地膜降解特征对不同土壤水分和温度条件的响应

来源：湖北农业科学杂志2023年第11期北京时间：

作者：高智挺, 王改玲

单位：山西农业大学资源环境学院,山西 晋中 030801

摘要：以2种PBAT生物降解膜（生物降解膜1、生物降解膜2）和普通PE膜作为研究材料,采用室内培养试验,结合扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术,探讨其在不同土壤水分和温度条件下的降解特征。结果表明,在20%土壤含水量,20 ℃、40 ℃、20 ℃（12 h）和40 ℃（12 h）昼夜交替（20 ℃/40 ℃）3种不同土壤温度条件下培养90 d,20 ℃/40 ℃土壤温度时普通PE膜、生物降解膜1、生物降解膜2的失重率最高,分别达2.89%、11.91%、8.33%。在20 ℃土壤温度,15%、20%、25%、30% 4种不同土壤含水量条件下,PE膜降解程度无明显差异;生物降解膜1在土壤含水量为30%时失重率最高,为5.36%;生物降解膜2在土壤含水量为25%时失重率最高,为6.46%。依据FTIR图,推测培养90 d后2种生物降解膜发生了诺里什Ⅰ型反应,在20 ℃/40 ℃土壤温度下2种生物降解膜烃键伸缩振动明显,代表分子链断裂。SEM显示生物降解膜降解加深的形貌特征变化趋势符合基质掉落—裂纹/小穿透性孔洞—大面积裂纹/大穿透性孔洞的规律。由此得出,PBAT生物降解膜的降解程度明显高于PE膜,高温湿润的土壤环境有利于PBAT生物降解膜的降解。

关键词：PBAT生物降解膜,土壤水分,土壤温度,降解特征,扫描电镜,傅里叶红外光谱

基金资助：山西省自然科学基金项目（201801D121245）; 山西省农业科学院特色产业重点研发项目（YCX2018D2T08）