西吉县残膜积累影响土壤和马铃薯试验研究项目分析

通过试验,证明残膜积累影响土壤和马铃薯试验研究项目具有很好的经济和生态效益。同时发现"地膜残留阻碍根系的生长,耕层的根长和根重随地膜残留量的增加而减少"这一观点并不全面,研究表明:0~15 cm土壤中,地膜残留具有刺激马铃薯根系生长的作用,根表面积、根长密度和根重均随地膜残留量的增加而增加;在15~40 cm土壤中,地膜残留阻碍根系的生长,根表面积、根长密度和根重随着上层土壤中残膜的增加而大幅度下降,这是由上层根系过度消耗水分和养分,向下层根系输送不足造成的。     

绿洲棉田长期连作下残膜分布及对棉花生长的影响

通过田间调查和长期连作定点微区试验相结合,研究了长期连作棉田,集中连续使用地膜后,地膜在土壤中的累积、空间分布和形态变化,及其残膜对土壤物理性状、棉花根系生长及产量的影响。结果表明:随着地膜使用年限增加土壤中残膜平均每年以11.2kg·hm-2速率增加,长期连作棉田残膜主要分布在0～30cm土层,占到了85%,在耕作层(0～30cm)以下随着根层深度的增加,残膜量减少;大于50cm2残膜在土壤中平均占30%,10～50cm2占36.5%,小于10cm2占33.4%,随连作年限增加,在0～15cm土层残膜量减少,15～30cm土层残膜量逐渐增加,残膜破碎度提高。土壤孔隙度、田间持水量随着地膜残留量增加而增加,而土壤容重下降。棉田中残膜阻碍棉花主根垂直生长,使根系形态呈现鸡爪型和丛生型等畸形,但对棉花产量未造成影响。     

农田残膜对土壤环境及作物生长发育的影响研究

通过盆栽模拟和大田试验研究了残膜量对土壤物理性状及不同作物生长发育的影响.结果表明,土壤中的残留地膜对土壤环境有较大影响,可使土壤容重增加、土壤水分移动速度减慢,随着残留地膜量的增加,小麦、玉米和棉花的生长发育均受到严重影响,小麦产量降低0.8%～22.1%,玉米籽粒产量降低2.1%～27.5%,棉花产量降低1%～7.5%.     

不同灌溉方式的棉花根系在土壤中的分布特征

本文用冲根法,研究了常规沟灌、膜下滴灌和膜下渗灌三种灌溉方式棉花根系的干重、数量、在土壤中的空间分布特征和根系构型.结果表明:根系总重量、主根重量、侧根重量均是常规沟灌>膜下滴灌>膜下渗灌;根条数量侧是膜下滴灌>膜下渗灌>常规沟灌;常规灌溉棉花侧根数量在土壤中主要分布在0-40cm土层,占总根数量的73.7%,以10-20cm土层根数量最多.膜下滴灌和膜下渗灌棉花根系主要分布在0-20cm土层,占总根数量的68.3%-76.8%,其中0-10cm土层占侧根总数的42.6%-43.7%;常规沟灌棉花根系在土壤中的平面几何构型呈"垂直断面伞型"或"扇型".膜下滴灌棉花根系朝滴灌带和膜内侧方向的根系多而密集,其它方向的根系相对较少,呈极不对称构型.膜下渗灌棉花根系的二维平面几何图像呈"马尾巴型".     

农田土壤中残留地膜污染对玉米生长和产量影响的研究

本研究按照残留地膜在农田土壤中的自然展开状态和分布规律,进行了不同地膜残留量对玉米生长和产量影响的试验。结果表明,残留地膜对玉米根系,生长势和产量有明显的不良影响。与无残膜(CK)处理相比,每公顷残膜187.5kg时,玉米减产8.8％,减产幅度达到显著水平。     

农田残膜对土壤环境及作物生长发育的影响研究

通过盆栽模拟和大田试验研究了残膜量对土壤物理性状及不同作物生长发育的影响。结果表明,土壤中的残留地膜对土壤环境有较大影响,可使土壤容重增加、土壤水分移动速度减慢,随着残留地膜量的增加,小麦、玉米和棉花的生长发育均受到严重影响,小麦产量降低0.8%~22.1%,玉米籽粒产量降低2.1%~27.5%,棉花产量降低1%~7.5%。     

农田残膜对土壤环境及作物生长发育的影响研究

通过盆栽模拟和大田试验研究了残膜量对土壤物理性状及不同作物生长发育的影响。结果表明,土壤中的残留地膜对土壤环境有较大影响,可使土壤容重增加、土壤水分移动速度减慢,随着残留地膜量的增加,小麦、玉米和棉花的生长发育均受到严重影响,小麦产量降低0.8%~22.1%,玉米籽粒产量降低2.1%~27.5%,棉花产量降低1%~7.5%。     

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。     

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.     

不同土壤湿度对膜下滴灌棉花根系生长和分布的影响

 【目的】精量制定膜下滴灌棉花的田间水分管理制度和揭示滴灌棉花的增产机理。【方法】以田间试验为基础,设置90%θf、75%θf和60%θf（θf田间持水量）3个土壤湿度处理,在棉花不同生育阶段采用双向切片法测定棉花根系和根冠比;用时域反射仪测定土壤水分;最终测棉花产量。【结果】3个土壤湿度所对应的棉花根系生长过程呈“S”形变化,但是,由于75%θf处理的棉田土壤含水量始终处于适宜范围内,全生育期棉花根系生长速度快及最终根重大;90%θf处理的土壤水分太充足,根系生长速度缓慢,其根区土壤中根重最小;60%θf处理的根重介于其它2处理的根重之间。3个处理的棉花根重垂直分布呈锥形负指数递减模式,且随土壤湿度提高,深层根重减小幅度大,根系变浅。0～30 cm土层中,75%θf处理的棉花根系所占总根重比例最高。水平方向上棉花根系主要分布在膜下窄行和宽行土壤中,膜外裸地中根重很小;各土壤湿度处理中,75%θf处理下膜下窄行或宽行的根重都比90%θf和60%θf处理的根重大。棉花根冠比随着土壤湿度的增加有减少的趋势。不同土壤湿度处理对棉花产量有不同的影响,75%θf处理下的产量最高。【结论】膜下滴灌条件下土壤水分持续维持较高水平,对棉花根系生长及产量有不利的影响。     

Effects of Soil Water Content on Cotton Root Growth and Distribution Under Mulched Drip Irrigation

The relation between soil water content and the growth of cotton root was studied for the scheme of field water and cotton yield under mulched drip irrigation. Based on the field experiments, three treatments of soil water content were conducted with 90%, 75%θf, and 60%θf （θfis field water capacity）. Cotton roots and root-shoot ratio were studied with digging method, and the soil moisture was observed with TDR （time domain reflector）, and cotton yield was measured. The results indicated that the growth of cotton root accorded with Logistic growth curve in the three treatments, the cotton root grew quickly and its weight was very high under 75%θf because of the suitable soil water condition, while grew slowly and its weight was lower under 90%θf due to water moisture beyond the suitable condition, and the root weight was in between under 60%θf For the three water treatments, the cotton root weight decreased with soil depth, and decreased more significantly in deeper soil layer with the soil moisture increasing. And the ratio of cotton root weight in 0-30 cm soil layer to the total root weight was the highest under 75%θf. The cotton root system was distributed mainly in the soil of narrow row and wide row mulched with plastic film, and little in the soil outside plastic film. The weight of cotton root was the highest in the soil of narrow row or wide row mulched with plastic film under 75%θf. Root-shoot ratio decreased with the soil moisture increasing. The soil water content affected cotton yields, and cotton yield was the highest under 75%θf. The higher soil moisture level is unfavorable to the growth of cotton root system and yield of cotton under mulched drip irrigation.     

揭膜对棉田土壤温度、棉花产量及环保的影响

以2个棉花新品种为材料,研究适时揭膜(UPF)对棉田土壤温度,蕾铃发育和产量的影响及残膜回收的可行性。结果表明,UPF对棉田具有降温作用,UPF的平均土壤温度低于全生育期覆膜(MPF)0.47℃,从土壤深度上看,△t5 cm>△t10 cm=△t15 cm,从时间上看,△t14:00>△t20:00>△t8:00,综合土壤深度和时间2因素,△t5 cm,14:00最大(0.71℃)、△t10 cm,8:00最小(0.27℃);UPF蕾铃数前期小于MPF,后期大于MPF;UPF的产量、单株铃数、单铃质量、衣分均高于MPF,株高低于MPF,其中小区产量、单株铃数差异达到显著水平;每公顷棉田UPF可回收残膜57.78 kg,回收率达到85.56%。UPF有利于棉田土温降低、棉花后期生长及残膜回收。     

新疆盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用系统分析

为新疆盐碱滴灌棉田实现"节水、压盐、稳产、增产"的目标,利用新疆玛纳斯县田间试验、农户土地利用调研和文献等数据,采用系统分析的方法,从自然、生态环境和社会经济等方面探究盐碱地膜下滴灌棉田可持续利用的可行方案。研究结果:1)短期膜下滴灌条件下,微咸水和淡水都使土壤根系层(0~30cm)处于脱盐状态,保证棉花生长的环境;且4个处理压盐效果从大到小依次为大水量淡水(N5000)、小水量淡水(N4500)、大水量微咸水(X5000)、小水量微咸水(X4500)。2)淡水处理在棉花絮期的株高、干物质总重和叶片数均高于微咸水处理;但是测定的棉花产量从高到低依次为N5000、X5000、N4500、X4500,因此,虽然微咸水一定程度上影响棉花的生长(株高、干物质总重和叶片数),但是大水量微咸水(X5000)灌溉对棉花产量影响不明显,仅比大水量淡水灌溉(N5000)减产92kg/hm2,减少1.45%。3)新疆膜下滴灌棉田地膜残留带来的生态环境问题主要包括影响土壤水分渗透、土壤含水量、孔隙度和容重等理化性质,抑制棉花生长发育和降低产量等;解决措施主要包括加强残膜回收机研发与应用、提高地膜厚度和质量、提前揭膜等改进农艺技术、秸秆还田及开发可降解膜等新技术。4)社会经济可持续性包括:构建长期稳定的土地流转机制;创新农户、农场经营管理方式;开展群众自主式土地整治,促进耕地集中连片,扩大农户土地经营规模;积极发展农村金融等小额贷款,确保土地投入;推广"一膜三带六行"种植模式(2.05m宽的地膜)和"矮、密、早"栽培技术;推广秸秆还田、秋早犁春早耙播耕作技术;完善劳务市场、培育新型职业农民。     

完全降解(Reverte添加剂)地膜在棉花中的应用与示范

[目的]验证Reverte添加剂生物降解地膜在棉田中消除残膜污染和对棉花产量的影响.[方法]试验设置:(1)在相同田间水肥条件下,设置Reverte降解地膜与普通地膜在棉花上的生产对比试验;(2)分四个时间段,观测降解过程,测量Reverte降解地膜在棉田中的破碎情况;(3)把埋土和暴露在阳光下不同时间的8个样品放置老化箱中,测其脆化度.[结果]Reverte降解地膜与普通地膜相比,对棉花生育期和产量无明显影响;Reverte降解地膜在棉田中达到了消除残膜污染的效果.棉花诱导期120 d覆膜129 d时,地膜大面积崩裂并形成不规则小块和碎片,部分土地裸露面在85;左右,达到生物降解第一阶段(崩裂阶段).土壤表面小块残膜和埋于土壤中的残膜经红外线分析测定其羰基系数,进行计算分别为2～3月和3.8～4月进入生物降解第二阶段(生物降解阶段).[结论]Reverte生物降解地膜在棉田中有显著的崩裂,小块残膜脆裂现象.小块残膜最终在自然环境中被完全降解为二氧化碳、水,进一步研究还有待于堆肥模拟试验.     

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.     

降解地膜降解后对土壤增温保墒及棉花生长的影响

【目的】 研究氧化-生物双降解地膜的降解效果及对土壤增温保墒性能、棉花产量的影响,为棉花生产筛选出合适的氧化-生物双降解地膜。【方法】 田间对比试验,设4个处理,TZ1、TZ2、TZ3 处理为降解地膜处理,CK为普通地膜处理。【结果】 在棉花整个生育期CK处理未发生降解。而各3种氧化-生物双降解地膜的降解速度和降解程度均不同。在铺设33 d时几乎没有发生降解,在铺膜后约105 d TZ1处理地膜已完全降解成碎末;收获时TZ2降解率为56.7%~66.2%,而TZ3降解率不足5%;3种氧化-生物双降解地膜中,当TZ1完全降解时所需时间为100 d。使用氧化-生物双降解地膜的棉花产量与常规膜无显著差异;在棉花不同生育期,各处理茎粗无显著差异,但6月TZ1、TZ2处理棉花株高显著低于TZ3处理;膜下0~10 cm处,土壤增温保墒能力顺序为:CK＞TZ3＞TZ2＞TZ1。【结论】 氧化-生物双降解地膜过早降解显著降低土壤温度、土壤水分,但对棉花产量无显著影响。降解地膜降解的彻底性和降解时间的可控性仍有较大提升空间。     

液体地膜覆盖对滴灌棉花生长及土壤水温盐环境的影响

干旱区棉田残膜污染日益严重,液体地膜覆盖能从根本上杜绝农田残膜增加。为探索液体地膜代替塑料薄膜与滴灌结合的可行性,采用测坑试验研究3种覆盖方式[液体地膜覆盖(LFD)、塑料地膜覆盖(PFD)和裸地对照(NFD)]对滴灌棉花生长及土壤水温盐环境的影响。结果表明,LFD棉花可提高土壤含水率和地温,加快滴灌棉花前期生长速度及适度抑制后期旺长。平均籽棉产量较NFD增长7.2%,相对PFD降低2.1%。LFD棉花对土壤环境无不良影响,在干旱区滴灌棉田具有应用前景。