密級： 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩士 學(xué)位論文 麻地膜覆蓋對 土壤生態(tài)與作物 生長發(fā)育 的影響 I 摘 要 本研究采用國內(nèi)最新研究開發(fā)出的環(huán)保型麻地膜，以不覆蓋和普通塑料地膜為對照，采取田間試驗、盆栽試驗和室內(nèi)測定分析相結(jié)合的方法，對兩種 麻地膜（ 蓋 栽培對土壤生態(tài)與作物生長發(fā)育的影響進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果表明： 麻地膜覆蓋 具 有明顯的增溫和保溫效應(yīng) ，其增溫效應(yīng)平穩(wěn)，增溫幅度 略低于塑料地膜。在晚春季節(jié)出現(xiàn)高溫天氣時，麻地膜覆蓋不會出現(xiàn)高溫危害現(xiàn)象； 天 旱 時，麻地膜 覆蓋 具有很好的 保墑 和保濕作用。天晴數(shù)日后， 土壤 耕作層 含水量 顯著高于不覆蓋對照，與塑料覆蓋相近； 麻地膜覆蓋下土壤 耕 作 層 水分垂直分布較為均勻，而塑料地膜覆蓋因 膜內(nèi) 常 常 結(jié)露而 形成 很多 水珠 ， 造成 土壤 表面濕度更大； 麻地膜覆蓋還明顯增加土壤微生物的總數(shù)，增強(qiáng)土壤生物活性，有效加速了土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，有利作物對養(yǎng)分的吸收。 麻地膜覆蓋能促進(jìn)作物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量。麻地膜覆蓋使作物出苗整齊、時間提早、其株高、出葉數(shù)、干根重、干物質(zhì)積累量在 作物生長過程中一直高于不覆蓋對照。 麻地膜覆蓋 下 ， 作物產(chǎn)量顯著提高 。 冬季白菜使用麻地膜 覆蓋比不覆蓋增產(chǎn) ，達(dá)極顯著水平，比塑料地膜覆蓋產(chǎn)量 略低 ，但相差不顯著；而 春季使用麻地膜 覆 蓋 白菜 ，其 產(chǎn)量 比不覆蓋高 ， 甚至 比 塑料地膜 覆 蓋 還高 ； 麻地膜 覆蓋紅麻，比不覆蓋纖維增產(chǎn) 達(dá)到顯著水平， 比塑料地膜略低，但不顯著； 麻地膜 覆蓋對苧麻產(chǎn)量有一定提高，但與其他處理差異沒達(dá)到顯著水平，可能與后期栽培管理不配套 有關(guān) 。 麻地膜在 土壤中能 充分降解，溫度升高可加速 其 降解 。 因此，麻地膜殘留 可以改善土壤物理性狀 ，如降低土壤容重和增加總孔隙度 ，改善土壤三相比例； 麻地膜的殘留還 可以 增加土壤養(yǎng)分，提高土壤 微生物數(shù)量， 培肥土壤 ， 并且這種效應(yīng) 有 隨 麻 地膜 殘留量 的增加而加強(qiáng) 的趨勢。 麻地膜殘留對作物生長有一定的促進(jìn)作用，有利于產(chǎn)量提高。麻地膜殘留明顯 促進(jìn)紅麻根系生長，改善 根冠比；紅麻的日生長量、株高、莖粗、皮厚以及干物質(zhì)量均高于不使用地膜的對照；而且改善了地上部干物質(zhì)在不同部位的分配比例；提高了植株的養(yǎng)分積累量； 最終紅麻干皮產(chǎn)量顯著高于沒有地膜殘留的對照。 麻地 膜殘留對作物的增產(chǎn)效應(yīng)有隨著殘留量增加而加強(qiáng)的趨勢。而塑料地膜的殘留則惡化 了土壤 生態(tài)環(huán)境 ， 影響 了 紅麻生長 發(fā)育 ，造成減產(chǎn)。并且塑料地膜這些負(fù)面影響有其隨殘留量的增加而加大的趨勢 。 關(guān)鍵詞 麻地膜 覆蓋 土壤生態(tài) 生長發(fā)育 產(chǎn)量 of C C on Its in in to No to be in be in in is no as of of in of no no no of is no be in of of of of be in of of of of no of to of of of 目 錄 第一章 緒 論 . 1 領(lǐng)域國內(nèi)外研究狀況 . 1 膜的研究開發(fā)與發(fā)展 . 1 膜覆蓋栽培研究現(xiàn)狀 . 2 研究的目的和意義 . 4 題來源 . 4 究目的 . 4 究意義 . 4 第二章 試驗材料與方法 . 6 供試材料 . 6 試地膜 . 6 試作物 . 6 驗方法 . 6 地膜覆蓋白菜試驗 . 6 地膜覆蓋苧麻試驗 . 7 地膜覆蓋紅麻試驗 . 7 地膜降解試驗 . 8 地膜殘留量對土壤和作物的影響試驗 . 8 析測定方法 . 9 壤理化性狀測定 . 9 壤養(yǎng)分測定 . 9 壤微生物測定 . 9 株干物質(zhì)重的測定 . 10 株氮磷鉀養(yǎng)分的測定 . 10 第三章 試驗結(jié)果與分析 . 11 地膜覆蓋對土壤生態(tài)的影響 . 11 地膜覆蓋對土壤溫度的影響 . 11 地膜覆蓋對土壤含水量的影響 . 13 地膜覆蓋對膜下濕度的影響 . 14 地膜覆蓋對土壤化學(xué)性狀的影響 . 14 地膜覆蓋對土壤微生物的影響 . 15 地膜覆蓋對作物生長發(fā)育的影響 . 16 地膜覆蓋對生育進(jìn)程的影響 . 16 地膜覆蓋對根系生長的影響 . 17 地膜覆蓋對株高生長的影響 . 18 地膜覆蓋對作物干物質(zhì)積累與分配比例的影響 . 19 地膜覆蓋對植株養(yǎng)分含量和積累量的影響 . 20 地膜覆蓋對作物經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響 . 21 地膜殘留量對土壤生態(tài)的影響 . 23 地膜在 土壤中的降解 . 23 地膜殘留量對 土壤物理性狀 的影響 . 23 地膜殘留量對 土壤化學(xué)性狀 的影響 . 24 地膜殘留量對 土壤微 生物數(shù)量 的影響 . 25 地膜殘留量對作物生長發(fā)育的影響 . 27 地膜殘留量對紅麻出苗的影響 . 27 地膜殘留量對紅麻根系的影響 . 28 地膜殘留量對紅麻生長速度的影響 . 29 地膜殘留量對 紅麻干物質(zhì)積累與分配比例的 影響 . 30 地膜殘留量對紅麻養(yǎng)分含量和積累量的影響 . 31 地膜殘留量對紅麻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響 . 32 第四章 結(jié)論與討論 . 35 地膜覆蓋改善了土壤溫度、濕度、養(yǎng)分及微生物等生態(tài)因子 . 35 地膜覆蓋可以改善作物性狀和提高產(chǎn)量 . 35 地膜殘留可以改善土壤理化性狀和微生物狀況 . 35 地膜的殘留量可以促進(jìn)作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 附 錄 . 41 致 謝 . 43 作 者 簡 歷 . 44 V 插圖和附表清單 表 1 不同麻地膜的特性 . 6 表 2 麻地膜 覆蓋冬季白菜對土 壤溫度的影響（ 0 單位： . 11 表 3 麻地膜覆蓋冬季白菜對土壤溫度的影響（ 5 單位： . 11 圖 1 麻地膜覆蓋冬季白菜土壤溫度變化 測定時間： 8： 00 . 12 圖 2 麻地膜覆蓋冬季白菜土壤溫度變化 測定時間： 14： 30 . 12 圖 3 麻地膜覆蓋冬季白菜土壤溫度變化 測定時間： 20： 00 . 13 圖 4 麻地膜覆蓋苧麻土壤溫度變化（ 5 測定時間： 10： 00 . 13 表 4 麻地膜覆蓋冬季白菜對 耕作層土壤含水量的影響 . 14 表 5 麻地膜覆蓋 冬季白菜 對膜下濕度的影響 . 14 表 6 麻地膜覆蓋 冬季 白菜 對土壤養(yǎng)分含量的影響 . 15 表 7 麻地膜覆蓋冬季白菜對土壤 的影響 . 15 表 8 麻地膜覆蓋對土壤耕作層微生物數(shù)量的影響 . 16 表 9 麻地膜覆蓋對紅麻出苗率的影響 . 17 表 10 麻地膜覆蓋對冬季白菜葉片生長動態(tài)的影響 . 17 表 11 麻地膜覆蓋冬季白菜對根系生長的影響 . 18 圖 5 麻地膜覆蓋苧麻株高變化動態(tài) . 19 表 12 麻地膜覆蓋冬季白菜干物質(zhì)積累變化動態(tài) . 19 表 13 麻地膜覆蓋對作物干物質(zhì)積累量的影響 . 20 表 14 麻地膜覆蓋對作物地上部干物質(zhì)分配比 例的影響 . 20 表 15 麻地膜覆蓋冬季白菜對地上部養(yǎng)分含量變化動態(tài) . 21 表 16 麻地膜覆蓋冬季白菜地上部養(yǎng)分積累變化動態(tài) . 21 表 17 麻地膜覆蓋對白菜產(chǎn)量的影響 . 22 表 18 麻地膜覆蓋對苧麻頭麻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響 . 22 表 19 麻地膜覆蓋對紅麻經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量的影響 . 22 表 20 不同季節(jié)麻地膜在土壤中的失重率變化 . 23 表 21 不同地膜殘留量對土壤物理性狀的影響 . 24 表 22 不同麻地膜的營養(yǎng)成分分析 . 24 表 23 不同地膜殘留量對土壤化學(xué)性狀的影響 . 25 表 24 不同地膜殘留量與土壤化學(xué)性狀間的相關(guān)系數(shù) . 25 表 25 不同地膜殘留量對土壤微生物數(shù)量的影響 . 26 表 26 不同地膜殘留量和土壤微生物數(shù)量間的相關(guān)系數(shù) . 26 表 27 不同地膜殘留量對紅麻出苗率的影響 . 27 表 28 不同地膜殘留量和紅麻出苗率間的相關(guān)系數(shù) . 27 表 29 不同地膜殘留量對紅麻根系生長的影響 . 28 表 30 不同地膜殘留量和紅麻根系性狀間的相關(guān)系數(shù) . 28 圖 6 不同地膜殘留量對紅麻生長速度的影響 . 29 圖 7 麻地膜殘留量與株高間的相關(guān)關(guān)系 . 29 圖 8 塑料地膜殘留量與株高間的相關(guān)關(guān)系 . 30 表 31 不同地膜殘留量對紅麻地上部干物質(zhì)積累量的影響 . 30 表 32 不同地膜殘留量和紅麻地上部干物質(zhì)積累量間的相關(guān)系數(shù) . 31 表 33 不同地膜殘留量對紅麻地上部干物質(zhì)分配比例的影響 . 31 表 34 不同地膜殘留量對紅麻養(yǎng)分含量的影響 . 32 表 35 不同地膜殘留量對紅麻養(yǎng)分積累量的影響 . 32 表 36 不同地膜殘留量對紅麻經(jīng)濟(jì)性狀及產(chǎn)量的影響 . 33 圖 9 麻地膜殘留量和紅麻產(chǎn)量間的相關(guān)關(guān)系 . 33 圖 10 塑料地膜 殘留量和紅麻產(chǎn)量間的相關(guān)關(guān)系 . 34 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 領(lǐng)域國內(nèi)外研究狀況 農(nóng)用 地 膜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)資料。 農(nóng)用塑料地膜覆蓋技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大地促進(jìn)了農(nóng)作物產(chǎn)量的提高和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，同時，也帶來了越來越嚴(yán)重的“白色污 染 ”（張文群等， 1994）。由于塑 料地膜以化纖作原料，其主要成分為聚丙烯 、 聚氯乙烯，可在田間殘留幾 百 年不降解。隨著 塑 料 地膜使用 年數(shù)的增加 ，土壤中殘留的塑料薄膜碎片越來越多，長此以往造成了 土壤板結(jié)、通透性變差、地力下降，嚴(yán)重影響了作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量，造成農(nóng)作物減產(chǎn) ， 有些地方減產(chǎn)幅度 達(dá) 20%以 上，并且這一情況正在進(jìn)一步惡化 。塑料地膜造成的嚴(yán)重污染 已引起社會各界的 嚴(yán)重關(guān)注和憂慮。 為了充分利用地膜的增產(chǎn)作用，同時又消除塑料地膜帶來的農(nóng)田地力下降和環(huán)境污染 等不良影響 ，世界各國正在加緊開展各種可降解地膜的研究和開發(fā)。 膜的研究開發(fā)與發(fā)展 據(jù)記載 ，地膜覆蓋栽培技術(shù)是從天然材料覆蓋地面栽培發(fā)展而來的（曹蕾， 1998）。 1838 年，法國人萊達(dá)諾發(fā)明聚氯乙?。ㄔＱ?， 2001）， 20 世 紀(jì) 30 年 代后，隨著塑料工業(yè)的興起，出現(xiàn)了塑料地膜。 1943 年日本最早使用塑料地膜用于水稻育秧 ， 1978 年我國從日本開始引進(jìn)農(nóng)用塑料地膜 。 隨著地膜覆蓋面積的擴(kuò)大，農(nóng)田殘留塑料的污染問題亦越來越嚴(yán)重。目前，國內(nèi)外正積極開發(fā)與研究可降解地膜（袁俊霞， 2003；錢梁華等， 2004； 周藝峰等 ， 2000； 高懷友等 ， 2003；馬占新， 2002）。目前國內(nèi)可降解地膜的研究開發(fā)進(jìn)程與世界同步，技術(shù)水平與世界先進(jìn)水平接近或相當(dāng)（ 賀愛軍 ， 2002； 高玉杰等 ， 2002；葉永成等 ， 2002）。 近 20 年來，國內(nèi)外科技工作者研究開發(fā)出了多種 新型可降解塑料以取代傳統(tǒng)的塑料 （袁俊霞，2003；高懷友等 ， 2003；馬占新， 2002） ，可降解塑料地膜一般分為生物降解塑料、光降解塑料 、光 /生物降解塑料 和 利用植物纖維制成的可降解紙地膜等。 生物降解地膜：分為化學(xué)合成高分子基地膜、天然高分子基地膜兩大類。 美國 司 利用一種可降解的 聚己內(nèi)酯（ 合成型高分子 生產(chǎn)出不同級別的化學(xué)合成高分子型生物降解地膜（ ， 2002；趙京波 ， 1996）； 司采用此技術(shù)專門生產(chǎn)淀粉基高分子型可降解 地膜（ 孫建平等， 2000）。 天然高分子基地膜主要有淀粉基地膜 ， 玉米淀粉基地膜 的 成分以玉米淀粉為主，包括 乙烯醇類 )肪脂肪類聚酯類化合物等 ， 收獲后 2 3 個月就能自行分解。法國目前研究較多的是聚酯類地膜與淀粉和聚酯混合型地膜（法國的農(nóng)用塑料薄膜和農(nóng)用織物， 2003），目前 司正在研究淀粉和聚合物混合型的地膜新材料。聚酯類地膜的原料主要來源于石油產(chǎn)品，淀粉主要采用玉米淀粉。填充型淀粉生物降解塑料的淀粉含量為 7% 30%，其降解性僅限于其中的淀粉部分，不能降解其中的塑料成分。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 光 降解地膜：分為添加型光降解地膜和合成型光降解地膜兩大類。 在高分子鏈中引入光敏性基團(tuán)或在塑料原料中加入光敏劑而制成。 由于光降解地膜 降解速度很難控制， 降解速度快，再加上這種地膜只有在光下才能降解 ， 而埋在土壤里的部分因見不到陽光而不能分解，因此它的使用很受限制。 日本早在 1989 年就成立了 “生物降解性塑料研究會 ”， 20 世紀(jì)末應(yīng)用生物降解性塑料已經(jīng)開發(fā)出了多種功能型地膜，如銀線膜、鍍鋁膜、有孔膜、切口膜、藍(lán)光膜、黑白雙面膜、銀黑雙面膜等等（ 1997）。美國是較早進(jìn)行降解塑料研究和開發(fā)的國 家，現(xiàn)至少有 30 個州提出立法，要求促進(jìn)使用降解塑料。在美國，光降解塑料的生產(chǎn)和應(yīng)用已有 10 多年歷史，生物降解塑料近年來發(fā)展極為迅速。美國 司生產(chǎn)出乙烯和 聚物；美國 司也已利用此技術(shù)制造地膜，已經(jīng)展開了工業(yè)化生產(chǎn)（ 賀愛軍， 2002） ； 美國 司已生產(chǎn)出含過渡金屬鐵離子的光敏劑，用于地膜生產(chǎn)（封俊， 1990）。 加拿大、以色列等正在研究含金屬絡(luò)合物的光降解地膜材料；加拿大等研究含金屬絡(luò)合物的新型光敏劑（ 黎先發(fā)， 2004）。 光 /生物雙降解地膜： 采用在通用高分子材 料中添加光敏劑、自動氧化劑、抗氧劑和作為微生物培養(yǎng)基的生物降解助劑等的添加型技術(shù)途徑。 主要代表為 淀粉型光 /生物降解地膜。目前很多國家正在研究淀粉降解地膜材料淀粉的改性問題（ 戈進(jìn)杰， 2002）。 光 /生物降解地膜雖然把地膜降解成小顆粒 , 短期內(nèi)對作物生長不會有太明顯的負(fù)面影響 ,不過隨著使用時間的延長 ,土壤中塑料顆粒逐漸增加 , 而且非常難以清除，可能帶來比使用塑料地膜更嚴(yán)重的污染 , 不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，其對土壤生態(tài)和作物生長的影響有待研究。 植物纖維基地膜：利用植物纖維如針葉木、闊葉木、麻、葦?shù)榷喾N天 然原料生產(chǎn)地膜，主要采用造紙工藝制成紙地膜，它是一種可在土壤中完全降解的環(huán)保型地膜。目前日本已研究開發(fā)出一系列的紙地膜產(chǎn)品，并已在日本農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，主要有經(jīng)濟(jì)合理型紙地膜、纖維網(wǎng)型紙地膜、有機(jī)肥料型紙地膜、生化型紙地膜和化學(xué)高分子型紙地膜。意大利研究全淀粉地膜材料（ 黎先發(fā)， 2004） ；荷蘭研制淀粉與大麻纖維混合的降解地膜材料（ 吳強(qiáng)， 2002）； 目前，日本積極研究使 用 紙地膜以及多功能性地膜 （小寺孝治， 2003；山中正仁 等 ， 1998） 。 日本的武川真美（ 2000）以 0的麻和的紙漿為 基礎(chǔ)，再加上一些 如香茅等植物精油，經(jīng)過浸蠟加工試制出農(nóng)用麻地膜。這種麻地膜主要鋪放在蔬菜作物垅間，起到防蟲和抵制雜草的作用， 麻纖維的伸長率和強(qiáng)力大大高于紙漿纖維，增加了地膜的韌性，從而提高了機(jī)械化鋪設(shè)和多功能地膜開發(fā)的需要，但是，日本麻纖維缺乏，價格較高，難以大量推廣應(yīng)用 ；紙地膜雖然有具有保濕、保溫、不灼傷作物、透氣性好、促進(jìn)農(nóng)作物增長、并可完全降解等特性，但紙地膜強(qiáng)度低、抗風(fēng)雨能力差、易破碎，農(nóng)民在鋪膜時也易將其扯破，不適于機(jī)械鋪膜 （ 等 ， 1998） 。因此，鋪膜難度較大、費(fèi)工；另外這些紙地膜的成本較高。 目前國 內(nèi)也開發(fā)出了多種可降解塑料地膜，如淀粉添加型可降解農(nóng)用地膜，光降解膜，以及光 /生物降解膜等；分別采用甘蔗纖維、草纖維、棉纖維、麻纖維等研制出多種植物纖維紙地膜 （覃程榮等， 2002； 庚莉萍， 2005；李志明等 ， 2004；周景輝等 ， 2002； 高玉杰等 ， 2002）。由于上述各種原因，這些產(chǎn)品尚未廣泛推廣應(yīng)用，正在進(jìn)一步試驗示范中。 中國農(nóng)科院麻類 研究所通過 “ 十五 ” 國家攻關(guān) ， 利用麻等植物纖維， 研 制成功 “ 環(huán)保型麻地膜 ” 。 膜覆蓋栽培研究現(xiàn)狀 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 膜覆蓋栽培對農(nóng)作物生產(chǎn)的效 應(yīng) 1978 年，我 國自 日本 引進(jìn)了塑料薄膜 技術(shù)后， 塑料地膜應(yīng)用面積飛速發(fā)展，對提高農(nóng)作物產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，增加農(nóng)民收入作出了很大貢獻(xiàn)。 20 世紀(jì) 90 年代中后期，地膜覆蓋栽培的面積 、 作物種類和數(shù)量上均有重大突破。 1995 年我國塑料地膜的產(chǎn)量占世界塑料地膜產(chǎn)量的 50，居世界第一位（劉均科， 2000；楊惠娣， 2000） ， 而且每年以 10的速度繼續(xù)增長。 目前， 我國是世界上農(nóng)膜生產(chǎn)和使用量最多的國家 。據(jù)統(tǒng)計 ， 目前我國地膜年產(chǎn)量達(dá) 60 萬噸左右，累積推廣面積達(dá) 5000 萬公頃（周文春， 2002） ，是其他所有國家總和的 。 地膜覆蓋栽培 廣泛應(yīng)用于全國范圍，覆蓋作物涵蓋了蔬菜、水果、糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、花草、樹苗等（卜玉山等， 2005）。糧食作物地膜覆蓋栽培普遍增產(chǎn) 30左右，經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn)達(dá) 20 60。 有關(guān) 實驗表明，地膜覆蓋可以阻礙膜內(nèi)外氣層熱量交換，從而可以提高地溫。地膜覆蓋具有明顯的 增溫效應(yīng) （周文 ， 1998； 侯?？?， 1999； 曹書恒等 ， 2001； 朱祖樣， 1983） ， 先是土壤表層溫度升高，然后通過土壤顆粒的熱傳導(dǎo)作用提高下層土壤的溫度。另外，膜下的氣體吸收由土壤輻射出的熱量后存留在膜下，所以此部分熱量被保存在膜下。另外，因為膜下空氣 濕度較大，減少土壤水的蒸發(fā)，從而減少以汽化熱方式能量流失（侯?？?， 1999）。最近研究表明，地膜覆蓋的增溫效果與地膜的顏色有關(guān)。不同顏色地膜所能透過和吸收的光波的波段不同，因此彩色地膜和透明地膜的增溫效果有一定的差異。據(jù)研究結(jié)果顯示，透明塑料地膜增溫效果比白色和黑色地膜顯著（ ， 1997）；白色地膜的增溫效果又高于黑色地膜（ 1998）。土壤水分的消耗主要是通過土壤表面的蒸發(fā)，但是地膜覆蓋在土壤表層設(shè)置了物理阻隔層，減少土壤水分的垂直蒸發(fā)。地膜覆蓋改善了表層 土壤的水熱生態(tài)條件，必然會影響土壤微生物的種類和數(shù)量（姚建國， 1998）。陳錫時（ 1998）研究結(jié)果表明，地膜覆蓋玉米，土壤表層微生物數(shù)量增多。地膜覆蓋促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化利用，江錫瑜等人（ 1998）研究結(jié)果表明，肥效的發(fā)揮高峰比裸地對照提前約 10 15 天，作物前期生長很旺，后期則往往出現(xiàn)明顯的脫肥現(xiàn)象（劉正日， 2001）。 地膜覆蓋栽培技術(shù)已經(jīng)成為提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑（莊偉建等， 2001； 981；竇學(xué)城， 1994； 藤岡唯志 ， 2000；志和將一， 2003； 卜玉山 2004）。很多 研究表明，覆蓋地膜改變土壤的生態(tài)環(huán)境，從而可以提前作物生育期，促進(jìn)植株的地下和地上部的生長，因此提高產(chǎn)量和品質(zhì) （山中正仁 等 ， 1998； 大塩哲視 等 ， 2001； 賀菊美等， 1996；商勝華等， 2000；陳劍洪， 2001；范輝， 2000； 小澤智美 等 ， 2002；忠谷浩司， 2004） 。 侯保?。?1999）研究表明，塑料地膜覆蓋提前花生的出苗日期，增產(chǎn)顯著；賀菊美等（ 1996）研究表明塑料地膜覆蓋玉米苗期可見葉的葉片數(shù)比裸地增加； 卜玉山（ 2004）春小麥大田試驗也得到同樣的結(jié)果。 吳憲章等（ 1983）和李明桂等（ 2000） 人研究表明，覆蓋條件下旱稻的株高、葉齡、葉面積指數(shù)和地上部干物質(zhì)均顯著高于裸地對照，而且覆蓋處理分蘗快且數(shù)量多，提前分蘗高峰，縮短了生育期。 塑料地膜覆蓋通過改善土壤的理化性狀， 明顯 促進(jìn)地上部的生長。地膜覆蓋小麥增產(chǎn)幅度達(dá) 88（竇學(xué)城， 1994；韓思明等， 2000；楊建設(shè)等， 1998）；卜玉山（ 2004）地膜覆蓋大田春小麥試驗研究表明，地膜覆蓋在灌溉和不灌溉條件下的增產(chǎn)效果都達(dá)到顯著水平；地膜覆蓋小麥試驗結(jié)果表明，提高籽粒的容重和蛋白質(zhì)含量 （張睿 等， 1999）。 膜對土壤環(huán)境的污 染與防治 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 長期使用塑料地膜，土壤中殘留的塑料薄膜碎片會越來越多，長此以往造成土壤板結(jié)、通透性變差、地力下降，嚴(yán)重影響了農(nóng)作物的生長發(fā)育，造成農(nóng)作物減產(chǎn)。 殘膜對土壤生態(tài)環(huán)境和作物生長有負(fù)面影響，影響程度與殘膜的大小和數(shù)量有關(guān)。塑料地膜在土壤中起阻隔作用，影響土壤結(jié)構(gòu)。隨著殘留塑料數(shù)量的增加，土壤含水量和總孔隙度下降，容重增加，從而防礙作物根系水分和養(yǎng)分的吸收，進(jìn)一步影響地上部分的生長。據(jù)測定，每畝土壤含殘膜 斤，可使玉米減產(chǎn) 11 23，小麥減產(chǎn) 9 16，蔬菜減產(chǎn) 李培夫， 1995）。據(jù) 報道 ，我國農(nóng)膜每年殘留量 35 萬噸，殘留率達(dá) 42 ，近一半的塑料地膜殘留于土壤中（楊曉濤， 2000） 。目前地膜覆蓋面積發(fā)展迅速。隨著塑料地膜覆蓋面積的增長，它帶來的污染問題也越來越嚴(yán)重（徐玉宏 ， 2003； 張超坤 ， 2001）。 為了防治塑料地膜對土壤的污染，人們對殘留在土壤中的塑料薄膜采取人工和機(jī)械方法進(jìn)行清除，但成本太高，同時也難以清除干凈。如 果將 廢膜堆放或埋入 地下，也 均 會 造成土壤污染，焚燒處理 又 會產(chǎn)生二惡英等有害氣體，從而污染空氣。 為了解決塑料地膜的污染問題，近年來國內(nèi)外都在開展可降解地膜的 研發(fā)與應(yīng)用 （馮武煥等，2004； 熊漢國， 2004； 梁興泉等， 1998；張紹英等 ， 1998） 。 據(jù)了解，歐洲可降解塑料的需求量以每年 59的速度遞增；在日本， 2000 年可環(huán)境降解塑料已占全部消耗量的 10。據(jù)專家預(yù)測，綠色環(huán)保型產(chǎn)品將是未來市場的主導(dǎo)產(chǎn)品，可降解塑料有著廣闊的國內(nèi)外市場。 但是，目前應(yīng)用的可降解地膜還存在一些問題，如降解地膜制造技術(shù)尚不完善 ， 由不完全降解而留下的殘片更難回收等等（唐 賽珍， 1998）。 目前國內(nèi) 外已研發(fā)出多種生物基地膜新產(chǎn)品，如：紙地膜、淀粉地膜、麻地膜等，正在應(yīng)用和試驗示范，很多問 題有待進(jìn)一步研究解決。 研究的目的和意義 題來源 本課題來源于 國家十五科技攻關(guān)專題 “ 環(huán)保型麻地膜的制造與應(yīng)用技術(shù)研究 ” 中的研究內(nèi)容 “環(huán)保型麻地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用研究”。 究目的 麻地膜 作 為一種最新的環(huán)保型可降解地膜產(chǎn)品， 其產(chǎn)品性能和特點與其 它 地膜產(chǎn)品有一定區(qū)別，目前麻地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用尚缺乏廣泛深入的研究，存在不少空白。通過研究麻 地膜對土壤生態(tài)和作物生理的影響達(dá)到以下目的。 第一 ， 了解 麻地膜覆蓋栽培 對土壤生態(tài)環(huán)境、作物生長發(fā)育以及 作物產(chǎn)量 的 效應(yīng) ,以期明確麻地膜 覆蓋 對土壤和作物影響的機(jī)理。 第二 ， 了解 麻地膜 與普通地膜 對土壤和作物影響 的差 異 和原因 ， 明確麻地膜的特點，為探索與麻地膜配套的栽培技術(shù)提供理論依據(jù)；同時為麻地膜產(chǎn)品本身的進(jìn)一步改進(jìn)提供參考。 究意義 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第一章 緒論 5 研究麻地膜對土壤生態(tài)和作物生理的影響，有利于明確麻地膜對農(nóng)作物的增產(chǎn)作用和環(huán)保與改良土壤作用的機(jī)理，填補(bǔ)麻地膜覆蓋栽培研究的空白，豐富可降解地膜覆蓋栽培理論；有利于根據(jù)麻地膜的特性來研究其配套應(yīng)用技術(shù)，使其能充分發(fā)揮優(yōu)勢，高效利用。這將有利于麻地膜的推廣應(yīng)用，提高農(nóng)作物產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入、消除“白色 污染”、改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，從而產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第二章 試驗材料與方法 6 第二章 試驗材料與方法 供試材料 試地膜 本研究試驗使用兩種不同品種的麻地膜和一種塑料地膜。麻地膜是利用麻等植物的纖維加工制成的可降解地膜，本研究試驗使用的 麻地膜 品種分別為 地膜 和 地膜 ，均由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研 究所提供；供試塑料 地膜 是 市售的聚氯乙烯農(nóng)用 地 膜。 地膜為 50的苧麻纖維和 50的棉 花 纖維 、 地膜為 50的黃麻纖維和 50的棉 花纖維加工制成。 兩 種麻地膜的性能指標(biāo)見表 1。 表 1 不同麻地膜的特性 of 類 單位面積重量（ g 厚度 （ 抗拉強(qiáng)力 (N伸長率 (%) 頂破強(qiáng)力 (N) 滲透系數(shù) (cm地膜 36 010 10C 麻地膜 42 118 10 供試作物 地膜覆蓋試驗 供試作物分別為 白菜、苧麻及紅麻等 3 種不同作物。其中 冬季白菜品種為 “豐抗 90”，春季白菜品 種為“華良早 5 號 ”， 從湖南農(nóng)科院購買； 苧麻品種為 “中苧一號 ”三齡麻的頭麻，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所提供；紅麻品種為 “紅引 135”，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所提供 。 地膜殘留 量 對土壤和作物的影響試驗 供試作物為紅麻，品種為 “青皮 3 號 ”， 由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所 提 供。 驗方法 地膜覆蓋 白菜試 驗 采用 田間 試驗， 設(shè) 4 個處理 ， 地膜覆蓋 、 地膜覆蓋， 分別以 無覆蓋（ 塑料覆蓋（ 對照 。每處理各 設(shè) 3 個重復(fù)，共 12 個小區(qū)，采用 單因素 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計 。 試驗分 冬季白菜 和 春季白菜 覆蓋 試驗 。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 碩 士學(xué)位論文 第二章 試驗材料與方法 7 于 2005 2006 年 在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所長沙所部 進(jìn)行 冬季 白菜 覆蓋 試驗 。供試土壤 為紅壤土 ， 機(jī)質(zhì) 氮 鉀 效氮 效磷 效鉀 2005年 9 月 19 日播種 育苗 ， 10 月 10 日試驗區(qū) 進(jìn)行地膜覆膜處理， 10 月 30 日打孔移栽， 密度 為62490移栽后 （ 11 月 7 日）施 225kg11 月底 再 施