降解周期可调控的甘蔗渣生物降解地膜增温保墒性能分析

针对云贵高原地区春季播种时存在季节性干旱的问题，使用塑料地膜容易导致农田土壤污染的现状，该研究采用Box-Behnken设计试验，将施胶剂成分的硅酸钠、可溶性淀粉、硅油含量作为因变量，将降解率、抗张强度、土壤温度、土壤水分作为响应值，制备了一种降解周期可调控增温保墒甘蔗渣生物降解地膜。以不覆膜作为对照组（CK），探讨生物降解地膜的降解性能、抗张强度及对土壤水分和温度的影响，并观察降解过程中地膜纤维结构的变化。结果表明，地下覆膜的降解速度和降解强度均高于地表覆膜，覆膜72 d时，二者的降解率最高分别达86.41%、70.44%。在覆膜72 d时，地表试验组抗张强度下降到9.77～21.97 N/m，地下试验组在49 d后抗张强度接近为0；扫描电镜观察到地膜出现断裂的短纤维，与降解过程中地膜宏观表现出的膜片出现孔洞、质量逐渐下降规律一致。与CK相比，覆膜对提高土壤早间、午间、晚间温度均具有显著作用（P<0.05），且所有试验组对提高土壤含水率均有显著影响（P<0.05）。综上，甘蔗渣生物降解地膜的增温、保墒性好，为农业生产上推荐适宜的地膜组成及含量以指导生产实践具有较好的应用价值。     

原位酶谱技术分析旱地长期覆盖下根际酶活性空间分布

根与土壤微生物产生的酶是土壤有机质分解的主要生物驱动因素，对土壤养分循环具有重要意义。该研究利用原位酶谱技术在不破坏作物根系的同时，研究了渭北旱塬长期覆盖春玉米根际土壤酶活性空间分布。田间试验于2020年6月在中国科学院长武黄土高原农业生态试验站进行。以春玉米"先玉335"为供试材料，采用完全随机区组设计，设置秸秆覆盖（SM）、地膜覆盖（FM）和无覆盖（CK）三个处理，于春玉米吐丝期获取根系剖面酶谱图，分析了β-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶在春玉米根际的分布。结果表明：β-葡萄糖苷酶在秸秆覆盖下根际活性分布（热点）面积最大，是地膜覆盖的1.9倍、无覆盖的8.1倍；同时其在秸秆覆盖下延根分布距离最长为2.5 mm；与之对应，动力学拟合结果也表明秸秆覆盖下的酶动力学参数酶活最大反应速率和米氏常值最大，其土壤底物周转时间最快。亮氨酸氨基肽酶在地膜覆盖下活性分布总面积最大，是秸秆覆盖的1.8倍、无覆盖的6.4倍；其在地膜覆盖下酶活性延根分布距离最长为4.5 mm，秸秆覆盖下的酶动力学参数也为最大，底物周转时间最快。研究揭示了地表覆盖通过调节作物根际土壤酶活性空间分布促进养分吸收，实现旱地玉米高产高效的酶动力学机制。