麻地膜降解对土壤性质和作物产量影响的研究

为了研究麻地膜在土壤中的降解特性以及麻地膜降解后对土壤物理、化学及生物学特性和作物产量的影响,分别在春、夏、冬3个季节条件下观测RC麻地膜、JC麻地膜和塑料地膜在土壤中的降解特性;JC麻地膜分别设2层（JC2）、4层（JC4）、8层（JC8）、12层（JC12）、16层（JC16）、塑料地膜4层（P4）、8层（P8）、12层（P12）共9个处理,另设未使用地膜作对照（CK）,用盆栽试验方法研究了麻地膜在土壤中的降解及对土壤性质和作物产量的影响。结果表明,麻地膜在土壤中能充分降解,温度升高可加速其降解;麻地膜降解可降低土壤容重和增加孔隙度,改善土壤三相比例,增加土壤养分,提高土壤微生物数量,培肥土壤。麻地膜埋入明显促进红麻根系生长,改善根冠比,提高了植株的养分积累量;红麻的日生长量、株高、茎粗、皮厚以及干物质量均高于对照,红麻干皮产量均明显高于CK,并且有随着麻地膜埋入量的增加而提高之势。塑料地膜的埋入则恶化了土壤生态环境,影响了红麻生长发育而造成减产。因此,麻地膜的埋入能够改善土壤生态环境,同时促进作物生长发育及产量的提高。     

设施内PBAT/秸秆基地膜降解特性及对番茄生长的影响

为了探究降解地膜在设施内的应用效果,该研究选取PBAT/秸秆基全生物降解地膜为研究对象,同时设立PE地膜组和不覆膜组进行对比,将其应用于江苏地区设施番茄生产。采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪、接触角测量仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机探究地膜在降解过程中微观结构与形貌、力学强度的变化特性,同时测定地膜在应用过程中对番茄植株株高、茎粗和产量的影响,并进行地膜产品的综合效益分析。结果表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜在120 d覆膜期内物理化学性质发生一系列变化,逐步发生了降解。PE地膜在120 d覆膜期内表征和力学性能均没有明显变化,说明无降解行为发生。降解地膜对番茄生长的促进效果与PE地膜相当,且均优于不覆膜组。降解地膜组和PE地膜组的番茄果实折合667 m2产量,分别比不覆膜组高出13.5%和15.0%。地膜综合效益分析表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜的综合效益较佳。因此,PBAT/秸秆基全生物降解地膜应用于江苏地区设施番茄栽培的效果良好,后续可在设施内外其他作物上进行推广试用。     

塑料垃圾分选技术在废旧地膜与杂质分离中的应用研究进展

农田废旧地膜与杂质分离技术是衔接废旧地膜回收与再利用的关键环节,分离后的废旧地膜可作为再生资源。文献资料显示,国外未见地膜分离技术或设备的相关报道,国内近年来开始在废旧地膜与杂物分离技术领域开展研究,但研制的设备还处于试验阶段。该文通过借鉴国内外塑料垃圾分选技术装备,结合国内地膜的物理特性以及废旧地膜与杂质混合的实际情况,分析塑料垃圾与废旧地膜杂质物理特性差异与相似之处,为废旧地膜分离处理提供理论基础和科学依据。通过文献分析和试验验证,风选法结合筛选法将是中国农田废旧地膜与杂质分离技术的发展趋势。     

不同类型地膜覆盖对玉米农田水热状况及产量的影响

为提高我国北方旱地作物的水分利用效率,探索可降解类型地膜的应用前景,在山西省农科院东阳试验基地,于2015年和2016年连续定点定位设置普通地膜、渗水地膜、生物降解地膜、光降解地膜4种不同类型地膜覆盖模式,以不铺膜为对照,研究不同类型地膜覆盖模式对农田水热效应和玉米产量的影响。研究结果表明:4种覆膜处理下的土壤温度在生育前期土表处分别较不铺膜处理高3.1~5.9℃;渗水地膜和生物降解地膜处理的水分利用效率显著高于其他处理(P0.05),光降解地膜和普通地膜处理次之,不铺膜对照处理最低,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理的水分利用效率分别较对照高11.0、5.9、12.8、5.4 kg/(mm·hm~2)。产量方面,与对照相比较,渗水地膜、光降解地膜、生物降解地膜、普通地膜处理2015年的增产率分别为20.3%、0.1%、15.4%、8.8%;2016年的增产率分别达到44.8%、36.1%、53.6%、31.6%,表现为生物降解地膜渗水地膜普通地膜光降解地膜。地膜增温保墒作用下,处理之间的增产效果与水分利用效率变化协同,其中生物降解地膜能够显著提高玉米的水分利用效率及产量,在未来可替代普通地膜推荐应用到旱地玉米中,同时达到缓解农田残膜污染的效果。     

农田残膜污染现状及其治理对策

农田残膜量随覆膜年限的增加而逐渐累积,由传统聚乙烯(PE)地膜引起的污染对作物产生不利影响,解决残膜问题迫在眉睫。目前通过农田传统聚乙烯塑料残膜回收处理、聚乙烯塑料残膜微生物降解和生物降解地膜的推广应用三方面的治理措施,将在一定程度缓解残膜污染问题。本文从传统聚乙烯农田地膜的应用和污染现状,残膜对土壤和作物生产的危害进行了总结,并从农田聚乙烯塑料残膜回收处理现状、微生物降解聚乙烯塑料残膜研究现状和生物降解地膜应用现状及其问题进行了分析和对比。针对残膜回收处理,地膜残留降解和生物降解地膜应用过程中现存的问题提出建议和对策,为地膜的合理利用和残膜污染治理提供参考。     

玉米地膜复合覆盖栽培技术

地膜覆盖栽培是有效保持寒旱区土壤水热条件、促进作物生产的措施之一。为解决长期覆盖普通地膜造成的土壤地膜残留污染及生物降解地膜破裂,且成本高的问题,通过多年试验研究,从地膜选择、肥料配比、绿色地膜复合覆盖技术、田间管理、地膜回收、秸秆与生物降解地膜还田等方面总结了寒旱区玉米普通地膜与生物降解膜覆盖栽培技术。     

华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数

为阐明华北地区残膜污染现状及当年地膜残留系数,2008-2011年采用问卷调查及样方检测方法对华北地区主要作物的地膜残留状况进行系统调查,在此基础上2011-2014年通过定点试验监测方法研究典型覆膜作物(花生、棉花)的地膜残留系数。结果表明:华北地区土壤耕层地膜残留强度分布范围为0.2~82.2 kg/hm2,其平均值为26.8 kg/hm2。区域内不同作物和不同省份间地膜残留强度存在显著差异(P0.05),花生和棉花地膜残留强度较高,分别为32.0和31.8 kg/hm2;华北地区所有省份中,河北省农田地膜残留强度最高,为36.8 kg/hm2。2011年,华北地区农田地膜残留总量为14.8万t,其中地膜残留总量居前3位的作物是蔬菜(5.5万t)、棉花(3.9万t)、花生(3.0万t),占残膜总量的83.8%。3 a的地膜残留系数定点监测试验结果表明,花生和棉花的地膜残留系数分别为9.7%和14.3%,如果一直沿用目前的地膜使用模式,预计到2021年,花生地和棉田的地膜残留强度将会达到69.1和70.4 kg/hm2,超过国家农田残膜限值标准,成为残膜污染区域。研究可为华北地区残膜防治提供参考。     

双转光地膜对烟草生长与生理特性及地温的影响

双转光地膜能较好地将烟叶色素吸收低的紫外光和绿光转化为红光和蓝光.大田栽培试验表明双转光地膜具有显著增加地温和促进烟株生长的作用.烟垄覆盖双转光地膜可使5 cm日平均地温增高1℃,10～15 cm日平均地温增高0.8℃,并显著增加烟苗根、茎、叶干重,促进烟苗早生快发,有利于尽早增大光合叶面积.烟叶化学成分分析表明,双转光地膜处理未对烟叶品质产生不良影响.     

地膜再利用对土壤水盐及油葵幼苗生长的影响

为了推广地膜再利用栽培技术,在河套灌区以露地种植油葵为对照,在旧地膜覆盖的田地,在土壤顶凌期、返浆期和油葵种植前、油葵幼苗期分别测定了旧地膜覆盖带、旧地膜附近、旧地膜间0—100cm土层的土壤水分、土壤盐分,测定了旧地膜覆盖带、旧地膜间种植的油葵出苗及幼苗生长状况。结果表明,地膜再利用提高了旧地膜覆盖田地耕层的土壤水分,降低旧地膜覆盖带耕层土壤盐分,提高旧地膜附近及旧地膜间耕层土壤盐分;地膜再利用对深层土壤水分、土壤盐分无显著影响。地膜再利用缩短了旧地膜覆盖带种植的油葵出苗天数,提高了油葵的出苗率及存活率,促进了油葵幼苗生长;但地膜再利用延长了旧地膜间种植的油葵出苗天数,降低了出苗率及存活率,抑制了幼苗生长。地膜再利用种植油葵时应将油葵种植在旧地膜带覆盖带上,不应种植在旧地膜之间。     

滚筒筛式废旧地膜与杂质风选装置设计

回收后的废旧地膜与棉秸秆、根茬等杂质缠绕不易分离,不能实现二次利用,为实现废旧地膜循环再利用和从根源上解决废旧地膜对土壤环境的污染问题,通过对棉秸秆、根茬及地膜在风场中进行运动学分析,测定其悬浮速度,并以此为基础设计了滚筒筛式废旧地膜杂质风选装置,介绍了机具的整体结构、工作原理及关键部件.通过正交试验确定了最优工作参数组合,试验结果表明当旋转筛筒转速为30 r/min,风管出口风速15 m/s时,物料喂入量为250 kg/h时,作业后膜中含杂率、杂中含膜率及废旧地膜产量效果最佳,将最优参数组合带入实际生产中进行验证,试验表明该机具各项指标均满足设计要求,分离后的废旧地膜膜中含杂率为13.71％,杂中含膜率为0.133％,废旧地膜产量可达35.8 kg/h.     

地膜结构对降解能力和作物产量的影响

为了确定可降解地膜特征结构与使用性能、降解性能之间的关系,实验使用红外光谱和热重分析研究了四种典型可降解地膜基本结构,并对其进行了地膜填埋和玉米种植试验。结果表明:1)1号地膜和2号地膜属于典型脂肪族聚酯地膜,其中2号地膜碳酸钙等无机盐含量较高,3号地膜属于含有光氧降解剂的聚乙烯地膜,4号样品属于聚乙烯和聚酯复合地膜。2)四种不同结构地膜在360 d内均发生了一定程度的降解,2号地膜降解能力最好,1号地膜次之,3号地膜的降解能力最差。3)地膜覆盖处理后玉米每667 m~2产量在834.7～920.1 kg,2号地膜覆盖处理后玉米的每667 m~2产量增产最高,3号、1号地膜处理增产居第二、三位,4号地膜处理较CK减产3.5%。研究表明,聚酯地膜的降解性能、使用性能要明显优于复合地膜和聚乙烯地膜,碳酸钙等无机盐含量增加会加快地膜降解,提高玉米产量。     

秸秆粉碎与残膜集条联合作业机的研制与试验

地膜残留已经成为影响新疆棉区可持续发展的一个主要因素,而现有的残膜回收机具大多存在适应性差、工作效率低、回收的地膜含杂率高、结构复杂等问题。针对上述实际情况,该文提出了先将地膜集条再捡拾回收的分步作业思路,设计了一种用于秋后的秸秆粉碎与地膜集条联合作业机,主要由悬挂装置、动力传递系统、秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、地膜集条装置、脱模装置等部件组成。该机采用抛送式秸秆粉碎装置,将粉碎的秸秆后抛至集条后的地面上,有利于残膜回收秸秆分离;采用仿形式地膜集条装置,适应性好,集条率高。样机试验结果表明,机具作业速度为5～7 km/h、刀轴转速为1880 r/min、集条装置的转速在150～160 r/min时,平均工作效率可达到1.15 hm2/h,平均地膜集条率可达到92.6%;平均膜秆分离率可达90.5%;平均粉碎秸秆长度合格率可达97.5%,各主要参数均满足农艺和国家标准要求。该研究可为中国主要棉区的残膜污染治理提供参考。     

不同颜色地膜覆盖对桂热芒71号产量和品质的影响初报

为初步探明不同颜色地膜覆盖条件下桂热芒71号芒果的产量和品质表现,以银灰色地膜、黑色地膜、白色地膜为试材,以不覆盖地膜为对照,进行相关研究。结果表明:(1)覆盖地膜后,桂热芒71号的平均单果重、株产和可溶性固形物都明显提高。银灰色地膜单果重、株产和可溶性固形物最高,达到537.9 g、37.9 kg和16.3%,分别比对照提高了18.0%、38.3%和1.1%,银灰色地膜与对照间存在显著差异,与白色地膜、黑色地膜间差异不显著。(2)覆盖银灰色地膜可提高优质果率。     

生物降解地膜对黄土旱塬玉米产量及水分利用效率的影响

研究黄土旱塬不同厚度生物降解地膜对作物产量和水分利用效率的影响,为黄土旱塬区生物降解地膜应用提供参考依据。采用0.006、0.008、0.010 mm 3种厚度的生物降解地膜,以裸地为对照,测定不同处理土壤水分、植株性状、产量和水分利用效率等指标。结果表明,生物降解地膜厚度减薄会显著降低地膜对水分的保蓄能力,覆膜后150 d,0.006 mm生物降解地膜单株叶面积小于裸地,0.008、0.010 mm生物降解地膜单株叶面积较裸地分别增加20.2%、22.2%。覆膜后120 d,0.006、0.008 mm生物降解地膜叶片SPAD值与裸地没有明显差异,0.010 mm生物降解地膜叶片SPAD值较裸地增加4.2%。生物降解地膜厚度对春玉米产量和水分利用效率有显著影响,生物降解地膜越厚,春玉米产量和水分利用效率越高,但0.008、0.010 mm生物降解地膜在产量和水分利用效率上没有显著差异。     

降解地膜和渗水地膜覆盖对中国北方主要旱地作物产量和水分利用效率效应的Meta分析

[目的] 明确降解地膜和渗水地膜的最佳适宜区域、适宜作物,以及和普通地膜的效应差异,为降解地膜和渗水地膜的应用提供理论指导。[方法] 通过文献检索,分析整理关于降解地膜和渗水地膜的田间试验研究成果,进行了Meta分析。[结果] 降解地膜覆盖的所有作物产量及水分利用效率均显著高于无覆盖;和普通地膜比,降解地膜覆盖下玉米减产,棉花增产,对其他作物产量无差异;在降雨量小于500 mm时,降解地膜覆盖下作物产量低于普通地膜,而降雨量高于500 mm时产量无显著差异。渗水地膜覆盖下玉米、小麦、谷子和高粱等作物的产量和水分利用效率均显著高于无覆盖;和普通地膜比,渗水地膜覆盖下玉米和谷子产量及水分利用效率高于普通地膜,尤其是谷子增产效果显著。在降雨量小于500 mm的地区,渗水地膜和普通地膜比增产显著,高于500 mm则无差异。降解地膜生育后期的土壤温度低于普通地膜,而渗水地膜在低温下增温效果优于高温,且整个生育期温度更适合作物需求。[结论] 降解地膜在降雨量大于500 mm的短生育期作物上基本可以替代普通地膜,但是在长生育期作物上及降雨量较低地区应用有风险;而渗水地膜应该优先在降雨量低于500 mm地区的短生育期高叶面积指数作物上应用。     

五种常见可降解地膜的研究应用现状和展望

地膜覆盖是广泛应用的农业技术，但目前使用的传统塑料地膜在带来巨大经济效益的同时，存在严重的生态环境污染问题，影响农业的可持续发展，发展可降解环保地膜是必然趋势。本研究系统阐述了国内外光降解地膜、生物降解地膜、光/生物双降解地膜、液态地膜和植物纤维地膜制备材料、制备技术和产品的研究进展与应用现状，以及五种可降解地膜的优势和不足，并对植物纤维地膜的研究方向和发展前景进行了展望。本研究结果为进一步发展绿色环保、可完全生物降解的农用地膜，促进农业的绿色可持续发展提供了理论依据。     

南方平原地区地膜使用与残留现状调查分析

选取南方平原区7个省（自治区）作为研究对象,采用文献调研、问卷调查和典型样点采集的方法,对研究区域的地膜使用与残留现状进行了分析。结果表明,南方平原区地膜使用量和地膜覆盖面积都呈现逐年增加的趋势,地膜覆盖面积占耕地总面积的比例也表现出增加趋势,但都低于10%。研究区域内的覆膜作物主要有4类共19种作物,平均覆膜比例为74%,使用地膜的平均厚度为0.006 mm,地膜平均使用量为38.6 kg·hm-2。此外,在地膜使用后只有73.1%的地块中地膜被回收,回收的方式主要为人工拾捡,少数为人工拾捡与机械回收相结合的方式。南方平原区0~30 cm土层地膜残留量为14.28 kg·hm-2,残留的地膜主要集中在0~20 cm土层,约占0~30 cm土壤中残膜总量的78.9%。是否回收地膜是影响南方平原区地膜残留量高低的一个重要因素,回收地膜的地块地膜残留量显著低于不回收地膜的地块。不回收地膜时,地膜残留量与地膜累计使用量呈极显著的正相关关系,而回收地膜时,地膜残留量与地膜累计使用量无明显相关关系。     

沟垄二元覆盖对渭北旱塬区土壤肥力及玉米产量的影响

探讨沟垄二元覆盖对旱地土壤肥力及作物生产力的影响,对完善半湿润区作物微集水栽培技术具有重要的理论和实践意义。2007—2011年在渭北旱塬进行5年定位试验,设置垄上覆地膜,沟内分别覆普通地膜、生物降解膜、玉米秸秆、液体地膜和沟不覆盖等不同沟垄覆盖模式,以传统平作为对照。结果表明,2011年春玉米收获后各处理土壤有机质及速效养分含量随土层的加深而降低,与2007年试验处理前相比,沟垄二元覆盖各处理土壤养分含量明显增加,而垄覆地膜+沟不覆盖和传统平作处理有所下降。垄覆地膜沟覆秸秆处理0~20 cm层土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著高于对照,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜处理有机质和碱解氮含量较对照有所增加,而其有效磷和速效钾含量显著增加。20~60 cm层土壤有机质和速效养分含量各沟垄二元覆盖处理均略高于对照。各沟垄覆盖处理表层(0~20 cm)土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性均较对照增加,且以垄覆地膜沟覆秸秆处理土壤酶活性最高,垄覆地膜沟覆生物降解膜和垄覆地膜沟覆地膜处理次之。垄覆地膜沟覆生物降解膜、垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆秸秆处理较对照显著增产41.1%、42.1%、39.3%,水分利用效率显著提高38.0%、39.6%、37.0%。在渭北旱塬区进行沟垄二元覆盖对提高土壤肥力、酶活性及春玉米产量和水分利用效率有显著提高作用,以垄覆地膜沟覆秸秆处理最佳,垄覆地膜沟覆地膜和垄覆地膜沟覆生物降解膜次之。可见,垄覆地膜沟覆地膜、生物降解膜或秸秆的沟垄全覆盖种植在渭北旱塬雨养农业区春玉米生产栽培具有一定的可行性和应用价值。     

甘肃省中东部农户地膜应用及回收现状

为了解甘肃省中东部地区农户地膜应用、回收状况及其主要影响因素,于2019年3月26日—4月1日采用手机问卷方式,在甘肃中东部开展了地膜应用及回收情况调查。结果显示:调查区域主要种植有玉米、小麦、蔬菜和马铃薯等作物覆膜面积占种植面积的73.2%;种植不同作物的调查农户中,99.3%玉米种植户采用覆膜技术,28.5%、77.1%、57.9%和52.1%种植户分别对小麦、蔬菜、马铃薯和其他作物采用覆膜技术;甘肃省中东部地区地膜回收方式主要为人工捡拾,占调查对象的89.3%;回收残膜的农户中47.7%的农户将残膜交给回收网点,28.3%在地头焚烧,13.8%将其堆放田间,7.9%进行填埋处理,还有2.2%采取其他方式处理;调查作物的地膜回收作业率均在80.0%以上,其中蔬菜高达99.3%;按照人工回收作业的地膜离田率为80%和90%分别估算,2018年甘肃省中东部地区地膜回收率达74.2%和83.5%,其中蔬菜上地膜回收情况最好,分别为79.4%和89.4%。目前甘肃省中东部地区地膜回收工作仍存在回收难度大、回收机械化强度不够、回收地膜处置不当,政府支持力度不够等问题。政府和相关部门应加大地膜新国家标准宣传及执行力度,制定相关扶持和奖励机制,提高地膜回收的机械化程度,快速推动农膜回收及资源化利用工作,为合理应用地膜及农膜污染防控提供数据支撑。此外,手机调查地膜应用及回收系统的启用,能快速有效地获得一手数据,为未来全面快速获取中国地膜应用回收的基础数据提供借鉴。     

可降解地膜的降解性能及对土壤温度、水分和玉米生长的影响

针对生产中使用普通农用塑料地膜导致农田土壤污染的现状,进行了不同厚度可降解(光、生物降解)地膜、普通地膜和露地栽培玉米对比试验,探讨可降解地膜的降解性能及对土壤水分、温度和玉米生长的影响。结果表明,0.005mm厚可降解地膜的降解速度及强度均优于0.008mm厚膜,二者在覆膜后90d分别达降解5级、4级水平,地膜质量损失率达55.48%、39.99%。两种可降解地膜对土壤水分、温度和玉米生长的影响与普通地膜相当,均使0～20、>20～40cm土壤水分含量、地表及地下10cm土壤温度明显高于露地对照,使玉米出苗率提高,生育进程加快,株高、叶面积和地上部干物质积累量增加;其中0.008mm厚膜覆盖玉米效果优于0.005mm厚膜。研究认为,以可降解地膜替代普通地膜应用于农业生产具有可行性。