高强度地膜应用对棉花生产及地膜回收的影响

为探讨高强度地膜对棉花生产和地膜回收的影响,于2020年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市棉花地对4种不同配方的高强度PE地膜和1种传统PE地膜进行实地测试,统计分析不同地膜覆盖棉花的种植及生产性状,并对使用后的残留地膜进行回收。结果表明：高强度地膜能够明显提高棉田0～5 cm土层的土壤温度,且其透湿量为20.7～35.7 g·m^-2·d^-1,显著低于传统PE地膜,具有良好的增温保墒功能。高强度地膜覆盖显著增加了棉花出苗率和真叶长出率(P<0.05),较传统PE地膜更利于棉花的生长和产量的提高,增产率为3.1%～4.7%。除此之外,高强度地膜在使用前后拉伸负荷和断裂标称应变指数整体上均高于传统PE地膜,更有利于地膜的回收,一次性机械加人工回收率高于83%,具有较高的经济效益。研究表明：高强度地膜在新疆棉田具有较好的增温保墒作用,较传统地膜更利于棉花的生长和发育,且回收效率和回收后的残膜再利用率均较高,具有很好的综合效益,但高强度地膜在更广泛区域和作物上的应用仍需进一步评估和确认。     

基于ADAMS的分流式平地残膜回收机四连杆摇臂机构的研究

以分流式平地残膜回收机四连杆摇臂机构为研究对象,针对其疲劳强度大、工作性能不稳定等问题,运用ADAMS软件对其进行建模、动力学分析及优化.结果表明:经优化后,液压油缸最大铰接力由3 224.3N降低到了2 299.6N,降低了28.6%、液压油缸最小铰接力由2 823N降低到了2 147.8N,降低了23.7%,油压波动系数降低了61.2%.产品设计方案合理,具有良好的可装配性.     

旱塬地膜玉米播期密度施肥量试验

采用回归正交旋转组合设计和计算机模拟选优方法，优化出了旱塬地区地膜玉米667m^2产量750kg以上的适宜播种期为4月6-11日，密度为4000-4200株／667m^2，施肥量为N8．39kg／667m^2、P2O5 4．59kg／667m^2，经反馈验证，优化方案切实可行。     

覆膜及氮磷施用量对春玉米主要品质的调控

研究了覆膜、不同氮磷肥施用量对不同玉米品种籽粒主要品质的影响。结果表明:玉米籽粒品质品种间存在一定的差异;氮肥主要调控玉米籽粒的蛋白质、淀粉含量,磷肥的作用较小;增施氮肥,玉米籽粒中蛋白质含量增加 0.63 %~0.87 %(覆膜)、0.71 %~0.75 %(露地),淀粉含量减少 0.78 %~1.74 %(覆膜)、0.54 %~1.02 %(露地);覆膜栽培不仅具有增大玉米籽粒容重的作用,而且能使玉米籽粒淀粉含量增加 0.32 %~2.69 %,蛋白质、脂肪的含量分别降低 0.29 %~1.63 %、0.17 %~0.72 %;施肥对玉米籽粒容重和赖氨酸含量的影响较小。     

地膜机械化技术现状及分析

系统梳理我国地膜机械化技术研究成果,以覆膜播种与残膜回收两大类典型机具为对象,分析对比其结构特征及工作原理,总结剖析当前地膜机械化技术中存在的问题。结果表明:在地膜覆盖机械化技术中,主要存在因苗膜错位、覆土不均、打孔成穴机构不可靠造成的空穴率高、出苗率低等问题。在机械收膜方面存在的主要问题是:地膜厚度小、强度差,增加了机具作业难度;现有机具的适配性单一,核心工作部件的可靠性不高,并且机收成堆(条)的地膜转运困难,后续处理工艺不完善,降低了农户的积极性。针对现有问题提出如下解决措施:1)研究人员在设计覆膜机具和残膜回收机具时应当与农艺相结合,改善机具作业效果及自身可靠性;2)提高我国农用塑料地膜质量,加快可降解地膜的研制。综上,加快研发优质可靠的覆膜、收膜机械是拓宽覆膜种植技术应用领域、提高覆膜地区机械化水平的重要保障。     

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。     

Response of carbon footprint to plastic film mulch application in spring maize production and mitigation strategy

Producing more food with a lower environmental cost is one of the most crucial challenges worldwide. Plastic mulching has developed as one of the most dominant practices to improve crop yields, however its impacts on greenhouse gas(GHG) emissions during the production life cycle of a crop are still unclear. The objective of this work is to quantify the impacts of plastic film on GHG emissions and to reduce GHG emissions with innovative agronomic practices. Carbon footprint per unit of area(CFa), per unit of maize grain yield(CFy), and per unit of economic output(CFe) were evaluated for three maize cultivation systems: a no mulch system, a conventional plastic mulching system(PM) and a biennial plastic mulching pattern, namely a 'one film for 2 years' system(PM2), during 2015–2018 in a maize field located on the Loess Plateau of China. The results suggested that PM induced a 24% improvement in maize yields during the four experimental years compared to a no-mulch treatment(NM). However, PM dramatically increased the CFa by 69%, 59% of which was created by the input of the plastic film material, and 10% was created by increases in the soil N_2O emissions. The yield improvements from PM could not offset the increases in CFa, and CFy and CFe were both increased by 36%. Shifting from PM to PM2 did not reduce crop yields, but it led to a 21% reduction in CFa and 23% reductions in CFy and CFe due to the reduced input amount of plastic film, decreased soil N_2O emissions, and less diesel oil used for tillage. Compared to NM, CFy and CFe were only 5% higher in PM2. This study highlights the necessity of reducing the amount of plastic film input in the development of low-carbon agriculture and shifting from conventional PM cultivation to PM2 could be an efficient option for mitigating GHG emissions while sustaining high crop yields in plastic mulched fields.     

覆膜旱栽水稻的产量与生育表现研究

多点试验结果表明:①水稻覆膜旱栽,与不覆膜旱栽(CK1)比较,增产明显,增产幅度在7.3%～467.8%,增产效果表现为干旱半干旱区>半干旱半湿润区>湿润区;与普通水田栽培(CK2)比较,北方的陕西、黑龙江试点增产7.6%～25.6%,南方浙江试点的产量基本持平 .②覆膜旱栽水稻,分蘖发生早、生长快,分蘖量大,群体茎蘖数增长迅速,达到最高茎蘖数的时期明显提前,株高增加,成熟期提早,每 hm2有效穗数比CK1增加48.8～247.5万 ,比C K2增加12.3～61.5万.有效穗数多是覆膜旱栽水稻增产的主导因素.但成穗率明显降低, 抽穗不整齐,抽穗历期明显拉长,每穗粒数和结实率变化大、不稳定,是覆膜旱栽水稻的主要缺陷.在一定范围内,增加种植密度可以提高覆膜稻的成穗率.③覆膜旱栽水稻孕穗期的单丛叶面积与干物重比CK1和CK2明显增加;并且与CK2比较,根干重的增幅明显大于地上部干重的增幅,但成熟期草干重的增量也明显大于谷干重的增量.     

不同条件下覆膜对春小麦产量和水分利用的影响

通过大田实验研究了不同条件下覆膜对春小麦产量与水分利用效率的影响。覆膜处理均在播种后62d揭膜。由于底墒较差,覆膜后土壤干旱加剧,导致全生育期耗水量分配不合理,使前期增长的根系在中后期成为生长的冗余,进而影响水分利用效率和产量。     

全生物降解膜田间降解特征及其对棉花产量影响

以广东上九公司提供的3种淀粉基全生物降解地膜为供试材料,在我国主要覆膜棉区的黄河流域棉区(河北成安)和西北内陆棉区(新疆石河子)进行田间试验评价。结果表明:由于配方以及外界环境条件的不同,3种降解膜的降解特性、增温保墒性能以及对棉花产量的影响存在区域的差异性。在河北试验点降解膜的降解速率要明显快于新疆试验点,3种供试降解膜的诱导期在河北试验点基本在30 d以内,而在新疆试验点则可以达到30~45 d左右,埋土180 d后河北试验点失重率已经达到50%~80%,而在新疆试验点最高仅为31.2%,3种降解膜降解速率比较表现为A>B>C膜。与普通膜和日本的全生物降解地膜相比,国内的3种供试地膜品种都表现为降解过快,影响其增温保墒性能。特别是覆盖A和B膜的土壤温度在河北试验点比普通膜平均低1~2℃,土壤水分低2%~3%,在新疆试验点土壤温度平均低2~3℃,土壤水分低3%~5%。从产量结果来看,与普通膜相比,国内供试的A和B膜在2个试验点都表现减产:在河北试验点减产5%左右;在新疆试验点减产幅度较大,达20%以上。供试C膜和日本降解膜表现为增产趋势,但与普通膜产量结果比较差异并不显著。     

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。     

旱地全膜双垄沟残膜回收机的试验研究

针对西北旱地全膜双垄沟残膜回收机回收率低的问题,采用正交试验法对残膜回收机的起膜齿齿数、搂膜耙齿齿径、起膜齿入土深度进行研究,并对试验结果进行方差分析,优化了关键部件参数,确定了残膜回收机最佳工作性能参数.即起膜齿齿数为4个,前、中、后搂膜耙齿齿径组合为10-8-6mm,起膜齿入土深度为50mm.重复试验结果表明:回收机残膜回收率为93.4%75%,很好地满足了残膜回收的农艺要求.     

我国棉花主产区变化与地膜残留污染研究

地膜覆盖是我国农业应用最为广泛的农艺技术之一,极大地促进了我国棉花产业的发展,推动了我国棉花主产区的变化。笔者采用实地调研和文献统计数据,对我国主要棉区地膜应用和残留污染特点进行大范围采样,获取第一手数据;同时,对过去几十年中与棉花地膜覆盖技术应用数据进行整理归纳,总结了我国棉花生产格局的变化特点,分析了地膜覆盖技术对我国棉花产业的影响,探讨了主要棉区农田土壤地膜残留污染特点和趋势。结果显示,我国棉花的主产区从过去的黄河和长江流域迁移到现在的西北内陆地区(主要是新疆),其种植面积占全国的70%。新疆等西北内陆地区自1986年开始规模化应用地膜覆盖技术后,棉花单产(皮棉)快速上升,现在已经超过2 000 kg/hm~2,大幅度超过长江和黄河流域的棉花单产。同时,新疆棉区地膜覆盖应用所带来的残留污染已成为该区域农业可持续发展面临的一个重大问题,新疆连续10 a和20 a覆膜的棉田土壤中残膜量分别为259.70±36.78 kg/hm~2和307.90±35.84 kg/hm~2。因此,地膜覆盖是我国棉花生产格局变化的主要驱动力之一,对保持我国棉花生产的稳定至关重要,但同时棉田地膜残留污染非常严重,必须尽快研究棉田地膜残留污染的应对策略,实现地膜残留污染的有效防控。     

农田地膜回收机械应用现状与发展

地膜覆盖栽培在我国农业生产中已被广泛应用,其为作物增产增收和保障我国粮食安全提供了重要支撑。随着覆膜年数和覆膜面积的不断增加,废旧地膜在土壤中的残留量逐渐增多,残膜污染已严重威胁到农业生产和自然环境,成为影响我国农业生产可持续发展的突出问题。本文对现阶段国内残膜回收技术及装备进行分析,总结归纳了苗期、秋后和播前收膜相关产品的特点,并对目前本领域的研究方向和发展趋势进行了总结和展望,提出了适用于我国国情的残膜机械化回收发展对策。     

我国典型区域农户地膜应用与回收处理行为的调查研究

地膜是我国重要的农业生产资料,其残留污染的有效防控对于促进我国农业绿色发展具有重要意义。农户是地膜残留污染防控的基本单元,其行为直接影响防控成效。本研究采用互联网发放调研问卷的方式,在我国新疆、山东和湖北3个地膜使用具有代表性的省（自治区）,对农户的地膜购买、使用、回收和处理行为开展调研,共收集389份有效调查问卷;使用二元Logistic回归分析方法,进一步研究了影响农户回收与处理地膜的因素。结果表明：调研农户中有85.9%的农户地膜购买渠道为农资零售店,且购买时有68.3%的农户主要关注地膜质量,53.2%的农户关注地膜价格;调研农户中有64.5%的农户在购买地膜时通过其拉伸强度来判断质量,但只有49.5%的农户了解新国标对地膜厚度的规定。在新疆地膜主要用于棉花、瓜类和玉米,作物地膜覆盖率分别为96.3%、48.3%和96.0%;在山东地膜主要用于花生和瓜类,作物地膜覆盖率分别为72.9%和92.3%;在湖北地膜主要用于瓜类和烟草,作物地膜覆盖率分别为40.1%和100%。地膜使用的主要驱动因素为提高收入,在新疆还有增温与保水、在山东有增温、在湖北则有控草等差异化的因素。人工回收是...     

家庭农场土地经营权流转的动力机制

家庭农场土地经营权流转是内部动力和外部动力共同作用的结果。基于农民分化与家庭农场成长过程中农地关系的演变,分析农村土地经营权流转内部动力的形成及作用机制,探讨现实中动力机制存在的缺陷及其对农地流转发生和家庭农场发展的危害。结果表明,农户土地供给动力和家庭农场土地需求动力的同时存在是流转交易发生的重要基础。农地流转交易的发生还需具备两个条件:一是供需动力要有足够的强度,二是交易成本一定要足够的低。外部动力来源于中央政府的制度创新、地方政府的机制创新和村集体的实践创新等,是强化内部供需动力和降低交易成本的重要手段,是促进农地顺利流转和家庭农场健康发展的重要条件。外部动力必须具备足够强度和遵循市场规律,才能有效增强内部动力,科学推动土地经营权流转。调研发现,外部动力不足、过度和失当的情况在现实中同时存在。它们分别通过影响内部动力从而导致家庭农场发展总体偏慢、部分地区出现大跃进、部分地区出现结构性失衡。因此,政府应通过科学构建外部动力来合理调节内部动力,确保土地流转动力机制的充分平衡运行。一是要从消除流转农户后顾之忧和引导家庭农场健康发展两个方面强化供需动力,破解整体动力不足问题;二是要应尊重市场规律,正确定位角色,避免过度推动土地流转;三是要将重点放在夯实基础和科学补贴上,防止动力失当带来家庭农场发展结构性失衡问题。     

甘蓝—糯玉米“一膜两用”栽培试验

为减少地膜用量,促进农业可持续发展,进行了甘蓝—糯玉米"一膜两用"栽培试验。结果表明:在长江流域,采用0.01 mm的地膜完全可以从3月覆盖到9月,完成甘蓝和糯玉米2个栽培季节;与露地对照相比,地膜覆盖处理作物产量和产值均有一定增加。     

干旱区枣树膜下滴灌条件下水肥耦合效应初探

在新疆阿克苏地区进行了膜下滴灌条件下水肥耦合对红枣产量和品质影响的田间试验,利用果树试验数理统计方法,建立了红枣产量的水肥耦合模型:y=12 670.96+40.54I+19.33F-0.034 9I2-0.008 93F2-0.000 043I·F.结果表明:在膜下滴灌条件下,红枣产量与灌水量和施肥量都呈二次抛物线关...     

不同覆膜种植方式对旱地冬小麦干物质积累与分配的影响

2008～2010年在甘肃省定西市半干旱雨养条件下,采取全膜穴播覆土(A)、全膜穴播(B)、膜侧条播(C)3种覆膜种植方式,并以露地条播为对照(CK),研究了不同覆膜种植方式对旱地冬小麦干物质积累与分配的影响.结果表明:2年度各覆膜方式下小麦开花期群体最大干物质积累量、向籽粒的转运量、对籽粒贡献率都明显高于CK,分别较CK高112.9%、128.9%和12.5%.覆膜对籽粒贡献率的提高主要是促进了叶部(叶片+叶鞘)和茎杆物质向籽粒的转运,但降低了穗部(穗轴+颖壳)转运率和贡献率;不同覆膜方式间比较,干物质积累量、转运量均以处理B最高,贡献率以处理A最高,3种覆膜方式中,积累量、转运量、转运率和贡献率均以处理C为最低.处理A、B转运率的高低差异因年份而异.虽然3种覆膜种植方式开花期群体干物质积累量、转运量都显著高于CK,但单茎干物质积累量和转运量有些覆膜方式不一定较CK高,且处理间差异单茎远小于群体.     

地膜残留污染防控技术现状及发展趋势

地膜已成为我国农业生产的重要物资之一,地膜覆盖已广泛应用到全国,尤其是北方干旱、半干旱和南方的高山冷凉地区,且呈现持续增长的态势,2015年地膜用量达145.5万t,覆盖面积达1 831.8万hm~2。地膜覆盖技术对保障中国食物安全供给做出了重大贡献,但是,随着地膜投入量和使用年限不断增加,大量农膜残留在土壤中,不但严重影响了农业生产的持续进行,而且对农业环境安全与健康构成了巨大威胁。通过分析生物降解地膜替代、一膜两(多)用、机械化地膜回收等地膜残留污染防控关键技术的现状,提出未来应对地膜残留污染的技术措施和策略,为地膜覆盖技术合理应用和残膜污染防控提供科学依据。