华北典型农区棉田土壤中地膜残留特点研究

以华北典型农区一河北省邯郸市作为研究对象,对不同覆膜年限棉田地膜残留状况进行了分析研究.力求揭示棉田土壤中残膜数量、形态的时空变化特点.结果显示,邯郸地区棉田地膜平均残留量在59.1～103.4kg·hm-2之间.土壤中残膜含量与覆膜年限有关,覆膜年限越久,残留量越高.连续覆膜2 a、5 a和10a的棉田中地膜残留量分别为59.1、75.3和103.4kg·hm-2,且土壤中的残膜数量分别为393万片·hm-2、544万片·hm-2和965万片·hm-2.残留地膜主要集中在表层土壤中,3个土层(0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm)中的残膜数量依次约占总量的75%、20%和5%.研究结果还显示覆膜时间越长.深层土壤残膜量越高.小块膜明显多于大块膜,3种不同面积大小(<4 cm2、4～25 cm2、25 cm2)的残膜片数分别约占总量的65%、30%和5%.     

新疆绿洲长期连作棉田土壤氮储量及其垂直分布特征

通过长期定位试验,设置了不同连作年限(1、5、10、15、20、25、30年)和3个土层深度(0～20、20～40 cm和40～60 cm),研究了新疆绿洲长期连作棉田土壤氮储量的动态变化及其垂直分布特征。结果表明,新疆绿洲棉花长期连作过程中,土壤全氮储量均呈增加趋势,但是在不同的年限,增加的程度不同;棉花短期连作(5年和10年) 0～60 cm土壤全氮储量是一个明显的渐增过程,随后是一个缓慢增长的积累过程。从增长速率来看,0～60 cm土壤氮储量的增长速率表现为先下降后上升,最后趋于稳定的变化趋势。土壤容重与土壤全氮含量呈极显著的负相关关系。从不同土层深度来看,各年限的土壤全氮储量随深度增加均有降低的趋势,表层土壤(0～20 cm)全氮储量均大于深层土壤(20～40 cm和40～60 cm),并且随着连作年限的增加,0～60 cm剖面土壤全氮储量表聚性越来越明显。从不同连作年限来看,短期连作时期(5～10年)土壤全氮储量的增加体现在0～60 cm各个深度,而经过长期连作后(10～30年),土壤深层20～40 cm深度的氮储量会逐渐增加,但40～60 cm深度增加较缓慢。总之,新疆绿洲棉田土壤中的氮是“氮汇”,并且棉花连作增加了各土层的土壤氮储量,提高了新疆绿洲棉田的持续供氮能力。     

白色污染对棉花根系生长发育的影响

研究了土壤中地膜残留对土壤物理性状、棉花根系生长发育及产量的影响.结果表明,(1)土壤含水量和孔隙度随残留地膜的增加而减小,而土壤容重和比重随之增加.(2)在0～40 cm土壤中,残膜能够刺激棉花根系的生长,当残膜量为900 kg/hm2 以下时,棉花根表面积、根长密度和根重都大量增加;在40～100 cm土壤中,残膜阻碍根系生长,使根系生物量下降.(3)随着残膜数量增加,棉花干物质重和冠/根均随着残膜量的增加而减小,棉花地下部地上部生长不协调,产量降低.因此,一定数量的残膜刺激根系生长的现象是棉花植株的适应性反应,而残膜对棉花的生物学产量和经济学产量均有负面影响,残膜数量越大,减产作用越明显.     

秸秆还田对长期连作棉田土壤腐殖质组分含量的影响

【目的】以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析秸秆还田条件下长期连作棉田土壤腐殖质组分含量变化特征,为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。【方法】试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行。设秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30 a棉田连作小区,无秸秆还田模式下1、5、10和15 a连作小区,共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为“新陆早46号”,按“30+60+30”宽窄行距配置,种植密度为每公顷19.8万株/hm²。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m³·hm^-2,采用膜下滴灌。共施纯氮495 kg·hm^-2,30%基施,其余随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。【结果】秸秆还田可以显著提高3个土层土壤胡敏酸含量,随着连作年限增加, 胡敏酸含量逐渐升高,20-40 cm土层土壤胡敏酸积累幅度最大,连作30 a棉田土壤胡敏酸含量比连作5、10、15、20和25 a分别增加139.90%、86.68%、93.33%、58.60%和22.86%;秸秆还田长期连作棉田0-20、20-40和40-60 cm土层土壤富里酸含量随着连作年限的增加而保持稳定不变, 分别维持在（2.79±0.19）、（2.56±0.10）和（1.77±0.15）g·kg^-1的水平上,而且0-20 cm和20-40 cm土层富里酸含量明显大于40-60 cm土层。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田各个土层胡敏素含量,胡敏素含量0-20＞20-40＞40-60 cm土层。秸秆还田不同连作年限C_HA/C_FA值均大于1,PQ值均大于0.5,且随着年限增加而增大,连作5 a最小,连作30 a最大,0-20、20-40和40-60cm土层连作30年C_HA/C_FA比连作5 a分别增加120.04%、116.39%和112.91%,PQ值连作30 a比连作5 a分别增加37.15%、36.44%和36.81%。【结论】秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤胡敏酸和胡敏素的含量,增加富里酸含量并使之处于稳定水平上,还能够显著地提高 C_HA/C_FA和PQ值,使土壤腐殖质品质朝好的方向转化。     

新源县制种玉米田地膜残留特征研究

地膜残留对农田土壤安全和作物产量具有极大的威胁,掌握农田地膜残留特征可为采取高效治理措施提供重要依据。本文以新源县制种玉米田为研究对象,并选取覆膜0～5年、6～10年、11～15年和16～20年的地块进行地膜残留取样。结果表明:随着覆膜年限的增加,新源县制种玉米田残膜含量呈显著增加趋势,覆膜16～20年残膜量最大,可达83 kg/hm~2。对比各土层残膜占比,上层(0～10 cm)土层一直最高,中层(11～20 cm)土层次之,下层(21～30 cm)土层最低。     

山东省花生种植区耕层土壤残膜赋存特征

通过对山东省花生典型种植区耕层土壤地膜残留量分布特征及影响因素的调查研究,准确评估花生种植农田系统地膜残留污染现状,为该地区农田地膜污染防控措施的提出提供科学依据。选择覆膜年限为1～15 a的18个农田为研究对象,调查土壤质地、地膜使用情况等指标,同时分析不同耕层土壤中地膜残留量和残片数量。结果表明,覆膜1～15 a的4个典型花生种植区耕层(0～30 cm)土壤残膜量在2.48～46.01 kg·hm~(-2),不同区域间差异不明显,均低于我国农田残留量限值。随着覆膜年限的增加,耕层土壤中残膜的含量和数量均呈逐年上升趋势。残膜含量和残片数量随土壤深度增加而逐渐降低,分布在0～10 cm土层内的残膜显著高于10～20 cm和20～30 cm土层,随着覆膜年限增加,残膜呈现向深层土壤下移的趋势。25、4～25 cm~2和4 cm~2残片数均随土壤深度的增加而降低。随覆膜年限增加,耕层(0～30 cm)土壤中小面积残膜数量和比例不断提高,且在20～30 cm深层土壤4 cm~2的小残片呈明显增多趋势,加大了长期覆膜农田的残膜回收难度,可能对耕层土壤环境造成长期影响。因此,采取适当措施增加地膜回收,以减少该地区地膜污染,对保护该地区花生产地健康有积极作用。     

河三角洲地区棉田地膜残留特征研究

为准确掌握黄河三角洲地区棉田土壤残膜的分布特征、科学制定棉田地膜污染防治对策,在黄河三角洲棉花主产区东营市开展了棉田地膜调查与残留监测研究,选择5个典型棉田进行取样,测定土壤中的残膜数量、分布密度及残膜面积等.结果表明:20年以上棉田的土壤地膜残留量为18.84～53.53 kg/hm2,地块间差异较大.地膜残留密度22.5万块/hm2～34.0万块/hm2,残膜大小差异较大;25 cm2以上的残膜占残膜总块数的94.1％,100 cm2～500 cm2的残膜占一半以上,500 cm2以上的大片残膜约占21％.黄河三角洲棉区,土壤中地膜残留以”残块大、厚度薄、回收难”为主要特征,并具有向深土层迁移的可能,生态风险较高.     

捡拾方式对绿洲棉田地膜残留和棉花产量的影响

为研究不同捡拾方式对绿洲棉田地膜残留量和棉花产量的影响，2016—2018年开展田间定位试验，设不捡拾、部分捡拾和彻底捡拾地膜3个捡拾方式处理。结果表明：捡拾后0~30 cm土壤地膜残留量明显减少，彻底捡拾处理减少量多于部分捡拾处理，0~20 cm残膜量增减占总增减量的57.1%~80.0%，连续3 a棉花产量高低依次是彻底捡拾、部分捡拾、不捡拾处理。研究表明，土壤地膜残留量存在“危害阈值”，超过阈值后棉花产量迅速大幅降低。每年进行多次残膜回收并持续若干年，能遏制棉田地膜残留或根除土壤残留地膜。     

甘肃省典型旱作区残留地膜时空分布特点研究

以甘肃省典型旱作区定西市覆膜种植2、5、10 a的玉米田为研究对象,对地膜残留时空分布特点进行了调查研究。结果表明,覆膜2、5、10 a玉米田0～30 cm土层的残膜质量分别为29.70、35.49、53.13 kg/hm2,残膜数量分别为198、273、483片;地膜残留量0～10 cm土层约占58.4%～76.2%;10～20 cm土层约占22.3%～35.0%;20～30 cm约占1.5%～6.6%,不同覆膜年限残膜均表现为小膜(＜4 cm2)最多,中膜(4～25 cm2)次之,大膜(＞25 cm2)最少。残膜年限越长,残膜破碎程度越高,破碎度越小。     

秸秆还田对长期连作棉田土壤微生物量碳氮磷的影响

通过棉花长期连作定点微区试验, 研究了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤微生物量碳、氮、磷(SMBC、SMBN、SMBP)含量的变化规律, 为衡量和评价秸秆还田对长期连作棉田土壤质量和肥力的影响提供科学的理论依据。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高不同土层SMBC、SMBN、SMBP含量, 且随着连作年限增加, SMBC、SMBN、SMBP含量逐渐升高;秸秆不还田条件下, 随着连作年限增加SMBC、SMBN、SMBP含量下降, 0~20 cm土层秸秆还田条件下连作5、10、15年SMBC比无秸秆还田条件下分别增加 20.8%、67.2%、70.4%, SMBN比无秸秆还田条件下分别增加22.2%、81.2%、85.4%, SMBP比无秸秆还田条件下分别增加22.3%、81.2%、85.3%;秸秆还田条件下, 0~20 cm土层连作30年棉田SMBC比连作5、10、15、20年和25年分别增加了116.6%、86.2%、101.6%、28.9%和7.99%;0~20 cm土层连作30年的SMBN含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了114.1%、82.1%、99.65%、27.8%和7.15%;0~20 cm土层连作30年的SMBP含量比连作5、10、15、20年和25年的分别增加了65.7%、6.9%、34.2%、1.4%和2.22%。不同土层间微生物量差异表现为0~20 cm> 20~40 cm> 40~60 cm。秸秆还田可以显著提高连作棉田微生物量碳、氮、磷的含量, 且可以缓解棉花连作的不利影响, 有利于提高土壤质量和土壤肥力。     

耕作措施对土壤水稳性团聚体及有机碳分布的影响

通过9a不同耕作的定位试验,研究了深松、旋耕、免耕和传统耕作4种耕作措施对关中塿土小麦-玉米轮作条件下土壤水稳性团聚体及有机碳垂直分布的影响。结果表明,与传统耕作相比,深松、旋耕、免耕措施均提高了0～40cm土层中>2mm和0.25～2mm大团聚体含量、团聚体有机碳贡献率和团聚体平均重量直径,而传统耕作相应地增加了0～40cm土层中0.053～0.25mm微团聚体和<0.053mm粘砂粒含量及其有机碳贡献率。同时深松、旋耕、免耕措施提高了各土层总有机碳和耕层0～10cm所有级别团聚体有机碳含量,相比较而言,深松的作用效果更大。秸秆还田进一步提高了各土壤层次上总有机碳和所有级别团聚体的有机碳含量及大团聚体的形成与稳定。在玉米秸秆不还田的条件下,隔年深松比连年深松更有利于0～30cm大团聚体形成及总有机碳和各级别团聚体有机碳的积累。     

配施生物有机肥与无机肥对连作菠萝土壤的影响

针对连作4年的海南乐东黎族自治区尖峰镇的菠萝地块,将生防菌（枯草芽孢杆菌HL2）、载体（菜籽饼、泥炭土、椰糠）和普通有机肥（OF）利用二次发酵技术制成生物有机肥（BOF1、BOF2、BOF3）,以单施化肥为对照（CK）,通过田间试验,研究不同生物有机肥与无机肥配施对菠萝连作土壤养分、产量和经济效益的影响。结果表明,在菠萝整个生育期,与CK相比,普通有机肥（OF）处理和生物有机肥（BOF1、BOF2、BOF3）处理均能提高连作菠萝土壤pH、有机质、速效磷含量、菠萝产量和经济效益,分别提高26.99%～67.41%、13.65%～150.32%、4.96%～70.9%、31.21%～66.83%、25.31%～55.88%;与CK相比,施用生物有机肥BOF1能提高连作菠萝土壤的速效钾含量,为9.04%～37.38%。施用OF和生物有机肥与无机肥配施均能改善土壤养分状况、提高菠萝产量、增加经济效益,特别是生物有机肥BOF1效果更优。通过产量数据与土壤养分指标评价指数进行回归分析,结果表明,菠萝产量与土壤养分具有一定的相关性。     

不同耕作方法对土壤水温动态和春玉米产量的影响

针对华北高产农区连年旋耕导致耕层变浅、耕层生产能力下降的问题,在河北吴桥地区设置了6种耕作处理,研究大田条件下不同耕作方法对土壤水热状况与春玉米产量的影响.结果表明:1)不同耕作处理对土壤蓄水量的影响较大.耕作初期,深旋松耕处理土壤易于跑墒,随着时间推移,深旋松耕处理表现出利于降水入渗、储蓄更多水分的优势,并且越是干旱的时段,表现越突出,在抽雄吐丝期深旋松耕处理土壤蓄水量均极显著高于旋耕处理和间隔深松处理,其中深旋松耕50 cm处理的0～50 cm土层土壤蓄水量分别比旋耕处理和间隔深松处理增加37.67和26.41 mm,提高了60.57％和35.96％.土壤耕作结合地膜覆盖可以防止水分蒸发,提高土壤蓄水保墒能力,其中深旋松耕30 cm+地膜处理的0～30和0～50 cm土层土壤蓄水量分别比深旋松耕30 cm增加18.18和24.67 mm,提高35.26％和24.64％.2)单纯耕作方法对春玉米土壤温度没有太大影响.深旋松耕结合地膜覆盖会在春玉米封垄之前气温较低时有较好的保温效应,从而延长生育期5d左右,延长了灌浆时间,利于提高产量.3)耕作方式的不同对土壤水温状况有影响,并进而影响春玉米物候期、群体LAI、干物质积累和灌浆速率以及产量的形成.所有耕作处理中,深旋松耕处理的春玉米产量显著高于深松耕作和旋耕耕作,其中深旋松耕50 cm+地膜处理产量最高达12 698.93 kg/hm2,与长期旋耕耕作相比增产27.45％.总体来看最适宜本地区的耕作处理是深旋松耕结合地膜覆盖处理.     

冀西北寒旱区农田作物轮作产量效应评价

【目的】促进水温土等资源匮乏的冀西北寒旱区作物生产对水分、养分的合理与均衡利用,保护农田生态环境。【方法】采用交叉式种植方法,在草甸栗钙土和砂质栗土农田,分别设计了包括5个主栽作物的全部组合的轮作与连作田区试验,年际间进行重复,研究区域主栽作物轮作倒茬的产量效果。【结果】在草甸栗钙土农田,与连作相比,不同前茬马铃薯、甜菜、莜麦的产量分别提高了58%—94%、28%—53%和16%—70%;蚕豆与连作相比,除甜菜茬减产外,其他茬口较连作增产4%—43%;马铃薯、蚕豆茬玉米较连作分别增产12%、5%,甜菜、莜麦茬玉米产量仅为连作的81%、93%。在砂质栗钙土农田,不同前茬马铃薯、甜菜的产量分别较连作提高了5%—36%、13%—36%;甜菜茬谷子表现减产,其他茬口的谷子较连作提高了5%—30%;谷子茬莜麦减产,其他茬口莜麦较连作提高了9%—15%;马铃薯、莜麦茬亚麻较连作增产5%、8%,谷子、甜菜茬亚麻产量为连作的94%、99%。【结论】草甸栗钙土田马铃薯→莜麦、马铃薯→甜菜呈现互利轮作,玉米茬马铃薯、莜麦茬甜菜、蚕豆茬甜菜、玉米茬甜菜和蚕豆茬马铃薯表现偏利轮作;砂质栗钙土田莜麦茬马铃薯、马铃薯茬甜菜2种方式表现偏利轮作,可资生产应用。     

油-棉连作棉田油菜秸秆覆盖对棉田杂草发生及土壤杂草种子库的动态影响

在安徽省沿江棉区开展了油菜秸秆覆盖对棉田杂草发生、棉花生长及土壤杂草种子库影响的研究。结果表明,随着油菜秸秆覆盖量的增加,对棉田杂草的抑制效果增强。与未覆盖秸秆且不除草处理相比较,7000Kg/hm²秸秆覆盖量处理棉花单株铃数和子棉产量显著提高。7000Kg/hm²秸秆覆盖量处理在覆盖后30d、60d和120d逐步减少0-20cm土层杂草种子库密度,与全程除草剂处理较一致；随着覆盖量减少,对0-20cm土层杂草种子库密度降低幅度减小。全程除草剂处理降低0-5cm土层杂草种子库多样性,而油菜秸秆覆盖则可能增加0-5cm土层的杂草种子库多样性。3500Kg/hm²覆盖量+秸秆覆盖30d后喷施除草剂处理的抑草效果和增产效果与全程除草剂处理一致。因此,在安徽省沿江棉区油-棉连作棉田推荐使用3500Kg/hm²油菜秸秆覆盖量+秸秆覆盖30d后喷施除草剂。     

黄土高原半干旱区不同覆膜连作玉米产量的水分承载时限研究

【目的】以黄土高原半干旱区有限降水持续高效利用为目标,研究不同覆膜方式下连作玉米（Zea May L.）的产量表现和水分利用特征,揭示其增产机理,明确不同覆膜方式下有利于土壤水分持续高效利用的连作年限,为试区高产、水分高效持续利用型玉米连作技术提供理论依据。【方法】以田间定位试验为基础,量化连作玉米农田土壤水分的年际平衡关系、产量稳定性;以持续高产和收获期不发生土壤干燥化为依据,确定适用于不同覆膜方式的玉米连作年限。【结果】3年试验结果表明,全膜双垄沟播具有良好的保墒、提高土壤水分有效性,利于协调关键生育时期土壤-作物的水分供需关系,提高产量和水分利用效率的作用。与半膜平作处理相比,全膜双垄沟播玉米的籽粒产量、水分利用效率分别提高了41.8%和33.4%,生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了21.8%、12.3%、31.2%、27.8%、21.1%和-3.2%;与露地栽培处理相比生物产量、单位耗水的干物质累积量、总产值、净产值、毫米水产值和产投比分别提高了24.9%、39.1%、225.5%、1 423.9%、212.4%和93.5%。地膜覆盖增大了玉米全生育时期的耗水量,全膜双垄沟播、全膜平作和半膜平作耗水量较露地栽培增幅分别为15.5%-29.2%、10.0%-20.8%和4.2%-12.6%。单季较高的耗水量导致3种覆盖处理在连作第二年收获期土壤贮水量较连作开始期分别降低了37.3%、33.5%和30.9%,第三年降低了29.6%、27.5%和23.9%,造成土壤水分亏缺;随着连作年限的延长,土壤水分亏缺累计,出现土壤干化现象,引起产量波动,不利于土壤水分的持续利用。【结论】黄土高原半干旱区,在同等降雨条件下,全膜双垄沟播具有明显的增产增效和提高水分利用效率的作用,是理想的玉米种植模式;当年降雨量在320 mm左右时,全膜双垄沟播玉米连作不宜超过2年,全膜平作、半膜平作玉米的连作时间不宜超过3年。     

荒漠绿洲新梨7号梨园覆草节水效应的研究

南疆荒漠绿洲光热资源充足,但水资源短缺,严重制约了农业的发展,连续5年对新梨7号梨园进行了覆草节水试验.结果表明:覆草能显著提高新梨7号产量和品质,5年年均增产15.2;～65.3;,节水28.8;～36.1;,土壤有机质含量增加25.6;～70.5;,速效氮、速效钾和速效磷的含量分别增加39.1～76.4、4.5～18.0和29.8～76.9 mg/kg,0～30 cm土层10.0 mm直径总根数增加55;～122.1;.经济效益分析表明:以覆草15 cm比较适宜,5年年均增产7 514.3 kg/hm2,纯收入达到12 117.15元/hm2,节水效益达到508.55元/hm2,产投比为4.39.     

乌兰察布市地膜使用及残留污染现状分!析

为了解乌兰察布市地膜使用和残留污染现状。明确土壤残留地膜污染程度．采用发放调查问卷和田间样品采集两种方法对该市典型区域进行了地膜残留调研,结合历年统计资料对该市地膜使用现状进行了分析。结果表明：2001—2010年鸟兰察布市地膜覆盖面积和地膜使用量总体上呈现先直线下降后稳定回升的“V”字形变化趋势。2005年地膜覆盖面积和地膜使用量均迭到低谷．与2001年相比降低幅度为42．02％和40．28％,2010年地膜覆盖面积和地膜使用量较2005年增加幅度分别为67．60％和93．54％。鸟兰察布市基本维持着一家一户分散经营模式,耕翻深度不足25cm,该地区地膜使用量为3．0-3．5kg／667m^2,大部分残留地膜集中在0-20cm层次,20-30cm层次残膜较少,0～30cm地膜残留量为0．8～6．4kg,／667m^2,初步认为鸟兰察布市地膜使用对农作物生长和产量基本没有负面影响．但必须警惕地膜覆盖面积和使用量大幅度增加后引发的环境污染和残膜污染威胁。鸟兰察布市无残膜回收机具．残膜通过耙耱和抛茬作业被带出农田,耙耱次数越多地膜残留越少。建议鸟兰察布市优化耕作制度,通过作物间合理轮作倒茬．推广后期揭膜技术、应用降解地膜、研制或引进地膜回收机具,并加强宣传培训、政策引导和法制保障等手段正确认识地膜残留危害．大幅度降低地膜残留污染。