地膜覆蓋現(xiàn)已成為繼化肥、灌溉、農(nóng)藥之后最重要的農(nóng)用措施,而地膜殘留可能帶來的農(nóng)業(yè)污染是當(dāng)今人們憂心的問題。為了研究地膜殘留對作物產(chǎn)量和土壤質(zhì)量的影響,2012年和2013年同時在蘭州大學(xué)榆中校區(qū)試驗(yàn)基地和榆中北山旱地農(nóng)業(yè)生態(tài)定位研究站兩個地點(diǎn)進(jìn)行大田試驗(yàn),每個地點(diǎn)均設(shè)置玉米和馬鈴薯兩種作物的平行試驗(yàn),并且實(shí)行2種作物的輪作,共有2個地點(diǎn)*2種作物體系*2年周期=8個大田試驗(yàn)組合。試驗(yàn)之前收集從農(nóng)田回收的殘膜,洗凈后將殘膜剪碎至不大于25 cm~2,根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)按小區(qū)均勻施入土壤耕層,然后種植玉米或馬鈴薯。每個試驗(yàn)組合的殘膜投入量共設(shè)置4個梯度,分別為F0(0 kg ha~(-1)),F10(450 kg ha~(-1)),F30(1350 kg ha~(-1)),F60(2700 kg ha~(-1)),地膜殘留量約分別相當(dāng)于10年、30年和60年連續(xù)覆膜的全部地膜殘留量。2012年和2013年還在榆中校區(qū)試驗(yàn)基地的遮雨棚內(nèi)進(jìn)行了盆栽試驗(yàn),2年分別種植黃豆和小麥,地膜殘留量處理與大田試驗(yàn)相同。兩年田間試驗(yàn)殘膜對玉米和馬鈴薯的產(chǎn)量和水分利用效率沒有顯著影響,盆栽試驗(yàn)甚至顯著增加了黃豆和小麥的產(chǎn)量和水分利用效率。田間試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)結(jié)果顯示地膜殘留對耕地土壤的土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分和土壤微生物生物量均沒有顯著影響。說明地膜殘留短期內(nèi)對農(nóng)田生產(chǎn)力和土壤質(zhì)量沒有明顯的負(fù)面影響。農(nóng)膜殘膜會增加土壤微生物群落的豐度。在大田試驗(yàn)中,從殘膜樣品表面土壤中提取出來的土壤細(xì)菌種類為20種,而從對照處理提取出來的細(xì)菌種類為19種。在盆栽試驗(yàn)中,從殘膜樣品表面土壤中提取出來的土壤細(xì)菌種類為29種,而從對照處理提取出來的細(xì)菌種類為25種。通過DGGE指紋圖譜聚類分析圖還可以看出,農(nóng)膜殘膜對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響隨著殘留量的增加而增加。地膜殘留對土壤微生物多樣性影響的大小與是否有作物生長有關(guān)。地膜殘留對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響在種植作物情況下大于不種植作物的休閑土壤�？傊�,從本研究來看,將殘膜破碎到25 cm~2的小塊后沒有發(fā)現(xiàn)對作物生產(chǎn)的不利影響,反而某些指標(biāo)還顯示地膜殘留處理比對照更有利于作物生長。本研究結(jié)果提出了解決地膜殘留問題的一個新思路,有可能使殘留地膜不構(gòu)成污染危害甚至變害為利,這無疑對揭示地膜殘留同土壤質(zhì)量和土地生產(chǎn)力的關(guān)系具有重要意義,將有可能消除人們對地膜殘留的后顧之憂,為保障干旱半干旱地區(qū)糧食安全和生態(tài)安全提供科學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：X712;S154.4
【部分圖文】：

海拔２４００米），年平均氣溫６．５’Ｃ，年平均降水量大約３００?ｍｍ。地下水??位超過６０?ｍ，植物不能直接利用，該地區(qū)是典型的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)。該試驗(yàn)地點(diǎn)的??王壤為黑麻±，田間持水量２２．９％，ｐＨ值約為８．５，?±壤容重１．２８?ｇｘｍ－３。圖２．１??顯示在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于過去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過去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?過去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?巧嘆巧巧巧巧巧??＇’Ｉ＂邑冉…片ｎｒ?’川臣…一…Ｕ??２０１２?２０１３??圖２．１愉中北山２０１２年和２０１３年臥及過去三十年平均降雨量??１８??

驗(yàn)站（３５°５６Ｗ，１０４°０９’Ｅ，海拔１７４９?ｍ），年平均氣溫６．５７°Ｃ，年平均降雨量??大約３５０?ｍｍ。該地區(qū)全年無霜期１巧天，Ｗ灌概農(nóng)業(yè)為主。該巧驗(yàn)地點(diǎn)±壤為??黃綿±，田間持水量２１．５％，ｐＨ值約為８．２，止壤容重ｌＪ２ｇ’ｃｍ‘３。圖２．２顯示??在２０１２年和２０１３年年均降雨量大于過去十年平均降雨量，其中２０１２年４月、６??月和７月份平均降雨量小于過去十年平均降雨量，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＾過去十年??■?＼?降雨星平均值?＾??�。骸�?＼ｉ?Ｐ?Ｉ??胃?｜ｋ??ｈＩＩＩＩＩＩ?ｒＩｐ圓?Ｊ．??１１ｌｌ＂曰冉一…ｉｒ?＇Ｉ’ｌｌ國……ｕ??２０１２?２０１３??圖２．２愉中夏官營２０口年和２０１３年化及過去十年平均降雨量??２丄２試驗(yàn)設(shè)計(jì)??本試驗(yàn)從２０１２年３月開始至今，本文包括２０１２和２０１３兩年數(shù)據(jù)。每個試??驗(yàn)地點(diǎn)均選種玉米和馬鈴晝兩種作物（作物品種見表２．１），分為Ａ區(qū)和Ｂ區(qū)兩??個地塊。試驗(yàn)每個地塊的殘膜量均設(shè)四個水平處理，不加殘膜，Ｗ及加殘膜低、??中、高Ｈ個梯度。施入殘膜的量參考愉中縣農(nóng)技推廣站統(tǒng)計(jì)信息，按照毎年耕地??中剩余殘膜４５?ｋｇｉｈａ－ｉ的量計(jì)算，模擬連續(xù)１０年、３０年、６０年覆膜的農(nóng)用地膜??殘留量

注：此圖為大田ＤＧＧＥ指紋圖譜及示意圖，Ｆ０代表未加殘膜處理，ＳＦ為膜表面處理，Ｆ６０??為加殘膜膜際±壤處理。上半部分為各條帶測序得到的菌種。??圖３．１中一個箭頭所指示的條帶為殘膜膜表面±壌（ＳＦ）和膜際止壌（Ｆ６０）??比未加殘膜止壌（Ｆ０）處理多出的一個條帶。３號條帶代表優(yōu)勢菌屬為Ｂａｃｉｌｌｕｓ??ｓｐ．（ＫＦ６２１０２３Ｊ）ａｎｄＡｌｐｈａｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ，在圖?３．４?中可Ｗ查到，由于盆栽試驗(yàn)??的菌種覆蓋了大田試驗(yàn)的優(yōu)勢條帶，因此本文沒有對大田的樣品進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹??分析。??３．２盆栽試驗(yàn)??３．２．１作物產(chǎn)量、地上生物量Ｗ及水分利用效率??經(jīng)過方差分析，２０１２年種植黃豆的盆栽試驗(yàn)不同施入殘膜的量對好粒產(chǎn)量、??地上生物量和水分利用效率均產(chǎn)生極顯著的影響（見表３．１３）。??經(jīng)過方差分析多重比較可Ｗ看出，黃豆的產(chǎn)量施入４５０?ｋｇ七ａ－ｉ殘膜梯度處理??（ＰＦ１０）和施入１３５０?ｋｇ．ｈａ‘１殘膜梯度處理（ＰＦ３０）顯著大于施入２７００?ｋｇ，ｈａ—ｉ??殘膜梯度處理（ＰＦ６０）顯著大于未施入殘膜處理（ＰＦ０），ＰＦ１０和Ｐ巧０地上生??物量顯著大于ＰＦ６０和ＰＦ０。ＰＦ１０和ＰＦ３０黃豆巧粒產(chǎn)量水分利用效率和地上生??物量水分利用效率顯著大于ＰＦ６０和ＰＦ０處理。表明盆栽±壤中加入殘膜能夠提??高黃豆的產(chǎn)量和水分利用效率。而且呈現(xiàn)一種先升高再下降的趨勢，這說明殘膜??４０??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2852945