摘 要：【目的】研究覆膜5、10、15、20、25、30年 0～40 cm土层残膜量变化特征。
【方法】（1）每个采样点5个样方，每个样方规格100 cm×100 cm，逐层测定0～40 cm土层残膜量；（2）地膜回收情况调查。
【结果】（1）5～30年 0～40 cm土层土壤残膜量排序20＞15＞5＞10＞25＞30年，介于92.83～195.13 kg/hm2，平均值128.88 kg/hm2；（2）随着年限增加0～10 cm土层残膜量排序为5＞10＞30＞15＞25＞20年，残膜量差异不显著；10～20 cm土层残膜量排序依次为15＞20＞30＞10＞5＞25年，15、20年残膜量高，较5、10、25、30年差异显著；20～30 cm土层残膜量排序依次为15＞20＞10＞25＞5＞30年，15、20年残膜量高，与5、30年对比有显著性差异；30～40 cm土层残膜量排序依次为20＞25＞5＞15＞30＞10年，20、25年残膜量高，与5、10、15、30年有显著差异。（3）随着土层深度增加5年各土层之间残膜量差异不显著；10年 0～30 cm各土层残膜量差异不显著，30～40 cm较其它土层残膜量差异显著；15年 10～20 cm与0～10 cm、30～40 cm土层残膜量差异显著，30～40 cm与10～20 cm，20～30 cm土层残膜量差异显著；20～30年 各土层之间残膜量差异不显著。
【结论】（1）随着覆膜年限的增加，5～30年 0～40 cm土层内残膜量呈先增后减的趋势，在覆膜20年时达到峰值，呈略下降的趋势；（2）随着覆膜年限增加5～30年 0～10 cm土层残膜量呈先减后增的趋势，总体量呈下降趋势；10～20 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体变化不明显；20～30 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体量呈略下降趋势；30～40 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体呈上升趋势。（3）随着土层深度增加，5～30各年份残膜量呈下降趋势，残膜主要在0～30 cm累积，30～40 cm也有少量残片：覆膜5、10年 0～10 cm土层为主要累积区；覆膜15、25、30年 10～20 cm土层为主要累积区；覆膜20年 0～10与10～20 cm土层残膜量基本相同。
关键词：土壤；地膜残留；时空分布
中图分类号：S19"" 文献标志码：A"" 文章编号：1001-4330（2024）07-1786-07
0 引 言
【研究意义】地膜覆盖技术具有增温保墒、防虫抑草等功效［1-4］。随着农田覆膜年限增加和面积不断扩大，土壤中的残膜物质影响土壤水分运移、作物养分吸收利用等［3-4］。新疆是我国最大的商品棉生产基地，地膜覆盖栽培技术规模化应用保障了新疆棉花种植面积和总产量处于领先水平［5］。2021年新疆各地、州、县（市）地膜覆盖总面积3.55×106 hm2［6-7］。新疆南部为典型的干旱地区，该区覆膜率达到100%［5， 8-9］。【前人研究进展】江晖等［7］对新疆南疆农作物的种植比例和农田地膜覆盖状况进行调查，采用地理探测器和熵值法分析残膜有关影响因素；宋占丽等［10］选择新疆察布查尔县不同年代地块取样残膜分析影响因素；杜燕春［11］通过实地调研和取样，探讨新疆岳普湖县农田残膜分布特征；从拟定残膜防控政策、规范地膜方法开展残膜治理研究［12-13］；刘吉超等［8］通过改变现有地膜的质量、提高地膜的拉伸强度及地膜可回收性等进行了研究；马兴旺等［14］研究表明，残膜量存在“危害阈值”，超过阈值后棉花产量降低。巴银花［15］以最早开展地膜累积治理的尉犁县作为研究区域，构建农户采用地膜治理技术应用决策模型；陈墨［16］对比目前残膜量的研究方法后提出一种新的图像识别方法，并设计出一款自动识别春耕后土壤中白色碎膜的重量与自动分析数据的系统。【本研究切入点】目前研究主要集中在地膜现状、治理、行为和技术方面的研究，对新疆南疆不同年限、不同土层的残膜量变化研究较少，需对南疆残膜量变化特征进行探讨。【拟解决的关键问题】研究覆膜5年、10年、15年、20年、25年和30年 0～40 cm土层残膜量变化特征，分析土壤残膜量总体特征随着覆膜年限增加其残膜量变化特征，以及随着深度增加残膜量的变化规律。
1 材料与方法
1.1 材 料
新疆南疆属典型的荒漠、干旱区域，生态环境脆弱，为沙尘暴多发区［17］。沙尘暴、扬沙持续时间大多数为1 d，最多2 d，而浮尘天气危害持续时间较长，一般为2～5 d，个别达7～10 d［18］。研究区选择具有典型干旱区特征的喀什地区巴楚县阿纳库勒乡，2021年3～7月平均气温 20.0℃，降水量82.4 mm，日照时数1 138.2 h，日平均日照时数达7 h［19］。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
每个采样点5个样方，每个样方规格100 cm×100 cm，测定0～40 cm土层的残膜量。将土壤样品放在帆布上，用筛子筛去土壤，并将长边长度大于2 cm的残膜捡出，放入自封袋。整地前地表地膜不计入残留量，整地后地表残膜计入0～40 cm数据。
取样的同时调查研究地块基本情况（种植作物、种植年限、耕作方式、覆膜年限、覆膜量、地膜回收时间和方式等）。
1.2.2 样品处理
样方中的残留地膜全部收集完后，将土壤回填，恢复农田原貌。取回样品放置在干燥、透风、阴凉处。
去除附着在地膜样品上的泥土，展开每个卷曲的地膜，防止地膜破裂。将地膜样品放入水中浸泡1 h左右后清洗，清除地膜上的泥土和其它杂质，再使用超声波清洗器进行进一步的清洗。用滤纸吸干残留地膜样品上的水分，在阴凉干燥处自然晾干，期间随时称量地膜样品的重量，直至恒重后，利用千分之一天平分别称量各样品残留地膜的总重量。
根据GB/T 25413-2010《农田地膜残留量限值及测定》［20-21］，按式（1）计算残膜量。
M=10×∑Xin.（1）
式中，M：试验地残膜量（kg/hm2）；
Xi：测点中长边长度大于2 cm的残留地膜（g）；
n：测点数。
1.3 数据处理
基于SPSS 27 运用单因素（One-way ANOVA）进行各项指标之间的差异性分析，采用WPS 2023作图。
2 结果与分析
2.1 5～30年 0～40 cm土层内残膜量
研究表明，5～30年土壤0～40 cm土层内残膜量排序20＞15＞5＞10＞25＞30年，残膜量介于92.83～195.13 kg/hm2，平均值128.88 kg/hm2，高于农田耕作层内残留量限值75 kg/hm2。随着覆膜年限的增加，残膜量呈先增后减的趋势，在覆膜20年时达到峰值，总体呈略下降的趋势。图1
2.2 5～30年不同土层残膜量
研究表明，0～10 cm土层残膜量排序依次为5＞10＞30＞15＞25＞20年，残膜量差异不显著（P＞0.05）。随着覆膜年限增长，0～10 cm土层残膜量呈先减后增的趋势，总体呈下降趋势。图2
10～20 cm土层残膜量排序依次为15＞20＞30＞10＞5＞25年，15、20年残膜量高，较5、10、25、30年差异显著（0.01lt;Plt;0.05）。随着覆膜年限增长，10-20 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体变化趋势不明显。图3
20～30 cm土层残膜量排序依次为15＞20＞10＞25＞5＞30年，15、20年残膜量最高，与5、30年对比有显著性差异（0.01lt;Plt;0.05）。随着覆膜年限增长，20～30 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体略下降的趋势。图4
30～40 cm土层中，残膜量排序依次为20＞25＞5＞15＞30＞10年，20年、25年残膜量高，与5、10、15、30年有显著差异（0.01lt;Plt;0.05）。随着覆膜年限增长，30～40 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体呈上升的趋势。图5
2.3 5～30年残膜量垂直分布特征
研究表明，覆膜5年 0～40 cm土层内残膜量118.22 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为0～10 cm土层57.96 kg/hm2，占比49%；10～20 cm土层28.05 kg/hm2，占比24%；20～30土层19.26 kg/hm2，占比16%，30～40土层12.94 kg/hm2，占比11%。
覆膜5年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征为随着土层深度增加，残膜量呈递减的趋势；各土层之间残膜量差异不显著（P＞0.05），残膜主要集中在耕层0～30 cm，表层0～10 cm是残膜重点累积区。
覆膜10年 0～40 cm土层残膜量共计111.08 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为0～10 cm土层43.61 kg/hm2，占比39%；10～20 cm土层35.89 kg/hm2，占比33%；20～30 cm土层27.96 kg/hm2，占比25%；30～40 cm土层3.62 kg/hm2，占比3%。
覆膜10年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征为随着土层深度增加，残膜量呈递减趋势；0～30 cm各土层残膜量差异不显著（P＞0.05）；30～40 cm较其它土层残膜量差异显著（0.01lt;Plt;0.05），残膜易在耕层0～30 cm累积，表层0～10 cm是残膜重点累积区，30～40 cm土层残膜累积最少。图6，图7
覆膜15年 0～40 cm土层残膜量共计152.00 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为：0～10 cm土层29.12 kg/hm2，占比19%；10～20 cm土层66.63 kg/hm2，占比44%；20～30土层44.48 kg/hm2，占比29%，30～40土层11.76 kg/hm2，占比8%。
覆膜15年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征为随着土层深度增加残膜量先升后降，总体呈下降的趋势；10～20 cm土层残膜量最大，与0～10 cm、30～40 cm土层残膜量有显著差异（0.01lt;Plt;0.05）；30～40 cm土层残膜量最小，与10～20 cm，20～30 cm土层残膜量有显著差异（0.01lt;Plt;0.05）；残膜易在0～30 cm土层累积，10～20 cm是残膜重点累积区，30～40 cm土层残膜累积最少。图8
覆膜20年 0～40 cm土层残膜量共计195.14 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为0～10 cm土层59.58 kg/hm2，占比31%；10～20 cm土层54.12 kg/hm2，占比28%；20～30土层41.75 kg/hm2，占比21%，30～40土层39.68 kg/hm2，占比20%。
覆膜20年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征为随着土层深度增加，残膜量呈下降趋势；各土层之间残膜量差异不显著（P＞0.05）；0～30 cm土层为残膜量主要累积区，0～10与10～20 cm土层含量基本相同。图9
覆膜25年 0～40 cm土层残膜量共计103.99 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为0～10 cm土层24.85 kg/hm2，占比24%；10～20 cm土层27.92 kg/hm2，占比27%；20～30 cm土层27.13 kg/hm2，占比26%，30～40 cm土层24.09 kg/hm2，占比23%。
覆膜25年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征：随着土层深度增加，残膜量现增后减，总体呈下降趋势；各土层之间残膜量差异不显著（P＞0.05）；残膜易在0～30 cm土层累积，10～20 cm是残膜重点累积区。图10
覆膜30年 0～40 cm土层残膜量共计92.83 kg/hm2，各土层残膜量及占比依次为0～10 cm土层31.03 kg/hm2，占比33%；10～20 cm土层36.63 kg/hm2，占比40%；20～30土层15.61 kg/hm2，占比17%，30～40土层9.55 kg/hm2，占比10%。
覆膜30年 0～40 cm土层残膜量垂直分布特征为随着土层深度增加，残膜量呈先增后减的趋势，总体呈下降趋势；各土层之间残膜量差异不显著（P＞0.05），0～30 cm土层累积，10～20 cm是残膜重点累积区。图11
3 讨 论
研究初步得出阿纳库勒乡土壤随着覆膜年限的增加，5～30年 0～40 cm土层内残膜量先增后减，在覆膜第20年时达到峰值，总体呈略下降的趋势，以上研究与马兴旺等［14］研究得出残膜量存在“危害阈值”，每年进行多次残膜回收并持续若干年，能遏制地膜累积的结论类似。研究区残膜随着土层深度增加，残膜量呈递减趋势；土壤残膜主要集中在0～30 cm土层中，与王鹏等［21］对新疆生产建设兵团残膜主要集中在0～30 cm 的土壤中的结果相一致。研究得出随着覆膜年限增长，土壤覆膜5～10年 0～10 cm为重点累积区域，覆膜15、25、30年 10～20 cm为重点累积区域，与尹少媛［2］、王学霞等［22］研究得出随覆膜年限增加残膜表现出移动的趋向的研究结果相似。研究区随着覆膜年限增长，0～30 cm土壤残膜已有减少的趋势，由于地膜易在0～30 cm累积，可见该层依旧是地膜防控的重点；30～40 cm土层残膜量先增后减，总体呈上升趋势，增加该土层残膜捡拾力度。
4 结 论
4.1
随着覆膜年限的增加，5～30年 0～40 cm土层内残膜量呈先增后减的趋势，在覆膜20年时达到峰值，总体呈略下降的趋势。
4.2
随着覆膜年限增加，5～30年 0～10 cm土层残膜量呈先减后增的趋势，总体呈下降的趋势；10～20 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体变化趋势不明显；20～30 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体呈略下降的趋势；30～40 cm土层残膜量呈先增后减的趋势，总体呈上升的趋势。
4.3
随着土层深度增加，5～30年各年份残膜量呈下降趋势，主要在0～30 cm累积，30～40 cm也有少量残片：覆膜5、10年 0～10 cm土层为主要累积区；覆膜15、25、30年 10～20 cm土层为主要累积区；覆膜20年 0～10与10～20 cm土层残膜量基本相同。
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Study on spatial and temporal distribution
characteristics of plastic film residue
WU Xianglin1， MA Honghong1，2， MA Xingwang1，2， SHAN Nana1，3 ， YANG Zhiying1，3
（1. Key Laboratory of Northwest Oasis Agro-Environment， Ministry of Agriculture and Rural Affairs / Institute of Soil Fertilizer and Agricultural Water Conservation， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091， China; 2. Xinjiang Agricultural Green and Low Carbon Production Technology Innovation and Application Center， Urumqi 830091， China; 3. Xinjiang Cultivated Land Science and Technology Innovation Center， Urumqi 830091， China）
Abstract：【Objective】 To study the variation characteristics of residual film amount in soil layer of 5， 10， 15， 20， 25， 30 a 0-40 cm.
【Methods】"" （1） Each sampling point had 5 quadrats， each quadrat size was 100 cm×100 cm， and the residual film amount of 0-40 cm soil layer was measured layer by layer.（2） Investigation of the basic situation of plastic film recycling.
【Results】 （1） The order of soil residual film in 0-40 cm soil layer was 20 gt; 15 gt; 5 gt; 10 gt; 25 gt; 30 a， ranging from 92.83-195.13 kg/hm2， with an average of 128.88 kg/hm2.（2） With the increase of years， the order of residual film amount in 0-10 cm soil layer was 5 gt; 10 gt; 30 gt; 15 gt; 25 gt; 20 a， and the difference of residual film amount was not significant.The order of residual film amount in 10-20 cm layer was 15 gt; 20 gt; 30 gt; 10 gt; 5 gt; 25 a， and the residual film amount in 15 and 20 a was higher than that in 5， 10， 25 and 30 a， and the difference was significant.The order of residual film amount in 20-30 cm soil layer was 15 gt; 20 gt; 10 gt; 25 gt; 5 gt; 30 a， and the residual film amount in 15 and 20 a was high， which was significantly different from that in 5 and 30 a.The order of residual film amount in 30-40 cm soil layer is 20 gt; 25 gt; 5 gt; 15 gt; 30 gt; 10 a， and the residual film amount in 20 and 25 a is higher， which is significantly different from that in 5， 10， 15 and 30 a.（3） With the increase of soil depth： there is no significant difference in residual film amount between soil layers in 5 a; The residual film amount of 10 a 0-30 cm soil layer was not significantly different， and the residual film amount of 30-40 cm soil layer was significantly different from that of other soil layers.There were significant differences in the residual film amount between 10-20 cm and 0-10 cm and 30-40 cm soil layers at 15 a， and significant differences between 30-40 cm and 10-20 cm and 20-30 cm soil layers.There was no significant difference in the amount of residual film between the soil layers from 20 to 30 a.
【Conclusion】 （1） With the increase of mulching years， the amount of residual film in the 5-30 a 0-40 cm soil layer first increased and then decreased， reaching the peak at 20 a mulching， and showing a slight downward trend overall.（2） With the increase of mulching years， the residual film amount of 5-30 a 0-10 cm soil layer decreased first and then increased， and the overall trend was downward.The residual film amount of 10-20 cm soil layer increased first and then decreased， and the overall change trend was not obvious.The residual film amount of 20-30 cm soil layer first increased and then decreased， and the overall trend was slightly decreasing.The residual film amount in the 30-40 cm soil layer first increased and then decreased， and the overall trend was increasing.（3） With the increase of soil depth， the amount of residual film in each year of 5-30 a shows a downward trend， mainly accumulating in 0-30 cm， and a small amount of residual film in 30-40 cm.The 0-10 cm soil layer of 5 and 10 a is the main accumulation area.The main accumulation zone was the 10-20 cm soil layer at 15， 25， 30 a.The residual film amount of the 0-10 and 10-20 cm soil layers coated with film was basically the same.
Key words：film reside;change feature; space-time distribution
Fund projects：National Natural Science Foundation of China \"Study on the Selection Mechanism of mulch Film Cumulative Treatment Behavior of Diversified agricultural management Subjects\" （41967025）
Correspondence author： SHAN Nana （1976-）， female， from Kaifeng， Henan， researcher， doctoral candidate， master supervisor， research direction： cultivated land protection， mulching film problem prevention， （E-mail）shannana@xaas.ac.cn
YANG Zhiying （1989-）， male， from Xinxiang， Henan， assistant researcher， master candidate， research direction： agricultural resources and environment， （E-mail）804298720@qq.com
收稿日期（Received）：
2023-12-22
基金项目：
国家自然科学基金项目“多元农业经营主体地膜累积治理行为选择机制研究”（41967025）
作者简介：
吴湘琳（1984-），女，湖南临湘人，副研究员，硕士，研究方向为农业资源环境，（E-mail）wuxianglin@xaas.ac.cn
通讯作者：
单娜娜（1976-），女，河南开封人，研究员，博士，硕士生/博士生导师，研究方向为耕地保护，（E-mail）shannana@xaas.ac.cn
杨志莹（1989-），男，河南新乡人，助理研究员，硕士，研究方向为农业资源环境，（E-mail）804298720@qq.com
