地膜残留对棉花产量影响的极限研究-农业生物环境与能源工程专业论文.docxVIP

The limit effect of film residue on cotton yield A Dissertation Submitted to Shihezi University In Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Science By Dong Hegan (Agricultural Biological Environment and Energy Engineering) Dissertation Supervisor: June, 2013 石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除 文中已经注明引用的内容外 ，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。 研究生签名： 时间： 年 月 日 使用授权声明 本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主 管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据进行检索。有权将学位论文的标题 和摘要汇编出版。必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本规定。 研究生签名： 时间： 年 月 日 导师签名： 时间： 年 月 日 课题来源 国家十一五科技支撑计划《准噶尔盆地南缘荒漠化生态系统恢复与重 建技术研究与示范》第三子课题《准噶尔盆地南缘沙生植被恢复与重建技 术》，课题编号：2007BAC17B03，时间：2007 年–2010 年。 I I 摘要 新疆是中国三大棉区之一，棉花种植面积占新疆总农业种植面积的一半以上，地膜 覆盖率达 100％。然而新疆棉田地膜残留非常严重，年地膜残留率在 24%左右，如此积 累速度势必对土壤质量和棉花产量产生重大影响，但目前由于棉花单产一直在提高，地 膜残留的危害并未引起人们的足够重视。 在全面调查中国新疆细绒棉主栽区地膜残留基础上，本文通过人工模拟大田残膜分 布状况，设定 1 个不覆膜无残膜小区和 6 个残膜密度梯度小区，其中 6 个残膜密度梯度 分别为：0（覆膜 0 年）、250（覆膜 13 年左右）、500（覆膜 31 年左右）、1000（覆膜 68 年左右）、1500（覆膜 104 年左右）、2000 kg?hm-2（覆膜 141 年左右），从而寻求残膜影 响棉花和土壤的具体过程和根本原因，总结出残膜对作物影响的普遍原因，确定残膜对 不同品种类型棉花影响的差别。通过实验和数学建模确定覆膜的有效增产年限，量化残 膜对棉花种植的影响。结果如下： （1）随着覆膜年数的增加，棉田残膜的数量和密度都以直线上升。残膜片数每年以 40.02 万片?hm-2 的趋势递增，残膜密度每年以 13.66 kg?hm-2 的趋势递增。随着覆膜年份 的增加，残膜有向深层土壤迁移的空间分布变化特征。连续覆膜 5 年后，残膜大小、 密度在 0～40cm 土壤中将均匀分布。连续覆膜 10 年后，三种面积类型残膜（0～ 25cm2、25～100cm2 和大于 100cm2）在单位质量上将不再有差异。对作物产生显著 危害的残膜（大于 25cm2）一直占总残膜质量的 60%以上。 （2）随着残膜密度的升高，2 个棉花品种产量均呈下降趋势。当残膜密度为 1000 kg?hm-2 （覆膜 68 年左右）时，新陆早 33 号和新陆早 13 号产量分别下降 18.1%、13.5%， 当残膜密度为 2000 kg?hm-2（覆膜 141 年左右）时，产量分别下降 38.3%、45.2%。 地膜残留长期累积将对棉花产量造成重大影响。 （3）随着残膜密度的升高，棉田土壤质量呈现下降趋势。残膜阻碍水分下渗，造成了 土壤水分分布不均，某些高密度残膜密度下，30～40cm 土层含水率的显著降低。 在吐絮期，残膜密度大于 1 000 kg?hm-2 残膜密度时 30～40 cm 土层孔隙度显著减 小，土壤通气性变差；残膜使土壤 pH 值显著上升，有机质、碱解氮、速效磷和速 效钾显著下降，2 000 kg?hm-2 残膜密度下碱解氮和有效磷分别下降 55.0%，60.3%。 （4）通过对比 2 个品种的生长特征（生物量、根冠比和根系表面积）和产量及性状（产 量、早熟性和成苗率），在残膜密度为 2000 kg?hm-2 时，发现具有较发达根系的新 陆早 33 号比新陆早 13 号有更好的适应性，其中新陆早 13 号的产量下降了 45.2%， 新陆早 33 号产量下降了