高強(qiáng)度地膜對(duì)土壤溫度、濕度及棉花生長(zhǎng)的影響

中圖分類號(hào)：S562 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-4330（2025）03-0539-07

0 引言

【研究意義覆膜種植具有改善土壤環(huán)境、抑制雜草、促進(jìn)農(nóng)作物增收增產(chǎn)等作用。新疆棉花種植均采用覆膜種植方式[1-2]。近年來(lái)，新疆地膜用量增長(zhǎng)較快[3-10]，高強(qiáng)度地膜具有拉伸力、透光率、物理性能、地膜不易斷裂等特性，以及有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量、提升地膜回收效率和循環(huán)利用率等優(yōu)勢(shì)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】可降解地膜是目前研究的主流方向，但是隨著覆膜時(shí)間的延長(zhǎng)，可降解地膜強(qiáng)度較弱，使用過(guò)早出現(xiàn)裂解，對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收效果不佳，甚至減產(chǎn)[11-12]，降解效果未能達(dá)到預(yù)期，不同降解地膜在不同農(nóng)作物、不同區(qū)域存在較大差異；液態(tài)地膜保溫、保、固草效果好，因其強(qiáng)度弱、易破裂、實(shí)施工藝復(fù)雜等因素受到限制[13]。改進(jìn)地膜質(zhì)量、提高其可回收性是解決地膜殘留污染的有效途徑之—[14-15]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前集中研究可降解地膜、液態(tài)塑膜較多，但對(duì)高強(qiáng)度地膜研究較少。需研究棉田應(yīng)用高強(qiáng)度地膜對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】研究高強(qiáng)度地膜覆蓋對(duì)土壤溫濕度變化、棉花生長(zhǎng)和地膜回收效率的影響，實(shí)地測(cè)試比較采用2種不同的地膜，探索高強(qiáng)度地膜在棉花生產(chǎn)應(yīng)用中的實(shí)際效果，為高強(qiáng)度地膜的推廣示范提供參考。

1 材料與方法

1.1材料

試驗(yàn)于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師圖木舒克市44團(tuán)10連1號(hào)棉田進(jìn)行。該地區(qū)日照時(shí)數(shù)約2935h ，屬溫帶極干旱荒漠氣候，年平均氣溫11.6^°C ，年平均降水量 38.3mm ，無(wú)霜期212＼～225d，且晝夜溫差大，試驗(yàn)區(qū)中等肥力沙壤土， pH 值為8.5。高強(qiáng)度地膜由廣東星聯(lián)科技有限公司生產(chǎn)，普通地膜由新疆圖木舒克地膜廠生產(chǎn)，2種地膜厚度均為 10mm 。供試棉花品種為新陸中78號(hào)。

1.2 方法

1. 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)高強(qiáng)度地膜（H處理）和普通地膜（T處理）2個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。棉花覆膜種植為1膜6行模式，行距為（ 10+66+10+66+ 10） cm 。采用膜下滴灌種植，滴灌管為1膜3管配置，試驗(yàn)面積 5.33hm²（80 畝）。各處理田間管理措施和條件保持一致。

1. 2.2 測(cè)定指標(biāo)

1. 2.2. 1 土壤溫度和濕度

測(cè)定棉花整個(gè)生育期內(nèi)2種地膜處理下的土壤溫度和濕度。采用自動(dòng)化溫濕度記錄儀，記錄從4月16日播種到10月12日期間2種覆膜方式下的 0～5cm.5～10c m土壤層次的溫度和濕度，測(cè)定時(shí)段為每日01：30、05：30、09：30、13：30、17：30和21：30。

1. 2.2. 2 棉花農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量

觀察棉花在2種地膜處理下的各項(xiàng)農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量。苗期測(cè)定棉花的葉片數(shù)、株高和現(xiàn)蕾數(shù)；蕾鈴期測(cè)定棉花植株的鮮重和葉綠素含量；棉花出苗后，每隔14d測(cè)定棉花的葉面積系數(shù)；成熟期進(jìn)行試驗(yàn)小區(qū)棉花收獲測(cè)產(chǎn)。

1. 2.2.3 地膜回收測(cè)定

采用新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研發(fā)的牽引式聯(lián)合作業(yè)殘膜回收機(jī)進(jìn)行地膜回收。地膜采樣方法：采用雙對(duì)角線取點(diǎn)，取點(diǎn)數(shù)量為3個(gè)點(diǎn)。每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)選取1條膜長(zhǎng) 29.24m ，寬2.28m 回收測(cè)算。殘膜回收率 Σ=Σ （實(shí)際鋪膜量-殘留量）/實(shí)際鋪膜量 ×100% 。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用IBM SPSS Statistics26、Office 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地膜覆蓋對(duì)土壤溫度及濕度的影響

2.1.1不同地膜覆蓋對(duì)土壤溫度的影響

研究表明，棉花整個(gè)生育期內(nèi)，H處理下土壤溫度總體高于T處理，H處理日平均溫度較T處理分別提高0.69和 0.31^qC ，隨著棉花生育期的延長(zhǎng)，H處理的增溫作用與 T 處理趨于一致。 4～ 7月，H處理較T處理 0～5cm 土壤日平均增溫分別為 0.89，2.1，1.09 和 0.41^°C：5～10cm 土壤日平均增溫分別為 0.74，0.71，0.31 和 0.51^°C 。其中，5月H處理 0～5cm 層次下土壤溫度顯著高于T處理； 8～10 月H處理和 T 處理下0＼～5cm.5～10cm 的土壤溫度逐漸下降，且2個(gè)處理之間土壤溫度差異不顯著。圖1

2.1.2不同地膜覆蓋對(duì)土壤濕度的影響

研究表明，不同地膜類型對(duì)不同層次土壤濕度的影響隨棉花生育期延長(zhǎng)而有不同差異。尤其在棉花生育前期，H處理與T處理下土壤濕度之間存在較大差異。高強(qiáng)度地膜H處理對(duì)土壤的保濕作用隨著土壤深度的增加而逐漸減弱。H處理較T處理 0～5cm 土壤平均濕度增加 3.3% ，5～10cm 土壤平均濕度減少 1.03% 。4＼～5月，H處理 0～5cm 土壤濕度相比 T 處理分別增加10.48%.7.29% 5～10cm 土壤濕度分別減少5.34%.2.41% ，隨著時(shí)間延續(xù)，2種覆膜處理下對(duì)不同層次土壤的保濕作用逐漸趨同。H處理較T處理 0～5cm 土壤在棉花生長(zhǎng)前期具有更好的保濕作用，伴隨棉花生長(zhǎng)期的延長(zhǎng)，H處理的保濕作用與T處理相當(dāng)。圖2

2.2 不同地膜覆蓋條件下對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響

2.2.12種地膜覆蓋條件下對(duì)葉片、株高、現(xiàn)蕾的影響

研究表明，高強(qiáng)度地膜H處理棉花的葉片、株高、現(xiàn)蕾數(shù)均高于普通地膜T處理，且2個(gè)處理之間葉片、株高、現(xiàn)蕾數(shù)呈不同差異。其中，H處理較T處理的葉片數(shù)增加 1.04～1.54 個(gè)，在 4～ 6月期間差異顯著。H處理較T處理的株高增加1.5～7.2cm ，且在棉花生育前期差異不顯著，而5月25日后呈顯著性差異。H處理較T處理的現(xiàn)蕾數(shù)增加 0.96～1.13 個(gè)，且2個(gè)處理間現(xiàn)蕾數(shù)呈顯著性差異。表1

2.2.22種地膜覆蓋條件下對(duì)植株鮮重、葉綠素 含量的影響

研究表明，高強(qiáng)度地膜H處理下使棉花不同器官的鮮重、葉綠素含量均不同程度地高于普通地膜T處理。H處理下棉花的根、莖、花、葉、蕾、鈴的鮮重含量較T處理平均增加11.03、25.13、3.5、16.23、1.93和9.07；葉片葉綠素含量增加3.53。H處理下6月28日棉花的莖、葉、蕾的鮮重顯著高于T處理，7月20日棉花的根、花、鈴的鮮重以及葉綠素含量顯著高于T處理。表2＼～3

2.2.32種覆膜條件對(duì)葉面積系數(shù)的影響

研究表明，在出苗后 98～126d ，高強(qiáng)度地膜處理棉花葉片面積在總體上高于普通地膜處理，且2個(gè)處理下棉花葉面積呈先增加后減少的趨勢(shì)。出苗后14d，高強(qiáng)度地膜與普通地膜無(wú)明顯差異；出苗后 28～56d ，高強(qiáng)度地膜顯著高于普通地膜；出苗后 70～84d，2 個(gè)處理對(duì)棉花葉面積的促進(jìn)作用相當(dāng)，無(wú)明顯差異；出苗后 98～126d ，高強(qiáng)度地膜對(duì)棉花葉面積的促進(jìn)作用顯著高于普通地膜。不同時(shí)期內(nèi)高強(qiáng)度地膜處理較普通地膜處理使棉花葉面積系數(shù)呈不同程度的差異。表4

2.3 不同地膜覆蓋條件下對(duì)棉花經(jīng)濟(jì)性狀的影響

研究表明，高強(qiáng)度地膜H處理與普通地膜T處理相比，棉田株數(shù)增加266株 ?667m² ，單鈴重增加 0.33g ，鈴數(shù)766個(gè) ?667m² 。高強(qiáng)度地膜籽棉產(chǎn)量為 432.41kg/667m² ，較普通膜增產(chǎn) 5.5% ，高強(qiáng)度地膜能夠提高植棉經(jīng)濟(jì)效益。表5

2.4 殘膜回收鑒定

研究表明，高強(qiáng)度地膜H處理的回收率為95. 48% ，普通地膜T處理的回收率為 76.62% ，在同等水肥管理?xiàng)l件下，1膜6行高強(qiáng)度地膜與普通地膜殘膜對(duì)比，地膜回收率上升 18.86% 。高強(qiáng)度地膜H處理具有更強(qiáng)的韌性、不易斷裂等優(yōu)勢(shì)，有利于地膜的機(jī)械回收或是人工回收，減緩了棉田殘留地膜連續(xù)積累的速度。表6

不同覆膜條件下棉花葉綠素含量的變化

表4不同覆膜條件下棉花葉面積系數(shù)的變化

3討論

在棉花的整個(gè)生育期，高強(qiáng)度地膜覆蓋可以明顯改善土壤的溫度和濕度，較普通地膜有不同程度地提升。祖米來(lái)提·吐?tīng)柛傻萚14研究表明，地膜覆蓋可以提高土壤溫度，地膜覆蓋時(shí)間改變了棉花不同生育期內(nèi)土壤的水熱狀況。研究與前人試驗(yàn)研究結(jié)果相似。戚瑞敏等[15]研究表明，高強(qiáng)度地膜覆蓋的棉花株高、開(kāi)花數(shù)、花蕾數(shù)、株鈴數(shù)及產(chǎn)量明顯好于傳統(tǒng)地膜，株鈴數(shù)的增加致使棉花增產(chǎn)。高強(qiáng)度地膜能夠明顯提高棉田0～5cm土層的土壤溫度，且其透濕量為 20.7～35.7 g/（m²?d） ，顯著低于傳統(tǒng)PE地膜，具有良好的增溫保功能。高強(qiáng)度地膜覆蓋顯著增加了棉花出苗率和真葉長(zhǎng)出率（ Plt;0.05） ，較傳統(tǒng)PE地膜更利于棉花的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高，增產(chǎn)率為3.1%～4.7% 。陳兵[等研究表明，厚度高于0.008mm 地膜處理使棉花株高增加 0.1～5cm 干物質(zhì)增加約 40kg/Ω 株，棉花產(chǎn)量提高 4.5% 以上，地膜回收率提升 15% 。曹艷春等[17]研究表明，高強(qiáng)度地膜棉田 0～5cm 的土壤溫度達(dá)到21^°C ，較傳統(tǒng)地膜高 0.9^qC ，較裸地高 3.3^°C 。高強(qiáng)度地膜對(duì)棉花葉片、根系和整體植株的生長(zhǎng)是有利的，研究結(jié)果與前人研究結(jié)果相似。

4結(jié)論

4.1在棉花的整個(gè)生長(zhǎng)階段，高強(qiáng)度地膜的增溫保濕效果整體優(yōu)于普通地膜。 0～5cm 土壤溫度平均提高 0.69^qC 、土壤水分增加 3.3% ;5＼～10cm層次土壤溫度提高 0.69^c 、土壤水分減少1.03% ，其增溫保濕效果隨土壤層次的增加而減弱，隨棉花生育期的延長(zhǎng)而下降。在棉花生育前期增溫保濕效果較強(qiáng)，特別是4～6月，有助于棉花前期的生長(zhǎng)。

4.2高強(qiáng)度地膜覆蓋有利于棉花葉片、株高、現(xiàn)蕾數(shù)以及根莖花等器官的生長(zhǎng)和發(fā)育，尤其對(duì)棉花莖的增長(zhǎng)速度最快。高強(qiáng)度地膜H處理的葉片、株高和現(xiàn)蕾數(shù)均高于普通地膜T處理，其中，葉片數(shù)增加 1.04～1.54 個(gè)，株高增加1.5＼～7.2cm，現(xiàn)蕾數(shù)增加 0.96～1.13 個(gè)，高強(qiáng)度地膜較普通地膜增產(chǎn) 5.5% ，地膜回收率提升 18.86% ，籽棉產(chǎn)量較普通地膜增產(chǎn) 5.5% ，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

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Abstract：【Objective】The objective of this study is to study the effects of high -strength plastic film on soil temperature，humidity and coton growth in cottn field.【Methods】In this experiment，two treatments， high-strength plastic film（H）and ordinary plastic film（T），were carried out in the drip irrigation cotton field in Tumshuk City，Xinjiang，and the effctsof the two kinds of plastic film mulching on soil temperature， humidity and coton agronomic and economic traits of cotton field were statistically analyzed，and the residual plastic film after use was recovered and compared.【Results】 Compared with ordinary mulch film，the high - strength plastic filmwarmed the ₀-5cm soil by 1.72%-8.7% ，and the soil at the 5-1Ocm layer by 1.24% （24 -3.1% ，and the warming and moisture retention effect was bettr in the early growth stage of cotton. Compared with the ordinary plastic film T treatment，the number of leaves increased by 1.04-1.54 ，the plant height increased by 1.5-7.2cm ，the number of buds increased by 0.96-1.13 ，the yield of high-strength plastic film increased by 5.5% compared with ordinary plastic film，and the recovery rate of residual plastic filmof high-strength plastic film increased by 18.86% compared with ordinary plastic film.【Conclusion】 Compared with ordinary plastic film，high-strength plastic film has beter warming and moisture preservation efect，and high-strength plastic film treatment is conducive to the growth and development of coton roots， stems，leaves and other organs，and at the same time improves the yield of seed cotton，and has high recovery efficiency.

Key words ：cotton;high-strength mulch；soil temperature；humidity；agronomic economic traits of cotton ; mulch film recycling