《旱作農田地膜殘留對土壤質量的影響與土壤保護對策》是依託蘭州大學，由李鳳民擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：旱作農田地膜殘留對土壤質量的影響與土壤保護對策
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：李鳳民
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
地膜覆蓋正在成為繼化肥、灌溉、農藥之後最重要的高產栽培措施，而地膜殘留可能帶來的農田潛在污染卻是人們揮之不去的後顧之憂。基於過去關於地膜殘留對農田造成影響的大量文獻的調研和我們的前期預研究，本項目提出了有可能使殘留地膜不構成污染危害甚至變害為利的科學假說。為此將重點研究：太陽輻射和農業耕作對農田殘留地膜破碎化程度的影響，殘膜破碎化可否促進土壤環境中的生物降解及其影響因素，殘膜數量和破碎化程度對土壤質量和土地生產力的影響。通過這些內容的研究，將闡明地膜殘留對土壤質量可能存在的正負影響和機制，揭示地膜殘留對土地生產力產生的可能影響和機理，從而提出化解地膜殘留的負面影響、保護土壤質量、提高土地生產力的科學依據和途徑。
結題摘要
在過去大約20年裡，由於地膜的國家標準相對較低，有大量殘膜留存在農田土壤中，構成潛在的環境風險。本項目試圖通過殘膜破碎化探討加快殘膜降解的新途徑。系統研究了：1、不同破碎殘膜量對土壤質量和作物產量的影響, 2、不同大小殘膜(破碎化程度)對土壤質量和作物產量的影響, 3、太陽輻射和機械碾壓對殘膜物理性能和生物降解潛力的影響, 4、聚乙烯地膜降解菌株的篩選，5、豆科植物草地氮磷營養與地膜覆蓋的生產和生態效應。 本項目研究發現，殘膜破碎化對生產力和土壤質量的影響具有不確定性，不適合作為農田殘膜管理的主要手段。殘膜經機械碾壓或陽光暴曬(光氧化)，顯示明顯的促進生物降解的現象，可以作為殘膜降解中有潛力的途徑進行深入研究。在殘膜土壤中，以羰基指數、水接觸角、微生物生長曲線等參數判斷，篩選出9個殘膜降解菌株。進一步選擇其中2個表現最好的菌株，在液體培養基中，以殘膜作為唯一碳源，進一步確認了其殘膜降解的有效性，並經16 S rRNA測序分析和基因庫比對，確認這兩個菌株分別為Arthrobacter nicotianae和鏈黴菌屬（Streptomyces）。 黃土高原苜蓿草地土壤有效磷缺乏是導致產草量低下的常見因素。採用施加磷肥和地膜覆蓋相結合的試驗發現，在未用地膜覆蓋時，產草量隨著施磷量的提高而增加，而在地膜覆蓋之後，只有中等施磷量的草地能夠獲得高產，高施磷量反而會使產草量出現下降的趨勢。這一結果顯示，地膜覆蓋配以中等施磷量可以節約磷肥和降低氮素損失風險的同時實現高產，是一個最佳化的選擇。 在甘肅榆中北山地區的東南坡向、北坡向和丘陵山頂三個典型空間位置，研究了撂荒地演替過程中，分別加入兩種豆科植物，多年生紫花苜蓿（Medicago sativa L.）和兩年生草木樨（Melilotus suaveolens L.），對撂荒地植被恢復(2003- 2013)的影響。試驗發現，引入草木樨之後兩年內地上生物量高於自然撂荒和紫花苜蓿引入的恢復草地。之後，引入紫花苜蓿的恢復草地生物量快速增加，多年保持最高水平。苜蓿草地土壤的輕組有機碳和重組有機碳都高於其它兩個處理。
