李俊寶+胡燦+蔣建云+孟祥營+王旭峰

摘要： 棉田中地膜強(qiáng)度隨日常風(fēng)化時(shí)間而發(fā)生變化。為研究日常風(fēng)化對地膜強(qiáng)度影響的程度，選取阿克蘇地區(qū)阿拉爾布十團(tuán)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田和塔里木大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行地膜日常風(fēng)化試驗(yàn)，結(jié)果表明：棉田4月地膜的強(qiáng)度是12月的2.42倍，在7—10月期間地膜強(qiáng)度變化比較緩慢，其余階段地膜強(qiáng)度變化比較快。在沒有棉花的影響下，地膜風(fēng)化到9月時(shí)拉伸強(qiáng)度比4月時(shí)降低了49%。8月時(shí)棉田中有棉花覆蓋保護(hù)的地膜強(qiáng)度是沒有棉花覆蓋的地膜強(qiáng)度的1.61倍，因而棉花對地膜具有較強(qiáng)的保護(hù)作用。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可以得出，8月是不影響棉花生長的最佳揭膜時(shí)期。

關(guān)鍵詞： 日常風(fēng)化；地膜強(qiáng)度；地膜拉伸；影響

中圖分類號： S562.04 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2016）03-0424-02

新疆是中國重要的棉花生產(chǎn)基地之一[1]。2012年新疆棉花種植面積已達(dá)到了172.08萬hm2[2]，由于覆膜播種技術(shù)的推廣，新疆每年地膜的使用量非常大。新疆日照時(shí)間長，光照強(qiáng)度高[3]，地膜在田間受日常風(fēng)化影響較大，由于現(xiàn)在使用的地膜厚度比較薄，在秋后收膜時(shí)地膜容易發(fā)生斷裂、碎裂等現(xiàn)象，造成田間有大量的殘膜殘留，從而造成田間“白色污染”[4-5]。殘膜污染情況日益嚴(yán)重，急需解決殘膜污染問題[6-7]。目前使用的殘膜回收機(jī)械多數(shù)是將地膜扎碎進(jìn)行回收[8]。地膜回收的完整性極差，地膜的性質(zhì)受日常風(fēng)化影響發(fā)生變化，在秋后回收地膜時(shí)，地膜自身強(qiáng)度降低，極易碎裂，產(chǎn)生大量小塊殘膜，增加地膜回收的難度。為了研究地膜在日常風(fēng)化作用下強(qiáng)度的變化情況，通過田間試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究地膜在田間有棉花影響下其自身強(qiáng)度隨日常風(fēng)化時(shí)間的變化情況和在沒有棉花影響下自身強(qiáng)度隨日常風(fēng)化時(shí)間的變化情況，分析棉花對地膜風(fēng)化的影響程度，并通過分析地膜強(qiáng)度的變化情況，尋求棉田中揭地膜的最佳時(shí)間，為秋后地膜回收機(jī)械的研究提供關(guān)于地膜的力學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

2013年4月10日至2014年8月20日分別在十團(tuán)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田和塔里木大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用相同的地膜進(jìn)行覆膜作業(yè)。在十團(tuán)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田中使用地膜進(jìn)行棉花的覆膜播種作業(yè)，在塔里木大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)田中鋪設(shè)地膜進(jìn)行純粹的日常風(fēng)化。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在2013年4月至2013年12月和2014年4月至2014年8月試驗(yàn)期間對十團(tuán)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)田和塔里木大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)田每隔1個(gè)月對地膜進(jìn)行1次樣本取樣，取試驗(yàn)田中6個(gè)不同區(qū)域內(nèi)的樣本。

1.3 試驗(yàn)方法

利用阿拉爾市質(zhì)量監(jiān)督局地膜拉伸檢驗(yàn)設(shè)備——電子式萬能試驗(yàn)機(jī)，型號為WDW-10J（圖1），對每個(gè)月回收的風(fēng)化地膜樣本進(jìn)行拉伸強(qiáng)度檢測[9]，并記錄地膜的破壞載荷、屈服載荷和斷裂載荷等數(shù)據(jù)。利用Origing 8.0數(shù)據(jù)分析軟件對地膜樣本的拉伸數(shù)據(jù)進(jìn)行對比處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 地膜力學(xué)性質(zhì)隨風(fēng)化時(shí)間的變化情況

棉田中地膜受日常風(fēng)化作用和棉花的影響，力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，通過地膜拉伸試驗(yàn)測量經(jīng)過不同風(fēng)化時(shí)間的地膜力學(xué)強(qiáng)度，由圖2可知，在4—5月期間，即經(jīng)過1個(gè)月時(shí)間風(fēng)化，地膜的強(qiáng)度隨風(fēng)化時(shí)間變化較緩慢，而在5—7月，即經(jīng)過2～3個(gè)月風(fēng)化，地膜強(qiáng)度快速下降，變化較大。這是因?yàn)?—8月是夏季，天氣溫度高，并且是一年中日照強(qiáng)度最強(qiáng)的時(shí)期。但是在7—10月，即經(jīng)過了3～6個(gè)月風(fēng)化，地膜強(qiáng)度卻呈現(xiàn)緩慢變化現(xiàn)象，這是因?yàn)?月后棉花生長高度較高，棉花的枝葉比較茂盛，對地膜形成覆蓋效果，從而減少了地膜直接受日光照射的影響，同時(shí)在風(fēng)沙天氣時(shí)棉花會(huì)對地膜形成防風(fēng)的作用，避免地膜受到風(fēng)沙天氣的影響。10月份棉花采收后，棉田中只有根部較短的秸稈殘留，無法對地膜的日常風(fēng)化產(chǎn)生影響，從而地膜的強(qiáng)度又呈現(xiàn)快速下降的趨勢。

對塔里木大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)田鋪設(shè)的地膜進(jìn)行強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)，地膜拉伸結(jié)果如圖3所示：地膜的強(qiáng)度隨風(fēng)化時(shí)間成遞減趨勢，在4—5月，即風(fēng)化1個(gè)月時(shí)，強(qiáng)度變化較慢，這是因?yàn)?—5月光照強(qiáng)度比較弱；在6—9月，即風(fēng)化2～5個(gè)月，地膜的強(qiáng)度變化較快，而6—9月的光照強(qiáng)度大，在夏季氣溫高、光照強(qiáng)度增大，地膜受到的影響比較嚴(yán)重；在10月份后由于光照強(qiáng)度減弱，地膜強(qiáng)度降低程度變得比較緩慢。隨著風(fēng)化時(shí)間的增長，地膜的老化程度加劇，在風(fēng)化的作用下，11月后地膜的拉伸強(qiáng)度比4月降低了50%左右。

2.2 棉花對地膜風(fēng)化的影響

棉田中的棉花會(huì)對地膜起到防風(fēng)、防曬的作用。棉花生長到一定程度后，棉葉會(huì)將棉花行間覆蓋，使地表上的地膜受到的日常風(fēng)化影響減弱。為分析棉花生長情況，對試驗(yàn)田中的棉花生長高度進(jìn)行記錄，如圖4所示。

由圖4可知，5—7月棉花快速生長，8月后棉花高度基本不再發(fā)生變化，即8月后棉花對地膜的影響程度是一樣的。4—7月棉花不斷生長，對地膜的影響程度一直在發(fā)生變化，因此選擇8月對棉田中的地膜進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。地膜的樣本為棉花覆蓋的地膜和無棉花覆蓋的地膜2種，每種均選取3個(gè)不同區(qū)域的樣本，并將每種樣本制作成6個(gè)拉伸樣本，通過對拉伸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理結(jié)果如表1所示。

通過表1可以得知，棉葉覆蓋下的地膜拉伸強(qiáng)度是無棉葉覆蓋地膜拉伸強(qiáng)度的1.6倍左右，而有棉葉覆蓋下的地膜斷裂強(qiáng)度是無棉葉覆蓋地膜斷裂強(qiáng)度的1.86倍左右?？梢粤私獾剑藁ㄉL對棉葉覆蓋下的地膜具有較好的保護(hù)作用，由于在8月之前棉花高度不斷生長，因此地膜強(qiáng)度的變化呈現(xiàn)曲線遞減（圖2），而在8—10月棉葉對地膜的覆蓋情況基本一致，在棉花的保護(hù)作用下地膜避免受日常風(fēng)化的影響，只受到地表溫度和地膜自然老化的影響，因此地膜的拉伸強(qiáng)度變化比較緩慢。

3 結(jié)論與討論

棉田中地膜受日常風(fēng)化的影響較大，在棉花的影響下地膜從4月覆蓋在地表上到12月時(shí)拉伸強(qiáng)度降低了58.7%左右。在棉田中地膜的強(qiáng)度隨日常風(fēng)化時(shí)間緩慢降低，5月后地膜強(qiáng)度成線性下降，到7月后受棉花的影響地膜強(qiáng)度隨日常風(fēng)化時(shí)間緩慢變化，10月后棉葉脫落，地膜強(qiáng)度隨風(fēng)化時(shí)間又呈現(xiàn)快速下降的趨勢。

在沒有棉花的影響下，地膜的拉伸強(qiáng)度隨風(fēng)化時(shí)間呈線性降低的趨勢。地膜在覆蓋2個(gè)月后拉伸強(qiáng)度降低了13%，而在7—9月期間，天氣溫度高，日照時(shí)間長，地膜的拉伸強(qiáng)度變化較大，9月地膜的強(qiáng)度比4月時(shí)降低了49%左右。

8月在棉花的覆蓋作用下，地膜受風(fēng)化的影響減小，地膜的拉伸強(qiáng)度隨時(shí)間的變化比較緩慢。有棉花覆蓋的作用下的地膜強(qiáng)度是沒有棉花覆蓋的地膜強(qiáng)度的1.6倍左右，因而棉花對地膜的風(fēng)化具有重要的影響作用。

在8月后棉花的生長高度基本上不再發(fā)生變化，地膜對棉花的生長起到的作用較小，揭膜的時(shí)間越早，則地膜強(qiáng)度越大，因而揭膜的時(shí)間可以安排在8月。8月時(shí)棉田中地膜的強(qiáng)度是12月時(shí)的1.67倍左右。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓 根. 新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展思路[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（14）：8343-8344，8378.

[2]楊 莉，楊德剛，張?jiān)シ?，? 新疆棉花種植面積時(shí)空格局演變特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[J]. 中國沙漠，2011，31（2）：476-484.

[3]張山清，普宗朝，李景林. 近50年新疆日照時(shí)數(shù)時(shí)空變化分析[J]. 地理學(xué)報(bào)，2013，68（11）：1481-1492.

[4]趙春暉，蔡國棟.新疆成全國“白色污染”最嚴(yán)重區(qū)域[N]. 經(jīng)濟(jì)參考報(bào)，2014-01-06.

[5]馬西巴依，石 江，劉春奎，等. 治理田間白色污染 改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2000（9）：48-49.

[6]黃 謙.“白色污染”與殘膜回收機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)[J]. 中國農(nóng)技推廣，2002（5）：33.

[7]曹肆林，王序儉.殘膜污染治理研究現(xiàn)狀及專利戰(zhàn)略[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2008（20）：77-78.

[8]王 鵬. 新疆兵團(tuán)殘膜回收機(jī)械與政策機(jī)制現(xiàn)狀的分析研究[D]. 石河子：石河子大學(xué)，2013.

[9]付永軍. 拉伸試驗(yàn)檢測結(jié)果測量不確定度的評定[J]. 河南科技，2013（4）：191.