地膜残留对冬小麦生长及土壤理化性质影响模拟试验

史艳虎

（甘肃省庄浪县农业农村局，甘肃庄浪 744699）

随着旱作农业的不断推广，农用地膜在农业生产中的作用越来越重要，对提高粮食产量发挥着不可替代的作用，甘肃省是农膜生产和使用最广泛的省份之一，使用面积大、覆盖农作物种类多，同时地膜残留问题严重[1-2]。地膜在自然条件下降解时间长，由于使用不合理、回收不及时，导致大量地膜残留在土壤中，且逐年累积，严重影响农作物的生长状况及土壤理化性质[3]。本试验在土壤中植入不同量的废旧地膜，模拟土壤长期积累残膜达到一定量的均匀分布状态，观察、研究土壤中不同量的地膜对冬小麦生长发育及对土壤理化性质的影响，为今后废旧农膜治理工作提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在庄浪县南湖镇寺门村南湖区域站的试验田内实施，海拔1 682 m，旱地梯田，地块平整，土壤肥力均匀，底施农家肥60 000 kg/hm2、尿素300 kg/hm2、磷肥450 kg/hm2。

1.2 试验材料

供试地膜为洗净、破碎后的1年废旧黑地膜，厚0.01 mm，地膜大小分别为＜25 cm2、25～50 cm2、＞50 cm2，3种不同大小的残膜质量比1∶1∶1均匀混合后耕入土壤；供试小麦品种为当地主栽品种兰天26号。

1.3 试验设计

采用随机排列区组法设计，共5个处理，3次重复。处理1：废旧地膜残留量225 kg/hm2；处理2：废旧地膜残留450 kg/hm2；处理3：废旧地膜残留675 kg/hm2；处理4：废旧地膜残留900 kg/hm2；处理5：无地膜残留（CK）。小区面积为19.8 m2（6 m×3.3 m），走道宽60 cm。试验采用小麦黑色全膜穴播栽培，播种量600 kg/hm2。

1.4 观测指标

生育期间观察记载小麦物候期和经济性状，小麦收获后对各小区0～30 cm土层的土壤理化性质进行测定，小麦成熟后及时收获，记录相关性状数据，并测产。

1.5 数据分析

试验数据相关性分析用Excel2007，方差分析用SPSS19。

2 结果与分析

2.1 气象因素

小麦全生育期降雨量为460.8 mm，与历年同期值（379.2 mm）相比，降雨量增加了81.6 mm，有利于小麦出苗、拔节、抽穗等，但未形成倒伏，对试验结果未造成影响。小麦全生育期平均气温为17.3℃,与历年同期值（17.6℃）相比，平均气温降低了0.3℃，降幅不大，也未对整个试验产生较大影响。

2.2 小麦生育期

从表1可以看出，各处理均于9月25日播种，出苗期均在10月6日，返青期均在3月26日，拔节期均在4月8日，抽穗期均在5月27日，开花期均在6月5日。处理1、处理2、处理3生育期均为280 d，处理4生育期为281 d，处理5（CK）生育期为282 d。说明在相同的水肥条件下，不同地膜残留量对小麦生育时期的影响较小。

表1 小麦物候期及生育期

2.3 小麦经济性状

从表2可以看出，各处理的基本苗、穗数随土壤中地膜残留量的增加呈递减趋势；各处理的成穗率、穗长、小穗数差异较小；株高处理5（CK）最高，较处理1高2.1 cm，较处理2高4.6 cm，较处理3高5.5 cm，较处理4高8.7 cm；穗粒数随土壤地膜残留量的增加呈递减趋势。

表2 小麦主要经济性状

2.4 土壤理化性状

从表3可以看出，随着土壤地膜残留量的增加，土壤容重呈增大趋势，土壤pH呈上升趋势，土壤孔隙度、土壤含水量呈降低趋势，土壤有机质、水解氮、速效钾、速效磷变化不大。

表3 土壤理化性状

2.5 小麦产量

从表4可以看出，处理5（CK）的产量高于其他处理，随着土壤地膜残留量的增加小麦千粒重、产量均呈不同程度的递减趋势，说明土壤废旧地膜残留会造成小麦减产。对各小区产量进行方差分析，F重复=0.514＜F0.05=4.103，各重复间差异不显著；F处理=188.822＞F0.01=5.636，各处理间差异达极显著水平。

2.6 地膜残留量与小麦产量的关系

对土壤地膜残留量与小麦产量进行相关性分析，结果显示：土壤地膜残留量与小麦产量之间呈极显著负相关（r=0.977**）。由图1可知，土壤中地膜残留量与小麦产量的相关趋势线为：y=-0.765 3x+5 215.5。

图1 地膜残留量与小麦产量的关系

3 结论与讨论

试验结果表明:在相同的水肥条件下，土壤中不同地膜残留量对小麦生育时期、成穗率、穗长、小穗数的影响较小，对小麦基本苗、穗数、株高、穗粒数、产量的影响较大。随着土壤地膜残留量的增加，基本苗、亩穗数、株高、穗粒数呈递减趋势，地膜残留量与小麦产量之间呈极显著负相关，这与前人的研究结果基本一致。蒋金凤等的研究表明：农业生产中连续覆膜时间越长，农膜残留量越大，对作物产量的影响也越大，尤其是对密植农作物小麦的影响较大，因为密植小麦接触残膜的概率相对较大，出苗率低[4]。李元桥等的研究表明：随着残膜量的增加农作物株高呈降低趋势[5]。

试验结果表明：随着土壤地膜残留量的增加，土壤容重、土壤pH呈增加趋势，土壤孔隙度、土壤含水量呈降低趋势，这与前人的研究结果基本一致。杜利等的研究表明：随着土壤中地膜残留量的增加，土壤容重有所增加，土壤孔隙度有所降低，土壤含水量有所下降[6]。解红娥等的研究表明：水分下渗速度和上移速度均随着残膜量的增加呈对数递减，说明一定量的地膜残留量会阻碍土壤水分下渗和上移，即降低了土壤的通透性[7]。

试验结果表明：土壤地膜残留量的增加，对土壤有机质、水解氮、速效钾、速效磷的影响较小，这与前人的研究结果不相符，主要原因是本试验所用废旧地膜为使用1年的地膜，在土壤中的分化时间较短，对土壤的理化性质影响不大。董合干等的研究表明：一般情况下，废旧地膜在土壤中存留200～400年之久，土壤中废旧地膜很难在自然条件下进行降解，也不易通过细菌和酶等降解[8]。废旧残膜对土壤理化性状的影响，还有待进一步的试验验证。