中科院、農(nóng)科院等5年田間試驗(yàn)結(jié)論：生物降解地膜并未增加0~20cm土壤中的微塑料含量
2025-08-05
全球干旱區(qū)面積預(yù)計(jì)將在21世紀(jì)末擴(kuò)大5%，而中國(guó)黃土高原作為典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)，長(zhǎng)期依賴(lài)雙壟溝播全膜覆蓋(DRFM)技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)雖能有效集水，卻導(dǎo)致三大隱患：深層土壤水分難以恢復(fù)、殘膜回收成本高昂、微塑料(MP)持續(xù)累積威脅土壤健康。更棘手的是，傳統(tǒng)聚乙烯地膜(PM)在降解過(guò)程中會(huì)破碎成直徑<5 mm的MP顆粒，通過(guò)改變土壤孔隙結(jié)構(gòu)和微生物群落，最終降低水分利用效率(WUE)。面對(duì)這一困境，可降解地膜(BM)被視為潛在替代方案，但其在復(fù)雜氣候條件下的農(nóng)藝適應(yīng)性、生態(tài)安全性及經(jīng)濟(jì)可行性仍需系統(tǒng)驗(yàn)證。生物降解料
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來(lái)自中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、西北農(nóng)林科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)發(fā)所的研究團(tuán)隊(duì)在寧夏彭陽(yáng)縣（35°51′N(xiāo)，106°48′E）開(kāi)展了為期五年的田間試驗(yàn)。研究人員創(chuàng)新性地將熵權(quán)法與理想解法(TOPSIS)相結(jié)合，首次從作物-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)三維度評(píng)估了不同耕作系統(tǒng)與地膜材料的組合效應(yīng)。近日，論文發(fā)表于土壤耕作領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Soil and Tillage Research》，為旱區(qū)農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
研究采用多尺度監(jiān)測(cè)技術(shù)體系：通過(guò)微塑料傅里葉紅外光譜鑒定追蹤土壤MP動(dòng)態(tài)；利用時(shí)域反射儀(TDR)連續(xù)監(jiān)測(cè)0-200 cm土層水分；結(jié)合葉面積指數(shù)(LAI)和活根長(zhǎng)度密度(LRLD)量化作物生理響應(yīng)；基于產(chǎn)量構(gòu)成要素與投入產(chǎn)出比(ROI)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。所有試驗(yàn)設(shè)置三次重復(fù)，數(shù)據(jù)經(jīng)Duncan多重檢驗(yàn)（P<0.05）。生物降解料廠家
薄膜降解與土壤微塑料
數(shù)據(jù)顯示可降解地膜(BM)在播種后40-100天開(kāi)始降解，180天內(nèi)完全崩解（V級(jí)）。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是：連續(xù)五年施用BM的土壤MP含量始終低于檢測(cè)限，而聚乙烯地膜(PM)處理區(qū)MP數(shù)量高達(dá)896-1243個(gè)/kg。紅外光譜證實(shí)這些MP主要源自地膜老化，粒徑集中在0.02-0.1 mm范圍。
土壤水熱與微塑料效應(yīng)
BM在玉米生殖生長(zhǎng)期呈現(xiàn)獨(dú)特的"漸進(jìn)式透水"特性：抽雄期前保水效果與PM相當(dāng)（差異<3.2%），但吐絲期后促進(jìn)雨水下滲，使成熟期土壤儲(chǔ)水量增加5.35-17.29 mm。熱分配分析表明BM處理使5 cm地溫日變幅降低1.2-3.5°C，有效緩解高溫脅迫。生物降解料批發(fā)
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作物生理動(dòng)態(tài)響應(yīng)
DRFB（雙壟溝與降解地膜結(jié)合）系統(tǒng)展現(xiàn)出顯著生理優(yōu)勢(shì)：相較常規(guī)平種植 (FP) ，使葉片衰老延遲0.82-1.21天，活根凋亡推遲0.83-3.54天。顯微觀察發(fā)現(xiàn)，其根系分泌物中糖類(lèi)物質(zhì)含量提高18.7%，這可能是維持根區(qū)微生物活性的關(guān)鍵。
產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益
雙壟溝（DRF）通過(guò)增加穗粒數(shù)（平均每穗增加36.5粒）實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，且產(chǎn)量變異系數(shù)降低12.4%。在濕潤(rùn)年份，DRFB的凈收益與DRFP（雙壟溝與PE地膜結(jié)合）相當(dāng)（P>0.05），但在干旱年份（如2021年）仍推薦采用聚乙烯地膜(PM)以保障穩(wěn)產(chǎn)。
這項(xiàng)研究證實(shí)DRFB系統(tǒng)具有三重優(yōu)勢(shì)：生態(tài)方面實(shí)現(xiàn)MP零新增，農(nóng)藝方面優(yōu)化水熱耦合效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)方面降低殘膜回收成本。特別值得注意的是，BM的降解特性與玉米需水規(guī)律高度吻合——營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期保墑、生殖生長(zhǎng)期透雨，這種"智能響應(yīng)"特性為應(yīng)對(duì)極端氣候提供了新思路。研究團(tuán)隊(duì)建議：在年降水>400 mm地區(qū)推廣DRFB，在干旱年份臨時(shí)切換為PM，這種彈性管理策略或?qū)⒊蔀?/span>旱作農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的典范。
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