不同降解速度的地膜對(duì)烤煙NC55產(chǎn)量的影響

王大海，管培峰，高凱，尹子杰，王毅，張成雙，王克榮，王瑞祥，王剛，管恩森

(山東濰坊煙草有限公司，山東 濰坊 261205)

隨著現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)的發(fā)展，烤煙地膜覆蓋栽培技術(shù)在煙葉生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，烤煙地膜覆蓋可起到保溫、保墑[1]、提高肥料利用率[2]、減輕雜草和病蟲為害等作用[3-4]，同時(shí)可促進(jìn)煙株生長(zhǎng)發(fā)育，提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量[5-6]。然而，目前生產(chǎn)上普遍使用的地膜在土壤中不易分解，難于回收利用，給農(nóng)田生態(tài)環(huán)境造成的污染日趨嚴(yán)重，且農(nóng)田中殘膜破壞土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，造成土壤板結(jié)、通透性變差、根系發(fā)育受阻，導(dǎo)致作物減產(chǎn)[7]。同時(shí)，揭膜操作增加了煙農(nóng)勞動(dòng)力成本。山東省是全國(guó)優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)區(qū)，地膜覆蓋技術(shù)在山東煙葉種植中得到全面普及，同時(shí)也面臨著由地膜覆蓋帶來的“白色污染”和揭膜增加用工成本的問題。為此，近年來，山東煙區(qū)開始大力推廣氧化-生物雙降解煙草專用生態(tài)地膜。為進(jìn)一步明確不同降解速度地膜對(duì)烤煙的影響，于2017年在濰坊諸城開展田間小區(qū)對(duì)比試驗(yàn)，以期為確定適宜煙草生長(zhǎng)的地膜提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

在山東省濰坊煙葉生產(chǎn)技術(shù)中心諸城實(shí)驗(yàn)站試驗(yàn)田進(jìn)行試驗(yàn)。供試土壤為壤質(zhì)褐土，排灌方便，地勢(shì)平坦，前茬作物為烤煙。土壤基本理化性狀：pH值6.8，有機(jī)質(zhì)11.2 g·kg-1，堿解氮46.8 mg·kg-1，有效磷13.6 mg·kg-1，速效鉀138.62 mg·kg-1。

供試地膜為煙草專用氧化-生物雙降解生態(tài)地膜和普通地膜(聚乙烯薄膜)，均由山東天壯環(huán)保科技有限公司提供。雙降解地膜規(guī)格為900 mm×0.006 mm，對(duì)照普通膜規(guī)格與雙降解地膜相同。

供試煙草品種為NC55。

1.2 處理設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)共設(shè)計(jì)5個(gè)處理，以生產(chǎn)上常規(guī)地膜作為對(duì)照：處理1(J1)：快速降解煙草專用氧化-生物雙降解生態(tài)地膜；處理2(J2)：中速降解煙草專用氧化-生物雙降解生態(tài)地膜；處理3(J3)：慢速降解煙草專用氧化-生物雙降解生態(tài)地膜；處理4(CK2)：普通膜適時(shí)揭膜；處理5(CK1)：普通膜不揭膜。

每處理設(shè)置3次重復(fù)。煙葉移栽行、株距為120 cm×50 cm，四周留保護(hù)行和走道(100 cm)，每個(gè)處理為一個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積72 m2(長(zhǎng)15 m，種植4行煙草)。地膜鋪設(shè)采用人工鋪膜的方式，其他栽培和管理措施按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)執(zhí)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 地膜降解情況觀測(cè)

階段A，誘導(dǎo)期，從覆地膜到畦面地膜出現(xiàn)多處(每延長(zhǎng)米3處以上)≤2 cm自然裂縫或孔洞(直徑)的時(shí)間；階段B，開裂期，畦面地膜表面出現(xiàn)2～20 cm自然裂縫或孔洞(直徑)的時(shí)間；階段C，大裂期，畦面膜出現(xiàn)≥20 cm自然裂縫的時(shí)間；階段D，碎裂期，地膜柔韌性盡失，畦面地膜出現(xiàn)碎裂，可收集的最大地膜殘片面積≤16 cm2的時(shí)間；階段E，無膜期，畦面見不到地膜殘片存在的時(shí)間。

1.3.2 主要農(nóng)藝性狀、經(jīng)濟(jì)性狀

根據(jù)YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查方法》測(cè)定各處理大田煙株主要農(nóng)藝性狀。根據(jù)GB 2635—1992《烤煙》標(biāo)準(zhǔn)要求，分級(jí)后統(tǒng)計(jì)各處理煙葉產(chǎn)量、均價(jià)、產(chǎn)值、上中等煙比例[8-9]。

1.3.3 主要化學(xué)成分

各處理按X2F(下部葉)、C3F(中部葉)、B2F(上部葉)隨機(jī)選取5片，烘干粉碎混合均勻后，采用Foss NIRS DS 2500多功能近紅外分析儀測(cè)定總糖、還原糖、總煙堿、氯、鉀含量等。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和DPS 7.05軟件進(jìn)行整理、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜降解性能觀測(cè)

由表1可以看出，處理1覆膜23 d開始出現(xiàn)裂解，進(jìn)入誘導(dǎo)期，27 d進(jìn)入開裂期，32 d進(jìn)入大裂期，49 d進(jìn)入碎裂期，118 d地表進(jìn)入無膜期，但被土壤覆蓋的地膜還未完全降解；處理2覆膜28 d開始出現(xiàn)裂解，進(jìn)入誘導(dǎo)期，31 d進(jìn)入開裂期，37 d進(jìn)入大裂期，74 d進(jìn)入碎裂期，171 d進(jìn)入無膜期，但被土壤覆蓋的地膜還未完全降解；處理3覆膜31 d開始出現(xiàn)裂解，進(jìn)入誘導(dǎo)期，36 d進(jìn)入開裂期，43 d進(jìn)入大裂期，96 d進(jìn)入碎裂期，直至冬耕，處理3仍未進(jìn)入無膜期；處理4在51 d后揭膜；處理5覆膜40 d出現(xiàn)小部分自然裂縫。處理1和處理2后期在雨水沖刷下被土壤覆蓋的地膜露出地表，直至10月20日這部分地膜還未進(jìn)入無膜期，其余各處理亦是如此。

表1 各處理地膜的降解情況

2.2 不同處理對(duì)生育期的影響

由表2可以看出，處理1較其余處理進(jìn)入團(tuán)棵期的時(shí)間稍晚，其余各處理進(jìn)入團(tuán)棵期的時(shí)間一致。處理1最晚進(jìn)入現(xiàn)蕾期，其次為處理2，其他處理現(xiàn)蕾期基本一致。中心花開放期及打頂期均以處理1最晚，其次為處理2，其他處理基本一致。下部葉以處理4成熟最早，其次為處理1，其他處理基本一致。上中部葉各處理成熟時(shí)期一致，大田生育期均為117 d。

表2 不同處理的主要生育期

2.3 不同處理對(duì)農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，進(jìn)入團(tuán)棵期后，處理1和處理2生長(zhǎng)情況稍差，其中，處理1與處理4、處理5在株高、莖圍方面的差異達(dá)極顯著水平。葉數(shù)方面處理1與處理5有顯著差異，但與其余處理差異不顯著。節(jié)距以處理3最大，顯著大于處理1。最大葉長(zhǎng)方面，處理1和處理2顯著小于處理4和處理5。最大葉寬方面，處理1顯著小于處理3和處理5。

由表4可見，進(jìn)入平頂期后，僅處理1和處理2的株高顯著低于處理3和處理4，其他農(nóng)藝性狀在各處理間無顯著差異。

2.4 不同處理對(duì)烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值的影響

由表5可知，處理5產(chǎn)量最高，處理1產(chǎn)量最低，兩者差異顯著，其余各處理間產(chǎn)量差異不顯著。均價(jià)以處理2二最高，處理5最低，且處理2和處理4的均價(jià)顯著高于處理1和處理5。產(chǎn)值以處理4最高，處理2次之，兩者間無顯著差異，且均顯著高于產(chǎn)值最低的處理1。上等煙比例以處理2和處理4較高，處理5和處理1較低，且前兩者與后兩者差異顯著。上中等煙比例同樣以處理2和處理4較高，處理5和處理1較低，且前兩者與后兩者差異極顯著。

表3 不同處理團(tuán)棵期的農(nóng)藝性狀

注：同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母或大寫字母的分別表示差異顯著(P<0.05)或極顯著(P<0.01)。表4～5同。

表4 不同處理平頂期的農(nóng)藝性狀

注：株高、葉數(shù)、莖圍和節(jié)距在打頂后7 d內(nèi)完成。葉長(zhǎng)和葉寬在腰葉進(jìn)入成熟期時(shí)測(cè)量。

表5 不同處理的經(jīng)濟(jì)性狀調(diào)查

2.5 不同處理對(duì)煙葉烤后化學(xué)成分的影響

參照有關(guān)文獻(xiàn)，優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉的主要化學(xué)成分指標(biāo)為還原糖16%～22%，總糖18%～24%，煙堿1.5%～3.5%(下部葉1.5%～2.0%，中部葉2.0%～2.8%，上部葉2.8%～3.5%)，氧化鉀≥1.5%，氯離子0.3%～0.8%，鉀氯比4～10，糖堿比8～12，兩糖差2%左右[10]。

由表6可以看出，處理4和處理5的總糖含量較高，而處理1～3的總糖含量較低。還原糖含量以處理1～3較適宜，而處理4～5偏高。總煙堿含量以處理2～3較適宜，其余處理偏低。各處理的鉀含量普遍偏低，氯離子含量以處理1和處理2含量較低，處理3和處理5含量較高。鉀氯比以處理2最好，處理5最差。各處理的糖堿比普遍偏高，以處理2相對(duì)較好。

表6 不同處理對(duì)中部煙葉(C3F)化學(xué)成分的影響

3 小結(jié)與討論

3.1 不同降解速度地膜的降解情況分析

在地膜覆蓋前期，由于煙株處于還苗期，未對(duì)地膜形成遮陰，地膜受到陽光直射，導(dǎo)致前期地膜降解速度較快；7月份，煙株進(jìn)入現(xiàn)蕾期，葉片對(duì)地膜形成遮陰效果，陽光不能直接接觸到地膜，導(dǎo)致地膜降解速度明顯減慢，不能有效起到揭膜產(chǎn)生的效果，特別是處理3，由于現(xiàn)蕾期之前地膜沒有進(jìn)入碎裂期，在煙株形成有效遮陰后，降解速度明顯減弱。

對(duì)比各地膜出現(xiàn)裂解的時(shí)間及裂解情況，發(fā)現(xiàn)各處理地膜隨著光照強(qiáng)度和溫度的增加，誘導(dǎo)期、開裂期和大裂期3個(gè)階段的時(shí)間變短。一般地，煙草地膜覆蓋栽培要求進(jìn)行適時(shí)揭膜，通常在煙草生育中期(旺長(zhǎng)期)進(jìn)行，以露地栽培平均土溫(10 cm)超過30 ℃或在移栽后45～60 d進(jìn)行揭膜培土較適宜[11]。對(duì)比各試驗(yàn)處理，處理1降解時(shí)間稍早，大面積降解時(shí)煙草還未進(jìn)入團(tuán)棵期，不利于土壤水分保持，易出現(xiàn)干旱問題，處理2和處理3降解速度較接近煙草生育期。雖然處理3在保水性上要優(yōu)于處理1和處理2，但在煙株進(jìn)入旺長(zhǎng)期后會(huì)對(duì)地膜產(chǎn)生遮陰，由于地膜不能接觸足夠光照導(dǎo)致降解速度明顯減慢，不能有效起到揭膜的效果。處理2在煙株進(jìn)入旺長(zhǎng)期時(shí)地膜已進(jìn)入大裂期，可有效起到揭膜產(chǎn)生的效果。

3.2 不同處理對(duì)煙株生長(zhǎng)及產(chǎn)量情況的影響

從各處理農(nóng)藝性狀上看，處理1和處理2株高較低，且在團(tuán)棵期時(shí)最大葉長(zhǎng)、最大葉寬也較其余處理低，這與地膜降解較早，導(dǎo)致前期保水性差、水分供應(yīng)不足有關(guān)。在煙株平頂期時(shí)，進(jìn)入汛期，雨水增多，處理1和處理2的最大葉長(zhǎng)和最大葉寬大于其他處理，這可能與后期雨水充足、煙株出現(xiàn)補(bǔ)償性生長(zhǎng)有關(guān)[12]。

處理1產(chǎn)量最低，這可能是由于降解膜降解速度過快，部分煙株出現(xiàn)早花，從而影響了小區(qū)的總體產(chǎn)量。據(jù)此認(rèn)為，該地膜降解速度不適宜于煙葉生產(chǎn)。各處理產(chǎn)值情況以處理4最高，處理2次之，且兩者間無顯著差異。故初步認(rèn)為，處理2地膜降解速度可起到揭膜培土的作用，具有較高的試驗(yàn)推廣價(jià)值。

3.3 不同處理對(duì)烤煙品質(zhì)的影響

煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性是煙葉內(nèi)在品質(zhì)的基礎(chǔ)。研究表明，烤煙覆膜栽培對(duì)于提高煙葉品質(zhì)具有較好的作用，同時(shí)對(duì)于養(yǎng)分吸收也具有一定的調(diào)節(jié)作用[13]。從烤后煙葉化學(xué)成分測(cè)定結(jié)果看，處理2各化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性總體好于其他處理。另外，氯含量以處理5最高、處理1最低，推測(cè)適時(shí)揭膜、通過雨水的淋溶作用可有效降低煙葉中氯離子含量，這與孫梅霞等[14]研究一致。

總體來看，30 d左右開始降解的地膜較適合煙草生長(zhǎng)，該降解速度在團(tuán)棵期前對(duì)煙株生長(zhǎng)影響較小，后期地膜進(jìn)入碎裂期時(shí)又可起到揭膜的作用，促進(jìn)煙株地上部生物量和養(yǎng)分的積累，同時(shí)可提升烤后煙葉化學(xué)成分的協(xié)調(diào)性，較適合在煙草生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。