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残留农膜对土壤性状的影响

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生态环境2008,17(5):1853.1856 Ecology and Environment http://www.jeesci.com E・mail:editor@jeesci.tom 残留农膜对土壤性状的影响 尉海东 ,伦志磊 ,郭峰 1.临沂师范学院环境与旅游学院,山东临沂276005;2.临沂市林业局,山东临沂276000 摘要:残留农膜对土壤性状具有重要影响,如破坏土壤结构、危害作物正常生长发育并造成农作物减产,进而影响到农业环 境。通过对临沂市义唐镇农膜残留量不同地块的土壤性状进行对比分析,得出,随着土壤中农膜残留量的增加,土壤团聚体 含量、抗蚀指数、团聚度、土壤有机质含量、N、P、K含量、土壤微生物量均表现出下降的趋势,且CK与DK3问差异达到 了显著水平(p<0.05),而土壤分散率并没有表现出相同趋势。这种规律在表层土壤(0~20 cm)表现的更为明显。 关键词:残留农膜;土壤性状;团聚体;有机质;微生物 中图分类号:X592 文献标识码:A 文章编号:1672.2175(2008)05.1853.04 自20世纪70年代以来,农膜得以迅速应用和 发展,至2004年我国农膜覆盖面积已达0.12亿 hm ,年需求量93.1万t,农膜使用极大促进了农 业生产,但也对农田土壤的理化性质产生了极大影 响【】 ]。目前应用的农膜多为分子量数万到数十万的 聚乙烯或聚氯乙烯,具有较高的稳定性,很难分解, 致使残留的农膜在土壤中易形成阻隔层,使耕层土 壤透气性降低,土壤结构破坏,土壤中的水分、空 气和化学营养元素的正常分布运行也被破坏,直接 影响了作物生长发育。但目前对残留农膜影响土壤 (GB7857—87),N采用半微量凯氏法(GB7848.87), P采用NaOH碱熔.钼锑抗比色法(GB7852—87),K 采用NaOH碱熔.火焰光度法(GB7854—87)。微生 物数量采用稀释平板法。 1.3土壤抗蚀性能测定 1.3.1抗蚀指数测定 选择0.5~0.7 cm粒径的土粒30颗,放在0.5 cm 孔径筛子上浸入水中,每隔1 min计录崩塌的土粒 数,连续记录15 min,然后计算出抗蚀指数。 1.3.2水稳性团粒测定 性状的研究却比较缺乏。鉴此,本文对临沂市义唐 镇农膜残留量不同的农田土壤性状进行了研究,以 期为农业生产中合理使用农膜提供参考,亦期为绿 色农业的持续发展提供参考。 水稳性团聚体用湿筛法测定【4]。 1.4指标计算 抗蚀指(%):堂兰 ≥ 工租 ×100% 团聚状况:(>0.05 mm微团聚体)一f>0.05 mm 机械组成) 团 圳。% 1 研究方法 1.1试验地点 为获得土壤中农膜残留量不同的农田作为试 验地点,在山东省临沂市义唐镇选取相邻的土壤母 质相同的花生用地作为研究对象,根据所使用农膜 多少分为4个水平,每个水平选取3个地块作为重 复,其他农田措施包括施肥种类数量、浇水、耕作 等均相同。在经过两个耕作期后,调查土壤中农膜 残留量为:对照地块(CK)0,地块1(DK1)6.53 kgmm ,地块2(DK2)8.89 kg/I1m 和地块3(DK3) 12.13 /l1m2。 1.2土壤性质测定 1.2.1土壤容重测定 分散-率= 团聚体破坏率(percentage of aggregate de. struction,PAD)(%) = >0.25 团粒(干筛) 圳。% ~ 2结果与分析 2.1 土壤团聚体稳定性 采用环刀法测定容重。采集0—20 cm,20~40 cm土壤样品,采用烘干称重法测定。 1.2.2土壤有机质、N、P、K及微生物测定 土壤有机质采用重铬酸钾氧化一外加热法 基金项目:山东省自然科学基金项目(Y2007E10) 土壤抵抗雨滴直接冲击、径流分散及悬浮能力 取决于土壤团粒水稳性l5 J。由表I可知,残留农膜 对土壤团聚体(尤其是水稳性团聚体)、团聚体破 坏率均具有较大的影响,土壤团聚体表现为 作者简介:尉海东(1980年生),男,讲师,硕士,从事土壤污染治理研究。E—mail:weihaidong2005@126.corn 收稿日期:2008.07.11 1854 生态环境第l7卷第5期(2008年9月) K C D D D K C D D 。l 剐 如 勰 & 傩:g 钉 勰 勰 ¨ 加 M 加 " "n 位 6 5 6 4 5 4 4 4 5 4 5 5 4 4 3 3 ∞ 勰 ∞ " 船 l 7 2 6 2 5 3 5 O 6●4●4 2 4 ∞ 勰卯卯钙 注:干筛,湿筛 CK>DK1>DK2>DK3,而结构破坏率则表现出了相 踮鹏 加& 鹏 m 变差,土壤的保水保肥性能差,灌溉后土壤易板结, 反的趋势。对0—20 cm土层,没有农膜残留地块CK 通透性差,耕作困难。 的土壤水稳性团聚体分别是DK1、DK2和DK3的 2.2土壤抗蚀指数、团聚度和分散率 1.08倍、1.13倍和1.24倍,前者与后三者的差异均 土壤颗粒是构成土壤结构的主要组分。抵抗 达到了显著水平(p<0.05);而表征土壤团聚体稳定 加 加 水分散的微团聚体与机械组成对比是反映土壤抗 性程度的结构破坏率没有农膜残留地块CK分别是 昭 ¨ 弼 蚀能力大小的主要指标 们。土壤抗蚀指数、团 锯 DK1、DK2、DK3的0.96、0.74和0.69倍,与后两 聚度均反映土壤抗崩塌能力,其值愈大,抗蚀性愈 者之间的差异达到了显著水平(p<0.05 o对2O 强【l卜 J。测定结果表明(表2),没有农膜残留的对 40 cm土层,没有农膜残留地块CK的土壤水稳性团 照地块CK的抗蚀指数明显大于有农膜残留的地块, 聚体分别是DK1、DK2、DK3的1.l 1 4 04、1.6 O 13和1.1 16 3 对照地块CK的抗蚀指数分别比DK1、DK2、DK3 4 倍,前者与后两者的差异均达到了显著水平 % 高3.1%、9.8%和25.3%,且土壤农膜残留量越大, (p<0.05);没有农膜残留地块的土壤结构破坏率则 其抗蚀指数越低。土壤抗蚀指数在土层的垂直分布 分别是后三者的O.93、O.76和0.72倍,与后两者之 上表现为随土层深入增加逐渐降低。没有农膜残留 间的差异达到了显著水平(p<0.05 o 的对照地块CK的团聚度分别比DKl、DK2和DK3 由表1还可知,残留农膜对0~20 cm土层团聚 高6.4%、7.1%和17.3%,这也表现出随土壤农膜残 体的影响要高于20 ̄40 cm土层的。这主要是因为 留量的增加,其团聚度降低的趋势。 残留农膜主要聚集于表层土的原因。 土壤分散率表示土壤易蚀性指标,以微团聚体 以上分析说明,随着土壤农膜残留量的增加, 分析中低于0.05 mm粒级的含量与机械分析中相应 土壤团聚体逐渐降低、破坏率逐渐增大,土体抵抗 粒级含量的比值表示土壤的分散性,愈易分散的土 雨滴的溅蚀力逐渐减弱,土粒与水的亲和力逐渐亦 壤在微团聚体分析中小于该粒级颗粒含量愈高,分 降低,土壤更易被径流分散和悬浮,土壤结构性能 散率愈大。由表2可见,DK1较没有农膜残留地块 表2土壤团聚体分散特性 Table 2 Dispersing ̄amres ofthe aggregate in soil % 尉海东等:残留农膜对土壤性状的影响 CK土壤分散率增加了33.9%,而与DK1相比,DK2 和DK3地块的分散率分别增加了9.5%和20.9%, 表现出随土壤农膜残留量增加分散率亦增加的趋 势。这说明随土壤中农膜残留量增加,土壤颗粒的 分散性增强,一旦降雨,分散颗粒易堵塞土壤空隙, 减少土壤渗透,增加地表径流量,增加径流的分散 力。土壤分散率的层次变化规律自上而下逐层增 加,土壤分散程度增强,固结土壤能力削弱。 以上分析说明,随土壤中农膜残留量的增加, 土壤的抗蚀性降低,土壤颗粒的分散性增强,不利 于农业作物的生长。 2.3土壤基本性状 由表3可知,随着土壤农膜残留量的增加,土 壤容重逐渐增加。以0~20 cm土层为例,DK1的容 重比cK的高0.06 g・cm- ,而与I:tDK1相比,DK2 和DK3地块容重分别高0.11 g・cm 和0.18 g・cm一。 这说明土壤中残留的农膜导致土壤表面土地紧实, 结构性和通透性较差。 由表3可见,没有农膜残留的土壤有机质含量 明显比有农膜残留的土壤有机质含量高,且农膜残 留量越多其有机质含量越低。以0~20 cm土层为例, 没有农膜残留的土块有机质含量为7.28%,分别是 DK1、DK2、DK3的1.11、1.23和1-37倍。 对0~20 cm土层而言,N、P、K含量均表现为 CK>DK1>DK2>DK3,呈现出随农膜残留量增加而 减少的趋势,尤其是CK与DK3之间3种元素含量 差异均达到了显著水平(p<0.05 o以N为例,对照 地块0~20 cm土层的N含量为l_36 g・kg~,分别为 DK1、DK2、DK3的1.13、1.28和1.64倍。20---40 cm 土层亦表现出了相同的变化规律,但差异程度略有 降低。这说明残留农膜对表层土壤的N、P、K含量 影响更为显著。 2.4土壤微生物量 由表4可知,各土层土壤微生物中细菌数量占 绝对优势,真菌和放线菌数量在整个微生物数量组 成中占有比例较小。出现这种现象的原因可能是因 为细菌喜欢湿润并能耐受低氧,真菌、放线菌喜热 耐旱,在雨季土壤含水量高,氧气的扩散作用降低, 真菌、放线菌受到伤害 ]。本研究是在7月份雨季进 行,研究区雨季平均月降雨量较大,导致土壤含水率 较高,从而影响了真菌和放线菌的正常活动,可能 是导致土壤真菌和放线菌数量较少的原因。 对同一土层,微生物数量表现出 CK>DK1>DK2>DK3的趋势,说明随农膜残留量的 增加,土壤中微生物数量表现出减少的趋势,方差 分析表明,0~20土层,4个处理间除DK1与DK2间差 异不显著外,其余处理间差异都达到了显著水平 (p=0.05);20~40 cm土层,4个处理间微生物数量差 异都达到了显著水平(p=0.05 o 3结论 没有农膜残留的土壤,其土壤结构受干扰较 少,其土壤性质保持相对稳定,土壤的有机质、N、 表3土壤基本性状 Talbe 3 Characteristics ofsome selected soil properties 类型 CK  ̄ ̄/cm O~2O 2O~40 细菌/(1O ・g一 ) 8.46+1.24 6.14士1.11  ̄/(103.g一 ) 放线菌/(10 ・g‘ ) 7.85 ̄1.25 4.22+1.02 微生物总数/(106.g。) 7.17 ̄1.16 5.13士1.34 DK1 0~2O 20 ̄40 7.32土2.14 4 39-,-1.24 6.2l士1.29 4.62 ̄1.O5 6.06i1.37 3.87士1.1 DK2 0-20 20 ̄40 6.28士1.6 3.26 ̄1.O1 5.19+1.22 2.69士1.17 6.5 1+1.33 3.57士1.13 5.36 ̄0.93 2.84 ̄0,85 6.52士1 I36 3.11+1.05 5.14+1.O2 2.374.1.1 DK3 O~2O 20 ̄40 分别对表中相同土层每一列数据进行方差分析,p<O.05,同--YU标有相同字母的表示差异不显著 1856 生态环境第17卷第5期(2008年9月) P、K含量较高,土壤微生物数量大,土壤通气性 较好,团粒不易分散,抗蚀性能好。农膜残留于土 壤中,土壤腐殖质分解受到影响,土壤的通气透水 性受到影响,导致土壤结构受到的破坏,营养元素 含量低,保水保肥能力降低,残留量越大这种破坏 性就越强。由于残膜影响和土壤理化性状的破坏, 必然造成农作物种子发芽困难,根系生长发育受 阻,农作物生长发育受抑制。同时,残膜隔离作用 影响农作物正常吸收养分,影响肥料利用效率,致 使产量下降。因而在农业生产中,应尽量采取措施 减少土壤中农膜残留量,特别是在坡度较大,立地 条件较差的地区,更应该提高农膜的质量,改进农 艺技术,提高农膜回收率,更重要的是开展地膜替 代品和新农业技术研究,减少农膜残留污染,保证 农业生产的可持续利用。 参考文献: [1]严昌荣,梅旭荣,何文清,等.农用地膜残留污染的现状与防治[J]. 农业工程学报,2006,22(11):269.272. 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Effects of mulch film residues on soil properties Wei Haidong Lun Zhilei2Guo Feng1 ,1.School of Environment and Tourism,Linyi Normal University,Linyi Shandong 276005,China 2.Linyi Foresty Bureau rof Shandong Province,Linyi,Shandong 276000,China Abstract:The residue of mulching plastic film in the field has already become a negative factor that affected agricultural environ— ment,which destroyed soil structure and harmed growth of crop.In this paper,influences of mulch film on soil properties were in- vestigated through experiment with different mulch film levels in Yi tang town.Results showed that aggregate size,anti—erosion index,aggregate index,soil organic matter content,soil available nutirent contents(N、P、K)and soil microbe number reduced with the increase of the amount of mulch film residues,especially that of CK was obviously larger than that of DK3 <0.05),but the disperse index did not show the same tendency.The trend was more obvious at 0-20 cm layer than other layers. Key words:mulch film residues;soil properties;aggregates;organic matter;microbe 

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