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(fā)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(yè)農村部制定出臺了《關于打好農業(yè)面源污染防治攻堅戰(zhàn)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(fā)《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(xù)發(fā)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(qū)是河南省最大的優(yōu)質煙葉產區(qū)，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(fā)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(qū)清潔生產及健康可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

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(xiāng)城頭村進行，試驗田地勢平坦、形狀規(guī)則，土壤質地為紅黏土，肥力中等?？緹熎贩N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(huán)保科技有限公司提供，規(guī)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(qū)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(xiàn)(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(xiàn)旳日期：A階段，誘導期結束，地膜開始出現(xiàn)1～2 cm微小裂口；B階段，出現(xiàn)2～20 cm裂縫；C階段，出現(xiàn)20～50 cm裂縫，數(shù)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(xù)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(tǒng)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(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010與SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(shù)、莖圍、節(jié)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(fā)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(shù)據(jù)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(fā)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(qū)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(xiàn)20～50 cm裂縫，分別歷時39和51 d，生產中可根據(jù)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。