论文部分内容阅读
地膜覆盖现已成为继化肥、灌溉、农药之后最重要的农用措施,而地膜残留可能带来的农业污染是当今人们忧心的问题。为了研究地膜残留对作物产量和土壤质量的影响,2012年和2013年同时在兰州大学榆中校区试验基地和榆中北山旱地农业生态定位研究站两个地点进行大田试验,每个地点均设置玉米和马铃薯两种作物的平行试验,并且实行2种作物的轮作,共有2个地点*2种作物体系*2年周期=8个大田试验组合。试验之前收集从农田回收的残膜,洗净后将残膜剪碎至不大于25 cm2,根据试验设计按小区均匀施入土壤耕层,然后种植玉米或马铃薯。每个试验组合的残膜投入量共设置4个梯度,分别为F0(0 kg ha-1),F10(450 kg ha-1),F30(1350 kg ha-1),F60(2700 kg ha-1),地膜残留量约分别相当于10年、30年和60年连续覆膜的全部地膜残留量。2012年和2013年还在榆中校区试验基地的遮雨棚内进行了盆栽试验,2年分别种植黄豆和小麦,地膜残留量处理与大田试验相同。两年田间试验残膜对玉米和马铃薯的产量和水分利用效率没有显著影响,盆栽试验甚至显著增加了黄豆和小麦的产量和水分利用效率。田间试验和盆栽试验结果显示地膜残留对耕地土壤的土壤有机质、土壤养分和土壤微生物生物量均没有显著影响。说明地膜残留短期内对农田生产力和土壤质量没有明显的负面影响。农膜残膜会增加土壤微生物群落的丰度。在大田试验中,从残膜样品表面土壤中提取出来的土壤细菌种类为20种,而从对照处理提取出来的细菌种类为19种。在盆栽试验中,从残膜样品表面土壤中提取出来的土壤细菌种类为29种,而从对照处理提取出来的细菌种类为25种。通过DGGE指纹图谱聚类分析图还可以看出,农膜残膜对土壤微生物群落结构的影响随着残留量的增加而增加。地膜残留对土壤微生物多样性影响的大小与是否有作物生长有关。地膜残留对土壤微生物群落结构的影响在种植作物情况下大于不种植作物的休闲土壤。总之,从本研究来看,将残膜破碎到<25 cm2的小块后没有发现对作物生产的不利影响,反而某些指标还显示地膜残留处理比对照更有利于作物生长。本研究结果提出了解决地膜残留问题的一个新思路,有可能使残留地膜不构成污染危害甚至变害为利,这无疑对揭示地膜残留同土壤质量和土地生产力的关系具有重要意义,将有可能消除人们对地膜残留的后顾之忧,为保障干旱半干旱地区粮食安全和生态安全提供科学依据。