全生物降解膜在烤烟种植中的适应性及其对微生物多样性的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.03.017

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (3): 90-94.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.03.017

全生物降解膜在烤烟种植中的适应性及其对微生物多样性的影响

谢世爽¹, 吴亮², 黄峰¹, 荣鑫³, 湛玉舟², 李旭娟²(), 许向彬⁴

^1.贵州省烟草公司遵义市公司播州分公司，贵州遵义 563100
^2.西南科技大学资源环境学院，四川绵阳 621010
^3.重庆交通大学材料科学与工程学院，重庆 400074
^4.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400074

收稿日期:2024-05-10 出版日期:2025-03-26 发布日期:2025-03-24
通讯作者: 李旭娟，女，讲师，主要研究方向为生物降解膜低成本和功能化，lixujuan2000@163.com
E-mail:lixujuan2000@163.com
基金资助:
重庆英才计划项目(CQYC20210304123);四川省大学生创新训练项目(S202310619095)

Adaptability of fully biodegradable film in tobacco cultivation and its effect on microorganism diversity in soil

XIE Shishuang¹, WU Liang², HUANG Feng¹, ZHAN Yuzhou³, RONG Xin², LI Xujuan²(), XU Xiangbin⁴

^1.Bozhou Branch of Guizhou Provincial Tobacco Company Zunyi，Zunyi 563100，China
^2.School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China
^3.School of Materials Science and Engineering，Chongqing Jiaotong University，Chongqing 400074，China
^4.CCTEG Chongqing Engineering（Group） Co，Ltd，Chongqing 400074，China

Received:2024-05-10 Online:2025-03-26 Published:2025-03-24
Contact: LI Xujuan E-mail:lixujuan2000@163.com

摘要/Abstract

摘要：

通过田间铺膜试验和实验室分析，如傅里叶变换红外光谱（FTIR），扫描电子显微镜（SEM），以及16SrDNA高通量测序，研究了全生物降解膜在贵州典型气候下的降解周期，降解过程对烟草生育期及土壤微生物菌落的影响。结果表明，全生物降解膜在贵州典型气候下烤烟中的使用周期为80天，具有良好的降解性能和保温保湿效果。生物降解膜降解后增加了土壤微生物群落及其丰度，在门水平上，为变形菌（Proteobacteria）、芽单胞菌（Gemmatimonadota）、放线菌（Actinobacteria）、绿弯菌（Chloroflexi）、酸杆菌（Acidobacteria）、拟杆菌（Bacteroidetes）、疣微菌（Verrucomicrobiota）和厚壁菌（Firmicutes），在属水平上，增加了链霉菌属、溶杆菌属、硝化螺菌属、黄色土源菌等有益菌的种类和数量，这将有助于土壤碳固存，及氮、碳、磷素的循环。

关键词: 生物降解膜, 烟草, 降解性能, 保温保湿, 土壤微生物

Abstract:

The adaptability of fully biodegradable film in tobacco cultivation was investigated by field experiments and laboratory analysis， including Fourier⁃transform infrared spectroscopy， scanning electron microscopy， and 16SrDNA high⁃throughput sequencing， and its effect on microorganism diversity in soil was studied. The results indicated that the fully biodegradable film exhibited good degradation performance， moisture retention， and heat preservation in tobacco cultivation in the Guizhou area. The degradation of the film improved the soil microbial communities and its abundance. The microbial communities included Proteobacteria， Gemmatimonadota， Actinobacteria， Chloroflexi， Acidobacteria， Bacteroidetes， Verrucomicrobiota， and Firmicutes at the phylum level， and Streptomyces， Lysobacter， Nitrospirillum， Flavisolibacter at the genus level. Moreover， the other beneficial bacteria also increased. This can facilitate the soil carbon sequestrants and the nitrogen， carbon， phosphorus cycling.

Key words: biodegradable film, tobacco, degradation performance, heat and moisture preservation, soil microorganism

中图分类号:

TQ321

谢世爽, 吴亮, 黄峰, 荣鑫, 湛玉舟, 李旭娟, 许向彬. 全生物降解膜在烤烟种植中的适应性及其对微生物多样性的影响[J]. 中国塑料, 2025, 39(3): 90-94.

XIE Shishuang, WU Liang, HUANG Feng, ZHAN Yuzhou, RONG Xin, LI Xujuan, XU Xiangbin. Adaptability of fully biodegradable film in tobacco cultivation and its effect on microorganism diversity in soil[J]. China Plastics, 2025, 39(3): 90-94.

图/表 10

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月份	大气温度/℃	大气湿度/%RH	总辐射/W·m^-2	紫外辐射/W·m^-2	土壤温度/℃	土壤湿度/%RH	日雨量/mm
5	18.9	70.8	187.5	9.6	21.7	45.7	0.7
6	19.6	75.1	159.3	4.6	32.8	35.9	1.9
7	23.7	72.2	210.8	3.4	33.8	33.8	4.6
8	24.1	74.5	250.5	2.5	31.8	26.5	2.7
9	20.9	65.6	184.2	1.2	28.9	23.6	0.6
10	14.7	78.9	115.9	0.4	20.3	28.1	0.8
11	10.9	85.8	98.8	0.2	18.7	27.0	0.04

月份	大气温度/℃	大气湿度/%RH	总辐射/W·m^-2	紫外辐射/W·m^-2	土壤温度/℃	土壤湿度/%RH	日雨量/mm
5	18.9	70.8	187.5	9.6	21.7	45.7	0.7
6	19.6	75.1	159.3	4.6	32.8	35.9	1.9
7	23.7	72.2	210.8	3.4	33.8	33.8	4.6
8	24.1	74.5	250.5	2.5	31.8	26.5	2.7
9	20.9	65.6	184.2	1.2	28.9	23.6	0.6
10	14.7	78.9	115.9	0.4	20.3	28.1	0.8
11	10.9	85.8	98.8	0.2	18.7	27.0	0.04

降解阶段	特征	时间（月/日）
诱导期	从覆膜到膜表面出现少量≤2 cm自然裂口的时间	5/22
始裂期	膜表面出现多处2~20 cm裂缝的时间	6/6
开裂期	膜表面出现>20cm裂缝碎裂的时间	8/25
碎裂期	残膜最大面积小于16 cm²的时间	9/15
无膜期	地面基本看不见残膜的时间	10/05

降解阶段	特征	时间（月/日）
诱导期	从覆膜到膜表面出现少量≤2 cm自然裂口的时间	5/22
始裂期	膜表面出现多处2~20 cm裂缝的时间	6/6
开裂期	膜表面出现>20cm裂缝碎裂的时间	8/25
碎裂期	残膜最大面积小于16 cm²的时间	9/15
无膜期	地面基本看不见残膜的时间	10/05

特征吸收峰	官能团运动
721 cm^-1	苯环（不变）
936 cm^-1	与苯环相连的—C—O—
1 016 cm^-1	苯环上的C—H弯曲振动
1 266、1 124、1 101 cm^-1	与苯环相连的C—O对称伸缩振动
1 507 cm^-1	苯环上的—C=C伸缩振动
1 594 cm^-1	苯环中的—C=C
1 705 cm^-1	—C=O伸缩振动
1 388、2 950 cm^-1	—CH₂—面内弯曲

全生物降解膜在烤烟种植中的适应性及其对微生物多样性的影响

Adaptability of fully biodegradable film in tobacco cultivation and its effect on microorganism diversity in soil

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处理	移栽期（月/日）	团棵期（月/日）	旺长期（月/日）	现蕾期（月/日）	封顶期（月/日）	初采期（月/日）	终采期（月/日）	生育天数/d
普通膜	4/23	5/26	6/2—6/28	7/8	7/28	8/12	9/20	138
生物降解膜	4/23	5/26	6/2—6/29	7/10	7/30	8/14	9/22	138

样品	Chao	Shannon	Pielou e	Observed species	Faith pd	Goods coverage
CK⁃1	1 931.36	9.060 79	0.830 82	1 918.6	105.067	0.999 097
CK⁃2	2 186.42	9.135 7	0.825 353	2 148.1	111.085	0.998 157
CK⁃3	2 339.4	9.174 04	0.822 387	2 280.9	122.692	0.997 565
BDF⁃1	2 610.46	9.636 57	0.849 145	2 607.7	139.834	0.999 373
BDF⁃2	2 932.78	9.718 9	0.845 247	2 892.9	147.151	0.997 347
BDF⁃3	3 143.57	9.748 38	0.841 067	3 083.8	169.673	0.996 589

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