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%.     

不同围栏年限冷蒿草原群落特征与土壤特性变化的研究

于2002年8月在内蒙古四于王旗对不同圈栏年限冷蒿-小禾草放牧草原土壤理化性状进行了研究。结果表明:围栏草地植物群落特征与土壤性状都优于全午放牧草地。随着围栏时间的增加,植物群落特征发生了变化,土壤的理化性状也相应地发生了一定的变化,但不如植被变化明显。土壤性状对植物群落特征变化的响应程度表现为土壤水分含量与客重最为敏感,土壤养分含量较为敏感,而土壤机械组成则最不敏感。     

不同材料的可降解地膜对土壤温度、水分、盐分及棉花产量的影响

地膜覆盖栽培技术被广泛应用于新疆农业生产,但随着地膜每年投入量的不断增加,又难以收回,"白色污染"问题日益严重。残膜不仅阻碍作物根系发育,也影响作物对水分、养分的吸收。使土壤环境恶化,棉花生长和发育受到抑制,势必在某种程度上降低棉花的产量。试验以"PBS"型、"PLA"型、"PBSA"型三种可降解材料的降解膜对比普通"PE"地膜,研究可降解地膜的覆盖对土壤温度、水分、盐分及棉花产量等影响,为可降解地膜大面积应用提供理论依据。     

可降解地膜对石河子垦区棉花农艺性状及产量的影响

可降解地膜是解决“白色污染”的有效途径之一,其配方与气候条件相匹配是保证棉花正常生长和籽棉产量的先决条件。本研究以不同可降解地膜为供试材料,探讨不同降解地膜的降解情况及其对棉花农艺性状和产量的影响。结果表明,与不覆膜对照(CK)相比,常规地膜(PE)、二元酸二元醇共聚酯降解地膜(PBAT)、聚乳酸降解地膜(PLA)和光降解地膜(PPF)均促进棉花的生长,使其增产6.6%~21.3%;由于可降解地膜材料的不同,3种可降解地膜的降解特性以及对棉花农艺性状及产量的影响存在显著性差异(P<0.05);全生物降解地膜降解速度最快,比光降解地膜(PPF)提前进入诱导阶段,特别是主要成分为PBAT的全生物降解地膜覆膜120天后基本完全降解;由于过早的降解,其产量显著低于常规PE地膜,而主要成分为PLA的全生物降解地膜产量与常规PE地膜无显著性差异。综合考虑,主要成分为PLA的全生物降解地膜在石河子垦区覆盖与其区域气候条件和棉花生长匹配较好,棉花籽棉产量与常规PE地膜无显著差异。     

不同残膜量和灌溉定额对棉花养分和水分利用的影响

【目的】 水资源短缺背景下,残膜污染制约棉花生长和水肥利用问题日益突出,探究不同残膜量及灌溉定额对棉花养分及水分利用的影响,可为残膜污染风险阈值评价及棉田可持续发展提供理论支撑。 【方法】 本研究以新疆典型覆膜滴灌棉田种植体系为研究对象,设置残膜量和灌溉定额2个调节因子,3个残膜量梯度为0、225和450 kg/hm2,分别用T1、T2和T3表示;3个灌溉定额为3450 m3/hm2、4650 m3/hm2和5850 m3/hm2,分别用W1、W2和W3表示。分析了不同残膜量和灌溉定额对棉花生物量、养分吸收利用及水分利用效率的影响。 【结果】 1) 棉田蒸散量受残膜量、灌溉定额及二者交互作用的影响显著,而生物量、水分利用效率和养分吸收量仅受残膜和灌溉定额单因子的影响显著。2) 增加残膜量降低了籽棉产量和水分利用效率,不利于生物量及养分吸收量的提高,器官及单株养分吸收量明显减少,氮、磷利用效率均呈逐渐增大趋势。3) W1～W2范围内,随着灌溉定额的增加,棉田蒸散量显著增加,生物量、籽棉产量、养分吸收量呈增加趋势,当灌溉定额增至W3时,上述指标又逐渐降低。4) 不同灌溉定额下,残膜量在0～450 kg/hm2范围内,减产9.6%～13.1%,增加灌溉定额产量增加10.1%～13.4%,但耗水量增幅却高达6.8%～29.2%。表明残膜污染情况下,在一定范围内增加灌溉定额,可以减轻残膜对棉花生物量、产量及水肥利用效率的降幅,但显著增大了棉田耗水量。 【结论】 适当增加灌溉定额会减轻残膜带来的负面效应,但灌水对残膜的响应是建立在增加棉田耗水量的基础上。因此,残膜量增加会增大棉田耗水量,采取措施减轻地膜残留量,有助于促进棉花产量的提高和水肥的高效利用。      

残膜对棉田耗水特性及干物质积累与分配的影响

采用大田微区控制性模拟试验,测定并比较了新疆覆膜滴灌棉田3种不同残膜含量(0、225、450 kg·hm~(-2))对棉花的耗水量、耗水模数、棵间蒸发量、水分利用效率、干物质积累分配及其与耗水相关性的影响。结果表明,试验条件下,与无残留处理相比,随着残膜量的增加,生育期总耗水量有降低趋势,C_(225)和C_(450)处理分别降低了25.60、33.74 mm,但差异未达显著性水平,其中苗期、蕾期耗水模数降低较为显著,说明残膜降低了作物的耗水量,明显抑制了生育前期的耗水需求。与此同时,残膜污染的加剧,增大了生育期平均棵间蒸发强度,两个生长季C_(225)和C_(450)处理的棵间蒸发强度显著比C_0处理高0.07、0.16 mm·d~(-1),降低了有效耗水所占比例;此外,残膜不利于干物质的快速积累和在生殖器官中的高效分配,C_(450)处理籽棉产量和水分利用效率较无残膜处理分别降低了8.7%和5.6%。     

基于文献计量分析中国全生物降解地膜研究发展态势

为深入了解全生物降解地膜研究的发展现状、研究热点和趋势,整理并筛选了1990—2022-08CNKI数据库、万方数据库和Web of Science核心合集收录的全生物降解地膜的论文,采用文献计量学方法,结合Citespace对该领域发文量、主要发文机构和试验省份、试验作物和高引文献等进行了可视化分析。结果表明:该领域发文量呈上升趋势,2011年后发文量迅速增长;从发文机构来看,西北农林科技大学、中国农业科学院和石河子大学为主要的研究机构,在该领域发文量最高;主要试验省份集中在西北地区,涉及试验作物包括马铃薯、棉花和花生等;研究趋势主要集中在全生物降解地膜本身降解性能和对作物产量、土壤水分、水分利用率影响及其应用效果等方面。鉴于全生物降解地膜在不同地区的使用效果不同,不同配方的全生物降解地膜对作物产量影响不同,未来研究热点应是全生物降解地膜替代普通地膜进行农田应用以及不同颜色、厚度和成分的全生物降解地膜对增温保墒除草的影响。     

耕作措施对土壤有机碳和活性有机碳的影响

以5年的不同耕作措施处理的长期试验为基础,研究了不同耕作措施对土壤总有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳的影响.试验结果显示,秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等不同耕作措施对0～40 cm土壤有机碳有显著影响,而对40 cm以下土层土壤有机碳的影响较小.免耕覆盖处理可以提高0～10 cm土层有机碳含量,但10～40 cm土层有机碳含量低于秸秆还田和常规耕作处理.与浅旋耕和常规耕作相比,连续5年秸秆还田和免耕覆盖可显著提高0～100 cm土壤有机碳储量.同时,不同耕作措施也影响活性有机碳含量,在0～5 cm土层中,免耕覆盖处理的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量最高,其次为秸秆还田、浅旋耕和常规耕作处理.与常规耕作处理相比,秸秆还田处理 20～40 cm土层的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量分别提高了7.3%～121.8%、31.8%～49.3%和44.2%～84.6%.     

黄河流域潜在蒸散量时空格局变化分析

根据国家气象局整编的1957-2001年黄河流域93个气象站点的气象资料,应用1998年FAO最新推荐的Penman-Monte ith法计算潜在蒸散量,在此基础上使用克里格（Kriging）插值法生成黄河流域潜在蒸散量的分布图。结果显示：黄河流域多年平均潜在蒸散量空间分布格局受气候、地形地貌等多种因素的影响,具有明显的地域性差异。潜在蒸散量总的特点是东高西低,北高南低,由东北向西南逐渐递减;从时间尺度上看,自1957年以来,潜在蒸散量总体上呈＂下降-稳定-上升＂趋势,在20世纪90年代末增到最高;季节变化为夏季〉春季〉秋季〉冬季;具体到各月的变化趋势,黄河流域上、中、下游潜在蒸散均以5-7月份最多,11月至翌年2月最低,且不同区域之间存在着明显的差别。     

不同耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响

通过在山西寿阳地区设置的田间试验,分析比较秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等4种耕作措施不同时期土壤紧实度、容重、入渗速率、土壤含水量以及土壤温度的变化情况,以了解各耕作措施对旱地农田土壤物理特性的影响程度。结果表明,秸秆还田措施除引起旱地农田土壤入渗速率显著降低外,其他物理特性与常规耕作基本一致;免耕覆盖措施对旱地农田土壤物理特性的影响最大,可导致0~10 cm表层土壤紧实度和容重显著增加,土壤入渗速率在播前显著降低,但随着生育期推进与其他处理间差异逐渐减小,蓄水保墒效果显著,同时会引起土壤温度显著降低,播前较常规耕作平均降低2.0℃;浅旋耕措施则在改善表层土壤紧实度,增加土壤入渗速率方面较秸秆还田和免耕覆盖措施要好,土壤含水量显著高于其他处理,较常规耕作措施平均能提高10%,但同时会引起40~60 cm土层土壤容重增加。