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来源:《农业环境科学学报》年08期

作者:李铭轩1,吉德昌1,王政宇1,2,徐英德1,贾照杰1,李诗彤1,常艺1,冯良山3,张哲3,冯晨3,丁凡1

单位:1.沈阳农业大学土地与环境学院,2.辽宁农业职业技术学院,3.辽宁省农业科学院耕作栽培研究所

1.文章主要内容

农用塑料地膜具有增温、保墒、防病、抗虫和抑制杂草等作用。然而,塑料地膜在自然条件下难以降解,常年覆膜会导致土壤残膜及微塑料的大量累积,严重影响土壤孔隙度和透气性,破坏土壤结构,影响作物出苗、营养吸收及根系的生长发育。生物降解地膜可以起到与塑料地膜相当的增温保墒、提高作物产量的效果,且在使用后无需回收,能够在微生物与环境的共同作用下完全被降解为CO2和H2O,有望在源头上解决塑料地膜农业应用所带来的环境污染问题。

生物降解地膜应用于农田后可以直接作为土壤微生物的碳源,也可以通过改变微气候而间接影响土壤微生物群落及酶活性,从而引起土壤微生物群落的变化。据报道,生物降解地膜能显著降低塑料际(即塑料与土壤之间的界面)土壤真菌的多样性,甚至能招募特定植物病原菌形成生物膜。但也有研究发现在番茄、玉米、马铃薯等作物上覆盖生物降解地膜并不改变土壤理化性质、酶活性以及氮循环微生物。除了覆盖生物降解地膜产生的变异外,地膜颜色也是影响土壤微生物群落的重要因素。

有报道认为,地膜颜色可以通过调控土壤温度影响作物对土壤养分的消耗,进而调控土壤微生物群落结构。但MORENO等对种植番茄的土壤覆膜进行研究时发现,覆盖黑色、绿色或棕色地膜没有改变土壤微生物生物量碳含量。以上研究说明,覆盖生物降解地膜对土壤微生物性质的影响尚不清楚。因此,很有必要系统开展不同颜色的生物降解地膜与塑料地膜的对比试验,探究生物降解地膜对土壤微生物活性、丰度和群落结构的影响。

研究团队为明确生物降解地膜对土壤微生物的影响情况,推动生物降解地膜在农业上的应用和推广,基于年在辽宁阜新和海城建立的地膜覆盖玉米定位试验(试验设计相同,包含透明、黑色生物降解地膜和透明、黑色塑料地膜覆盖,以及不覆膜处理),测定了年春季土壤呼吸速率和春秋两季的土壤水解酶(β-葡萄糖苷酶、半纤维素酶、N-乙酰葡萄胺糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和酸性磷酸酶)活性、微生物生物量碳含量、微生物生物量氮含量、磷脂脂肪酸(PLFA)含量。

结果表明:地膜短期覆盖对土壤可溶性有机碳、酶活性、微生物生物量碳氮及PLFA含量无显著影响。对于两个试验地点,覆盖生物降解地膜的土壤呼吸速率均高于塑料地膜,说明生物降解地膜有提高微生物活性的潜力。研究表明,生物降解地膜的应用在短期内没有对土壤微生物活性产生负面影响,但不同类型地膜对土壤的长期影响仍需要进一步监测和综合评价。

2.文章结论

(1)生物降解地膜覆盖两年未显著改变土壤可溶性有机碳、酶活性、微生物生物量碳、氮及微生物群落结构,但覆盖生物降解地膜处理下土壤呼吸强度有增强的趋势。

(2)季节及空间因素在土壤健康变化中可能更为重要,在评价生物降解地膜的效用时应予以


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