生物可降解地膜覆蓋對關(guān)中地區(qū)小麥玉米農(nóng)田溫室氣體排放的影響

　　摘要：為探究生物可降解地膜覆蓋對冬小麥夏玉米輪作農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體排放的影響，布設(shè)了普通地膜覆蓋(PM)、生物可降解地膜覆蓋(BPM)和無覆蓋(CK)這3個處理，采用靜態(tài)暗箱氣相色譜儀法監(jiān)測了2018~2019年土壤CO2、CH4和N2O的排放通量，并用水分利用效率(WUE)、溫室氣體排放強度(GHGI)和凈生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟預(yù)算(NEEB)指標(biāo)評估覆膜對作物產(chǎn)量、農(nóng)田環(huán)境和經(jīng)濟效益的影響。結(jié)果表明，與CK相比，PM和BPM增加了玉米季土壤CO2的排放，PM處理下CO2排放總量高于BPM處理(P>0.05)。PM和BPM處理均能夠顯著減少土壤對CH4的吸收，CH4的年吸收量較CK處理分別減少了42.0%和24.2%(P<0.05ckpmbpmn2op>0.05)，而顯著降低了夏玉米季N2O排放(P<0.05)。覆膜能夠提高作物產(chǎn)量和水分利用效率，與CK相比，PM和BPM處理的小麥產(chǎn)量分別提高了51.7%和32.3%(P<0.05)，對應(yīng)的水分利用效率分別提高了33.1%和36.3%(P<0.05)。在玉米季，PM和BPM相比CK產(chǎn)量顯著提高了43.3%和19.5%(P<0.05)，水分利用效率分別提高了49.8%和18.4%(P<0.05pmbpmghgick20.514.8p>0.05)。與CK相比，PM的NEEB在小麥玉米季顯著增加了84.2%(P<0.05bpm8.9p>0.05)。因此，從產(chǎn)量、水分利用效率、環(huán)境效應(yīng)和經(jīng)濟效益方面考慮，生物可降解地膜具有代替普通地膜的可行性。

　　關(guān)鍵詞：生物可降解地膜;小麥玉米;溫室氣體;產(chǎn)量;水分利用效率;溫室氣體排放強度;經(jīng)濟效益

　　溫室氣體(GHGs)的大量排放是引起全球氣候變暖的重要原因[1]，農(nóng)業(yè)活動是重要的GHGs排放源，其對氣候變化的影響主要是通過改變CO2、CH4和N2O這3種GHGs在土壤植物大氣系統(tǒng)之間的交換而導(dǎo)致的[2]。中國的農(nóng)業(yè)GHGs排放量占全國總排放量的17%[3]，預(yù)計到2050年的排放量將會再增加30%[4]。良好的管理措施可以使農(nóng)業(yè)減排潛力大幅度提升[5]，因此在確保糧食安全的前提下，制定合理的農(nóng)田管理措施來有效減少我國農(nóng)田土壤GHGs的排放，對于緩解氣候變暖、實現(xiàn)我國的減排目標(biāo)具有重要意義。地膜覆蓋可有效改善土壤環(huán)境，促進作物生長，有較好的集水保墑、增產(chǎn)的作用[6]。

　　地膜覆蓋使全國作物產(chǎn)量和水分利用效率分別提高了45.5%和58.0%[7]，特別在干旱地區(qū)已成為重要的農(nóng)藝措施[8]。然而連續(xù)多年覆蓋聚乙烯地膜導(dǎo)致大量塑料碎片殘留在土壤耕作層中，進而造成土壤板結(jié)，嚴重阻礙土壤中的水分和養(yǎng)分運輸[9,10]，對土壤生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響[11]。生物可降解地膜的研究和推廣在國內(nèi)外引起了極大的關(guān)注[12]，有研究表明，生物可降解地膜能夠減少土壤殘膜污染，具有保溫、保墑、促進作物生長和增產(chǎn)等作用[13~16]，與普通地膜相比，生物可降解地膜對土壤水分、溫度及作物生長和產(chǎn)量的影響相當(dāng)，且差異不顯著[13,14,17]。

　　地膜覆蓋措施顯著改變了土壤水熱條件及理化性質(zhì)，進而會影響到土壤呼吸過程和農(nóng)田土壤碳、氮循環(huán)過程[18]。有研究表明，地膜覆蓋使得土壤表層溫度升高，土壤微生物活性增強，土壤呼吸速率加快，促進了CO2的產(chǎn)生[19,20]，但也有研究表明覆膜對CO2的排放沒有顯著影響[21]。

　　Cuello等[22]的研究認為覆膜降低了土壤中O2的含量，形成的厭氧環(huán)境促進了CH4的產(chǎn)生，從而減少了土壤對CH4的吸收。覆膜會使土壤含水量增加，減少土壤的好氣條件，促進反硝化作用的發(fā)生而增加N2O的排放量[23]，然而也有研究表明覆膜對N2O的排放沒有顯著影響[21]或者降低了旱地N2O的排放[24,25]。

　　生物可降解地膜覆蓋下的土壤氮含量[26]、溫度[27]和水分[28]高于不覆蓋，且與聚乙烯地膜覆蓋有差異，因此GHGs的排放也不同于兩者。胡國輝等[29]在對水稻的研究中表明覆蓋生物可降解地膜能夠改善土壤通氣性，降低了土壤產(chǎn)甲烷菌豐度，并提高甲烷氧化菌豐度，進而減少了稻田CH4排放量。Wang等[30]的研究表明生物可降解地膜增加了氨氧化細菌(AOB)的豐度和多樣性以及N2O的濃度，但明顯減少了N2O的排放。由此可見，不同的氣候區(qū)、土壤性質(zhì)和種植制度使得地膜覆蓋下GHGs的排放結(jié)果不盡相同。

　　目前國內(nèi)外關(guān)于覆膜對農(nóng)田GHGs排放影響的研究多集中在覆聚乙烯地膜方面，而對生物可降解地膜覆蓋下的農(nóng)田GHGs排放的研究有待加強，且對聚乙烯地膜和生物可降解膜覆蓋下的經(jīng)濟效益、環(huán)境影響和綜合效益的對比研究較少。因此本文以關(guān)中地區(qū)的小麥玉米輪作農(nóng)田為研究對象，通過設(shè)置不同地膜覆蓋處理，對比分析其對冬小麥夏玉米農(nóng)田土壤水熱變化、作物產(chǎn)量和GHGs排放的影響差異。

　　利用水分利用效率(WUE)、溫室氣體排放強度(greenhousegasemissionintensity,GHGI)和凈生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟預(yù)算(netecosystemeconomicbudget,NEEB)指標(biāo)評估不同地膜覆蓋對作物產(chǎn)量、農(nóng)田溫室效應(yīng)和經(jīng)濟效益的影響，通過探索生物可降解地膜替代聚乙烯地膜的可行性，以期為關(guān)中地區(qū)糧食的可持續(xù)性生產(chǎn)和環(huán)境友好型覆膜種植技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1試驗區(qū)概況

　　試驗區(qū)位于陜西楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)節(jié)水灌溉試驗站(34°20′N，108°24′E，海拔高度521m)，屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候。站內(nèi)地形平整，土層深厚，土壤類型為塿土，土壤質(zhì)地為中壤土，全年無霜期221d，降水多集中在7—9月，多年平均降水量為620mm，多年平均氣溫為13.0℃。本試驗初始時土壤(0~20cm)，ω(有機碳)為8.14g·kg1，ω(全氮)為0.95g·kg1，ω(硝態(tài)氮)為5.41mg·kg1，ω(銨態(tài)氮)為1.35mg·kg1，ω(速效磷)為20.91mg·kg1，ω(速效鉀)為134mg·kg1，pH值為8.20(水土比1:1)，田間持水量(體積含水率)為27.92%，土壤容重為1.37g·cm3。

　　1.2試驗設(shè)計

　　本試驗于2018年10月—2019年10月進行，采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計，共設(shè)置3個處理，即普通地膜覆蓋(PM)、生物可降解地膜覆蓋(BPM)和無覆蓋種植(CK)，每個處理設(shè)置3次重復(fù)，共計9個小區(qū)，每個小區(qū)面積為5m×6m。小區(qū)之間有0.5m的保護行，試驗區(qū)周圍設(shè)有0.5m寬的作物保護帶。普通地膜為透明聚乙烯塑料地膜(PE)，膜厚0.01mm，生物可降解地膜主要成分為聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，呈白色半透明狀，膜厚也為0.01mm，降解產(chǎn)物為水、CO2和所含元素的礦化無機鹽。供試小麥品種為“小偃22”，采用條播種植，行距為30cm，播種量為187.5kg·hm2。

　　小麥播種后，用1m寬地膜覆蓋小區(qū)土壤表面，待小麥出苗后，用剪刀將地膜沿著小麥種植行剪開，使得小麥完全露出地膜，并用土塊將地膜邊緣壓好。冬小麥于2018年10月6日播種，2019年6月3日收獲，播種前施入基肥：氮肥120kg·hm2(以N計)，磷肥100kg·hm2(以P2O5計)，于拔節(jié)期進行追肥：30kg·hm2(以N計)。供試夏玉米品種為“秦龍14”，采用先覆地膜后人工穴播的種植方式，播種深度5cm，株距40cm，行距60cm，播種密度為45000株·hm2。

　　夏玉米播種時，先用地膜覆蓋整個小區(qū)，然后在膜上開孔種植。播種前施入基肥，施用量為氮肥225kg·hm2(以N計)，磷肥90kg·hm2(以P2O5計)，整個生育期內(nèi)無追肥。夏玉米于2019年6月14日播種，2019年9月29日收獲。整個作物生長季無灌溉，其他田間管理措施與當(dāng)?shù)乇３忠恢隆?/p>

　　1.3測定項目與方法

　　1.3.1產(chǎn)量、溫度和水分測定

　　小麥?zhǔn)斋@后，在每個小區(qū)選取1m2的樣點進行單獨收割，風(fēng)干脫粒后稱取籽粒質(zhì)量并計算產(chǎn)量。玉米收獲后，隨機選取小區(qū)代表平均長勢的15株玉米，人工脫粒測量重量換算成單位面積產(chǎn)量(t·hm2)。每次采氣時，將酒精溫度計從地膜表面插入5cm深處以測定土壤溫度，同時用土鉆法采集0~10cm土壤，取土?xí)r將接縫處地膜揭開，待取樣完成后用土塊將地膜壓實。

　　1.3.2氣體采集與測定

　　溫室氣體采用靜態(tài)暗箱氣相色譜法進行采集和測定。采樣箱由箱體和底座組成，箱體尺寸為50cm×50cm×50cm，用不銹鋼材料制成，表面覆有隔熱層，箱內(nèi)安裝攪勻氣體的風(fēng)扇和抽氣接口，接口連接三通閥，箱體頂部配有數(shù)字溫度計。底座尺寸為50cm×50cm×5cm，上面附有凹槽，在試驗開展前1個月，將底座埋設(shè)于小區(qū)中間，埋設(shè)深度5m，后期保持不動。小麥和玉米種植于底座兩側(cè)，對于地膜覆蓋處理，底座內(nèi)土壤表面全部用地膜覆蓋，在小麥出苗后將地膜沿中間剪一條縫，玉米播種時在中間開孔。采樣之前槽內(nèi)注水密封以保證箱內(nèi)密封環(huán)境。

　　氣體采集時間為09:00—11:00，在扣箱后0、10、20和30min時用60mL注射器采集箱內(nèi)氣體，同時記錄箱體溫度顯示器上的開氏溫度。每7d采集一次，若施肥或降水，則增加采樣頻率，采樣結(jié)束后立即帶回實驗室用氣相色譜儀(Agilent7890A型，美國安捷倫科技有限公司)進行分析。CH4和CO2使用氫火焰離子檢測器(FID)測定，載氣為氮氣，柱溫為80℃，檢測器溫度為200℃，流速為40mL·min1;燃氣是氫氣，其流速35mL·min1;助燃氣是空氣，流速350mL·min1。N2O使用電子捕獲檢測器(ECD)，載氣為氬甲烷，其柱溫是65℃，檢測器溫度330℃，流速為30mL·min1。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1土壤溫度和水分的變化

　　各處理土壤表層含水量(0~10cm)主要受降水影響，在降水后均有明顯上升。覆膜處理的土壤孔隙含水率普遍高于無覆蓋處理，與CK相比，小麥季PM和BPM處理的平均土壤孔隙含水率顯著提高了27.0%和17.8%(P<0.05)，玉米季顯著提高了17.9%和10.1%(P<0.05)�？梢妰煞N覆蓋方式均具有較好的保水效果，且PM在小麥玉米季內(nèi)的保水效果最好。各處理表層土壤溫度(0~5cm)的變化趨勢與氣溫一致。

　　PM、BPM和CK處理的土壤溫度均于1月下降到最低值，7月達到峰值。在冬小麥出苗期至越冬期，地膜具有一定的增溫效應(yīng)，PM處理的平均土壤溫度較CK處理上升了0.57℃。而BPM處理在氣溫較低時(1~2月)也能明顯提升0.53~1.27℃的土壤溫度。返青期至成熟期，覆膜降低了土壤溫度，與CK相比，PM和BPM的平均土壤溫度分別降低了3.53℃和3.24℃(P<0.05)。但對比小麥生育期內(nèi)土壤溫度的最大值與最小值之差發(fā)現(xiàn)，覆膜處理能夠降低土壤溫度的波動，CK的最高溫度與最低溫度的差值高達32.07℃，PM和BPM分別為26.97℃和24.77℃。

　　在夏玉米生育期內(nèi)，PM處理于8月中旬之前均提高了土壤溫度，增溫幅度在1.25~5℃之間，8月中旬之后增溫能力減弱。BPM處理于7月中旬之前也提高了土壤溫度，增溫幅度在1.67~3.5℃之間，增溫性能與PM處理無顯著差異。然而隨著生物可降解地膜的裂解和作物冠層的生長，BPM處理的增溫能力逐漸減弱，甚至降低了土壤溫度。與CK相比，BPM從8月中旬至收獲期，土壤溫度降低了0.1~1.23℃。整體來看，玉米生長季PM處理的平均土壤溫度顯著提高了6.8%(P<0.05bpm4.3p>0.05)。

　　3討論

　　3.1覆膜對土壤水熱及作物產(chǎn)量的影響

　　地膜覆蓋能夠消除土壤潛熱交換、減弱顯熱交換和抑制夜間有效發(fā)射輻射來增加土壤溫度[35]。在對小麥覆膜的研究中，張保軍等[36]的研究發(fā)現(xiàn)，覆膜在小麥拔節(jié)期之前增溫效果顯著，拔節(jié)期后的增溫效果不明顯，甚至降低。劉宏勝等[37]的研究表明，地膜覆蓋在春小麥生長初期有明顯的增溫效果，而在春小麥揚花至灌漿期可降低土壤溫度0.25~0.43℃。趙剛等[38]的研究表明，生物可降解地膜和普通地膜較裸地0~20cm的土壤溫度增加6.43~7.65℃，且普通地膜較生物可降解地膜深層溫度提高0.26℃。本研究也得到了類似的結(jié)果，覆膜處理于冬小麥季可以減輕土壤溫度的波動，在不同程度上有增溫和降溫的雙重效應(yīng)。

　　普通地膜在冬小麥返青期之前土壤溫度平均提高了0.57℃，而生物可降解地膜在土壤溫度較低時提升了0.53~1.27℃，有效緩解了低溫對冬小麥的生長造成危害。返青期至成熟期，普通地膜和生物可降解地膜均顯著降低了土壤溫度(P<0.05)，這可能是因為冬小麥冠層的增大導(dǎo)致太陽輻射無法直射地面[39]，覆膜對土壤潛熱的保持作用減弱，同時覆膜土壤的水分含量較高，土壤比熱大而升溫緩慢，所以覆膜表現(xiàn)出降低土壤溫度的效果。在夏玉米生育前期，生物可降解地膜與普通地膜在提高土壤溫度方面有著同等的效果，隨著玉米冠層的逐漸增大，兩種地膜的增溫效應(yīng)也逐漸減弱。到夏玉米生育后期，生物可降解地膜的保溫效果不再明顯，這與胡宏亮等[40]的研究結(jié)果一致。

　　甚至生物降解地膜在夏玉米生育后期相比無覆蓋降低了土壤溫度，這可能也與生物降解地膜覆蓋下更高的土壤含水量造成土壤比熱大而升溫緩慢有關(guān)。整體來看，普通地膜在小麥和玉米季的平均土壤溫度高于生物可降解地膜，這一方面可能是兩種地膜的材料影響太陽輻射對土壤的作用，另一方面也可能與生物可降解地膜在作物生育后期的裂解有關(guān)。地膜覆蓋能夠直接抑制土壤表面水分的蒸發(fā)，通過蒸汽轉(zhuǎn)移促進水分從深層土壤向表層土壤移動，并在作物生長的關(guān)鍵階段提高表層土壤的含水量[41]。

　　本研究中，覆膜相比于無覆蓋處理的表層土壤含水量能顯著提高10.1%~27.0%(P<0.05)，其中普通地膜的土壤孔隙含水率最高，生物可降解地膜的保水效果略弱于普通地膜，這也與生物可降解地膜的保墑效應(yīng)在生育期內(nèi)隨著地膜裂解而明顯減弱有關(guān)[42,43]。土壤覆蓋模式的優(yōu)化可以有效改善土壤水熱條件，對提高作物產(chǎn)量有重要作用。趙剛等[38]的研究表明，生物可降解地膜覆蓋下冬小麥連續(xù)5a平均產(chǎn)量和水分利用效率與普通地膜差異不顯著。周昌明等[45]的研究表明降解膜與普通地膜覆蓋下玉米各生長指標(biāo)、籽粒產(chǎn)量與氮肥利用率無顯著差異，且均顯著大于未覆膜處理。Zhang等[46]的研究表明與無覆蓋相比，生物可降解膜覆蓋顯著提高了玉米產(chǎn)量。

　　本研究的結(jié)果與上述結(jié)果一致，即普通地膜和生物可降解地膜均顯著提高了作物的產(chǎn)量和水分利用效率。冬小麥生長季，普通地膜和生物可降解地膜的增產(chǎn)比例分別高達51.7%(P<0.05)和32.3%(P<0.05)，而生物可降解地膜由于更低的冬小麥耗水量，其對應(yīng)的水分利用效率為最高，較無覆蓋顯著增加了36.3%(P<0.05)。

　　由于冬小麥生育期恰好處于降水貧乏時期，覆膜能夠調(diào)控土壤水分的時空再分配[47]，有效降低無效蒸發(fā)，促進小麥根系下扎[48]，充分利用深層土壤水分[38]，同時，覆膜對冬小麥生育前期的保溫作用對培養(yǎng)冬前壯苗，促進小麥高產(chǎn)做出了一定的貢獻。

　　玉米是C4作物，喜水喜熱，覆膜條件下適宜的土壤水熱環(huán)境有助于玉米的生長發(fā)育和最終的產(chǎn)量形成。普通地膜的夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率較裸地顯著上升了43.3%(P<0.05)和49.8%(P<0.05)，生物可降解地膜也具有顯著的增產(chǎn)作用，夏玉米產(chǎn)量和水分利用效率較無覆蓋顯著上升了19.5%(P<0.05)和18.4%(P<0.05)。全年來看，普通地膜處理的作物產(chǎn)量顯著高于生物可降解地膜，這可能是因為生物可降解地膜在作物生長中后期的透水性增加，保水保溫性減弱，力學(xué)性能也顯著下降，進而影響生物可降解地膜的增產(chǎn)效果。

　　3.2覆膜對土壤溫室氣體排放的影響

　　旱地CO2的產(chǎn)生主要來自于微生物和作物根系的自養(yǎng)呼吸[49]。農(nóng)田不同管理措施會改變土壤溫濕度，影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中作物、土壤微生物的活性及土壤中碳的代謝作用，調(diào)節(jié)農(nóng)田碳的生物化學(xué)過程進而影響土壤CO2排放[50]。

　　本研究的相關(guān)分析表明，CO2的排放通量與土壤5cm深度處的溫度呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，與覆膜條件下的表層土壤含水量沒有顯著的相關(guān)關(guān)系，說明土壤溫度是影響CO2排放的主要因子之一，表層土壤含水量的影響相對較小。冬小麥越冬期土壤溫度較低，微生物和作物根系的呼吸作用較弱，CO2排放量較低，而在7—8月，玉米根系呼吸作用強烈，且土壤溫度最高，微生物活性增強，產(chǎn)生大量的CO2。

　　小麥和玉米種植初期，各處理土壤CO2均有較高的排放并出現(xiàn)排放峰，這一方面是因為降雨前的土壤含水量較低，降雨會使土壤微生物產(chǎn)生Birch效應(yīng)，使CO2通量瞬時增加[51]，另外種植初期CO2的高排放與氮肥的施用也有一定的關(guān)系，施氮肥降低了土壤中的碳氮比，從而增加了土壤有機質(zhì)中碳的分解和釋放。部分研究認為，在地膜覆蓋系統(tǒng)下，土壤CO2排放總量是減少的，但土壤中CO2的濃度增加，主要是因為覆膜能夠較好的阻隔氣體釋放到大氣中，出現(xiàn)了產(chǎn)量大而排放小的現(xiàn)象[52,53]。

　　然而，也有研究認為膜下較高的土壤溫度會加速氣體分子的活動并從土壤中釋放[54]，這可能會降低塑料薄膜的阻隔效果。本研究中，普通地膜和生物可降解地膜均未顯著增加冬小麥季CO2的排放，可能與冬小麥生長后期薄膜呈現(xiàn)出一定的降溫效應(yīng)緩解了CO2的釋放有關(guān)。而普通地膜和生物可降解地膜均增加了夏玉米季CO2的排放，這是因為覆膜整體上提高了土壤表層溫度，土壤中微生物的活性增強，加速土壤有機碳的分解，土壤呼吸速率加快，進而促進了土壤CO2的排放。

　　盡管夏玉米生長前期由于地膜的阻礙作用使得覆膜處理下土壤CO2的排放量低于不覆蓋處理，但是在夏玉米生長后期，玉米冠層隨著葉片的萎蔫而收縮[30]，太陽短波輻射可較好的透過破裂程度小的普通地膜[55]，因此普通地膜后期依然具有增溫作用，使得土壤后期處于較高的CO2排放狀態(tài)。

　　生物可降解地膜能在微生物的作用下最終分解為水、CO2及其所含元素的礦化無機鹽[56]，而在本研究中生物可降解地膜的CO2排放相較普通地膜卻并未增加，可能是因為生物可降解地膜的增溫效果稍弱于普通地膜，且在夏玉米生育后期，生物可降解地膜降低了土壤溫度，這在一定程度上會減弱土壤CO2的排放速率，也可能是由于生物可降解地膜完全分解為CO2需要更長的周期。與普通地膜相比，生物可降解膜在冬小麥和夏玉米生長季能分別降低6.8%和10.6%的CO2排放，對CO2的減排效果要優(yōu)于普通地膜。

　　CH4氧化菌是土壤中利用CH4作為唯一碳源和能源的一種微生物，它可以消耗土壤中的CH4，限制土壤中的CH4流向大氣，并吸收大氣中的CH4[57]。目前認為水稻田是CH4的主要人為排放源，但在好氣條件下CH4又會被CH4氧化菌所氧化，從而使好氣土壤成為CH4吸收匯[58]。因此，CH4的排放量不僅取決于CH4的生成能力，還在于對CH4的氧化能力[29]。本研究結(jié)果顯示CH4的吸收通量季節(jié)變化不明顯，小麥季的吸收通量與玉米季的吸收通量相差無幾，地膜覆蓋顯著減少了土壤對CH4的吸收量，這可能是因為覆膜對大氣CH4擴散到土壤中所產(chǎn)生的阻礙作用掩蓋了其保水保溫效應(yīng)引起的CH4消耗[59]。

　　但也有研究發(fā)現(xiàn)覆膜對CH4排放量的影響不大[60,61]，可能是因為覆膜在一定程度上阻隔了土壤的氣體流通，創(chuàng)造了有利于產(chǎn)甲烷菌活動的土壤條件，限制了甲烷氧化菌的活動，但覆膜的保溫作用利于甲烷消耗，保水作用不利于CH4擴散，加之覆膜并沒有完全阻隔大氣，大氣中的CH4還是可以擴散到土壤中，因此覆膜和常規(guī)種植下的CH4排放量無顯著差異。本研究發(fā)現(xiàn)生物可降解膜覆蓋在小麥季和玉米季對CH4的吸收能力均比普通膜覆蓋更強，整個輪作周期內(nèi)的吸收量比普通地膜提高了30.5%，這可能與降解膜的逐步降解導(dǎo)致透氣性優(yōu)于聚乙烯地膜，土壤中含有足夠的氧氣，有利于CH4氧化菌的生長有關(guān)。

　　4結(jié)論

　　(1)與無覆蓋相比，普通地膜顯著增加了玉米季CO2的排放總量(P<0.05);小麥玉米季的農(nóng)田土壤總體表現(xiàn)為CH4的吸收匯，覆膜能夠顯著減少土壤對CH4的吸收(P<0.05);普通地膜和生物可降解地膜覆蓋均顯著減少了夏玉米農(nóng)田土壤的N2O排放(P<0.05)。

　　(2)普通地膜和生物可降解地膜顯著提高了作物的產(chǎn)量和水分利用效率且一定程度上降低了GHGI。普通地膜覆蓋能夠顯著增加小麥季和玉米季的NEEB(P<0.05neeb24.3neebp>0.05)。

　　(3)綜合以上分析，生物可降解地膜較無覆蓋能夠顯著提高作物的產(chǎn)量和水分利用效率(P<0.05)，在一定程度上降低了溫室氣體排放強度，并增加了凈生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)濟預(yù)算，同時在減少小麥玉米農(nóng)田土壤CO2和N2O的排放、促進CH4的吸收及降低全球增溫潛勢方面顯示出比普通地膜更好的效果。因此，生物可降解地膜具有代替普通地膜的可行性，從產(chǎn)量、水分利用效率、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益考慮，生物可降解地膜覆蓋方式是關(guān)中地區(qū)小麥玉米輪作系統(tǒng)綠色高效生產(chǎn)的有效途徑。

　　參考文獻：

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　　作者：郭怡婷，羅曉琦1，王銳1，陳海心1，馮浩2,3*

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