張丹　王雪力　王怡　田怡豐　杜鶴恬　馬靜澤　李曉蘭

摘 要：地膜覆蓋技術(shù)是農(nóng)作物增產(chǎn)的重要措施之一，但連續(xù)覆蓋造成了地膜的殘留，殘膜給土壤和植物生長(zhǎng)均帶來(lái)了影響.本研究將不同殘膜量和殘膜的分布角度對(duì)玉米種子萌發(fā)的影響作為研究對(duì)象進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：地膜殘留使得玉米種子的發(fā)芽率降低，發(fā)芽進(jìn)程緩慢.殘膜的不同分布角度也影響了種子的萌發(fā)，90°發(fā)芽率最高，30°、60°次之，0°時(shí)發(fā)芽率最低，9-14天時(shí)各處理的日萌發(fā)率最高，萌發(fā)率達(dá)到50%的時(shí)間（T50%）以90°所用天數(shù)最少，0°所用天數(shù)最多.從不同角度和不同殘留量的處理總體來(lái)看，隨著地膜量和角度的變化影響了水分和養(yǎng)分的運(yùn)移，也影響了土壤孔隙度和空氣的交換，所以地膜的連續(xù)覆蓋對(duì)玉米發(fā)芽的影響是弊大于利，通過(guò)研究客觀評(píng)價(jià)地膜殘留給土壤帶來(lái)的負(fù)面影響、準(zhǔn)確推斷殘膜污染程度以及合理推廣玉米覆膜技術(shù)和殘膜污染治理提供科學(xué)依據(jù).

關(guān)鍵詞：地膜殘留量;分布角度;發(fā)芽率;萌發(fā)峰值

中圖分類(lèi)號(hào)：S513? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2019）11-0033-03

覆膜是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的技術(shù)，地膜覆蓋可以提高地溫、保水、保土、保肥提高肥效、滅草、防病蟲(chóng)、防旱抗?jié)?、抑鹽保苗、改善光照和土壤理化性狀等多項(xiàng)功能[1].雖然地膜覆蓋栽培技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用，但是隨著地膜使用面積和應(yīng)用年限的增加，各種副作用也隨之產(chǎn)生，尤其是土壤中殘膜的積累量的增加，不僅污染了土壤，并且對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞較嚴(yán)重，影響了水分和養(yǎng)分的運(yùn)輸和土壤的通透性，既不利于耕作，又不利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育，已經(jīng)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅.尤其是連續(xù)的覆膜使得地膜殘留在土壤中，影響了植物生長(zhǎng)，同時(shí)也影響了土壤的理化性質(zhì)，所以地膜覆蓋技術(shù)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也帶來(lái)了危害.

據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年地膜的殘留量高達(dá)30-40萬(wàn)噸，接近一半的地膜殘留在土壤中[2].研究發(fā)現(xiàn)，殘膜量與連續(xù)覆膜年限呈正相關(guān)[3-5]，玉米田地膜投入量為45kg/hm2時(shí)，連續(xù)使用1-8年的殘膜量由26.55kg/hm2增加至81.6kg/hm2，并且殘留在耕地土壤中的地膜主要分布在0-10cm的土層中，40cm以下的土壤中基本沒(méi)有分布[6].覆膜年限越長(zhǎng)，殘膜量越多、破碎程度越重、淺層（0-10cm）土壤中殘膜數(shù)量約占總量的78.0%且小塊膜（<4cm2）最多[7-9]，更易造成土壤水分、養(yǎng)分、空氣運(yùn)行障礙，以致作物減產(chǎn).地膜殘留對(duì)種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)產(chǎn)生很大影響.盡管殘膜導(dǎo)致作物難以出苗和幼苗死亡率高的因素很多，但主要原因是其引起的土壤孔隙度下降和容重的上升[10，11].向振今等的研究表明，殘膜量為37.5kg/hm2時(shí)玉米的一類(lèi)苗比例減少16.9%，75.0kg/hm2時(shí)減少34.2%，112.5kg/hm2時(shí)減少40.6%[12].李洪秋等經(jīng)相關(guān)分析認(rèn)為，殘膜量對(duì)玉米一類(lèi)苗的比例具有顯著的不良影響[3].

玉米是內(nèi)蒙古東部地區(qū)重要的農(nóng)作物之一，并且覆膜栽培技術(shù)應(yīng)用廣泛，地膜污染日益加重，但目前缺乏殘膜污染等相關(guān)的研究.2013年種植總面積為220萬(wàn)hm2，其中地膜覆蓋面積100萬(wàn)hm2，覆膜面積占總面積的45.45%.內(nèi)蒙古東四盟的種植面積163.3萬(wàn)hm2，占全區(qū)總面積的74.24%，其中覆膜面積為46萬(wàn)hm2，占全區(qū)覆膜總面積的46%.隨著覆膜面積的擴(kuò)大和覆膜年限的延長(zhǎng)，土壤中的地膜殘留量也在不斷增多.本實(shí)驗(yàn)研究了覆膜、地膜殘留和殘膜的分布角度對(duì)玉米發(fā)芽的影響，旨在為內(nèi)蒙古東部地區(qū)殘膜污染對(duì)玉米生長(zhǎng)的影響提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 供試材料

實(shí)驗(yàn)材料：玉米品種為先玉6號(hào)，地膜采用厚0.006mm的新地膜.

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)于內(nèi)蒙古赤峰市赤峰學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，土樣取自實(shí)驗(yàn)樓前花壇，將取回的土壤風(fēng)干后過(guò)篩裝入花盆內(nèi)，實(shí)驗(yàn)以殘留地膜量和地膜的分布角度共設(shè)置了11個(gè)處理，其中不同地膜殘留量7個(gè)處理，分別是①0kg/hm2、②22.5kg/hm2、③45kg/hm2、④90kg/hm2、⑤180kg/hm2、⑥360kg/hm2、⑦720kg/hm2;地膜不同分布角度4個(gè)處理：以180kg/hm2的量，按照不同角度放入花盆中，分別為0°、30°、60°、90°，每個(gè)處理重復(fù)4次.殘膜模擬方法：將地膜裁剪成2×2㎝左右的面積，在播種前按指定凈含量均勻鋪撒在花盆中與土壤混合，深度為0～20㎝[4，12];另一組實(shí)驗(yàn)按照不同角度將殘膜放入土壤中，盡可能放入殘膜的狀態(tài)符合農(nóng)田中殘膜的存在狀態(tài).

1.3 種子萌發(fā)指標(biāo)的測(cè)定

萌發(fā)率：苗高2cm即為出苗，種子萌發(fā)率=（發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)）×100%;

萌發(fā)峰值：第幾天萌發(fā)的數(shù)最大，即當(dāng)天的萌發(fā)率最大;

T50%：萌發(fā)率達(dá)到50%的萌發(fā)時(shí)間.

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用excel2007和SPSS16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地膜殘留量對(duì)玉米種子萌發(fā)特性的影響

不同地膜殘留量設(shè)置了對(duì)照和6個(gè)處理，從表1可以看出，對(duì)照的發(fā)芽率最高，地膜殘留量為45kg/hm2和180kg/hm2時(shí)玉米的萌發(fā)率最低.殘膜處理與對(duì)照相比玉米種子萌發(fā)率分別降低了5%、14.5%、9.5%、14.5%、1%和13%.從日發(fā)芽率上看，日萌發(fā)率最高主要出現(xiàn)在9～12天之間，在適當(dāng)?shù)乃疅崆闆r下，9-12天后出苗率明顯降低，萌發(fā)峰值的數(shù)值接近平均萌發(fā)率的1/3（圖1，表1）.在對(duì)照處理中，由于沒(méi)有地膜殘留的影響，萌發(fā)峰值出現(xiàn)的較早，在第15天時(shí)已經(jīng)完全完成了整個(gè)萌發(fā)過(guò)程，而有殘膜處理的土壤中玉米種子完成萌發(fā)過(guò)程至少需要18天，這說(shuō)明殘膜減緩了種子的萌發(fā)過(guò)程（圖2）.

2.2 殘膜的分布狀態(tài)對(duì)玉米種子萌發(fā)特性的影響

在殘留地膜量相同的情況下，90°發(fā)芽率最高，達(dá)到了80.0%;30°、60°次之，發(fā)芽率分別為65.3%、69.5%;0°時(shí)發(fā)芽率最低，為60.0%（表2）.所以同樣的地膜殘留量，地膜的存在狀態(tài)是90°時(shí)對(duì)水分、養(yǎng)分、空氣交換等的影響最小，更有利于發(fā)芽和生長(zhǎng).萌發(fā)天數(shù)集中在5-15d，峰值出現(xiàn)在9-11d.30°和90°峰值最大，說(shuō)明30°，90°度的條件更適合種子萌發(fā).90°的T50%最小，所以90°對(duì)水和養(yǎng)料的影響最小.從日發(fā)芽率和萌發(fā)進(jìn)程上看，9-14天時(shí)各處理的日萌發(fā)率最高（圖3），萌發(fā)率達(dá)到50%的時(shí)間（T50%）以90°所用天數(shù)最少，0°所用天數(shù)最多（表2，圖4）.

2.3 不同處理間玉米種子萌發(fā)率比較

對(duì)不同處理間玉米種子的萌發(fā)率進(jìn)行方差分析可知：不同地膜殘留量處理和不同角度分布處理對(duì)種子萌發(fā)均有顯著影響（P<0.05）（見(jiàn)表3）.從多重比較結(jié)果看，在殘留量處理中，與對(duì)照組對(duì)比較，殘膜量為45kg/hm2、180kg/hm2、720kg/hm2差異性顯著，22.5kg/hm2、90kg/hm2差異不顯著（圖5）;在不同分布角度中，0°與90°之間差異性顯著，與30°、60°差異不顯著（圖6）.

3 結(jié)論與討論

殘留地膜無(wú)論是在量還是在分布角度上，對(duì)玉米發(fā)芽都有顯著影響.地膜在土壤中的殘存影響了土壤的水分、養(yǎng)分、孔隙度等指標(biāo).本文對(duì)土壤中地膜殘留的梯度和分布角度的分析可知：隨著地膜殘留量的增加，玉米種子的發(fā)芽率呈現(xiàn)下降狀態(tài)，殘膜的分布角度對(duì)玉米種子的發(fā)芽的影響也較大，怎樣保證土壤中地膜殘留量較少和殘留在土壤中的地膜的分布角度有利于玉米的發(fā)芽和生長(zhǎng)勢(shì)以后研究的重要方向.從本研究還可以看出，當(dāng)土壤中地膜殘留量達(dá)到360kg/hm2時(shí)玉米種子萌發(fā)率略有升高的現(xiàn)象，這可能與土壤中殘留量增加對(duì)土壤產(chǎn)生了保溫、保濕等對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生了影響，但該結(jié)果還有待于進(jìn)一步研究.

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