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。     

农用塑料薄膜对土壤环境的影响

农用塑料薄膜大多是由聚乙烯等高分子材料经特殊的工艺制备而成,由于其特殊的材料性质和农艺优势在世界被广泛使用。从农用塑料薄膜对土壤温度、土壤湿度、土壤理化性质、土壤微生物及其残留物污染等方面分析了农用塑料薄膜对土壤环境造成的的影响,介绍了废旧农用塑料薄膜的处理方式及其残膜污染的防治措施。分析并了解农用塑料薄膜对土壤环境造成的综合影响对农业生态修复具有及其重要的作用。     

覆膜方式对冬小麦及土壤水分和温度的影响

在麦积区渭北干旱山区雨养农业条件下,以冬小麦品种兰天19号为指示品种,研究了不同覆膜栽培方式下冬小麦田的土壤水分和温度效应。结果表明,全地面覆盖地膜能够显著提高冬小麦出苗期至拔节期的土壤质量含水量和土壤温度,并对表层土壤含水量和土壤温度的影响大于深层土壤。冬小麦生长中后期能够降低土壤温度,避免地温过高而导致冬小麦呼吸作用增强,有利于成穗数、穗粒数和千粒重的增加。试验设计的3种冬小麦栽培模式中,以全膜微垄垄上穴播栽培方式改善土壤水热状况效果最好,增产效果最佳,折合产量为5013 kg/hm~2,较对照露地条播增产13.44%。建议在天水市渭北干旱山区采用。     

生物降解地膜对棉花温度、郁闭度、产量及纤维品质的影响

为了验证生物降解地膜在大田的应用效果,于2017年在新疆石河子设置生物降解地膜(biodegradable mulch film,BD)和普通地膜(common mulch,PE)棉田覆盖处理,研究滴灌条件下生物降解地膜降解程度及其对棉田土壤温度、棉花郁闭度、产量和品质的影响,并进行经济效益分析。结果表明:BD覆盖60 d后膜面开始降解,至棉花收获降解率为75.71%,PE全生育期未降解,地膜质量正常损耗4.70%;在棉花苗期、蕾期、花铃期及吐絮期4个时期中,BD土壤温度分别比PE土壤温度低1.80、2.32、2.26、0.91℃。BD和PE覆膜58 d时郁闭度没有差异,并同时于覆膜87 d时完成封行,但BD郁闭度增长速度比PE快6.36%。BD株高、果枝台数、单铃质量均较PE减少,但单株有效铃数较PE高0.1个。BD较PE减产55.8 kg/hm~2,棉花纤维品质没有差异,净收入减少1 012元/hm~2。在生产中,BD一定程度上可以代替普通地膜进行推广使用,改善残膜污染问题,但仍需在价格和功能上进一步优化。     

祁连山北坡3个季节性牧场夏季的土壤呼吸

以祁连山北坡高寒灌丛化草甸和高寒草原为对象,测定比较夏季、冬季和春秋季牧场的夏季土壤呼吸特征及与其影响因素之间的关系,为牧场碳汇管理提供依据。以高山灌丛化草甸为主的夏季牧场日均土壤呼吸速率(Rs)为0.26μmol·(m~2·s)~(-1),以高寒草原为主的冬季和春秋季牧场日均Rs分别为0.24和0.19μmol·(m~2·s)~(-1)。随放牧增强,冬季牧场Rs减小,春秋季和夏季牧场Rs增加。冬季牧场Rs与土壤含水量(soil mosture,SM)显著正相关(P0.05),Rs与放牧率(stocking rate,SR)和土壤温度(soil temperature,Ts)显著负相关(P0.05);春秋季牧场Rs与SR、光合有效辐射(photosynthetically awailable radiation,PAR)、Ts显著正相关(P0.05);春秋季牧场Rs与SM和群落盖度(community coverage,C)显著负相关(P0.05)。结构模型方程表明,冬季牧场放牧率通过Ts对Rs的负向间接作用最强,SM对Rs正向的直接作用次之;春秋季牧场群落盖度对Rs负向直接作用最大,放牧率对Rs正向的直接作用次之。冬季牧场Rs可分别由Rs=0.436-0.012Ts+0.018SM(R2=0.911,P=0.038)和Rs=0.707+0.002SR-0.02Ts(R2=0.775,P=0.037)估测;春秋季牧场可由Rs=-0.239+0.003PAR-0.001C(R2=0.979,P=0.004)估测。     

“玉米田养鹅”农田生态系统下的土壤温度影响机制

为了解农牧一体化下"玉米田养鹅"生产模式的土壤温度影响机制,通过对比试验方法进行田间试验,结果表明:玉米田养鹅处理杂草群落平均密度为171.33株/m~2,是对照密度(11.11株/m~2)的15.42倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9),该处理下杂草Shannon-Wiener多样性指数为1.76,Simpson多样性指数为0.77,均高于对照;玉米田养鹅处理的地上生物量为386.30g/m~2,是对照(5.67g/m~2)的68.13倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9),同时玉米田养鹅处理的盖度为90.56%,是对照(7.22%)的12.54倍,处理间差异极显著(P0.01;n=9)。在白天土壤温度的变化过程中,玉米田养鹅处理较高的地上生物量和丰富的地表植被使得田间地下生物生理代谢活动旺盛,土壤呼吸作用增强,土壤CO2呼吸通量增加,高达308.64 mg/(m~2·h),显著高于对照的234.90mg/(m~2·h)(P0.05;n=9)。因此,在试验期间白天光照不足,地表接受光照辐射有限的情况下,生物代谢活动产生的热量是影响土壤温度的主导因素,白天的土壤温度高于对照。在夜间土壤温度的变化中,玉米田养鹅处理5~15cm的土壤含水量为16.14%,显著高于对照1.27%(P0.05;n=9),水的良好导热能力促进了土壤的散热,使得玉米田养鹅处理表层土壤夜间散热较快,以致夜间该处理下的土壤温度低于对照。因此,在"玉米田养鹅"模式生产过程的前期,生物代谢活动和土壤含水量是影响土壤温度变化的主要因素。     

垄作覆膜对川中丘区土壤物理性状和春玉米产量的影响

采用大田试验,设置垄作覆膜(A1B1)、平作覆膜(A1B2)、垄作不覆膜(A2B1)、平作不覆膜(A2B2)4个处理,研究垄作与覆膜对川中丘区春玉米田土壤物理性状和产量的影响。结果表明:地膜覆盖显著提高了丘陵旱地玉米生育前期耕层土壤水分和温度;垄作栽培显著降低耕层土壤容重,增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度;垄作与覆膜措施相结合可有效改善土壤水热状况和物理结构。从玉米穗部性状和产量看,覆膜显著提高玉米穗长、穗粗、穗粒数、百粒重,降低秃尖长,产量较不覆膜处理平均增加20.2%。垄作对玉米穗部性状和产量的影响因覆膜与否而异。覆膜下,垄作较平作显著提高了穗粒数,降低了秃尖长,产量较平作增加7.7%;不覆膜下,垄作则显著降低穗粒数、百粒重,产量较平作降低12.6%。相关分析表明玉米产量与生育前期土壤温度和土壤含水量呈显著正相关关系。垄作覆膜通过提高玉米生育前期土壤温度和含水量,改善了耕层土壤物理性状,最终提高了玉米产量。     

不同灌水水平下少耕地膜覆盖对玉米农田土壤温度和水分利用效率的影响

以大田玉米为研究对象,在少耕地膜覆盖和不同灌水水平下,研究了一膜两年用地膜覆盖、秋免耕春覆膜和传统耕作覆膜对玉米农田土壤温度和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:与传统耕作覆膜和秋免耕春覆膜两种新膜覆盖处理相比,一膜两年用处理在玉米播种到拔节期的增温效果显著低于新膜覆盖,农田0~25 cm土壤平均温度较传统覆膜处理低13.35%,而对玉米拔节期到成熟期的土壤温度无明显影响,且农田0~25 cm土层土壤积温差异也不显著,相同覆膜方式下不同灌水水平间有显著差异,随着灌水水平的降低土壤积温增加;一膜两年用地膜覆盖方式下玉米籽粒产量和WUE与两种新膜覆盖方式相当,中灌水水平下WUE最高,达到17.89kg·mm-1,且在低灌水水平下获得籽粒产量显著高于传统覆膜处理,一膜两年用覆盖、灌溉定额5 700 m3·hm-2较传统耕作覆膜、灌水定额5 700 m3hm-2处理的玉米产量高出16.39%。说明,一膜两年用地膜覆盖在玉米播种到拔节期的增温效应低于新膜覆盖,但并不影响籽粒产量的形成,且在存在水分胁迫的低灌水水平下一膜两年用覆盖模式可减缓干旱胁迫,提高作物籽粒产量,是适于西北绿洲灌区的具有较好经济效益和生态效益的覆膜农田管理新技术。     

祁连山排露沟流域土壤水热与降雨脉动沿海拔梯度变化

为了探讨垂直带气候与植被垂直分布间关系,对祁连山排露沟流域北坡不同海拔梯度降雨和土壤水热观测数据进行了分析,结果表明:1生长季降雨量随着海拔升高而增加,增加幅度为27.7 mm·(100m)~(-1);2海拔越高降雨天数占生长季比值越高,2~10 mm的小降雨脉动频率随着海拔升高而增加,小于2 mm的降雨脉动在低海拔发生频率较高,大于20 mm的降雨脉动在高海拔发生频率较高;3在表层0~10 cm和10~20 cm的土壤湿度每升高100 m增加幅度分别为0.027 m~3·m~(-3)和0.023 m~3·m~(-3),在表层0~10 cm和10~20 cm的土壤温度每升高100 m降低幅度分别为0.32℃和0.28℃;4不同海拔上的土壤温度沿土壤剖面降低,土壤湿度随土壤深度先升高后降低,而土壤温湿度随生长季先升高后降低。     

不同覆膜方式对旱地大豆农田土壤水热特征及产量的影响

为探求不同覆膜方式对旱地农田土壤水温变化规律、降水利用特征和作物产量的影响。在甘肃中部半干旱地区,通过田间小区试验,研究全膜微垄沟播(PMRF)、全膜双垄沟播(PDRF)、全膜覆土穴播(PSH)、全膜平铺穴播(PH)和传统露地条播(CK)对大豆农田土壤水热特征及产量的影响。结果表明,与CK相比,PMRF'、PSH使播前至苗期0~100cm土壤含水量分别提高5.2%、12.2%;分枝期分别高13.6%、21.8%;PMRF'、PH提高开花至结荚期的土壤含水量分别为12.5%、7.7%。4种地膜覆盖处理有效提高大豆农田全生育期的土壤温度,其中,PMRF‘、PDRF处理大豆分枝期之前增温幅度较大、开花期之后温度变化幅度较小。与CK相比,地膜覆盖使籽粒增产36.9%~77.2%,其中PMRF籽粒产量达到2 500kg·hm~(-2),较PDRF、PSH、PH分别高7.2%、23.1%、29.4%。PMRF、PDRF'较CK耗水量分别降低5.2%和12.8%,水分利用效率分别提高86.8%、89.6%。全膜垄作沟播能够调控土壤的水温条件,提高大豆产量与水分利用效率,特别是全膜微垄沟播增产、增效效应较好,是旱作区进一步挖掘降水潜力和高产大豆创建的有效途径。