聚乙烯地膜残留对作物产量、土壤质量以及土壤微生物群落组成的影响
发布时间：2020-10-23 10:58
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 cm~2,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 cm~2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。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X712;S154.4
【部分图文】：
海拔２４００米），年平均气温６．５’Ｃ，年平均降水量大约３００?ｍｍ。地下水??位超过６０?ｍ，植物不能直接利用，该地区是典型的雨养农业区。该试验地点的??王壤为黑麻±，田间持水量２２．９％，ｐＨ值约为８．５，?±壤容重１．２８?ｇｘｍ－３。图２．１??显示在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于过去Ｓ十年平均降雨量，其中２０１２年??８月和１０月份平均降雨量小于过去Ｈ十年平均降雨量，２０１３年４月、８月和１０??月份平均降雨量小于Ｈ十年平均降雨量。??１３０?ｒ???１２０?－?Ｉ??１１０?１?２０１２?和２０１３?年圓??１００?Ｌ的降雨里Ｉ??９０?１?Ｉ?过去Ｈ＋年?Ｉ??有８０：?Ｉ?雨貴平均值?Ｉ??Ｉ?ＩＩ?！目。??ｉ?：：：?｜｜｜｜｜?Ｉｊｄ??ＨＰ巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧?Ｅ?巧叹巧巧巧巧巧??＇’Ｉ＂邑冉…片ｎｒ?’川臣…一…Ｕ??２０１２?２０１３??图２．１愉中北山２０１２年和２０１３年臥及过去三十年平均降雨量??１８??
验站（３５°５６Ｗ，１０４°０９’Ｅ，海拔１７４９?ｍ），年平均气温６．５７°Ｃ，年平均降雨量??大约３５０?ｍｍ。该地区全年无霜期１巧天，Ｗ灌概农业为主。该巧验地点±壤为??黄绵±，田间持水量２１．５％，ｐＨ值约为８．２，止壤容重ｌＪ２ｇ’ｃｍ‘３。图２．２显示??在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于过去十年平均降雨量，其中２０１２年４月、６??月和７月份平均降雨量小于过去十年平均降雨量，２０１３年４月、５月和１０月份??平均降雨量小于十年平均降雨量。??９０?Ｉ???８０?－?２０１２?和２０１３年??７０?１?的降雨＾过去十年??■?＼?降雨星平均值?＾??！：■?＼ｉ?Ｐ?Ｉ??胃?｜ｋ??ｈＩＩＩＩＩＩ?ｒＩｐ圓?Ｊ．??１１ｌｌ＂曰冉一…ｉｒ?＇Ｉ’ｌｌ国……ｕ??２０１２?２０１３??图２．２愉中夏官营２０口年和２０１３年化及过去十年平均降雨量??２丄２试验设计??本试验从２０１２年３月开始至今，本文包括２０１２和２０１３两年数据。每个试??验地点均选种玉米和马铃晝两种作物（作物品种见表２．１），分为Ａ区和Ｂ区两??个地块。试验每个地块的残膜量均设四个水平处理，不加残膜，Ｗ及加残膜低、??中、高Ｈ个梯度。施入残膜的量参考愉中县农技推广站统计信息，按照毎年耕地??中剩余残膜４５?ｋｇｉｈａ－ｉ的量计算，模拟连续１０年、３０年、６０年覆膜的农用地膜??残留量
注：此图为大田ＤＧＧＥ指纹图谱及示意图，Ｆ０代表未加残膜处理，ＳＦ为膜表面处理，Ｆ６０??为加残膜膜际±壤处理。上半部分为各条带测序得到的菌种。??图３．１中一个箭头所指示的条带为残膜膜表面±壌（ＳＦ）和膜际止壌（Ｆ６０）??比未加残膜止壌（Ｆ０）处理多出的一个条带。３号条带代表优势菌属为Ｂａｃｉｌｌｕｓ??ｓｐ．（ＫＦ６２１０２３Ｊ）ａｎｄＡｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ，在图?３．４?中可Ｗ查到，由于盆栽试验??的菌种覆盖了大田试验的优势条带，因此本文没有对大田的样品进行系统发育树??分析。??３．２盆栽试验??３．２．１作物产量、地上生物量Ｗ及水分利用效率??经过方差分析，２０１２年种植黄豆的盆栽试验不同施入残膜的量对好粒产量、??地上生物量和水分利用效率均产生极显著的影响（见表３．１３）。??经过方差分析多重比较可Ｗ看出，黄豆的产量施入４５０?ｋｇ七ａ－ｉ残膜梯度处理??（ＰＦ１０）和施入１３５０?ｋｇ．ｈａ‘１残膜梯度处理（ＰＦ３０）显著大于施入２７００?ｋｇ，ｈａ—ｉ??残膜梯度处理（ＰＦ６０）显著大于未施入残膜处理（ＰＦ０），ＰＦ１０和Ｐ巧０地上生??物量显著大于ＰＦ６０和ＰＦ０。ＰＦ１０和ＰＦ３０黄豆巧粒产量水分利用效率和地上生??物量水分利用效率显著大于ＰＦ６０和ＰＦ０处理。表明盆栽±壤中加入残膜能够提??高黄豆的产量和水分利用效率。而且呈现一种先升高再下降的趋势，这说明残膜??４０??
【参考文献】
本文编号：2852945
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X712;S154.4
【部分图文】：
海拔２４００米），年平均气温６．５’Ｃ，年平均降水量大约３００?ｍｍ。地下水??位超过６０?ｍ，植物不能直接利用，该地区是典型的雨养农业区。该试验地点的??王壤为黑麻±，田间持水量２２．９％，ｐＨ值约为８．５，?±壤容重１．２８?ｇｘｍ－３。图２．１??显示在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于过去Ｓ十年平均降雨量，其中２０１２年??８月和１０月份平均降雨量小于过去Ｈ十年平均降雨量，２０１３年４月、８月和１０??月份平均降雨量小于Ｈ十年平均降雨量。??１３０?ｒ???１２０?－?Ｉ??１１０?１?２０１２?和２０１３?年圓??１００?Ｌ的降雨里Ｉ??９０?１?Ｉ?过去Ｈ＋年?Ｉ??有８０：?Ｉ?雨貴平均值?Ｉ??Ｉ?ＩＩ?！目。??ｉ?：：：?｜｜｜｜｜?Ｉｊｄ??ＨＰ巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧巧?Ｅ?巧叹巧巧巧巧巧??＇’Ｉ＂邑冉…片ｎｒ?’川臣…一…Ｕ??２０１２?２０１３??图２．１愉中北山２０１２年和２０１３年臥及过去三十年平均降雨量??１８??
验站（３５°５６Ｗ，１０４°０９’Ｅ，海拔１７４９?ｍ），年平均气温６．５７°Ｃ，年平均降雨量??大约３５０?ｍｍ。该地区全年无霜期１巧天，Ｗ灌概农业为主。该巧验地点±壤为??黄绵±，田间持水量２１．５％，ｐＨ值约为８．２，止壤容重ｌＪ２ｇ’ｃｍ‘３。图２．２显示??在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于过去十年平均降雨量，其中２０１２年４月、６??月和７月份平均降雨量小于过去十年平均降雨量，２０１３年４月、５月和１０月份??平均降雨量小于十年平均降雨量。??９０?Ｉ???８０?－?２０１２?和２０１３年??７０?１?的降雨＾过去十年??■?＼?降雨星平均值?＾??！：■?＼ｉ?Ｐ?Ｉ??胃?｜ｋ??ｈＩＩＩＩＩＩ?ｒＩｐ圓?Ｊ．??１１ｌｌ＂曰冉一…ｉｒ?＇Ｉ’ｌｌ国……ｕ??２０１２?２０１３??图２．２愉中夏官营２０口年和２０１３年化及过去十年平均降雨量??２丄２试验设计??本试验从２０１２年３月开始至今，本文包括２０１２和２０１３两年数据。每个试??验地点均选种玉米和马铃晝两种作物（作物品种见表２．１），分为Ａ区和Ｂ区两??个地块。试验每个地块的残膜量均设四个水平处理，不加残膜，Ｗ及加残膜低、??中、高Ｈ个梯度。施入残膜的量参考愉中县农技推广站统计信息，按照毎年耕地??中剩余残膜４５?ｋｇｉｈａ－ｉ的量计算，模拟连续１０年、３０年、６０年覆膜的农用地膜??残留量
注：此图为大田ＤＧＧＥ指纹图谱及示意图，Ｆ０代表未加残膜处理，ＳＦ为膜表面处理，Ｆ６０??为加残膜膜际±壤处理。上半部分为各条带测序得到的菌种。??图３．１中一个箭头所指示的条带为残膜膜表面±壌（ＳＦ）和膜际止壌（Ｆ６０）??比未加残膜止壌（Ｆ０）处理多出的一个条带。３号条带代表优势菌属为Ｂａｃｉｌｌｕｓ??ｓｐ．（ＫＦ６２１０２３Ｊ）ａｎｄＡｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ，在图?３．４?中可Ｗ查到，由于盆栽试验??的菌种覆盖了大田试验的优势条带，因此本文没有对大田的样品进行系统发育树??分析。??３．２盆栽试验??３．２．１作物产量、地上生物量Ｗ及水分利用效率??经过方差分析，２０１２年种植黄豆的盆栽试验不同施入残膜的量对好粒产量、??地上生物量和水分利用效率均产生极显著的影响（见表３．１３）。??经过方差分析多重比较可Ｗ看出，黄豆的产量施入４５０?ｋｇ七ａ－ｉ残膜梯度处理??（ＰＦ１０）和施入１３５０?ｋｇ．ｈａ‘１残膜梯度处理（ＰＦ３０）显著大于施入２７００?ｋｇ，ｈａ—ｉ??残膜梯度处理（ＰＦ６０）显著大于未施入残膜处理（ＰＦ０），ＰＦ１０和Ｐ巧０地上生??物量显著大于ＰＦ６０和ＰＦ０。ＰＦ１０和ＰＦ３０黄豆巧粒产量水分利用效率和地上生??物量水分利用效率显著大于ＰＦ６０和ＰＦ０处理。表明盆栽±壤中加入残膜能够提??高黄豆的产量和水分利用效率。而且呈现一种先升高再下降的趋势，这说明残膜??４０??
【参考文献】
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本文编号：2852945
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