盐碱地亚表层可降解地膜覆盖:提升冬小麦产量与调控土壤微生物群落的可持续策略

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Journal of Hazardous Materials 12.2

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  为解决聚乙烯地膜污染及可降解地膜对微生物群落影响不明的问题,研究人员对比了聚乙烯膜(PM/PMF)与可降解膜(BM/BMF)覆盖对盐碱地冬小麦产量及微生物群落的影响。结果表明,亚表层覆盖(PMF/BMF)显著抑制盐分、提升水分和养分利用,BMF产量接近PMF且增加细菌多样性,PMF则富集真菌多样性。该研究为盐碱地可持续农业提供了理论支持。

  

盐碱地农业面临双重挑战:传统聚乙烯地膜虽能增产却造成严重污染,而可降解地膜的生态效应尚不明确。尤其在干旱半干旱地区,土壤盐渍化与水分流失制约作物产量,亟需探索兼顾环保与高效的农艺措施。河北沧州农林科学研究院的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表的研究,首次系统评估了亚表层可降解地膜覆盖(BMF)对冬小麦产量及土壤微生物群落的调控作用,为盐碱地可持续管理提供了新思路。

研究采用田间试验设计,设置聚乙烯膜传统覆盖(PM)、亚表层覆盖(PMF)、可降解膜传统覆盖(BM)及亚表层覆盖(BMF)四组处理,以无覆盖为对照。通过测定土壤理化指标(pH、EC电导率、水分、速效养分)、高通量测序分析微生物群落结构,并结合共现网络模型解析微生物互作关系。

不同覆膜处理对冬小麦产量及土壤环境的影响
数据表明,所有覆膜处理均显著降低土壤pH(5.08%)和EC(98.46%),提升水分(25.99%),其中PMF效果最优。亚表层覆盖通过抑制盐分上移和减少蒸发,使BMF产量接近PMF,证实可降解膜的替代潜力。

微生物群落对覆膜处理的响应
BMF显著增加细菌α多样性(如Shannon指数提升12.3%),并富集有益真菌Pyronemataceae(丰度提高1.8倍);PMF则降低病原菌含量(如Fusarium减少37%),形成更复杂的真菌共现网络(节点数增加24%)。亚表层覆盖通过优化水盐条件,塑造了更稳定的微生物互作体系。

讨论与意义
该研究揭示了亚表层覆盖通过“物理改良-微生物调控-作物增产”的连锁机制:BMF通过提升细菌多样性和功能稳定性,而PMF依赖真菌网络复杂性实现生态平衡。这不仅为可降解地膜在盐碱地的应用提供科学依据,更创新性提出亚表层覆盖可作为协同解决污染与低产问题的关键技术。未来需进一步研究长期覆膜下微生物功能代谢路径,以完善精准调控策略。

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