烟叶产区，近年来同样面临“白色污染”严重且治理困难等问题。本研究以新型产品“氧化─生物双降解地膜”为研究对象，深入探究其上机性能、降解性能、保温保墒效果，以及对烤烟生长发育、土壤理化性状的影响等，全面衡量其在烤烟生产中的应用效果，以期为豫西烟区清洁生产及健康可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间及地点

试验于2017年在三门峡市渑池县坡头乡城头村进行，试验田地势平坦、形状规则，土壤质地为红黏土，肥力中等。烤烟品种为秦烟96，于5月5日盖膜、移栽。

1.2 试验材料

供试氧化─生物双降解地膜(添加EBP降解母料)和普通地膜(聚乙烯材质)由山东天壮环保科技有限公司提供，规格均为80 cm×0.06 mm×3 kg。其中，氧化─生物双降解地膜分为1号、2号和3号，其配方不同、降解速率不同，设计为1号地膜降解最快，3号地膜降解最慢。

1.3 试验设计

设4个处理，分别是氧化─生物双降解地膜1号(T1)、氧化─生物双降解地膜2号(T2)、氧化─生物双降解地膜3号(T3)和普通地膜(CK)，3次重复，田间采用随机区组设计。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 上机性能 采用目测法，在大田进行机械铺膜时观测其上机铺设表现(是否容易断裂、有无粘连)，记录、拍照。

1.4.2 降解性能 以外观变化进行评价。参照文献[15]的评价方法，跟踪观察地膜的外观变化，记录下述5个阶段出现旳日期：A阶段，诱导期结束，地膜开始出现1～2 cm微小裂口；B阶段，出现2～20 cm裂缝；C阶段，出现20～50 cm裂缝，数量增多；D阶段，均匀碎裂，无大块地膜存在；E阶段，垄面上基本无地膜存在。

1.4.3 土壤温度、湿度 使用土壤水分温度测试仪(北京强盛QS-WT型)进行测定，自覆膜开始每周观测1次，连续测5次，记录土壤湿度及上午8:00、14:00的温度，测定层次为地下5 cm处。

1.4.4 农艺性状与经济性状 参照文献[16]的方法，选定5株进行标记，分别于团棵期、圆顶期调查烤烟的农艺性状；将各处理初烤烟叶按照GB 2635─1992进行分级，参照当年收购价格进行经济性状统计，折算产量、产值均值。

1.4.5 土壤理化性状 烟叶采烤结束后，采集试验田块土样，参照文献[17]的方法测定pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量。

1.5 数据处理

采用Excel 2010与SPSS 17.0软件对试验数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 氧化─生物双降解地膜的上机性能分析

由表1可知，在机械铺膜过程中，各个处理的地膜均表现为铺设过程中不易断裂，无破孔、无粘连情况，这说明氧化─生物双降解地膜在生产使用中与普通地膜没有差异，其上机性能完全能够满足机械化覆膜的要求。

表1 地膜上机性能观测结果

2.2 氧化─生物双降解地膜的降解性能分析

从表2可以看出，1号地膜降解最快，2号地膜次之，3号地膜降解最慢，而对照则无变化。1号、2号、3号地膜降解的诱导期分别为19、28、59 d，存在明显差异。1号地膜从覆膜开始至垄面上基本无地膜存在，历时139 d；2号地膜在观测期内始终处于降解D阶段；3号地膜在观测期内始终处于降解C阶段。这说明氧化─生物双降解地膜降解的性能较好，且不同配方的地膜降解速率不同。

表2 地膜降解性能观测结果

2.3 氧化─生物双降解地膜的保温保墒效果

由表3和表4可以看出，5月12日和5月19日由于各个处理地膜均未开始降解、没有裂口，其地温和土壤含水率基本相同；5月26日，T1处理地温和土壤含水率明显低于其他处理，而T2、T3处理与对照无差异，此时1号地膜进入降解B阶段，出现2～20 cm裂缝，而其他处理仍未开始降解；6月2日和6月9日，T1和T2处理的地温和土壤含水率均明显低于T3处理和对照，而T3处理的地温和土壤含水率与对照基本相同，此时1号地膜处于降解C阶段，2号地膜处于降解B阶段，而3号地膜和对照仍未开始降解。这充分说明了氧化─生物双降解地膜在降解破裂前具有与普通地膜相同的增温保墒效果。

表3不同处理地膜保温效果比较℃

处理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不同处理土壤含水率比较%

处理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─生物双降解地膜对烟株生长发育的影响

2.4.1 烟株农艺性状 由表5可知，4个处理的烟株株高、有效叶数、茎围、节距、最大叶长和最大叶宽等指标在烟株各个生长期均无显著差异。由此可见，氧化─生物双降解地膜对烟株的生长发育无影响，在实际生产过程中能够起到与普通地膜相同的作用。

表5 不同处理烟叶的农艺性状比较

注：表中同列数据后大、小写字母分别表示在0.01、0.05水平上的差异显著性，字母相同表示差异不显著，不同则显著。下同。

2.4.2 烟叶经济性状 从表6可知，各个处理的烟叶产量、产值、均价、上等烟比例及中上等烟比例等指标均无显著性差异。这充分说明，与普通地膜相比，氧化─生物双降解地膜并不影响烟株的正常生长，且能够获得同等的经济效益。

表6 不同处理烟叶的经济性状比较

2.5 氧化─生物双降解地膜对土壤理化性状的影响

从表7可知，T1、T2和T3处理的土壤有机质含量显著高于对照，而pH值、碱解氮、速效磷和速效钾等指标的差异不大。其中，T1处理的有机质含量高于T2，T2处理的有机质含量高于T3，这很可能与1号、2号和3号地膜的降解速率快慢有关。由此可知，氧化─生物双降解地膜对增加土壤有机质含量具有积极的促进作用。

表7 不同处理的土壤理化性状

3 结论与讨论

本试验结果表明，氧化─生物双降解地膜的上机性能与普通地膜没有差异，完全能够满足实际生产中机械化覆膜的要求；其降解性能较好，且不同配方的地膜降解速率不同。氧化─生物双降解地膜在降解破裂前具有与普通地膜相同的增温保墒效果，对烟株的生长发育和烟叶的经济效益无影响，在实际生产过程中与普通地膜没有差别。此外，氧化─生物双降解地膜对增加土壤有机质含量具有积极作用。

豫西烟区烟叶生产一般要求在烟株进入团棵期后(移栽后35 d左右)进行揭膜培土，而1号地膜和2号地膜降解进入C阶段，即出现20～50 cm裂缝，分别历时39和51 d，生产中可根据实际情况适当提前盖膜日期，待烟株进入团棵期后直接进行培土操作，可省去揭膜操作、降低用工成本。氧化─生物双降解地膜降解性能较好，降解速率和时间具有一定的可控性，在很大程度上能够解决“白色污染”和残膜清理困难的问题，具有良好的推广前景。