【摘 要】
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地膜覆盖是干旱半干旱地区农业节水和增产的主要措施。当前长期高强度的使用地膜造成严重的“白色污染”，这是不可持续的。本研究在模拟残膜蓄积量和干旱加剧情景下，探讨残膜污染对土壤物理特征和根系生长发育的影响。设计了土柱试验，评估2个灌溉定额下，1950 m3·hm-2 （B1，田间持水量50%，中度干旱）和3900 m3·hm-2 （B2，田间持水量100%，充分灌溉）；4个残膜量等级0 kg·hm-2
【机 构】
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新疆农业大学农学院/棉花教育部工程研究中心
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31960386）； 新疆维吾尔自治区重大科技专项（2020A01002-4）； 新疆农业科学院科技创新重点培育项目（xjnky-2020003）； 国家重点研发计划（2020YFD1001005）； 自治区天山英才计划；
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地膜覆盖是干旱半干旱地区农业节水和增产的主要措施。当前长期高强度的使用地膜造成严重的“白色污染”，这是不可持续的。本研究在模拟残膜蓄积量和干旱加剧情景下，探讨残膜污染对土壤物理特征和根系生长发育的影响。设计了土柱试验，评估2个灌溉定额下，1950 m3·hm-2 （B1，田间持水量50%，中度干旱）和3900 m3·hm-2 （B2，田间持水量100%，充分灌溉）；4个残膜量等级0 kg·hm-2 （A0，连续覆膜0年）、160 kg·hm-2 （A1，连续覆膜20年）、270 kg·hm-2 （A2，连续覆膜40年）、490 kg·hm-2 （A3，连续覆膜80年）的影响。结果表明：土壤物理性质主要受残膜含量的影响，残膜量的增加使土壤容重增大，饱和含水率、田间持水率、毛管持水率、总孔隙度降低；并抑制了棉花根系扩展，降低了根重量、根表面积、根体积、根长和根直径，以及根系在土壤0～20 cm土层中的占比；上述指标除田间持水量外，其余均在残膜量超出270 kg·hm-2时，表现出显著的处理间差异。同一残膜量下，高灌溉定额根系构型优于干旱处理；综合分析，土壤容重最大增幅1.88%，饱和含水率、毛管持水率、总孔隙率的最大降幅分别达7.97%、6.42%和9.39%；根系重量、根表面积、根体积和根直径的最大降幅分别达41.34%、64.10%、47.27%、86.67%；研究表明，残膜污染严重破坏土壤结构，抑制根系生长，导致土壤物理性能和根系水肥吸收能力下降，降低这一影响可能需要消耗更多的水分，必将进一步加剧缺水危机下水资源的承载压力，因此相应的残留阈值应严格控制在270 kg·hm-2以下。研究结果为农田残膜污染的风险评估和防治策略提供了理论支撑。
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