聚乙烯地膜殘留對(duì)作物產(chǎn)量、土壤質(zhì)量及土壤微生物多樣性的影響.pdf

1、近十余年來，溝壟地膜覆蓋技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國(guó)旱地作物栽培中，極大的推動(dòng)了旱地農(nóng)業(yè)的發(fā)展。隨著地膜覆蓋使用量的增加，人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注地膜殘留可能帶來的土壤污染風(fēng)險(xiǎn)問題。為了客觀、準(zhǔn)確的了解地膜殘留對(duì)旱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力與可持續(xù)性可能帶來的影響，針對(duì)玉米和馬鈴薯兩個(gè)主要作物，在半干旱黃土高原地區(qū)設(shè)計(jì)了不同梯度地膜殘留量對(duì)作物產(chǎn)量、土壤質(zhì)量和土壤微生物多樣性影響的大田試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4個(gè)殘膜量梯度：沒有地膜殘留（F0）；連續(xù)覆膜10年的全部積累量（

2、F10，450kg/hm2）；連續(xù)覆膜30年的全部積累量（F30，1350kg/hm2）；連續(xù)覆膜60年的全部積累量（F60，2700kg/hm2）。設(shè)計(jì)兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)，分別以馬鈴薯-玉米輪作和玉米-馬鈴薯輪作2個(gè)系列同時(shí)進(jìn)行，每處理3個(gè)重復(fù)，共計(jì)：4殘膜梯度×3重復(fù)×2系列=24個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積6×3.5m2，每個(gè)系列獨(dú)立隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)期間均采用溝壟覆膜栽培方式，馬鈴薯收獲后回收全部當(dāng)年地膜，玉米收獲后地膜仍覆蓋于地表，在下一

3、年播種之前全部回收上一年覆蓋所用地膜全部回收。主要研究結(jié)果如下：
　　1.2015年不同殘膜處理的玉米籽粒產(chǎn)量為3541±458kg/hm2，地上生物量為5031±477kg/hm2，馬鈴薯產(chǎn)量為4535±332kg/hm2，地上生物量為1367±331kg/hm2。隨著F0、F10、F30、F60處理殘膜量的增加，玉米和馬鈴薯產(chǎn)量均有降低的趨勢(shì)，但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P﹥0.05）。2016年不同殘膜處理的玉米籽粒產(chǎn)量為4

4、290±269kg/hm2，地上生物量為5458±544kg/hm2，馬鈴薯產(chǎn)量為3241±611kg/hm2，地上生物量為1618±102kg/hm2。隨著F0、F10、F30、F60處理殘膜量的增加，玉米和馬鈴薯產(chǎn)量均有降低的趨勢(shì)，但未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（P﹥0.05）。
　　2.2015年種植玉米地塊，有機(jī)質(zhì)（SOC）為3.9±0.4g/kg，全氮（TN）為0.45±0.06mg/kg，速效磷（AP）為13.29±2.6

5、8mg/kg，全磷（TP）為0.66±0.02g/kg；種植馬鈴薯地塊，SOC為4.3±0.99g/kg，TN為0.42±0.02mg/kg，AP為9.74±1.86mg/kg，TP為0.61±0.025g/kg。2016年種植玉米地塊，SOC為4.04±0.48g/kg，TN為0.43±0.03mg/kg，AP為9.61 ±2.4mg/kg，TP為0.66±0.02g/kg；種植馬鈴薯地塊，SOC為4.16±0.55g/kg

6、，TN為0.66±0.03mg/kg，AP為10.5±2.5mg/kg，TP為0.66±0.03g/kg。上述實(shí)驗(yàn)體系中，F(xiàn)0、F10、F30、F60處理間均無顯著差異（P﹥0.05）。
　　3.2015年和2016年種植玉米和馬鈴薯地塊，F(xiàn)0、F10、F30、F60處理間0-200cm土層水分含量均無顯著差異（P﹥0.05）。
　　4.2015年種植玉米地塊，土壤微生物量碳（MBC）為36.1±6.9 mg/kg，土壤微生

7、物量氮（MBN）為8.9±1.6 mg/kg，馬鈴薯地塊MBC為30.5±6.9 mg/kg，MBN為8.1±0.6mg/kg；2016年種植玉米地塊 MBC為23.1±4.2mg/kg，MBN為10.2±1.3mg/kg，馬鈴薯地塊MBC為21.4±3.4 mg/kg， MBN為9.9±1.0mg/kg。在這些試驗(yàn)中，F(xiàn)0、F10、F30、F60處理間均無顯著差異（P﹥0.05）。
　　5.在不同地膜殘留量的處理中，殘膜上附著土

8、壤的細(xì)菌多樣性指數(shù)Chao和Shannon值均顯著低于非附著土壤，而真菌多樣性指數(shù)Chao和Shannon值在兩類土壤中均無顯著差異。殘膜處理的非附著土壤 NF10、NF30、NF60與對(duì)照（無殘膜）處理的土壤F0相比，細(xì)菌和真菌多樣性指數(shù)Chao和Shannon值均無顯著差異。
　　6.真菌與細(xì)菌群落相似度聚類樹顯示，F(xiàn)0、NF10、NF30、NF60聚為一類， F10、F30、F60聚為一類，并且F0、NF10、NF30、NF

9、60群落組成具有較高的相似性F10、F30、F60群落組成具有較高的相似性。
　　7.同一殘膜處理的膜上附著土壤與非膜上土壤比較，在細(xì)菌屬水平上，前者M(jìn)ortirerlla，Sordariomycetes，Monographella，Pleosporales豐度增加， Gibberella，Nectriaceae，Phoma，Alternaria，Dothideomycetes，Lectera豐度降低；在真菌屬水平上，前者Pseu

10、domonas，0-JG-30KF-CM45，Strep tomyces屬豐度增加，Saccharibacteria，Rubellimicrobium，Acidimicrobia les豐度降低。
　　綜上所述，土壤中的地膜殘留處理對(duì)玉米和馬鈴薯產(chǎn)量有降低的趨勢(shì)，但在統(tǒng)計(jì)學(xué)上尚不顯著；殘膜對(duì)土壤水分、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷沒有顯著影響；殘膜對(duì)微生物量碳、氮以及細(xì)菌和真菌多樣性均沒有顯著影響；與殘膜非附著土壤相比，殘膜表面附著土