烟草专用氧化—生物双降解地膜研究

刘洪杰 肖鹏 董世峰 李金华 明照岳 翟风勇 崔丙慧 曹长代

摘要 针对烟草生产中使用普通农用塑料地膜导致烟田土壤污染的现状，进行了不同配方氧化-生物双降解地膜和普通地膜烤烟栽培对比试验，探讨可降解地膜的降解性能及其对烤烟生长及农艺性质、经济性状的影响。初步研究结果表明，氧化-生物双降解地膜比对照降解效果显著，降解4号综合效果较好，不同降解地膜的降解速率及强度不同，具有一定可控性。 降解后残存地膜碎片化、变薄、变脆并紧贴地表，继续起到一定的增温、保墒作用。合理设定降解诱导期的降解地膜对烤烟生长的影响与普通地膜相当，未对烤烟生长发育及产量水平产生显著影响。

关键词 烟草；氧化-生物双降解地膜；降解效果

中图分类号 S316文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）31-0184-05

Abstract In order to study the current situation of tobacco pollution caused by the use of common agricultural plastic film in tobacco production，field comparison tests were carried by comparing the different formulations of oxidizedbiodegradable plastic film and common plastic mulching film on fluecured tobacco. The degradation performance of degradable plastic film and its effect on the growth， agronomic and economic traits of fluecured tobacco were discussed. The results showed that： the degradation effect of the oxidizedbiodegradable plastic film was better than that of the control. The integrated degradation effect of the degraded NO.4 was better. The degradation rate and degree of the double degradable film were different. After the degradation the residual film becomes more fragmented， thinner， more brittle and closer to the surface， it can also continue to play a certain warming and moisture effect. The effect of degradable film which set the degradation induction period reasonably on the growth of fluecured tobacco was similar to that of common plastic film， which did not significantly affect the growth and yield of fluecured tobacco.

Key words Tobacco；Oxidizedbiodegradable plastic film；Degradation effects

地膜是农业生产的重要物质资料之一，地膜覆盖技术应用带动了我国农业生产力的显著提高和生产方式的改变。2014年全国地膜用量达到144.1万t，覆盖面积超过2 000万hm 应用区域已从北方干旱、半干旱区域扩展到南方的高山、冷凉地区，覆盖作物种类也从经济作物扩大到大宗粮食作物。地膜覆盖增温保墒、防病抗虫和抑制杂草等功能使作物增产20%～50%，对保障中国食物安全供给做出了重大贡献。随着地膜使用量的不断增加，越来越多的残膜留在土壤中，给农业生产以及农田生态环境带来严重的负面影响，造成耕地地力下降、 土壤受到污染、农事操作受阻等生态环境问题和经济问题[1-3]，曾为农业生产带来巨大成效的普通塑料地膜，由于其环保的负面效应，越来越成为人们的忧虑[4-5]。地膜对农业生态环境构成了“白色污染”，影响和制约着农业和农村经济的可持续发展[6]。

降解地膜具有与普通膜相似的增温、保墒效果，既可减少揭膜用工，还可自然降解，从根本上解决农田残膜污染问题。可降解農用地膜的研究在国内外引起极大的关注，目前的研究主要集中在生物降解地膜和添加剂型降解地膜2种类型[7]。氧化-生物双降解地膜属于添加剂型降解地膜，它综合利用氧化降解和生物降解技术的双降解塑料，不仅克服了光催化在无光或光照不足时不易降解的缺陷，还克服了一般完全生物降解塑料的加工复杂、成本高和强度差等问题[8]。该地膜使用性能优良，在自然环境中首先发生化学降解，然后在微生物的作用下实现生态降解。笔者利用天壮环保科技有限公司（山东济南）提供的 4种不同配方的氧化-生物双降解地膜，开展了对氧化-生物双降解地膜降解性能及对烟草生长发育影响的试验研究。通过田间降解情况的观察、增温保墒效果的测定以及对作物产量影响，对不同配方的降解地膜产品进行评价，为进一步研究氧化-生物双降解地膜的降解效果及使用性能提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验设在莒县实验站，土壤类型为棕壤-褐土，前茬作物为大豆，排灌方便，土地平整，周围无果园、蔬菜大棚等病虫害传染源。土壤理化性状如下：

pH 7. 全氮 1.99 g/kg，碱解氮49.40 mg/kg，全磷0.47 g/kg，有效磷33.60 mg/kg，全钾34.30 g/kg，速效钾221.00 mg/kg，有机质7.46 g/kg，氯离子5.41 mg/kg，阳离子交换量25.90 cmol（+）/kg，交换性钙19.60 cmol/kg，交换性镁1.78 cmol/kg。

1.2 供试材料

试验材料：天壮1号（0.006 mm）、天壮2号（0.006 mm）、天壮3号（0.008 mm）、天壮4号（0.008 mm）及常规地膜（0.006 mm）。试验烤烟品种：NC55。

1.3 试验设计

采用随机区组设计，重复3次。小区设计为4行区，长10.0 m，宽4.8 m，小区面积48 m 行、株距120 cm×45 cm，四周设置保护区，田间试验排列图见图1。

大田管理：移栽时烟苗统一大小为6叶1心，中心花开放50%时打顶，其他田间管理按照日照优质烟生产管理规范进行。

1.4 调查记载指标 调查主要生育期。调查农艺学性状，分别记载团棵期、平顶期株高、有效叶数、茎围、节距、腰叶的长和宽。大田病害发生情况，调查病毒病、气候斑点病、赤星病、野火角斑病、黑胫病等病害。

1.5 田间管理

1.5.1 苗期管理。育苗方式为大棚托盘育苗，2月29日育苗，3月12日出苗，5月5日开始锻苗，移栽前烟苗喷施氨基寡糖素和吡虫啉1遍。

1.5.2 大田管理。4月24日起垄，双侧条肥，先盖膜后移栽；5月13日移栽，5月20日进行查苗补苗；5月25日，用吡虫啉、氨基寡糖素叶面喷淋防治蚜虫、病毒病；6月2日，用高效氯氰菊酯、波尔多液叶面喷淋防治烟青虫、叶斑病害；6月15日，用代森锰锌、72%农用链霉素、甲维盐叶面喷淋防治烟青虫、叶斑病害；5月29、6月22日，中耕除草；6月14日，进行追肥。6月22日、7月10日，采用滴灌方式进行灌溉2次；7月5日打顶，7月23日采收，9月17采收结束。

2 主要气候情况分析

主要气候情况分析（表1）：①烟苗5月13日移栽后，截至6月12日，持续30 d无有效降雨，干旱导致各处理烟株生长缓慢，一定程度上的影响烟株的正常生长。②7月份降雨较集中，累计降雨211.0 mm，烟株叶斑病害较往年有所加重，对烟叶产质量有一定影响。③特别进入8月份以来，月降雨量58.2 mm，较常年偏少117.1 mm，影响烟株上部开秸开片。总之，在今年自然气候和栽培管理条件下，对各处理的产量和质量造成一定程度上影响，进而影响到试验数据的准确性。

3 生产试验结果与分析

3.1 主要生育期比较 由表2可以看出，各处理与对照相比，大田生育期无显著差异。

3.2 植物学性状比较

从表3可以看出，团棵期各处理植物学性状无明显差异。

3.3 农艺学性状比较

从表4可以看出，在平顶期各农艺性状中，各处理间在株高、有效叶数、节距及腰叶宽等无显著差异；天壮3号和天壮4号茎围没有显著差异，显著大于其他4个处理；天壮3号和天壮1号腰叶长没有显著差异，但显著大于其他4个处理。

3.4 抗病性比较

表5可以看出，气候性斑点病方面，天壮3号、普通膜CK1发病稍重，其他处理发病稍轻；烟草赤星病方面，适时揭膜CK2、天壮1号发病稍重；烟草普通花叶病毒病（TMV）方面，各处理未发病；烟草黄瓜花叶病毒病（CMV）方面，对照未发病，其他4个处理发病率较低；烟草马铃薯Y病毒病（PVY）方面，天壮4号、适时揭膜CK2未发病，其他处理发病轻微。总体比较，天壮4号、适时揭膜CK2发病较轻，其他各处理稍重，但各处理间主要病害发病率无显著差异。

3.5 经济性状比较

由表6可以看出，适时揭膜CK2产量最高，且显著高于其他处理，天壮3号产量最低，其他4个处理产量无显著差异；各处理间均价无显著差异；天壮4号产值最高，其次是适时揭膜CK2和天壮1号，三者之间无显著差异，普通膜CK1产值最低，显著低于天壮4号和适时揭膜CK2；天壮4号上等烟比例最高，其次是天壮3号，且两者之间有显著差异，天壮3号与其他4个处理上等烟比例稍有不同，但差异不显著。综合比较，天壮4号的经济性状表现较好，其次为适时揭膜CK2、天壮1号、天壮3号、普通膜CK 天壮2号较差。

3.6 根系发育情况比较

通过表7可知，天壮4号、天壮3号及适时揭膜CK2处理烟株根系发达，根系重量较大，在地表3 cm左右有明显的不定根，根系发育良好。

3.7 地膜降解性能比较

由表8可知，在2016年自然气候和试验条件下，各型号地膜降解性能有明显差异，其中天壮1号、3号在22 d左右开始自然裂缝，40 d左右开始碎裂而其他各处理没有明显变化。天壮2号在47 d左右表面开始自然裂缝；天壮4号在29 d左右表面開始出现自然裂缝，在第55天开始碎裂，对照地膜一直未出现自然裂缝。

3.8 原烟外观质量比较

由表9可以看出，天壮4号、天壮3号处理的原烟外观质量较好，其他处理原烟外观质量无明显差异。

3.9 原烟内在质量比较

由表10可以看出，天壮1号和天壮2号上部叶评吸质量稍差，其余4个处理差异不大；中部叶评吸总体差异不大。综合来看，使用降解膜未对烟叶内在化学质量产生明显影响。

3 结论与讨论

从各处理主要生育期、植物学性状、农艺学性状、主要病害发生率、主要经济性状、原烟外观质量及内在质量的比较来看，使用降解膜未对烟草生长及烟叶质量产生不利影响，在农艺学性状及经济性状方面天壮4号还略有优势。降解膜与普通地膜在前期大田的作用及后期的降解速度有所不同，具体表现为天壮1号、3号处理降解时间稍早，降解时烟草还未进入团棵期，且不利于土壤水分保持，易出现干旱问题；天壮2号处理进入旺长期后，烟株生长迅速，地膜被烟叶遮盖，地膜降解较慢，雨水不能渗透到地膜下，影响烟株生长；天壮4号处理碎裂期时间较适合烟草生育期，且降解速度较快，在52 d时地表地膜降解后可收集残片较小，且天壮4号处理的农艺学性状、抗逆性及经济性状综合表现出一定优势。建议进一步对天壮4号进行配套技术试验及扩大面积示范种植，对其他处理继续进行试验，以验证烟草专用氧化-生物双降解地膜的稳定性和生态适应性。

施用烟草专用氧化-生物双降解地膜的烟田，由于地膜降解后，其主要优势区别于普通地膜有以下几方面：

一是加大了土壤接收降雨的面积。同时增加烟株根部上层新生须根，促进烟株根系对肥料的利用率。二是扩大了墒体面积。增加熟土层，突破了墒脚根系受地膜阻隔的情况，改善了土壤的通透性，促进根系发达，增加烟株抗旱、防涝、抗倒伏能力。三是减工降本效果明显。当烟沟盖普通地膜40 d左右，或烟株生长至团棵期，需要及时揭膜培土，而施用烟草专用氧化-生物双降解地膜的烟田省掉揭膜这一繁重工序。经测算，1 hm2烟田揭膜培土22.5工时，按70元/工时计算，施用烟草专用氧化-生物双降解地膜的烟田可以省掉人工费用1 575元/hm 真正达到减工降本的功效。四是具有生态环保“零污染”的特点。烟草专用氧化-生物双降解地膜具有完全降解性，不仅能保证光照部分发生光降解，而且埋土部分也可以通过生物降解和热降解的综合作用降解到不影响下季耕作的程度，并在相继的下个年度降解为“零污染”物质。

参考文献

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