全生物可降解地膜对“土壤—植物”系统的影响

普通农用地膜为"白色污染"污染源之一,对农田生态环境造成严重危害,可降解地膜而作为普通地膜的替代品,使用量逐渐加大。为了研究全生物可降解地膜对"土壤—植物"系统的影响,设计了9种全生物可降解地膜和普通地膜覆盖栽培玉米的田间试验。结果表明,可降解地膜与普通地膜相比,对玉米产量影响不大,减产3.0%~16.4%;从玉米大喇叭口期到玉米成熟期,地膜对土壤温度的影响不大,各种地膜覆盖土壤平均温度相差不到1℃;不同降解膜在降解速度、降解程度上存在差异,J3降解速度最快,从诱导期到大裂期仅30 d;覆膜150 d后,各种可降解地膜均未进入无膜期;由于降解膜易破裂、透光性好,在杂草控制上不及普通地膜效果好。杂草生物量由低到高的排序为:CKJ3J6J5=J7J1J2J4=J8J9,各处理杂草平均株高90 cm以上。     

黄土丘陵区降雨、土壤水分和苗木成活率的关系

降雨量通过影响土壤水分而间接影响苗木成活率。为了研究降雨、土壤水分和苗木成活率之间的关系,对半干旱黄土丘陵区降雨、土壤水分和造林成活率相关性进行试验和分析,结果表明:(1) 该区域降雨对土壤含水量的贡献可用回归方程进行模拟,模拟结果表明:低于6.3 mm的降雨不会显著增加土壤含水量,属无效降雨;(2) 建立了土壤含水量和苗木成活率的数学模型;(3) 对山杏、山桃、沙棘、柠条4种树种而言,土壤含水量分别低于5.1%,6.0%,6.5%,4.6%时其造林成活率为0;满足85%的造林成活率的土壤含水量分别为11.9%,13.0%,13.8%,12.0%;(4) 若以多年春季平均土壤含水量9.8%为本底值,对山杏、山桃、沙棘和柠条而言,只有在降雨量分别高于18.1,24.6,29.7,18.6 mm时,造林成活率才能达到85%以上。     

麻地膜与肥料互作对辣椒生长、土壤养分及土壤酶活性的影响

麻地膜在农业生产中的应用越来越广泛。为了解麻地膜在茄果类蔬菜上的应用效果,以辣椒为试验材料,在露地和日光温室条件下研究了普通聚乙烯(PE)地膜及麻地膜与肥料互作对辣椒定植初期10 cm土温、辣椒生长、土壤养分及土壤酶活性的影响。结果表明,地膜覆盖有利于辣椒定植初期10 cm土温的升高,其中,PE地膜的保温效果优于麻地膜,PE地膜+有机肥和PE地膜+有机肥+复合肥的保温效果较好,此外,11:00以后麻地膜覆盖具有降低地表温度的作用;麻地膜对膜下杂草的抑制作用显著强于PE地膜,麻地膜+复合肥的杂草生长量显著低于其他处理;地膜覆盖可以显著增加辣椒的株高、茎粗和产量,对辣椒叶片SPAD值及果实Vc含量影响不显著,麻地膜覆盖的辣椒产量显著高于PE地膜覆盖和对照;地膜覆盖可显著降低土壤pH和有机质含量,且麻地膜覆盖的下降幅度大于PE地膜;地膜覆盖可以显著提高土壤中碱解氮、有效磷和速效钾含量,且麻地膜的增加幅度比PE地膜大;地膜覆盖具有提高土壤蛋白酶、脲酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性的作用。     

刺梨园覆盖不同颜色地膜的效果分析

为探索不同颜色地膜覆盖对刺梨园土壤、刺梨树枝梢生长及成花坐果的影响,筛选适宜于刺梨园覆盖的适宜地膜类型,试验以自然生草不覆盖为对照,设置四种不同颜色（无色T1、红色T2、绿色T3及黑色T4）地膜覆盖处理,地膜材质均为PE,比较分析各处理下果园土壤物理性质及微生物碳含量、刺梨树枝梢生长量、成花坐果及产量表现等的差异。结果表明：（1）地膜覆盖均可不同程度提高土壤温度,并导致物候期提前,其中覆盖黑色和红色地膜的处理开花期较对照提前4～5d。（2）覆盖黑色地膜处理下土壤物理参数如盐度、体积含水率、总溶解固体、电导率和介电常数等整体高于对照,其余几种地膜处理无此效果,但其土壤物理性质更趋稳定。（3）覆盖黑色和红色地膜可显著抑制刺梨园杂草生长,覆盖区域内杂草生物量较对照分别减少88.36%和89.5%,显著低于其余处理及对照。地膜覆盖均能增加叶片的叶绿素含量,且绿色地膜对促进刺梨新梢生长最为有利。（4）覆盖无色和黑色地膜均可显著促进刺梨成花,前期坐果量较对照分别增加约43.8%和37%,最终覆盖无色地膜处理的增产效果最为突出,较对照提高52.55%,而黑色地膜因同时会导致果实发育过程中的落果数增加从而其最终产量较对照仅增加14.39%。研究结果说明不同颜色地膜在改善或稳定土壤物理参数、促进树体生长、抑制杂草及提高产量等方面各具优势,生产上可根据需要选择使用,其中无色地膜对提高产量的效果尤其明显,可作为刺梨覆膜栽培的优先推荐地膜类型。     

地膜残留量对河西绿洲灌区玉米田土壤理化性状的影响

为探究残留地膜对土壤理化性状的影响,以玉米品种沈单16为指示品种,在半膜覆盖平作栽培条件下,于2015年4月至2020年10月在河西绿洲灌区模拟设置5个地膜残留量水平(0、110、220、440、660 kg/hm2),测定不同残膜水平下土壤容重、土壤紧实度、土壤水分、土壤养分含量等指标。结果表明,随地膜残留量增加,0～30 cm土层土壤容重呈逐渐增加趋势,且玉米拔节前0～10 cm土层土壤温度提高0.14、0.25、0.28、0.43 ℃。残膜的存在能够减少土壤表层水分蒸发,提高播前土壤含水量,但在玉米苗期由于残膜阻碍水分的下渗,导致30～40 cm土层土壤含水量分别比地膜残留量为0 kg/hm2降低0.11%、1.89%、6.07%、5.93%。当地膜残留量为660 kg/hm2时,土壤有机质、全氮、矿质氮、Olsen-P养分含量显均著低于地膜残留量为0 g/hm2,降幅分别为15.57%、10.53%、18.89%、36.32%。长期残膜作用使土壤容重增加、通透性降低,并会降低土壤有机质、全氮、矿质氮及Olsen-P含量,引起土壤质量退化。     

半干旱地区多因素保水措施对土壤水分及造林成活率的影响

以神府-东胜煤矿采煤沉陷区为试验地,通过正交试验,分析了覆盖材料、保水剂施用量、肥料配比的保水效果及对成活率的影响。结果表明,覆盖材料、保水剂施用量、肥料配比对长梗扁桃成活率、土壤含水量的影响极显著,其影响程度为:覆盖材料>保水剂施用量>肥料配比。在地膜覆盖-保水剂(60 g)-当地土:肥料(4:1)的保水措施下,土壤含水量最高达到17.11%,长柄扁桃成活率最高,为80.5%。无任何保水措施的处理土壤含水量为8.59%,成活率仅为30.13%。栽植长柄扁桃的多因素保水技术措施最佳组合为:地膜覆盖-保水剂60 g-当地土:肥料(4:1)。     

地膜覆盖对耕层土壤温度水分和甘薯产量的影响

以淀粉型甘薯品种‘济徐23’为供试材料,设置不覆盖地膜(CK)、覆盖透明地膜(TF)和覆盖黑色地膜(BF)3个处理,研究地膜覆盖对土壤水热状况、甘薯块根形成及产量的影响。结果表明:地膜覆盖可以提高甘薯块根分化建成期(栽植后0~20 d)0~20 cm各土层的土壤温度1.0~6.5℃,特别是在栽植后10 d覆盖透明地膜比覆盖黑色地膜高0.6~3.5℃;提高0~20 cm土层的土壤相对含水量9.97%~18.1%,且覆盖黑色地膜比覆盖透明地膜高1.2%~5.1%。地膜覆盖增大根系吸收面积和提高根系活力,但在20 d时覆盖黑色地膜处理的根系活力显著低于不覆盖地膜的对照(P0.05);同时,在栽植后20 d,地膜覆盖显著提高了甘薯的光合速率。地膜覆盖显著增加了分化根中内源激素玉米素核苷(ZR)含量,且黑色地膜在20~30 d时ZR含量显著高于透明地膜(P0.05);显著(P0.05)提高栽植后40 d块根中脱落酸(ABA)的含量,且覆盖黑色地膜处理的ABA含量显著(P0.05)高于覆盖透明地膜处理。地膜覆盖还提高了甘薯块根膨大期块根干物质初始积累量和平均积累速率,增加了单株结薯数和单薯重,最终显著提高了收获期块根产量,覆盖透明地膜和覆盖黑色地膜分别较对照增产10.38%和15.91%。因此,覆盖地膜能促进甘薯块根早形成,协调其生长中后期地上部与地下部的关系,从而提高块根产量。     

垄沟集雨种植下不同降解地膜沟覆盖对农田马铃薯产量和土壤水热的影响

为筛选适宜于西北旱作区沟垄集雨系统下马铃薯生长和产量提高的降解地膜类型,于2015—2016年设置两年田间试验,以平作不覆盖为对照(CK),研究生物地膜(DS)、麻纤维地膜(DM)和液态地膜(DY)的降解特征、土壤水热效应及其对马铃薯生长、产量的影响。结果表明,两年试验期内不同类型降解地膜的降解失重率整体表现为DY>DM>DS,DY完全降解,DM和DS两年平均降解失重率达72.3%和38.3%。两年生育期平均土壤蓄水量各处理表现为DS>DM>DY≈CK,DM和DS在生育关键期(播后70 d)有效增加0~160 cm层土壤蓄水量,2015年较CK分别增加29.0%和15.6%,2016年分别增加17.8%和11.6%;而DY与CK无显著差异。与CK相比,DY在播后30~50 d土壤保温效应显著,DM 在播后0~70 d土壤增温效果尤为显著;在播后110 d各处理土壤增温效应差异不显著。土壤水分、温度与马铃薯总产量Pearson相关分析表明,播后30 d土壤水分、温度对马铃薯总产量的形成至关重要,且播后70~90 d土壤水分对总产量的影响高于土壤温度。与CK相比,DM、DS和DY的马铃薯产量2015年分别显著增加20.3%、17.4%和9.2%,2016年分别显著增加18.1%、17.0%和12.2%;DS、DM的水分利用效率2015年分别显著增加24.1%和24.5%,2016年分别显著增加23.1%和15.2%。两年马铃薯纯收益均以DM最高,较CK分别显著增加47.8%和32.4%。综上,沟垄集雨种植下可降解地膜沟覆盖能显著改善旱地土壤水热环境,提高马铃薯产量、水分利用效率和纯收益,以沟覆盖麻纤维地膜处理效果最佳。本研究结果为降解地膜覆盖种植应用于西北旱作区马铃薯农业生产提供了理论依据和技术参考。     

低温半干旱区不同覆盖物对地温和水分时空分布的影响

建立了不同覆盖物下春小麦生长期间土壤的地温、水分时空分布图。研究表明:保水、集水、增温、降水生产率效果排序:双重覆盖(秸秆+地膜)>地膜>秸秆>裸地。干旱年降水生产率分别较裸地提高83%、70.5%、37.7%。降水生产率较丰年分别提高53.39%、1.2%、12.8%,双重覆盖仍多蓄水31mm,半干旱区春小麦生长主要依赖土壤贮蓄水,双重覆盖和地膜覆盖使180 cm土层内水以汽态水凝聚在耕层,达到秋水春用。秸杆覆盖早春不但降低耕层地温,而且截留残留降水和部分有效降水不能入土而蒸发,降低土壤贮水量。应在秋季施碎秸秆后翻耕,接纳雨水,春播前膜侧种植,可起双重覆盖蓄水、保水、增产作用。覆膜对膜外横向30 cm处10 cm土层在全生育期都有增温作用。     

可降解生态垫在河滩区造林中对土壤含水量的影响

可降解生态垫是一种新型的苗木培育材料,能有效的减少地面蒸发,控制土壤水分,提高造林成活率。为了检验可降解生态覆盖垫在河滩地造林中对土壤含水量的影响,试验区共设2个处理(有生态覆盖垫、无生态覆盖垫)对降雨后不同时间(1 d、3 d、5 d、7 d)刺槐、油松、元宝枫、蒙古栎、侧柏和铺地柏等林地的土壤含水量进行了调查。结果表明:可降解生态垫抑制地面蒸发效果更为明显;生态覆盖垫对油松林地的保水作用影响最大;阔叶林林地的土壤含水量较针叶林林地小。     

30%草甘膦水剂对松柏类苗圃杂草的防效及安全性试验

对30%草甘膦水剂对苗圃杂草防除效果及苗木安全性进行了观测。结果表明,30%草甘膦水剂各供试剂量喷药后30 d,对单子叶杂草、双子叶杂草的株防效和鲜重防效均达到了96%以上。当30%草甘膦水剂用量为6 000 g/hm2以下时安全性好,用量达到9 000 g/hm2时抑制苗木生长。     

生物降解地膜对塔额盆地甜菜产量及含糖率的影响

为探究生物降解地膜对塔额盆地甜菜产量及含糖率的影响,于2021—2022年在塔额盆地开展2种地膜应用效果试验,以甜菜专用生物降解地膜(BD)和普通聚乙烯地膜(PE)为处理,以露播(CK)为对照,分析不同地膜对土壤温度、土壤含水量、甜菜产量以及含糖率的影响。结果表明,BD和PE处理较CK具有明显的增温保墒作用,3个处理下土壤温度和土壤含水量均表现为PE>BD>CK;BD处理产量、含糖率、产糖量均最高,较PE处理显著提高5.62%、7.91%、15.83%,较CK显著提高19.85%、9.96%、33.96%;BD处理2年当季地膜降解率可达到75.23%和78.43%,可显著减少白色污染。综上所述,在塔额盆地,生物降解地膜在甜菜生长的前期能保持良好的完整性,具有较好的增温保墒效果,同时生物降解地膜可以显著提高甜菜产量、含糖率和产糖量,能够提高收益,建议大面积推广应用。     

文冠果柿树花椒幼树对不同土壤水分的生理响应

为探索文冠果、柿树、花椒在不同土壤水分含量下的生理特性,利用盆栽试验人工浇水后持续自然耗水的方法,研究2年生文冠果、柿树、花椒在不同土壤相对含水量（15%~98%）下的生理响应,并结合大田栽植的生长状况和成活率对其抗旱性进行评价。结果表明：1）随土壤相对含水量的降低,文冠果、柿树、花椒幼树叶片的相对含水量都呈下降趋势,净光合速率、水分利用效率先升高后降低,脯氨酸质量分数、细胞膜相对透性逐渐上升,叶绿素逐渐降低,超氧化物歧化酶活性先升高后降低,丙二醛质量摩尔浓度先升高后降低再升高;2）文冠果、柿树、花椒幼树光合作用由气孔限制转为非气孔限制的土壤相对含水量分别为60%~70%、30%~40%、20%~30%;3）花椒在土壤相对含水量为20%~70%时耐旱能力较强,柿树在土壤相对含水量为20%以下时耐旱能力更强,文冠果耐旱能力较差。结合大田生长表现可知,在山东丘陵区造林时花椒较为适宜。     

生态垫对河滩造林地土壤温湿度和杂草的影响

 生态垫在华北干旱地区调查季节内,能够明显降低土壤15cm以上的温度,表层温度变化尤为明显,日均温可降低103～138℃,并且不同土壤深度的日温差,都要低于不铺垫的;铺设生态垫后,在初春能够显著地提高土壤0～20cm的含水量,比不铺设的要高出443%,对40cm以下土壤含水量影响不大;生态垫可以有效抑制杂草生长,铺设生态垫后,杂草的盖度、高度、生物量等都要低于不铺垫的,其中杂草种类降低了40%之多,生物量降低99%之多。     

盛夏覆盖对幼龄茶园土壤温湿度和杂草生长的影响

江南茶区夏季高温少雨,新建茶园易受旱热草害,从而影响茶苗成活率和生长。为了探讨不同覆盖材料在幼龄茶园中保湿、降温、抑制杂草的效果,采用单因素对比试验,设置4个覆盖处理,1个裸地对照,在杭州盛夏高温季节对各处理土壤温度和湿度变化及控草效果进行了比较研究。结果表明:夏季晴热高温季节,黑膜、无纺布和覆草处理均可显著降低土壤温度,减小温度日较差。持续晴热7天和14天时,黑膜和覆草处理土壤含水量显著高于对照组。覆盖均能极显著抑制茶行杂草的生长,其中黑膜和无纺布处理的杂草生长量极显著低于白膜和覆草处理。所有覆盖处理都能极显著降低拨草人工费,最高效的黑膜覆盖处理可以节约8 550元/hm~2,所用工时只有对照组的24.95%,扣除覆盖成本投入,每公顷可以节约6 370元。综合比较各种覆盖材料在降低土壤温度、提高土壤含水量、控制杂草生长及降低除草成本方面的效果,发现黑膜处理效果最好,其次是无纺布和覆草处理。因此,新茶园夏季覆盖材料推荐使用黑地膜、覆草和无纺布。     

论农田“白色污染”的防治技术

在调查、试验研究和推广应用的基础上，介绍了农田土壤中地膜残留引起“白色污染”的现状、原因，及对农田土壤、作物生长及其产量的不良影响。认为残留地膜降低了土壤的渗透性能，减少了土壤的含水量，削弱了耕地的抗旱能力。同时，残留地膜阻碍了农作物的根系生长，影响了作物的生长。土壤中残留地膜达到一定数量时，就会引起农作物减产；提出了防治残留地膜污染的技术，即适期揭膜技术。     

不同封孔方式对番茄缓苗期土壤水盐分布及番茄生长的影响

为探究不同封孔方式对番茄幼苗成活率的影响,试验以传统土封孔为对照,设置不封孔和沙封孔两个处理,对比研究3个处理方式下土壤水盐分布特征及番茄幼苗的生长状况。结果表明:不同处理棵间各土层土壤含水量和含盐量差异不显著。不封孔和沙封孔较土封孔显著降低了番茄根系区土壤含水量,0～10 cm和10～20 cm含水量平均较土封孔低12.82%、9.61%和11.39%、10.13%,为番茄幼苗的生长提供了适宜的土壤水分条件;根系区0～10 cm和10～20 cm含盐量平均较土封孔低30.17%、34.64%和30.26%、28.29%,抑制了土壤盐分表聚,为幼苗的生长提供了相对淡化的土壤环境。不同处理间番茄植株生长状况基本一致,但不封孔和沙封孔促进了幼苗根系的伸长,并显著提高了幼苗成活率,幼苗扎根深度平均较土封孔高13.74%和9.16%,成活率高10.36%和11.06%。河套灌区番茄定植栽培宜采用不封孔或沙封孔。     

施氮量和土壤含水量对黑麦草还田红壤氮素矿化的影响

目标 氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要生态过程,养分添加和水分在调节土壤的氮转化方面起着重要的作用。探讨施氮和土壤水分对黑麦草还田过程中土壤氮素矿化的影响有利于进一步优化红壤旱地作物生产的水肥管理。 【方法】 通过室内培养试验,研究了施氮量 (0、60、120 mg/kg) 和土壤含水量 (15%、30%、45%) 对红壤旱地黑麦草还田过程中土壤净硝化量、氨化量和氮矿化量的影响。 【结果】 土壤含水量15%时,施氮有利于提高黑麦草还田初期土壤净硝化量,施氮量120 mg/kg抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。在30%土壤含水量时,施氮量120 mg/kg明显抑制了黑麦草还田后期土壤硝化作用。土壤含水量45%抑制了黑麦草还田初期不同施氮水平下土壤净硝化量,但增加了黑麦草还田91 d时土壤净硝化量,且施氮量60 mg/kg下的净硝化量显著高于120 mg/kg水平下的。土壤净氨化量在整个黑麦草还田过程中均为正值,且呈现多次升高-降低的往复动态变化。土壤净氨化量在三种土壤含水量下均表现为施氮条件下的显著高于不施氮处理。土壤含水量的增加有利于提高施氮量120 mg/kg下黑麦草还田初期土壤的氨化作用,但降低了黑麦草还田后期土壤净氨化量。相比不施氮,三个含水量条件下的施氮处理在黑麦草还田过程中的大部分阶段都显著增加了土壤净氮矿化量,土壤含水量30%条件下土壤净氮矿化量的变化最大。相比土壤含水量15%,30%含水量促进了黑麦草还田中期 (13～57 d) 土壤净氮矿化量的增加,45%含水量抑制了黑麦草还田后期 (73～91 d) 土壤净氮矿化量。 【结论】 红壤区旱地黑麦草还田时应合理施入化学氮肥 (60 mg/kg),在黑麦草还田初期保持较高的土壤含水量 (45%) 能够抑制土壤的氮矿化作用,还田中后期适当降低土壤含水量 (30%)有利于增加土壤氮素的矿化。      

0～50 cm土壤含水量与降水和蒸发的关系分析

利用濉溪县0～50cm土层土壤含水量和同期降水量、蒸发量资料分析表明，土壤水分的主要活动层在耕层，不同层次土壤含水量之间存在极显著的正相关。土壤含水量增减与期间降水量、蒸发量呈直线相关关系，耕层土壤含水量变化和报告期与基期的比值均与湿润系数呈极显著正相关。0～30cm不同层次土壤相对含水量低于50％时，需降水或补充灌溉13．6～39．0cm方可使耕层相对含水量达到80％。当湿润系数为0．47时，耕层土壤含水量可以维持在基期水平。耕层土壤含水量蒸减呈“快-缓慢-滞缓”的变化过程，蒸减速率随土壤含水量的变化可用指数曲线拟合。使耕层相对含水量达到80％以上的一次降水过后，连续10．7～38．3d无降水，耕层相对含水量尚可维持在60％以上。     

田间微集雨技术研究及应用

过去30 a,田间微集雨技术逐渐发展成为黄土高原雨养农业区的主要耕作技术。自上世纪八十年代以来,不同田间微集雨及覆盖（地膜、砂石和秸秆）栽培技术在黄土高原不断更新换代,先后经历了垄沟无覆盖技术、平地覆盖技术、垄沟半覆盖技术和垄沟全覆盖技术等发展过程,特别是沟垄地膜全覆盖技术大面积推广和应用,为西北旱区粮食单产大幅度提高提供了强大的支撑作用。本文综述了田间微集雨技术的演变历程及对农田生态系统的影响及机理,归纳了垄沟和覆盖模式及播种方式对作物产量形成、水分利用效率、作物生理生态、土壤质量、土壤微生物、杂草、病虫害、覆盖物残留和作物物候等的影响,并分析了该技术的高产高效和生态风险以及两者的互作关系。文章最后还对该技术的高效性、可持续性和发展潜力进行了讨论,旨在对雨养农业生态系统的可持续管理提供理论指导。