Characteristics of Mulching Plastic Film Residue in Cotton Fields in the Yellow River Delta

In order to get a clear picture of distribution characteristics of mulching plastic film residue in cotton fields in the Yellow River Delta and make scientific pollution prevention and control strategies, an investigation was conducted in Dongying City. Five typical cotton fields were chosen, and then the number, distri- bution density and area of residual film were measured. The results showed that the residual film was 18. 84-53. 53 kg/hm^2 in cotton fields for more than 20 years, and the differences between fields were larger. The residual density was 225-340 thousand per hectare. There were great differences among residual pieces. The proportion of residual pieces over 25 cm^2 was 94. 1%, that between 100 cm^2 and 500 cm^2 was more than 50. 0%, and that bigger than 500 cm^2 was about 21. 0%. In the Yellow River Delta cotton region, large, thin and difficult to recovery were the main characteristics of mulching plastic film residue, and it had the possibility of mi- grating to deep soil. Thus, the ecological risk of mulching plastic film residue was higher. Key words The Yellow River Delta; Cotton field; Residue of mulching plastic film; Distribution characteristic

华北典型农区棉田土壤中地膜残留特点研究

以华北典型农区-河北省邯郸市作为研究对象,对不同覆膜年限棉田地膜残留状况进行了分析研究,力求揭示棉田土壤中残膜数量、形态的时空变化特点。结果显示,邯郸地区棉田地膜平均残留量在59.1～103.4kg·hm-2之间。土壤中残膜含量与覆膜年限有关,覆膜年限越久,残留量越高。连续覆膜2a、5a和10a的棉田中地膜残留量分别为59.1、75.3和103.4kg·hm-2,且土壤中的残膜数量分别为393万片·hm-2、544万片·hm-2和965万片·hm-2。残留地膜主要集中在表层土壤中,3个土层(0～10cm、10～20cm、20～30cm)中的残膜数量依次约占总量的75%、20%和5%。研究结果还显示覆膜时间越长,深层土壤残膜量越高。小块膜明显多于大块膜,3种不同面积大小(<4cm2、4-25cm2、>25cm2)的残膜片数分别约占总量的65%、30%和5%。

覆膜滴灌棉田蒸散量的模拟研究

通过综合考虑影响作物蒸散量的土壤、作物、大气3方面因子,结合新疆滴灌棉田覆膜栽培的生产实际,设计了不同覆盖度和品种试验,以Penman-Montieth方程估算参考作物蒸散量,确定了不同覆盖度及品种条件下的作物系数,并在此基础上实现了覆膜滴灌棉田蒸散量较为准确地估计。试验结果认为覆膜滴灌棉田全生育期蒸散量在540～620mm之间,全生育期蒸散量和作物系数都随着覆盖度的增加而减小,叶面积指数与日蒸散量及作物系数关系密切,品种间由于品种特性的差异而引起的叶面积指数变化,最终导致了品种间作物系数Kc的不同。

新疆典型绿洲棉秆还田对覆膜滴灌棉田残膜分布的影响

为探寻长期膜下滴灌棉田在采取棉秆还田后残膜的分布状况,于2016年棉花采摘后在应用膜下滴灌开始年份分别为2006年、2002年和1998年的3块棉田中采集土壤样品,然后进行棉秆粉碎还田,2017年对3块试验棉田再次进行取样,分析秸秆还田前后0～40 cm土层中残膜面积、质量及棉杆残留量。结果表明:1)秸秆还田前,3块试验田的地膜残留密度随覆膜年限增加逐年增加,棉田土壤处于严重污染状态;2)采取棉秆粉碎还田后,3个取样地块0～40 cm土壤中棉秆分布总体上呈现由上至下先增加后减少并在15～25 cm深度土壤中聚集分布的特点;3)秸秆还田后,3块取样棉田0～15 cm耕作层土壤中残膜面积占比58%以上、残膜质量占比60%以上,该层中面积>5～30 cm2和质量>50～100 mg残膜均增加显著,相对秸秆还田前的土壤残膜分别平均增加20%和10%左右。

旱地棉花综合覆盖调控栽培技术研究

旱地棉花综合覆盖调控栽培技术,是依据棉花不同生育阶段对环境的需求,应用地膜、秸秆两种覆盖材料,达到调节、控制土壤温度、增加降水利用率、培肥地力及提高产量的作用。与单一地膜覆盖相比。皮棉产量每公顷增加60～184.5公斤,增产率为7％～62.1％。

膜上灌作物需水量和地膜覆盖效应试验研究

1998年和 1 999年在新疆自治区乌兰乌苏农业气象实验站内进行了膜上灌条件下的覆膜棉花和玉米的需水规律及地膜覆盖效应的试验研究。结果表明地膜覆盖具有明显的增温保墒效应 ,在苗期增温效应尤为显著 ,覆膜农田地表下 5 cm、1 0 cm、1 5 cm、2 0 cm和 2 5 cm在 8:0 0、1 4:0 0和 2 0 :0 0等 3个时刻 ,苗期平均地温比露地棉田分别高 5 .7℃、3 .3℃、3 .5℃、1 .5℃和 1 .2℃。同一灌水下限条件下 ,在整个生育期内覆膜棉花、玉米耗水较未覆膜棉花、玉米分别减少水分蒸发损失 73 .6mm和 60 .1 mm。在当地气候条件、土壤质地和作物栽培方式下覆膜棉花、玉米在全生育期内分别耗水 3 74.5 mm和 3 74.81 mm,平均耗水强度为 2 .2 6mm/d和 2 .97mm/d。

干旱区膜下滴灌棉田表层土壤盐分日内动态特征

利用便携式土壤盐分计测量膜下滴灌棉田不同位置和不同深度的土壤电导率,来研究膜下滴灌条件下表层土壤电导率的日内变化特征。结果显示:干旱区一膜两管膜下滴灌条件下,窄行处土壤电导率值最低,膜间最大,宽行居中,表层土壤电导率值存在显著的日内变化特征,早晚土壤电导率值低,中午电导率值高,上午的上升速率大于下午的下降速率;窄行处相对变化幅度大,膜间绝对变化幅度大,土壤电导率值日内变化幅度随深度呈减小趋势;膜下滴灌情况下,表层土壤电导率值的变化受土壤温度和气温的影响显著,但二者相关性复杂,不同深度、不同时间段的相关性不同,膜间大多呈显著正相关,窄行大多呈非显著正相关,宽行处上午呈非显著正相关,但下午呈显著负相关。

48%氟乐灵EC防除新疆地膜棉田杂草效果研究

研究表明，地膜棉田膜内杂草较膜外杂草种群数量多，生长量大，北疆地区早春气温偏低,膜内温度增高的灭草作用有限，除草剂播种前土壤处理是有效控制地膜内杂草的优良措施.地膜棉田播前施用48％氟乐灵EC1125～1687．5mL/hm^2可有效控制狗尾草、稗草、反枝苋、灰藜等杂草，药后第45d对膜内杂草株防效和鲜重防效分别达94．7％～98．6％和93．9％-98．3％，对膜外杂草株防效和鲜重防效分别达78．0％～86.5％和83．7％，对地膜内杂草的防效优于对地膜外杂草的效果。对棉花较为安全。

不同耕种年限下土壤盐分变化规律试验研究

通过新疆121团不同滴灌年限土壤盐分取样分析看出:受人类活动的影响土壤盐分从表层向底层转变;随着耕种时间的延长,土壤平均含盐量累积情况呈先减小后增大的运移趋势;土壤各层含盐量之间关系随耕种时间的延长呈现一定的关系。该结果为盐碱地棉花膜下滴灌土壤水盐次生盐渍化的治理与防治提供了科学依据。

膜下滴灌棉田测墒点布设位置试验研究

为科学布设膜下滴灌自动灌溉系统的土壤水分监测传感器,提高测墒精度,采用误差分析方法研究了典型种植模式（1膜1带4行和1膜2带6行）膜下滴灌棉田的测墒点适宜布设位置。结果表明,灌溉制度、种植模式、计划测墒范围与气象年份对膜下滴灌测墒点布设位置影响显著。综合分析不同气象年份与灌溉制度下的土壤墒情,认为＂1膜1带4行＂和＂1膜2带6行＂种植模式膜下0~60cm深度的测墒点位置坐标（横坐标为距膜中心线距离,纵坐标为距地表深度,单位cm）分别为（45.6,30.3）和（64.7,27.8）,膜＋裸地0~100cm深度的测墒点位置坐标分别为（48.2,36.4）和（60.0,29.2）,平均测墒相对误差均小于5%,准确性与适用性较高,可在棉花生产中推广应用。

河北省棉田杂草发生规律及化学防除

研究了地膜覆盖棉田和露地棉田杂草的发生规律及化学防除措施。结果表明：不同栽培方式的杂草种类差异不大,地膜覆盖棉田杂草主要发生在5月初-5月上中旬,露地棉田杂草发生高峰期分别在5月20日左右、6月15日和7月中旬左右,地膜覆盖能抑制棉田杂草的发生和生长。地膜覆盖棉田的杂草防除以土壤处理为主,露地棉田采用土壤处理和茎叶处理相结合的方法防除杂草。

基于电磁感应的不同膜灌模式下棉田土壤盐分分布研究

选择"1膜1管4行"(114模式)、"1膜2管4行"(124模式)以及覆膜漫灌3种不同膜灌模式下典型棉田地块点位,同时测定膜上宽行(W)、膜上窄行(N)以及膜间(I)3个位置不同离地高度的大地表观电导率(ECa),建立不同土层深度盐分含量解译模型,研究不同膜灌方式下盐分的垂直和水平分布特征。研究结果表明:水平方向上,0～10 cm土层,114模式下膜上窄行盐分含量高于宽行,124模式下膜上窄行盐分含量低于宽行,漫灌模式下膜上宽行和窄行盐分含量差异不大;垂直方向上,3种模式下盐分均呈现一定的表聚趋势,盐分最大值出现在10～20 cm土层,80 cm以下土层土壤盐分含量趋于稳定。基于电磁感应建立的土壤剖面盐分解译模型具有良好精度,方便快捷,可实现不同膜灌方式下棉田土壤盐分分布的快速预测,对指导农业生产具有重要意义。

地膜棉田一代红铃虫的发生特点及田间消长动态

经对１９８６～１９９５年田间系统调查数据的分析研究结果表明，地膜棉一代红铃虫较露地棉发生期早，发生时间长；发生量大，发生程度重；年际间变幅大。在重、中、轻３种年型中，地膜棉一代红铃虫无论在哪一时段，其卵量均高于露地棉田；田间发生消长峰谷明显，第一次卵峰来得早，来势猛，且有多次卵峰出现。３种年型地膜棉一代红铃虫最高卵峰卵量分别为露地棉田最高卵峰卵量的５９、２９和１３倍。

自动切破幼小棉苗上方地膜的设备研制机器视觉

介绍了一种用于自动切破幼小棉苗上方地膜的设备,测量单元采用机器视觉技术快速准确地检测、识别和定位棉田地膜下面的幼小棉苗,并将棉苗的位置信息、设备行进的速度变化信息、设备行进的状态信息传递给控制单元,控制单元经过模糊推理控制切破机构准确切破棉苗上方地膜让棉苗破膜而出。

地膜覆盖时间对绿洲覆膜滴灌棉田土壤盐分时空变化的影响

【目的】地膜覆盖技术广泛应用于中国西北内陆的棉花生产,然而地膜覆盖周期对土壤物理性质的影响知之甚少,本文旨在探讨不同地膜覆盖时间对绿洲棉田土壤盐分时空变化的影响,并明确最佳的地膜覆盖周期。【方法】以南疆绿洲灌溉棉田为研究对象,设置不同的地膜覆膜时间,比较地膜覆盖40 d、55 d、70 d、85 d、100 d和全生育期覆盖处理,棉田土壤含水量及含盐量在水平和垂直二维空间的差异,明确其对土壤盐分分布及运移规律的影响。【结果】随着覆膜时间的增加,土壤平均含水量逐渐增加,与CK相比,覆膜40~85 d土壤含水量降低14.5%~7.5%,覆盖100 d处理则高出4.4%。土壤平均含盐量随覆膜时间的缩短而增加,其中对0~40 cm土层的影响较大,对60~80 cm土层的影响较小。覆膜时间越长则抑盐效果越明显,但覆盖时间超过100 d后,地膜保水抑盐效果下降。【结论】地膜覆盖时间在85~100 d抑盐效果与全生育期覆膜相当,该结果为土壤盐渍化治理以及明确残膜适宜回收时期提供了理论依据。

新疆五家渠地区不同覆膜年限棉田土壤中邻苯二甲酸酯残留特征

为探究新疆五家渠地区不同地膜使用年限棉田土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)残留特征,采集五家渠蔡家湖垦区9块不同覆膜年限棉田土壤样品,采用GC-MS对土壤PAEs含量及理化性质进行分析,并对其污染分布和污染程度进行评价。结果显示,不同覆膜年限棉田土壤中6种优先控制的PAEs总量(∑PAEs)范围为1.360~4.490 mg/kg,均值±标准差为(2.770±0.919)mg/kg。不同覆膜年限棉田土壤中PAEs以邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP)为主,其中DEHP占PAEs总量的26.47%~34.97%,DnOP占17.82%~36.49%。参照美国优先控制PAEs化合物的控制标准,100%土壤样品邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)含量均超过控制标准,66.67%的土壤样品邻苯二甲酸二乙酯(DEP)含量超过控制标准,表明调查区域土壤存在一定程度PAEs污染风险。随着覆膜年限的增加,PAEs总量并非呈现线性增长趋势,覆膜5年地块土壤PAEs总量最高,显著高于其他各覆膜年限棉田。土壤中PAEs总量与DEP、DBP、DEHP含量存在显著的正相关关系,DnOP含量与土壤含水率存在显著正相关关系,与pH值存在负相关性。

新疆安集海灌区膜下滴灌棉田根系层土壤盐分多尺度空间分布特征

明晰土壤盐渍化空间分布特征是盐碱地改良的基础。与单一尺度相比,嵌套多尺度研究可更好地分析土壤盐分的空间变异结构特征,更精确地表达盐渍化程度的自相关随尺度的变化情况。采用传统统计学和地统计学相结合的方法,通过野外实地分层采集土样,分析了4km、500m和100m三个嵌套尺度条件下,新疆安集海灌区膜下滴灌棉田根系层土壤含盐量的空间分布规律及其变异特性。结果表明,灌区棉田各尺度根系层土壤含盐量整体水平较低(平均1.52~1.87 g·kg^(-1)),属中等变异,具有明显的连续变化和底聚特征。轻度盐化土和非盐化土在整个灌区占主导地位并主要分布于地表水矿化度较低、地势较高、排水相对通畅的灌区东南侧,盐渍化相对较重区域主要位于地下水埋深较浅的泉水溢出带,以及受平原水库和干渠渗漏影响的区域。受地形地貌等结构性因素与人为活动等随机性因素共同影响,土壤含盐量呈强空间自相关性:随尺度加大,地统计模型的块基比减小,相关距离增加,自相关性增强,结构性因素影响增强,随机因素影响减弱;反之随尺度减小,空间分布更加清晰明确,随机因素的影响则逐渐增强。对于盐渍化严重区域,有必要针对整个根系层采用嵌套方式在更小尺度上加密采样,以充分了解土壤盐分的空间分布规律与变异特性。

2000—2020年玛纳斯河流域的作物种植结构与需水满足度

变化环境条件下干旱绿洲水土资源的高效利用一直广受关注。玛纳斯河流域分布着新疆最大、最典型的绿洲农耕区,其水土资源高效利用无疑应基于对种植结构和需水满足度(供水量/需水量)时空演变规律的了解。基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)平台并通过区域调查和调研,该研究利用面向对象的随机森林分类,建立流域地物遥感识别模型,分析当地2000-2020年种植结构的变化过程,探讨种植结构变化与膜下滴灌棉花水分供应状况和需水满足度间的关系。结果表明:基于GEE平台,融合简单非迭代聚类图像分割算法和随机森林分类算法可快速、准确识别流域地物,总体精度约0.9;近20年,流域种植作物始终以棉花为主,占耕地总面积的80%以上,受益于膜下滴灌技术的节水、抑盐等功效,中、下游盐碱荒地不断被开垦为棉田,致使其面积以每年约101km^(2)的速度增长,但棉田面积增长与灌溉水资源供给的矛盾日益突出,棉花需水满足度显著下降,尤其是水资源相对匮乏的下游灌区及需水旺盛的夏灌期,2020年流域下游棉花夏灌期需水满足度已降至约46%,种植结构的调整和优化已势在必行。研究可为玛纳斯河流域水资源配置及农业种植结构优化提供科学依据。

基于ETgage法对南疆膜下滴灌棉花灌溉制度优化的研究

本研究基于模拟蒸散仪ETgage的方法对南疆膜下滴灌棉田实际蒸散量进行测定,进而制定棉花最优节水的灌溉策略。结果表明:棉田ETgage(G2#)模拟蒸散量与ET0变化规律几乎一致,表现为显著线性正相关;灌溉定额和灌水频率的增加能够显著提高棉花的各项生长和生理指标;根据不同处理下收获的棉花产量和品质,基于ETgage的最优灌溉方式为以1.0倍的ETgage(G2#)累积蒸散量作为灌溉定额的处理,灌溉频率采用每隔5天灌溉策略,籽棉产量可达7896.80 kg/hm^2,水分利用效率为1.76 kg/m^3。

黄河三角洲地区棉田地膜残留特征研究

为准确掌握黄河三角洲地区棉田土壤残膜的分布特征,科学制定棉田地膜污染防治对策,在黄河三角洲棉花主产区东营市开展了棉田地膜调查与残留监测研究,选择5个典型棉田进行取样,测定土壤中的残膜数量、分布密度及残膜面积等。结果表明:20年以上棉田的土壤地膜残留量为18.84~53.53 kg/hm^2,地块间差异较大。地膜残留密度(22.5~34.0)万块/hm^2;残膜大小差异较大,25 cm^2以上的残膜占残膜总块数的94.1%,100~500 cm^2的残膜占一半以上,500 cm^2以上的大片残膜约占21.0%。黄河三角洲棉区,土壤中地膜残留以"残块大、厚度薄、回收难"为主要特征,并具有向深土层迁移的可能,生态风险较高。