可降解地膜在烤烟栽培中对农田环境和作物产量的影响

施丽梅，禹 莉，李红云，陶春红，施全勇，王秀珍

（1.玉溪市农业环境保护和农村能源工作站，云南 红塔区 653100；2.峨山县农村综合服务中心，云南 峨山 653200；3. 玉溪市农业技术推广站，云南 红塔区 653100；4. 峨山县农业综合服务中心，云南 峨山 653200；5. 峨山县岔河乡农业农村服务中心，云南 峨山 653200；6. 玉溪市农村社会事业发展中心，云南 红塔区 653100）

地膜是中国烟草栽培必要的生产资料[1]，主要起到增温保湿、去除杂草、提高成活率和生长效率等作用。近年玉溪市烤烟栽培面积年均在4.67 万hm2左右，全部使用地膜覆盖栽培，全年地膜用量达到2800 t。大量地膜残留在土壤中，使得作物产量受到严重影响。已有研究表明，作物产量随残膜数量的增加而降低，并且存在显著降低农作物产量的塑料残膜临界值[2]。塑料地膜覆盖栽培技术自1978 年从日本引入中国，随后广泛应用于烤烟栽培管理中[3]。为实现稳产增质，植烟区大规模实行覆膜栽培，很多地区为全程覆膜。针对普通地膜给烤烟生产带来的生态环境破坏和对农作物生产的影响，2021 年开展了不同类型的可降解地膜烤烟栽培对比试验，探索可降解地膜在烤烟栽培中的实际运用状况，为今后推广可降解地膜做好技术贮备。

1 材料与方法

1.1 试验条件

试验点选择在云南省玉溪市峨山县双江街道办事处富泉村委会金牛村民小组，地处东经102°19′52″，北纬 24°7′17″，海拔 1620 m，常年平均气温 17.2 ℃，极端最高气温32.6 ℃，极端最低气温-1.1 ℃。年日照时数2408.2 h。年平均降水量693.7 mm，年平均相对湿度72%，无霜期314 d，主导风向西南风。试验地前作玉米，耕作层厚度30 cm，土壤类型红壤，质地为砂壤。供试作物烤烟，采取单垄烟种植。

1.2 试验设计

2021 年，按照《农业部可降解地膜评价技术规范》要求，试验设 8.7 μm、6.7 μm、9.3 μm、8.54 μm 的 4种不同厚度全生物可降解地膜（F1、F2、F3、F4）,4.8 μm、4.1 μm 的2 种不同厚度热氧化生物双降解地膜（F5、F6），1 种普通地膜（F7）和裸地[F8（CK）]共 8个处理，供试面积0.24 hm2。试验地于4 月13 日整地、起垄、施底肥，垄宽1.1 m，1 个处理2 垄，施底肥农家肥6750 kg·hm-2、烤烟专用复合肥 900 kg·hm-2，4 月 16日覆膜，4 月17 日移栽烤烟，烤烟品种为K326，试验区每垄种植38 株烟草，共计种植烤烟912株。

设置8 个处理同比试验3 组，采取随机排列方式。每个小区面积100 m2，每处理累计面积300 m2。

表1 试验地膜物理特性

1.3 测定指标

1.3.1 温度

用HOBO Water Temp Pro v2 型温度数据采集器，每个处理1 台。

1.3.2 湿度

每15 d 使用便捷式土壤湿度记录仪进行土壤湿度测定。

1.3.3 降解状态

观察是否出现裂纹、裂缝及破碎程度，同时记录裂纹、裂缝的数量以及破碎的块数。

1.4 数据统计与分析

1.4.1 温度

从 2021 年 5 月 1 日至 9 月 29 日，每 2 h 测定 1个数据，分析烤烟生长期每种地膜的土壤温度走势。

1.4.2 湿度

从 2021 年 5 月 1 日至 9 月 29 日，每 15 d 对各处理的耕种层（30 cm）进行湿度测定，分析烤烟生长期每种地膜对土壤湿度的影响。

1.4.3 降解状态

每个处理设置4 个固定观测点，观测点面积 0.5 m×0.5 m=0.25 m2，试验区共设置了96 个固定观察点。从覆膜开始，每隔 7 d 观察膜表面的变化1 次，通过定期观测，记录地膜颜色、形态以及表面情况，同时用数码相机拍照。

1.4.4 烤烟农艺性状

烤烟成熟时，每个处理采取5 点取样法，每点随机选择10 株，共计50 株，分别测量株高、径围、叶片数和上中下不同部位叶片分布，考查每种地膜对烤烟农艺性状的影响。

1.4.5 产量与产值

烤烟成熟时，分别称量各处理产量，交售时记录各处理烟叶分级数量和产值。

2 结果与分析

2.1 不同类型地膜土壤湿度（水分）比较

对试验区每个处理的耕种层（30 cm）进行湿度测定。由图1 可见，在7 月前大部分参试可降解膜土壤水分和普通地膜相差不大，均高于裸地；7 月后该地区雨水逐渐增加，土壤含水量逐渐加大，参试可降解膜和普通地膜与裸地比较，未表现出明显优势。

图1 各处理土壤湿度比较

2.2 不同类型地膜土壤温度比较

由于云南高原早晚温差比较大，土壤温度又是烤烟栽培生长期（移栽后65 d）的一项重要指标，地膜覆盖主要目的之一是保持土壤温度。从2021 年5 月1日至9 月29 日每个处理产生1830 个数据。烤烟生长期每种地膜的土壤温度走势由图2 可见，F1、F2、F4、F7 夜间和上午温差不大，保温效果比较好，F3、F5、F6 夜间和上午温差较大，保温效果不明显。

图2 不同类型地膜处理土壤温度走势

2.3 不同类型地膜降解状况比较

从2021 年4 月18 日烤烟移栽和覆膜，截止到2021 年11 月30 日，共计对地膜降解情况进行了31次观测记录，降解情况照片3627 张。由图3 可见，F1、F2、F4 处理覆膜后 35～45 d 进入诱导期，46～65 d 进入开裂期，78～90 d 进入大裂期，101 d 后大范围开裂，每垄地地膜覆盖率在60%左右，136 d 进入碎裂期，160 d 后大规模出现破碎，每垄地地膜覆盖率在35%左右，之后基本无变化；F3 在覆膜后由于暴晒的原因，在移栽后14 d，出现严重的收缩情况，每垄地地膜覆盖率在60%左右，移栽后49 d 后就没有降解迹象出现，每垄地地膜覆盖率在50%左右；F5、F6 由于不适应云南早晚温差大、暴风、大雨和暴晒的气候条件，覆膜7 d 后出现过早降解。

图3 可降解地膜处理降解情况比较

2.4 烤烟农艺性状比较

不同类型地膜处理的烤烟成熟时的植株农艺性状显示，F1、F2、F3、F4 与普通地膜 F7 相比，烤烟在株高、茎围、叶片数和上中下不同部位叶片分布相当，处于同一水平，株高均在120 cm 左右，茎围10～11 cm，叶片数 22 片左右，单叶片面积 1200 cm2；F5、F6 与裸地种植的烤烟在株高、茎围、叶片数和上中下不同部位叶片分布相当，处于同一水平，株高均在 95 cm 左右，茎围10～11 cm，叶片数20 片左右，单叶片面积1200 cm2左右；参试的7 种地膜在烤烟成熟期基本达到山地烟的形态标准，F5、F6、F8（CK）分别出现烟株少量死亡（表2）。

表2 不同处理烤烟农艺性状比较

2.5 产量与产值分析

由表3 可见，F4、F7 烟叶产量和产值最高，产量达2250 kg·hm-2（干重），产值达6.75 万元·hm-2；其次是F1、F2，产量达2100 kg·hm-2（干重），产值达6.3 万元·hm-2，与当地以往烤烟栽培的产量和产值基本持平。同时，试验结果还显示 F1、F2、F4、F7 覆盖处理中上等烟比例都高于 75%。F5、F6 由于降解过早，烟叶生长发育受到明显影响，产量下降严重，F3 产量与当地以往烤烟栽培基本持平，但是质量明显偏低。综合排序为 F4＞F1＞F2＞F3＞F5＞F6。

表3 不同处理烤烟产量和产值

3 讨论

（1）4 种参试规格全生物可降解地膜和普通地膜对烟株农艺性状和产量影响差异不大，4.1 μm 热氧化生物双降解地膜最差。

（2）4 种全生物可降解地膜的保温作用与普通地膜相同，且在低温时（夜间）的保温性略高于普通塑料地膜，对烤烟栽培产量、产值和普通地膜相差不大，增温保湿和除草效果也能达到要求。

（3）参试可降解地膜较之普通地膜均有不同程度的降解，8.7、8.5、6.7 μm 全生物可降解地膜破碎期长达203 d，降解程度好，对减少传统地膜对环境的危害、降低残膜回收等劳动力成本有着积极的作用，可作为地膜覆盖技术的一项重要补充。建议生产厂家进一步优化配方，生产出与区域特点相适宜的、降解速率可控的合格产品。

4 结论

综合考虑参试可降解地膜的降解程度、增温保湿效果及烤烟产量质量，8.7 μm、8.5 μm 和 6.7 μm 全生物可降解地膜最好，可在烤烟栽培生产中进行示范推广。本试验没有对降解地膜进行详细的成本核算及残膜调查，建议进行连续多年试验，核算成本，并进行残膜回收试验，进一步摸清可降解地膜在云南的适用性。