高強度地膜對土壤溫度、濕度及棉花生長的影響

中圖分類號：S562 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）03-0539-07

0 引言

【研究意義覆膜種植具有改善土壤環境、抑制雜草、促進農作物增收增產等作用。新疆棉花種植均采用覆膜種植方式[1-2]。近年來，新疆地膜用量增長較快[3-10]，高強度地膜具有拉伸力、透光率、物理性能、地膜不易斷裂等特性，以及有效提高農作物產量、提升地膜回收效率和循環利用率等優勢。【前人研究進展】可降解地膜是目前研究的主流方向，但是隨著覆膜時間的延長，可降解地膜強度較弱，使用過早出現裂解，對農作物的增產增收效果不佳，甚至減產[11-12]，降解效果未能達到預期，不同降解地膜在不同農作物、不同區域存在較大差異；液態地膜保溫、保、固草效果好，因其強度弱、易破裂、實施工藝復雜等因素受到限制[13]。改進地膜質量、提高其可回收性是解決地膜殘留污染的有效途徑之—[14-15]。【本研究切入點】目前集中研究可降解地膜、液態塑膜較多，但對高強度地膜研究較少。需研究棉田應用高強度地膜對棉花生長的影響。【擬解決的關鍵問題】研究高強度地膜覆蓋對土壤溫濕度變化、棉花生長和地膜回收效率的影響，實地測試比較采用2種不同的地膜，探索高強度地膜在棉花生產應用中的實際效果，為高強度地膜的推廣示范提供參考。

1 材料與方法

1.1材料

試驗于新疆生產建設兵團第三師圖木舒克市44團10連1號棉田進行。該地區日照時數約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 ，無霜期212＼～225d，且晝夜溫差大，試驗區中等肥力沙壤土， pH 值為8.5。高強度地膜由廣東星聯科技有限公司生產，普通地膜由新疆圖木舒克地膜廠生產，2種地膜厚度均為 10mm 。供試棉花品種為新陸中78號。

1.2 方法

1. 2.1 試驗設計

設高強度地膜（H處理）和普通地膜（T處理）2個處理，每個處理設3個重復。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 測定指標

1. 2.2. 1 土壤溫度和濕度

測定棉花整個生育期內2種地膜處理下的土壤溫度和濕度。采用自動化溫濕度記錄儀，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，測定時段為每日01：30、05：30、09：30、13：30、17：30和21：30。

1. 2.2. 2 棉花農藝性狀和產量

觀察棉花在2種地膜處理下的各項農藝性狀和產量。苗期測定棉花的葉片數、株高和現蕾數；蕾鈴期測定棉花植株的鮮重和葉綠素含量；棉花出苗后，每隔14d測定棉花的葉面積系數；成熟期進行試驗小區棉花收獲測產。

1. 2.2.3 地膜回收測定

采用新疆農墾科學院農業機械研究所研發的牽引式聯合作業殘膜回收機進行地膜回收。地膜采樣方法：采用雙對角線取點，取點數量為3個點。每個點隨機選取1條膜長 29.24m ，寬2.28m 回收測算。殘膜回收率 Σ=Σ （實際鋪膜量-殘留量）/實際鋪膜量 ×100% 。

1.3 數據處理

利用IBM SPSS Statistics26、Office 2007對數據進行分析并制圖。

2 結果與分析

2.1 不同地膜覆蓋對土壤溫度及濕度的影響

2.1.1不同地膜覆蓋對土壤溫度的影響

研究表明，棉花整個生育期內，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，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不同地膜覆蓋對土壤濕度的影響

研究表明，不同地膜類型對不同層次土壤濕度的影響隨棉花生育期延長而有不同差異。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。高強度地膜H處理對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% ，隨著時間延續，2種覆膜處理下對不同層次土壤的保濕作用逐漸趨同。H處理較T處理 0～5cm 土壤在棉花生長前期具有更好的保濕作用，伴隨棉花生長期的延長，H處理的保濕作用與T處理相當。圖2

2.2 不同地膜覆蓋條件下對棉花生長發育的影響

2.2.12種地膜覆蓋條件下對葉片、株高、現蕾的影響

研究表明，高強度地膜H處理棉花的葉片、株高、現蕾數均高于普通地膜T處理，且2個處理之間葉片、株高、現蕾數呈不同差異。其中，H處理較T處理的葉片數增加 1.04～1.54 個，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處理的現蕾數增加 0.96～1.13 個，且2個處理間現蕾數呈顯著性差異。表1

2.2.22種地膜覆蓋條件下對植株鮮重、葉綠素 含量的影響

研究表明，高強度地膜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種覆膜條件對葉面積系數的影響

研究表明，在出苗后 98～126d ，高強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個處理下棉花葉面積呈先增加后減少的趨勢。出苗后14d，高強度地膜與普通地膜無明顯差異；出苗后 28～56d ，高強度地膜顯著高于普通地膜；出苗后 70～84d，2 個處理對棉花葉面積的促進作用相當，無明顯差異；出苗后 98～126d ，高強度地膜對棉花葉面積的促進作用顯著高于普通地膜。不同時期內高強度地膜處理較普通地膜處理使棉花葉面積系數呈不同程度的差異。表4

2.3 不同地膜覆蓋條件下對棉花經濟性狀的影響

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

2.4 殘膜回收鑒定

研究表明，高強度地膜H處理的回收率為95. 48% ，普通地膜T處理的回收率為 76.62% ，在同等水肥管理條件下，1膜6行高強度地膜與普通地膜殘膜對比，地膜回收率上升 18.86% 。高強度地膜H處理具有更強的韌性、不易斷裂等優勢，有利于地膜的機械回收或是人工回收，減緩了棉田殘留地膜連續積累的速度。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的變化

3討論

在棉花的整個生育期，高強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。祖米來提·吐爾干等[14研究表明，地膜覆蓋可以提高土壤溫度，地膜覆蓋時間改變了棉花不同生育期內土壤的水熱狀況。研究與前人試驗研究結果相似。戚瑞敏等[15]研究表明，高強度地膜覆蓋的棉花株高、開花數、花蕾數、株鈴數及產量明顯好于傳統地膜，株鈴數的增加致使棉花增產。高強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PE地膜，具有良好的增溫保功能。高強度地膜覆蓋顯著增加了棉花出苗率和真葉長出率（ Plt;0.05） ，較傳統PE地膜更利于棉花的生長和產量的提高，增產率為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 干物質增加約 40kg/Ω 株，棉花產量提高 4.5% 以上，地膜回收率提升 15% 。曹艷春等[17]研究表明，高強度地膜棉田 0～5cm 的土壤溫度達到21^°C ，較傳統地膜高 0.9^qC ，較裸地高 3.3^°C 。高強度地膜對棉花葉片、根系和整體植株的生長是有利的，研究結果與前人研究結果相似。

4結論

4.1在棉花的整個生長階段，高強度地膜的增溫保濕效果整體優于普通地膜。 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而下降。在棉花生育前期增溫保濕效果較強，特別是4～6月，有助于棉花前期的生長。

4.2高強度地膜覆蓋有利于棉花葉片、株高、現蕾數以及根莖花等器官的生長和發育，尤其對棉花莖的增長速度最快。高強度地膜H處理的葉片、株高和現蕾數均高于普通地膜T處理，其中，葉片數增加 1.04～1.54 個，株高增加1.5＼～7.2cm，現蕾數增加 0.96～1.13 個，高強度地膜較普通地膜增產 5.5% ，地膜回收率提升 18.86% ，籽棉產量較普通地膜增產 5.5% ，具有較好的經濟效益。

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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