過去二十年來，常規LDPE地膜在土壤中的殘留量逐年增加，能否以全生物降解地膜替代LDPE地膜，尋求破解地膜殘留對旱作農田的污染、同時維持較高生產力，是影響旱地農業發展的基礎科學問題。針對這一關鍵問題，熊友才教授團隊在2018-2019年設計了玉米農田土壤中不同殘膜添加水平的填埋試驗，共設置7個不同梯度處理，比較了常規LDPE地膜和全生物降解膜的差異。結果表明，無論添加何種類型的殘膜，土壤中殘膜量越高，對土壤玉米生產力和土壤物理性質的影響越顯著。塑料殘膜對土壤容重、孔隙度、水分和養分等理化性質的影響在高殘留量處理中表現最明顯。殘膜的存在改變了土壤貯水動態和作物最終耗水量，進而影響整個生育期的玉米生物量積累和最終產量。土壤有機碳變化不顯著，全氮顯著增加。在這種情況下，土壤C/N降低，且隨殘膜添加量的增加該效應有加重的趨勢。微生物量C和N隨著殘留物的增加而減少，而微生物量C/N比在兩年的填埋處理後沒有顯著變化。
來源：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125521
近日，Journal of Hazardous Materials在線發表了蘭州大學外籍碩士生Kiprotich Koskei和Alex Ndolo Munyasya為並列第一作者、熊友才教授為通訊作者的研究論文，論文標題為「Effects of increased plastic film residues on soil properties and crop productivity in agro-ecosystem」，該研究對長期覆蓋常規低密度聚乙烯（LDPE）地膜和生物降解地膜對玉米農田生態系統的影響進行了系統觀測、評估和比較，在可降解地膜富集的生產效益和環境效應研究方面有重要開拓價值。
該項研究主要從土壤的角度揭示了兩種類型殘膜對農田玉米生產力產生影響的機理。上述現象的出現是因為殘膜碎片可以在物理上阻礙作物根的生長和土壤毛細管作用。全生物降解殘膜由於在土壤中可部分降解，土壤剖面中水分流動性能比LDPE殘膜添加的地塊要好。因此，與LPDE相比，其他相關參數如水分利用、營養循環、微生物代謝等可能在全生物降解殘膜處理中表現更好。綜上所述，LDPE殘膜對土壤性質和玉米生產力的負面影響程度高於全生物降解殘膜，但它們對玉米農田的不利作用相似。
該項研究在殘膜污染防控和旱地農業生態領域具有重要開創意義，第一作者Kiprotich Koskei和Alex Ndolo Munyasya是蘭州大學外籍碩士研究生,迄今為止發表的為數不多的高質量研究論文作者。該文發表是蘭州大學留學生培養質量提升的重要指標。研究得到國家「萬人計劃」領軍人才支持經費（2018-29-5）、草地農業生態系統國家重點實驗室開放基金項目和教育部海外名師項目（Ms2011LZDX059）資助。
第一作者簡介：
Kiprotich Koskei，男，肯亞籍，1990年出生，生態學專業，蘭州大學碩士研究生（2020年畢業）。2017年受肯亞農業大學（JKUAT）校長推薦和中國留學基金委選拔，該生到蘭州大學攻讀碩士學位，研究方向為農業生態學，師從熊友才教授，主要開展地膜殘留對玉米農田生態系統的影響及機理研究。
文字：王珊 王鵬洋
編輯：范竹清
責編：許文艷
