不同殘膜量對棉花出苗率和土壤理化性狀的影響

中圖分類號：S562 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.14.003

地膜覆蓋技術因其顯著的保水、增溫、促產效果，自20世紀80年代以來在我國得到廣泛應用。特別是在屬于干旱半干旱地區的新疆，地膜使用面積、使用量長期居全國首位。但是，近年來新疆棉花產業的發展深受農田地膜殘留問題影響[1。土壤中殘留的塑料薄膜會破壞土壤的理化性狀，降低土壤的透氣性和肥力，影響土壤微生物的正常活動，從而影響棉花生長，導致棉花產量和農民收入降低[2]。為研究不同殘膜量對棉花出苗率和土壤理化性狀的影響，為解決地膜污染問題提供依據，開展盆栽試驗，在花盆中埋設不同量的殘膜，模擬棉花種子在棉田中的生長條件，測定與分析不同殘膜量下棉花的出苗率及土壤的濕度、溫度、電導率。

1材料與方法

1.1試驗材料

試驗用土為新疆農業科學院試驗基地試驗田耕層土壤，經風干碾碎過 2mm 篩網，用塑料布包裹存儲

備用。根據試驗設計要求計算并稱取所需干土、薄膜，將二者拌勻后用塑料布包裹密封 24h 備用。花盆高41cm 、直徑 27cm 。棉花品種為新陸早53號。

1.2試驗設計

設置6個殘膜量水平，即CK（ 667m² 殘留 0kg ）、T₁ （ 667m² 殘留 16.67kg ）、 T₂ （ 667m² 殘留 33.33kg ）、T₃ （ 667m² 殘留 66.67kg ）、 ΔT₄ （ 667m² 殘留 100kg ）和T₅ （ 667m² 殘留 133.33kg ），每個處理4盆。

人工將殘膜剪成 0～4cm² 、 4～25cm² （不包括4cm² ）和 gt;25cm² 的小塊，將這3種規格的薄膜按1：7：2 的質量比混入 0～30cm 的土壤，其中 0～ 10cm 、 10～20cm （不包括 10cm ）、 20～40cm （不包括 20cm ）土層中薄膜的質量比分別為 4：3：3 。土壤容重為 1.38kg?cm^-3 。其中，殘膜的剪裁比例是為了更貼近真實農業環境，提高試驗結果的適用性，基于新疆實際田間殘膜破碎程度的數據統計分析所得。3種規格薄膜在土壤中的分層分布比例是參考典型棉田的殘膜垂直分布規律。

1.3試驗方法

2024年4月5日，向花盆中灌水，靜置 24h 后，每盆4等分共播16顆種子，播種深度為 2cm 。

1.4測試指標

種植后第4天開始測定出苗率，每間隔2d測定一次，直至14d后出苗率達到穩定值。自出苗后，每隔2d用土壤三參數速測儀測定 0～10cm，10～20cm （不包括 10cm ）、 20～40cm （不包括 20cm ）土層的土壤溫度、濕度、電導率。

2 結果與分析

2.1不同殘膜量對棉花出苗率的影響

不同殘膜量下棉花出苗率如圖1所示，不同處理組棉花的出苗速率表現出明顯差異，CK處理（無殘膜處理）出苗最快，播種后第6天即達到 22.9% 的出苗率，而 T₅ 處理延遲到第12天才能達到相同水平。由此可以看出，地膜殘留會延遲棉花出苗。隨著殘膜量的增加，CK處理棉花出苗率均是最高的， ΔT₁ 、 T₂ 、T₃ 處理次之，而 T₄ 和 T₅ 出苗率較低。平均出苗率表現為 CKgt;T₃gt;T₂gt;T₁gt;T₅gt;T₄₀

圖1不同殘膜量下棉花出苗率

從第14天的出苗率結果來看，隨著殘膜量的增加，棉花出苗率呈下降趨勢。CK處理棉花出苗率最高，為 60.4% ; ΔT₅ 處理棉花出苗率最低，僅為 25.0% 。與CK處理（無殘膜處理）相比， T₁ 處理棉花出苗率降低18.7個百分點， T₂ 處理棉花出苗率降低16.6個百分點， T₃ 處理棉花出苗率降低14.6個百分點， T₄ 處理棉花出苗率降低31.2個百分點， T₅ 處理棉花出苗率降低35.4個百分點。由此可見，地膜殘留會降低棉花出苗率。

2.2不同殘膜量對土壤濕度的影響

土壤濕度作為土壤物理性質的重要指標，反映了土壤中的水分含量，是農作物生長發育的主要水分來源。在農業生產實踐中，采用地膜覆蓋技術能夠有效抑制土壤表層與大氣之間的水汽交換，顯著降低土壤孔隙中的水分蒸發速率，從而提高土壤保水能力。這種技術不僅能夠維持較高的土壤含水量，還能促進作物生長。研究表明，地膜覆蓋可使土壤水分保持相對穩定的狀態，有效降低水分波動幅度，為農作物生長創造有利的水分環境。

由表1可知，隨著土層深度的增加，各處理土壤濕度均呈增大趨勢。與CK處理（無殘膜處理）相比，T₁ 處理土壤平均濕度下降1.3個百分點， T₂ 處理土壤平均濕度升高2.2個百分點， T₃ 處理土壤平均濕度升高1.0個百分點， ΔT₄ 處理土壤平均濕度升高3.4個百分點， T₅ 處理土壤平均濕度升高2.3個百分點。由此可以看出，一定量的地膜殘留可以有效減少土壤水分蒸發，起到保持土壤濕度的作用。胡琪研究發現，地膜殘留阻礙土壤水分垂向運移，使 0～20cm 土層平均土壤含水量較無膜處理有所提高[3]。唐濤研究發現，隨著土層深度的增加，各處理土壤含水量均呈增加趨勢[4]。上述研究結果與本研究結果是一致的。

2.3不同殘膜量對土壤溫度的影響

地膜覆蓋技術通過調節土壤接收的光輻射強度，有效調控土壤溫度的升降變化，影響農作物生長發育。由表1可知，CK處理土壤平均溫度最低， T₅ 處理土壤平均溫度最高。與CK處理（無殘膜處理）相比，ΔT₁ 、 T₂ （ T₃ 、 ΔT₄ 處理土壤平均溫度均升高 0.2°C ， T₅ 處理土壤平均溫度升高 0.4^°C 。由此可以看出，殘留地膜會對土壤起到一定的保溫作用。蘭印超等研究指出，可降解地膜覆蓋與普通地膜覆蓋均可對土壤起到保溫保濕的作用，從而提高作物產量[5]。李輝研究指出，采用地膜覆蓋技術可以高效地攔截并蓄積太陽發出的輻射能及農田地面輻射，農田土壤與空氣之間的水熱交換會受到一定程度的阻隔，從而調節土壤溫度[]。這與本研究結果是一致的。

2.4不同殘膜量對土壤電導率的影響

土壤電導率是反映土壤水溶性鹽含量的重要指標，可用于評估鹽分離子對作物生長的潛在抑制作用。農田中殘留的地膜會改變土壤水溶性鹽的分布與含量，進而影響土壤的理化性質。從表1可以看出，各處理隨著土層深度的增加，土壤電導率呈現增加趨勢；隨著殘膜量的增加，各層土壤的電導率均呈現升高-降低-升高的趨勢。由此可以看出，一定量的地膜殘留會阻止土壤中鹽分的上移，并且鹽分含量隨著殘膜量的增加呈現先減少后增加的趨勢。于永剛等研究發現，殘膜對土壤鹽分向上運移存在一定的阻礙作用，具體表現為隨著殘膜量的增加，阻礙效果先增加后減小[7]。這與本研究結果是一致的。

表1不同殘膜量下土壤濕度、溫度、電導率

的唯一因素， T₃ 處理和 T₅ 處理土壤電導率差別很小，T₃ 處理土壤電導率為 239.8mS^.m^-1 ， T₅ 處理土壤電導率為 239.4mS?m^-1 ，但兩個處理的出苗率差異很大，T₃ 處理出苗率為 34.4% ， T₅ 處理出苗率為 18.8% 。

3結論

試驗結果表明，在6種地膜殘留量處理下，棉花的平均出苗率表現為 CKgt;T₃gt;T₂gt;T₁gt;T₅gt; T₄ ，地膜殘留會延遲棉花出苗、降低出苗率；隨著土層深度的增加，各處理土壤濕度均呈增大趨勢，土壤平均濕度表現為 T₄gt;T₅gt;T₂gt;T₃gt;CKgt;T₁ ；殘膜處理組的土壤平均溫度均比無殘膜處理高，土壤平均溫度表現為 T₅gt;T₁=T₂=T₃=T₄gt;CK ；各處理王壤電導率隨著王層深度的增加而增加，各層王壤的電導率隨著殘膜量的增加均呈升高-降低-升高的趨勢。此次試驗還發現電導率并不是導致出苗率變化

4討論

此次研究以棉花為研究對象，從出苗率、土壤溫度、土壤濕度和土壤電導率4個方面研究了不同殘膜量對棉花出苗率和土壤質量的影響，能夠為農作物栽培提供理論依據。但是，盆栽試驗具有局限性，不能充分模擬作物生長環境與土壤水熱鹽情況，可能會影響試驗數據的準確性、可靠性，因此今后需要開展大田試驗來研究不同殘膜量對作物生長環境和土壤水熱鹽的影響。另外，農田殘膜的積累是一個長期過程，雖然短期試驗能揭示不同殘膜量對棉花出苗率和土壤水熱鹽的影響，但是我國農業生產中地膜覆蓋技術應用時間較久，殘膜積累問題較為嚴重，需要開展長期試驗系統研究殘膜的長期積累效應，了解殘膜對王壤結構、微生物活動、水鹽循環的慢性影響，為制定可持續治理策略提供科學依據。

參考文獻：

[1] 李慧軍，劉勤，周明冬，等.新疆地區農田地膜殘留影響因素及污染強度評價[J].農業資源與環境學報，2024，41（3）：656-665.

[2] 陳嘉琪，王則玉，邱凱文，等.不同殘膜量土壤對棉花幼苗期生長的影響試驗[J].現代農村科技，2024（1）：73-74.

[3] 胡琪.地膜殘留對農田水土環境的影響及其綜合效應評價研究[D].楊凌：西北農林科技大學，2024.

[4] 唐濤.地膜殘留量對棉田土壤理化性質及微生物群落的影響[D].烏魯木齊：新疆農業大學，2024.

[5] 蘭印超，申麗霞，李若帆.不同地膜覆蓋對土壤溫度及水分的影響[J]中國農學通報，2013，29（12）：120-126.

[6] 李輝.覆蓋對旱地馬鈴薯土壤水分和溫度的影響[D].蘭州：甘肅農業大學，2018.

[7] 于永剛，孫池濤，程金杰，等．殘留地膜對粉壤土水鹽氮運移與再分布的影響[J].排灌機械工程學報，2024，42（2）：170-178.

（責任編輯：劉寧寧）