不同厚度地膜一膜三年覆盖对土壤水热效应、玉米产量及地膜残留的影响

为探讨不同厚度地膜一膜三年覆盖对土壤水热效应、玉米产量及地膜残留的影响，分别设置厚度为0.008、0.010、0.012、0.015 mm的地膜一膜三年覆盖大田试验。结果表明:①厚度0.012、0.015 mm地膜覆盖三年仍有较好的增温保墒效果，生育期耗水量仅比一年一覆膜（CK）增加1.96%、1.14%，玉米播种至拔节期土壤温度分别降低0.74、0.71 ℃。②一膜三年覆盖不同程度影响了作物生长发育,降低了玉米产量及水分利用效率。0.008 mm地膜处理的产量、水分利用效率显著低于CK 13.24%、18.12%；但0.010、0.012、0.015 mm处理与CK相近，产量和水分利用效率的降幅分别为2.27%～4.09%、2.85%～8.36%。③一膜三年覆盖有效降低了投入成本，玉米产投比比CK分别显著提高13.73%、25.00%、26.47%、25.49%。④一膜三年覆盖显著降低了地膜残留量，比CK降低55.74%～61.42%；但厚度为0.008、0.010 mm地膜使用后易破碎、不易回收，使地膜残留系数分别高达35.60%、32.97%；地膜厚度为0.012、0.015 mm时，地膜残留系数可分别降低到21.99%、19.81%。研究认为，一膜三年覆盖中采用厚度大于0.012 mm地膜，可保证玉米产量，提高水资源利用效率及产投比，有效降低残膜污染。     

地膜中酞酸酯类化合物对土壤-玉米体系污染的试验研究

[目的]探讨地膜中酞酸酯类化合物对土壤-玉米体系的污染.[方法]通过盆栽试验,研究了玉米各生育时期不同地膜残留量处理中,土壤和植株中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基已基）酯（DEHP）含量的差异性.[结果]玉米不同发育阶段,高倍地膜残留量处理土壤和植株中DBP和DEHP含量高于低倍残留量处理.各处理土壤中DBP最低含量为0.063 mg/kg,最高含量为0.298 mg/kg;DEHP最低含量为0.251 mg/kg,最高含量为4.770 mg/kg.各处理植株体内DBP最低含量为0.123 mg/kg,最高含量为0.546 mg/kg;植株体内均未检测出DEHP.[结论]该研究为农业生产过程中酞酸酯类化合物污染的环境管理提供了理论依据.     

不同厚度地膜连续覆盖对玉米田土壤物理性状及地膜残留量的影响

为了探明不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,采用大田定位试验,连续4年对玉米田分别进行0.006 mm、0.008 mm(CK)、0.010 mm、0.012 mm厚地膜覆盖处理。结果表明:10~40 cm土层,随着地膜厚度的增加,土壤紧实度和土壤容重降低。0.010 mm、0.012 mm处理土壤容重比0.008 mm(CK)分别降低了1.25%、2.43%,而0.006 mm处理比CK提高0.76%。2玉米播种至大喇叭口期,0.006 mm、0.010 mm、0.012mm处理0~5 cm土层分别日均土壤温度比CK提高-0.90℃、0.23℃和0.40℃;5~10 cm比CK提高-0.50℃、0.19℃和0.28℃。且随玉米生育进程的推进,增温效应逐渐弱化。3在灌水第25 d,0~100 cm土层,0.006mm、0.008 mm、0.010 mm、0.012 mm处理土壤储水量分别为166.73 mm、170.42 mm、190.00 mm、195.97 mm,比灌水第5 d分别下降46.81%、45.75%、39.32%、37.62%。4在0~30 cm土层,残留地膜量浅层显著多于深层,面积小于4 cm2小块膜片数显著多于面积为4~25 cm2和≥25 cm2的中、大膜块。0.006 mm、0.008 mm、0.010mm、0.012 mm处理4年累计残膜量分别为79.03 kg/hm2、57.68 kg/hm2、50.32 kg/hm2、53.58 kg/hm2,0.006 mm处理残留量显著高于CK。综合分析连续覆盖不同厚度地膜对土壤物理性状及地膜残留量的影响,建议在农业生产中推广使用厚度0.008 mm以上的地膜。     

地膜厚度对作物产量与土壤环境的影响

农用地膜(以下简称地膜)已成为我国干旱、冷凉地区土壤增温、保墒和作物增产的重要措施。为摸清我国地膜厚度应用现状,研究地膜厚度对作物产量和土壤环境的影响,2011年,在全国范围内针对棉花、玉米、马铃薯、花生等主要覆膜作物分别布置172、99、30、58个调查点,采用问卷调查的方法对我国地膜厚度应用现状进行系统调查。根据调查结果,2011—2013年,在新疆、甘肃、内蒙古、山东4省分别针对以上4种作物,设置不同地膜厚度处理,系统分析了地膜厚度对土壤温度和含水量、作物产量、经济效益以及地膜残留强度等的影响。研究结果表明,我国主要覆膜作物现用地膜厚度较薄,96.7%的地膜厚度集中在0.004~0.008 mm之间。增加地膜厚度能够提高土壤温度和含水量,但对不同作物的产量影响不同;随着地膜厚度增加(0.004~0.012 mm),棉花和玉米产量不断增加,而马铃薯和花生产量先增加后减少;地膜厚度对作物经济效益有一定影响,但处理间无显著性差异(P0.05)。地膜厚度显著影响地膜残留强度(P0.05),除了马铃薯外,其余作物地膜残留强度和地膜厚度均呈显著负相关关系(P0.05)。综上所述,增加地膜厚度对于我国主要覆膜作物有一定的增产作用,但增产幅度有限,而在残膜回收的基础上增加地膜厚度能够显著降低地膜残留强度。为应对我国农田地膜残留问题,建议我国地膜厚度标准提高至0.010~0.012 mm较为适宜。     

PBAT全生物降解地膜在辽西半干旱区的降解及残留特性

为明确全生物降解地膜在辽西半干旱区农田中的降解特性,以普通地膜(CPF)为对照,设置2年田间试验,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR),测定PBAT全生物降解地膜(BPF)的降解及残留指标。结果表明:全生物降解地膜从玉米苗期(40 d左右)开始出现降解,拔节时地膜降解已进入破裂期,抽穗之后进入崩解期。随着覆盖年限的增加,地膜残留量也相应增加,普通地膜和全生物降解地膜表层残膜累积量分别增加165%和47%,残片总数分别增加80%和21%;2种地膜残留量均随土层加深而减少,但伴随覆膜年限增加,深层土壤中残膜占残膜总量比例呈增加趋势,其中,普通地膜比例由8.2%增至12.4%,全生物降解地膜由2.9%增至3.7%。通过2年覆盖,表层土壤中普通地膜和全生物降解地膜的残片数分别为277万和236万片/hm²,残膜质量分别为73.6和57.6 kg/hm²,与普通地膜相比,PBAT全生物降解地膜可实现自身降解,有效减少农田残留,以其替代普通地膜应用于辽西半干旱区玉米覆盖栽培具有可行性。     

中国地膜产品塑化剂特点及风险评价

为探讨中国地膜产品中塑化剂的含量与安全性,于2019年和2020年开展全国范围地膜抽检活动,在购入的294份地膜产品中随机抽取69份,依照《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》(GB 13735—2017)和《全生物降解农用地面覆盖薄膜》(GB 35795—2017)国家标准,对其厚度、颜色与力学性能进行了检测;并依照《食品安全国家标准食品接触材料及制品邻苯二甲酸酯的测定和迁移量的测定》(GB 31604.30—2016)标准测定了地膜样品中6种优先控制类邻苯二甲酸酯类塑化剂的初始含量,包括邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP);分析了地膜塑化剂含量与地膜材料、颜色、厚度及力学性能的关系,并对地膜塑化剂产生的土壤环境风险进行评估。结果显示:抽检的地膜产品中6种邻苯二甲酸酯(PAEs)塑化剂检出率为100%,其中聚乙烯地膜中6种邻苯二甲酸酯总量(Σ_6PAEs)平均值为13.4 mg·kg~(-1),包括DEHP和DBP两种类型;生物降解地膜中Σ_6PAEs平均含量为32.5 mg·kg~(-1),显著高于聚乙烯地膜,且除含有DEHP和DBP外还有少量DMP和DEP。当地膜中塑化剂全部释放至0～20 cm土层且不发生迁移和降解等情况时,地膜应用每年对土壤塑化剂的贡献为0.000 4～0.001 0 mg·kg~(-1),与土壤平均塑化剂(1.0 mg·kg~(-1))含量和土壤塑化剂风险阈值(10 mg·kg~(-1))相比,对农田土壤造成塑化剂污染的风险较小。研究表明,我国地膜产品中塑化剂含量基本处于安全范围,地膜应用对土壤塑化剂的贡献微乎其微。地膜塑化剂的含量与材料密切相关,与颜色、厚度和力学性能无关。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20～418.60 kg·hm^-2之间,平均值为131.11 kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块(P<0.05)。玉米种植区地膜残留量(132.77 kg·hm^-2)高于向日葵种植地区(127.88 kg·hm^-2)。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量(108.28 kg·hm^-2)低于不回收地块(145.03 kg·hm^-2)。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多(153.84 kg·hm     

邻苯二甲酸酯降解真菌的筛选及其降解特性和土壤修复作用

从多年地膜污染棉田土壤中分离纯化出邻苯二甲酸酯(PAEs)降解真菌,筛选分离出对PAEs降解效果良好的3株非致病真菌PAE1、PAE6、PAE8,经形态学特征及18S rDNA序列分析,分别鉴定为菌核生枝顶孢霉(Acremonium sclerotigenum)、辐毛鬼伞(Coprinellus radians)、耐盐枝孢菌(Cladosporium halotolerans).3株真菌在邻苯二甲酸二丁酯(DBP)起始质量分数为10 mg/kg时降解效率最高,PAE6降解率达68.4％.3株真菌均能降解多种PAEs,推测出其降解生物代谢路径为:PAE→单酯→PA→PCA→CO2+H2 O.将3株真菌接种到DBP及邻苯二甲酸二辛酯(DEHP)污染的土壤中,接菌后21 d,DBP及DEHP降解率分别为47.2％～70.6％、54.1％～73.4％,其中PAE6对DEHP的降解率最高,达73.4％.表明3株真菌对土壤中DBP及DEHP污染具有良好的修复作用.     

全生物可降解地膜在花生栽培上的应用及其降解性能

针对普通PE地膜在花生覆膜栽培中的环境污染问题,进行2种全生物可降解地膜与普通PE地膜的对比试验研究,重点监测土壤温度、水分及花生产量的差异,通过作物覆膜栽培试验、暴晒试验和填埋试验的立体化研究,评价地膜的应用效果和降解程度。结果表明:全生物可降解地膜与普通PE地膜的保温保水作用基本一致,不同降解地膜间无明显差异;地膜覆盖能够大幅度提高产量,全生物可降解地膜比普通PE地膜产量有所增加,同时全生物可降解地膜具有明显的降解效果,可有效减缓对土壤的污染残留。     

葡萄植株对土壤中邻苯二甲酸酯的吸收累积特征

选择邻苯二甲酸正二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）、邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP）作为目标污染物,通过盆栽试验研究了葡萄植株各器官及其内部主要物质对土壤中邻苯二甲酸酯（Phthalic Acid Esters, PAEs）的吸收累积特征。结果表明：葡萄植株各部位对DBP、DEHP和DIBP的累积量随土壤污染水平的提高而显著增大,在污染处理中,3种化合物在根系中的含量占比为84.91%～99.48%,显著高于在茎和果实中的（P<0.05）;在高污染处理下,葡萄植株中DEHP的含量分别是DBP和DIBP的7.9倍、11.5倍;根系对DBP、DEHP和DIBP的富集系数为0.012～0.163,远大于茎、果实的富集系数;根系蛋白质和糖类物质中DBP、DEHP和DIBP的含量随着土壤污染水平的升高而显著增大,且蛋白质中的DIBP含量显著高于DBP和DEHP,糖类物质中的DEHP含量显著高于DBP和DIBP。可见,葡萄植株中的DBP、DEHP和DIBP主要分布在根系中,根系对三者的富集能力较强,且高浓度PAEs对葡萄根系蛋白和糖的合成具有抑制作用。     

地膜厚度对马铃薯生长及农田水热条件和残膜污染的影响

为寻求阴山北麓农牧交错带马铃薯种植适宜的农用地膜厚度,揭示地膜厚度对马铃薯生长发育、土壤水热状况及地膜残留的影响规律,并评价其经济效益,选择当地主栽作物马铃薯为研究对象,在膜下滴灌栽培方式下通过设置4种地膜厚度（0.006、0.008、0.011 mm和0.012 mm）的田间试验,研究地膜厚度对马铃薯生长发育及地膜残留的影响。结果表明,增加地膜厚度对株高有促进作用,出苗率在0.008 mm处理最高。生育期土壤水热状况：增厚地膜可提升4周内0~20 cm土壤贮水量,随后作用相反,播后4周是土壤贮水量响应的拐点,并且在5周内可促进地表以下5 cm处的土壤积温。0.008 mm处理的产量、商品薯率和经济效益均最高。土壤残膜量随地膜厚度增加而增大,但回收难度随之降低,且加深翻耕深度加重了20~30 cm土层的残膜污染,需要通过加强残膜回收机具的研发利用来削减残膜系数,降低农田白色污染,提高土壤环境承载力。推荐阴山北麓农牧交错带马铃薯种植采用0.008 mm地膜配套适宜残膜回收机具以获得优良的经济效益与生态效益。     

全生物可降解地膜覆盖大蒜应用效果评价

为评价全生物可降解地膜覆盖大蒜的农田适用性及推广可行性,以裸地(CK₁)和2种PE地膜(CK2、CK3)作对照,研究0.006 mm(A)、0.008 mm(B)、0.01 mm(C)和0.01 mm(D)4种全生物可降解地膜的增温、保墒、降解等性能,及对秋播大蒜生长发育的影响。结果发现,参试4种全生物可降解地膜的诱导期长短顺序为D>C>B/A,功能期在210～140 d不等;地膜C和D能满足鲁南地区秋播大蒜对地膜功能期不低于180 d的要求。覆盖PE地膜处理的土壤含水量大于覆盖全生物可降解地膜的处理,且同种类型的地膜厚度越大保墒效果越好。土壤积温按照CK3、D、C、B、A、CK2、CK₁的顺序降低。与裸地处理相比,覆膜处理根系数量增加约30%,蒜头产量提高28.06%～34.69%,但覆膜处理间差异不显著。覆盖全生物可降解地膜的处理大蒜抽薹期比覆盖PE地膜晚2～3 d。以上结果表明,全生物可降解地膜的增温、保墒及对大蒜生长发育的促进作用与普通PE地膜相当,可以作为替代普通PE地膜解决蒜田地膜污染的有效措施。     

我国温室大棚邻苯二甲酸酯（PAEs）污染及综合控制技术研究进展

文章综述了我国温室大棚邻苯二甲酸酯(PAEs)的主要来源,包括农膜、化肥农药和污水灌溉等;收集了珠三角、长三角、环渤海和东北地区温室大棚种植系统中土壤和蔬菜PAEs污染调查研究的数据,并与露天种植系统中PAEs含量进行对比统计分析;评价了不同地区的不同年龄人群对蔬菜PAEs的日摄入量和健康风险;总结了温室大棚PAEs污染控制技术,为控制温室大棚蔬菜PAEs污染提供了科学依据。     

Better tillage selection before ridge—furrow film mulch can facilitate root proliferation,and increase nitrogen accumulation,translocation and grain yield of maize in a semiarid area

Plastic film mulch systems are used widely in arid areas, and the associated tillage measures affect soil properties, root and crop growth, and nutrient uptake. However, much debate surrounds the most suitable tillage method for plastic film mulch systems. We conducted a two-year field experiment to explore the impact of three tillage treatments - rotary tillage before ridge–furrow plastic film mulch (MR), no-tillage before ridge–furrow plastic film mulch (MZ), and plow tillage before ridge–furrow plastic film mulch (MP) - on soil total nitrogen, available nitrogen, root stratification structure, nitrogen transfer and utilization, and maize yield. The results showed that MP had better soil quality than either MR or MZ over 2019 and 2020, with higher nitrate-nitrogen and total nitrogen in the 0–40 cm soil layer. MP improved the soil physicochemical properties more than the other treatments, producing significantly higher root numbers and root biomass for the aerial and underground nodal roots than MR and MZ. At harvest, MP had the highest root biomass density, root length density, and root surface area density in the different soil layers (0–20, 20–40, and 0–40 cm). Significant correlations occurred between root biomass and aboveground nitrogen accumulation during maize growth. During grain filling, MP had the greatest nitrogen transfer amount, significantly increasing root and aboveground nitrogen transfer by 19.63–45.82% and 11.15–24.56%, respectively, relative to the other treatments. MP significantly produced 1.36–26.73% higher grain yields and a higher grain crude protein content at harvest than MR and MZ. MP also had higher values for the nitrogen harvest index, nitrogen uptake efficiency, and partial factor productivity of nitrogen fertilizer than MR and MZ. In conclusion, plow tillage combined with a ridge–furrow plastic film mulch system facilitated maize root development and improved nitrogen utilization, thereby increasing maize yield more than the other treatments.     

不同地膜与覆盖方式土壤水温与作物增产效应

通过大田试验研究了不同地膜(宽幅普通地膜、窄幅普通地膜、宽幅微孔地膜与窄幅微孔地膜)与不同覆盖方式(平铺覆盖和起垄覆盖)下土壤水分和温度的动态变化规律以及对玉米生长发育、产量和水分利用效率的影响。结果表明,不同地膜与覆盖方式都具有明显的增温保水作用,且增温作用强于保水作用,增温作用主要表现在玉米生育前期,显著促进了玉米前期生长,为后期生殖生长奠定了良好的基础。玉米产量均显著高于CK,增产原因主要是显著增加了玉米百粒重,水分利用效率也显著高于CK。在试验区低温干旱并存的气候条件下,宽幅普通地膜平铺覆盖是一种简单、低成本、高效的覆盖栽培方式,能有效提高水分利用率,增加表层土壤温度,显著提高玉米产量,实现最大的经济效益。     

大旱之年小麦地膜覆盖增产效果的研究

田间试验和调查结果表明,旱地小麦全生育期地膜覆盖栽培以其突出的聚水、保墒性能,明显改善了麦田的水分条件,促进了小麦个体生长发育,小麦单位面积穗数、穗粒数和千粒重明显增加,并使旱地小麦的增产、增收效果明显好于露地播种小麦。地膜覆盖栽培技术是旱地小麦实现高产稳产的一项突破性技术措施,是解决我国干旱半干旱地区小麦生长期缺水问题的关键性措施之一。     

不同覆盖条件下甘蔗土壤微生物区系研究

对不同覆盖条件下甘蔗试验地土壤微生物区系研究的结果表明,不同覆盖条件为微生物提供了特殊的土壤生态环境,使土壤理化性状发生了一定变化．在甘蔗生育期,蔗叶覆盖和地膜覆盖比不覆盖土壤中好气性细菌、真菌和放线菌数量以及微生物总数有明显增加;氮素生理群中的氨化细菌和硝化细菌都有明显增加,好气性自生固氮菌数量变化不明显,厌气性细菌数量明显减少．在所有覆盖条件下,蔗叶覆盖的效果较好．     

不同垄作覆盖栽培对土壤理化性状耗水特性和玉米产量的影响

在麦-肥-玉种植模式下,通过改变土壤微地形和覆盖种植,设置了不同垄作方式,覆盖地膜和小麦秸秆处理。研究表明:垄作和覆盖栽培处理的产量比平作露地栽培的高,增产幅度和垄作、覆盖的方式有关,以绿肥垄作覆盖地膜的产量最高,绿肥垄作覆盖秸秆的产量次之。增产幅度为587.15~1322.15 kg/hm2,增产14.2%~58.1%。在玉米栽培时垄作和覆盖能明显提高土壤水分含量。垄作和垄作覆盖处理的土壤容重比平作减少0.05~0.08 g/m3,孔隙度增加2%~4%,土壤全氮、有机质略有下降,碱解氮、速效磷、速效钾有所上升,以覆盖垄作地膜处理的变化较大,在垄作覆盖下,作物产量明显增加,耗水量减少,水分利用率提高。