干旱盐渍化地区液体地膜覆盖对农田水热盐迁移影响及机理研究

The mulching cultivation was the main planting patterns in the arid and salinized area, and the mulching played an important role for saving water, controlling salinity and increasing crop production, however, plastic film mulch residual bring about large plastic pollution, and seriously influence water and fertilization use efficiency and agriculture sustainable development. The liquid film had been widely applied because of mature degradable environment friendly mulch film, but its water saving mechanism has not clear. The project study on the water saving mechanism and the movement of soil water, salt and heat under liquid film mulching in the arid and salinized area. The effect of liquid film mulching on soil physical property and hydraulic parameters will be researched with indoor test; the influence of liquid film mulching on crops grow for understanding the saving on water effect; the water consumption of field and the movement of soil water, salt and heat will be monitored, and finally the optimal irrigation method and application of liquid film will be presented for a successful generalization of liquid film and agricultural sustainable development.

覆膜种植是干旱盐渍化地区的主要种植模式，对节水控盐增产起到重要作用，但传统塑料地膜残留导致的污染问题日益严峻，严重影响了水肥高效利用及农业可持续发展。液体地膜作为典型的可降解环保地膜已被广泛应用，但其节水机理尚不明确，灌溉模式不成熟，本项目主要针对干旱盐渍化地区液体地膜覆盖农田水热盐迁移等问题开展研究，借助室内试验分析液体地膜覆盖对土壤物理性质及水力参数影响；分析液体地膜覆盖对作物生长的影响，掌握其节水效应；并连续监测农田耗水及水热盐迁移过程，最终提出液体地膜合理覆盖模式及其最优灌水模式，为液体地膜进一步推广及干旱盐渍化地区农业可持续发展奠定理论基础。

覆膜种植是北方地区主要的农业种植模式，能明显减少土壤蒸发，并具体保墒、增温、增产等效应，然而传统普通地膜残留导致大量“白色污染”，严重影响水肥高效利用和农业可持续发展。本研究针对农膜残留问题，在内蒙古河套灌区通过室内外试验研究，分析农膜残留导致的水力参数变化，并提出利用液体地膜和生物地膜覆盖措施以取代造成大量“白色污染”的塑料地膜覆盖，通过分析液体地膜和生物地膜覆盖后对土壤物理性质、水力性质的影响，生物地膜降解的特征，以及液体地膜和生物地膜对农田基质势（负压）、土壤温度、作物生长规律、作物产量的影响，初步获得该地区最优的地膜覆盖材质和灌溉模式。结果表明：随残膜量的增加，二值化后的CT图像显示片状黑斑面积明显增加，并与残膜量成比例关系，其中400kg/hm2残膜量时，土壤中黑斑面积是无膜处理的19倍；随着残膜量增加，饱和导水率明显下降，在高吸力条件下，土壤持水能力显著下降。液体地膜和生物地膜覆盖下土壤容重呈下降趋势，且饱和导水率有增大趋势。在生育前期生物地膜仅少量破损，8-9月后降解明显。总体上生物地膜在保水、保温、增产等方面与普通塑料地膜相近，并没有产生显著差异，而液体地膜尽管在保水、保温、增产等方面优于无膜处理，但其效果明显低于普通塑料地膜和无膜处理，并且得到0.008mm生物地膜各效应与0.012mm相近，在该地区为最优地膜覆盖材质，当地的灌溉模式与普通塑料地膜一致，对于葵花在播前灌100mm水量，作物生长中期灌溉80~90mm水量。本项目由原来4年期调整为1年期后，重点是筛选适合当地的生态、高效的覆盖材质，通过试验研究，认为当地采用0.008mm生物地膜最优，为生态地膜进一步推广及干旱盐渍化地区农业可持续发展奠定理论基础同时在1年期间共发表论文4篇，其中EI检索2篇，完成了原有目标。