李 震，陳維林，馬 瑩，文 宏，王行詩(shī)，林葉春，蔡 凱，高維常

（1貴州省煙草公司黔西南州公司，貴州興義 562400；2貴州省煙草科學(xué)研究院，貴陽(yáng) 550081；3貴州大學(xué)農(nóng)學(xué)院，貴陽(yáng) 550025）

0 引言

煙草是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，目前全國(guó)每年種植烤煙面積達(dá)100萬(wàn)hm2左右[1-2]，覆膜移栽是烤煙生產(chǎn)中普遍采用的一項(xiàng)技術(shù)，具有明顯的增溫保墑作用[3-5]。在長(zhǎng)期大量使用地膜并缺乏有效回收處理的情況下，地膜覆蓋帶來的“白色污染”日趨嚴(yán)峻，地膜殘留污染治理迫在眉睫[6-8]。為了解決地膜殘留污染的問題，國(guó)內(nèi)外成功開發(fā)了可降解地膜、麥草覆蓋、無(wú)紡布覆蓋和保水劑應(yīng)用等地膜替代技術(shù)，表現(xiàn)出了較好的技術(shù)替代性和環(huán)保優(yōu)勢(shì)。然而受材料成本高等影響，上述技術(shù)的應(yīng)用受到了制約[9-12]。

為積極應(yīng)對(duì)地膜殘留帶來的“白色污染”問題，解決土壤墑情不夠、無(wú)法適時(shí)移栽和極端氣候?qū)緹熒a(chǎn)帶來的一系列問題[13-14]，貴州省煙草公司黔西南州公司開發(fā)形成了“烤煙杯罩移栽技術(shù)”，并明確了杯罩移栽對(duì)煙苗井窖環(huán)境水熱、煙苗成活率和煙苗生長(zhǎng)的影響，有效解決了早期干旱、倒春寒、冰雹等災(zāi)害天氣對(duì)煙葉生產(chǎn)的制約[15-16]。近年來，烤煙杯罩移栽技術(shù)體系逐步完善，并實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用。為探討杯罩移栽替代地膜應(yīng)用的前景，本研究詳細(xì)分析了烤煙杯罩移栽技術(shù)的特征特性、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和局限性，期望在推動(dòng)該技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，為煙田殘膜污染防控提供新的方法。

1 烤煙杯罩移栽技術(shù)的發(fā)明

2013年，貴州省黔西南州煙葉技術(shù)人員將透明塑料飲水杯倒扣在井窖中，發(fā)現(xiàn)該措施促進(jìn)了移栽煙苗早生快發(fā)的現(xiàn)象。進(jìn)一步研究表明，水杯與井窖相銜接形成了一個(gè)類似“微型溫室”的空間結(jié)構(gòu)，較好地發(fā)揮了增溫保墑和防蟲避雹作用，提高了煙苗成活率，從而保障了煙苗生長(zhǎng)發(fā)育。同時(shí)，解決了移栽時(shí)土壤墑情不夠，無(wú)法覆蓋地膜或覆膜后無(wú)法利用降雨的問題，明顯減少了地膜和人工投入成本。“烤煙杯罩移栽技術(shù)”（圖1）由此產(chǎn)生，并得到迅速發(fā)展。

圖1 烤煙杯罩移栽技術(shù)

2 烤煙杯罩移栽技術(shù)體系的構(gòu)建

2.1 技術(shù)體系框架

從類型、外觀和功能方面開發(fā)移栽專用杯罩，從壯苗、穴栽、扣杯和取杯環(huán)節(jié)開發(fā)關(guān)鍵農(nóng)藝技術(shù)，集成構(gòu)建了烤煙杯罩移栽技術(shù)體系框架（圖2）。

圖2 烤煙杯罩移栽技術(shù)體系框架

2.2 杯罩產(chǎn)品開發(fā)

移栽專用杯罩產(chǎn)品開發(fā)充分利用了“杯罩+井窖”的空間結(jié)構(gòu)，從類型、外觀和功能方面集成了九大設(shè)計(jì)要點(diǎn)[17-18]，明確了7個(gè)杯罩產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（表1）。其中，類型設(shè)計(jì)為插口杯罩（A型）和蓋口杯罩（B型）兩大類型（圖2），外觀設(shè)計(jì)杯罩顏色為無(wú)色透明，器型為圓錐或圓柱型，杯口有環(huán)形外緣，功能設(shè)計(jì)杯罩具有分杯環(huán)狀凸起、側(cè)底加厚壁、內(nèi)支撐強(qiáng)筋柱（圖2）和杯底通氣孔，以增強(qiáng)杯罩便利分杯、抗擊打和溫濕度調(diào)節(jié)等功能。

表1 杯罩主要標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)

2.3 關(guān)鍵農(nóng)藝技術(shù)開發(fā)

將壯苗、穴栽、扣杯和取杯關(guān)鍵農(nóng)藝環(huán)節(jié)（圖2）分解為育苗播種、育苗管理、壯苗標(biāo)準(zhǔn)、整地起壟、移栽時(shí)間、井窖制作、放苗、定根水肥施用、扣放杯罩、查苗補(bǔ)苗、收取杯罩、填窖、杯罩收納等13 個(gè)步驟，形成了烤煙杯罩移栽技術(shù)規(guī)程（表2）。

3 烤煙杯罩移栽技術(shù)應(yīng)用效果分析

3.1 煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

2018 年分別在貴州省黔西南州6 個(gè)點(diǎn)、畢節(jié)市2個(gè)點(diǎn)（金沙、織金）、黔東南州1個(gè)點(diǎn)（凱里）等不同生態(tài)條件區(qū)開展適應(yīng)性試驗(yàn)。結(jié)果表明，與覆膜移栽相比，杯罩移栽在各地平均提高了煙苗成活率1.74%（變幅0.40%～5.00%），海拔范圍在1000～1500 m 的7 個(gè)點(diǎn)提高了產(chǎn)量和產(chǎn)值，海拔范圍在1500 m以上的2個(gè)點(diǎn)降低了產(chǎn)量產(chǎn)值（圖3）。所有試驗(yàn)地點(diǎn)平均產(chǎn)量增加75.40 kg/hm2，增幅3.98%（變幅-10.55%～16.40%），平均產(chǎn)值提高2770.75 元/hm2，增幅6.28%（變幅-8.34%～15.22%）。

圖3 不同生態(tài)條件下煙葉產(chǎn)值量分析

3.2 煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性的影響

對(duì)2017—2019年杯罩移栽和覆膜移栽2種方式的各300 個(gè)煙葉樣品進(jìn)行化學(xué)成分協(xié)調(diào)性分析（圖4）。按綜合分>80 分為“協(xié)調(diào)”，60～80 分為“較協(xié)調(diào)”，<60分為“不協(xié)調(diào)”進(jìn)行劃分，與覆膜移栽相比，杯罩移栽煙葉化學(xué)成分“協(xié)調(diào)性”比例相當(dāng)，“較協(xié)調(diào)”比例增加2.49%，“較協(xié)調(diào)”以上比例增加2.54%達(dá)96.59%。杯罩移栽煙葉化學(xué)成分協(xié)調(diào)性優(yōu)于覆膜移栽。

圖4 化學(xué)成分協(xié)調(diào)性分析

3.3 降本增效分析

杯罩能夠循環(huán)使用達(dá)3 a以上。烤煙杯罩移栽消耗塑料材料90.00 kg/hm2，3 a攤銷消耗量為30.00 kg/hm2；覆膜移栽消耗塑料材料75.00 kg/hm2（一年攤銷）；杯罩移栽每年減少塑料材料消耗量45.00 kg/hm2。按杯罩和地膜單價(jià)分別為11.00元/kg與13.50元/kg計(jì)算，杯罩移栽節(jié)約塑料材料成本682.50元/hm2。從用工成本方面來看（圖5），與覆膜移栽相比，杯罩移栽節(jié)約用工成本1950.00 元/hm2，達(dá)63.40%。其中，覆蓋用工節(jié)約64.75%，清除用工節(jié)約61.45%，覆蓋環(huán)節(jié)減工降本更明顯。

圖5 用工成本分析

3.4 烤煙杯罩移栽技術(shù)推廣應(yīng)用情況

通過產(chǎn)品和農(nóng)藝技術(shù)的開發(fā)，建立了烤煙移栽用杯罩和關(guān)鍵農(nóng)藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)了烤煙杯罩移栽技術(shù)的推廣應(yīng)用。2016—2019年，烤煙杯罩移栽技術(shù)在貴州、云南、四川、河南、重慶等?。ㄊ校┦痉稇?yīng)用[19-21]，累計(jì)推廣面積超過7 萬(wàn)hm2（圖6）。2018 年隨機(jī)抽取500 戶植煙農(nóng)戶進(jìn)行問卷調(diào)查，有97.00%的農(nóng)戶認(rèn)為杯罩移栽技術(shù)容易掌握，90.00%的農(nóng)戶認(rèn)為該技術(shù)值得推廣應(yīng)用，表明該技術(shù)受到植煙農(nóng)戶的廣泛歡迎。

圖6 2016—2019年示范應(yīng)用面積統(tǒng)計(jì)

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

“烤煙杯罩移栽技術(shù)”發(fā)明以來，開發(fā)了專用產(chǎn)品，構(gòu)建了技術(shù)體系。雖然該技術(shù)與覆膜移栽相比存在功能和適用局限性，但是杯罩能替代地膜增溫保墑和防蟲避雹的部分功能，在保障煙葉產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，具有明顯的減工降本和綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

4.2 杯罩移栽技術(shù)應(yīng)用前景討論

4.2.1 杯罩移栽替代覆膜移栽的優(yōu)勢(shì)和局限性探討 針對(duì)杯罩替代地膜用于移栽的前景，本研究論述了烤煙杯罩移栽技術(shù)的起源、發(fā)展和現(xiàn)狀，詳細(xì)闡釋了技術(shù)理論原理、體系框架和應(yīng)用效果，體現(xiàn)了杯罩移栽作為殘膜污染防控技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)：（1）同覆膜移栽相比，從功能性看，杯罩移栽是通過井窖“微型溫室”效應(yīng)發(fā)揮作用。由于杯罩覆蓋時(shí)間短、面積小，其保溫增熵和除草保肥的效果仍有局限，只能實(shí)現(xiàn)地膜功能的部分替代。從適應(yīng)性看，杯罩移栽在低海拔地區(qū)適宜性較好，煙葉生產(chǎn)指標(biāo)與覆膜移栽相當(dāng)或略優(yōu)，在高海拔、低溫冷涼地區(qū)表現(xiàn)略差，替代區(qū)域有局限性。從經(jīng)濟(jì)性看，杯罩移栽提高了煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值，降低了材料和用工成本，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)明顯。從環(huán)保性來看，杯罩替代地膜使用減少了一半以上的塑料消耗，實(shí)現(xiàn)了資源節(jié)約和循環(huán)利用，環(huán)保意義凸顯。從推廣性來看，杯罩移栽實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)配套和規(guī)模應(yīng)用，易復(fù)制、好推廣，得到了煙農(nóng)廣泛認(rèn)可。（2）同其他地膜替代栽培技術(shù)相比[22-23]，杯罩作為一種常用的塑料制品，比保水劑、麥草等地膜替代材料來源更普通、廣泛、易獲得，300元/hm2材料成本也遠(yuǎn)低于可降解地膜的3000元/hm2，在規(guī)模應(yīng)用中成本更低，前景更大。

4.2.2 杯罩移栽技術(shù)發(fā)展路徑探討 杯罩移栽起源于煙草栽培，當(dāng)前主要在煙葉生產(chǎn)中規(guī)模應(yīng)用。要進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)并發(fā)揮影響力，可以從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合和挖掘應(yīng)用場(chǎng)景等路徑實(shí)現(xiàn)[24]。張?jiān)骑w等[25]、李震等[26]研制了螺旋式分杯裝置和高效穩(wěn)定扣杯裝置，集成開發(fā)了半自動(dòng)化便攜式扣杯農(nóng)機(jī)具[27]。與人工相比，其作業(yè)效率提高88%，降低了扣杯作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。但受到杯罩、井窖標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，使用成本高，設(shè)備性能不穩(wěn)定等因素制約，與杯罩移栽相配套的高效扣杯、取杯農(nóng)機(jī)開發(fā)尚處于起步階段，也給杯罩移栽技術(shù)留下了較大發(fā)展空間?？緹煴忠圃约夹g(shù)具有扣取杯農(nóng)藝一學(xué)就會(huì)、一看就懂的簡(jiǎn)易特性，循環(huán)使用降低物資和勞力成本的經(jīng)濟(jì)特性，替代地膜減少白色污染的環(huán)保特性。作為移栽技術(shù)的革新，該技術(shù)已經(jīng)輻射應(yīng)用于同樣需要覆膜移栽的辣椒、茄子等其他農(nóng)作物生產(chǎn)，形成了以點(diǎn)帶面的應(yīng)用趨勢(shì)。下一步挖掘更多杯罩移栽應(yīng)用場(chǎng)景，開發(fā)更多與其配套的產(chǎn)品和技術(shù)，在推動(dòng)大農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也可能為煙田殘膜污染防控提供新的模式。

“烤煙杯罩移栽技術(shù)”作為移栽技術(shù)的革新，也為地膜殘留污染防控提供了新的方法，對(duì)煙區(qū)土壤可持續(xù)利用具有積極意義。但與其發(fā)展關(guān)聯(lián)的技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)、應(yīng)用潛力發(fā)掘和衍生產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面仍需深入開展研究。