设施内PBAT/秸秆基地膜降解特性及对番茄生长的影响

为了探究降解地膜在设施内的应用效果,该研究选取PBAT/秸秆基全生物降解地膜为研究对象,同时设立PE地膜组和不覆膜组进行对比,将其应用于江苏地区设施番茄生产。采用傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、热分析仪、接触角测量仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机探究地膜在降解过程中微观结构与形貌、力学强度的变化特性,同时测定地膜在应用过程中对番茄植株株高、茎粗和产量的影响,并进行地膜产品的综合效益分析。结果表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜在120 d覆膜期内物理化学性质发生一系列变化,逐步发生了降解。PE地膜在120 d覆膜期内表征和力学性能均没有明显变化,说明无降解行为发生。降解地膜对番茄生长的促进效果与PE地膜相当,且均优于不覆膜组。降解地膜组和PE地膜组的番茄果实折合667 m2产量,分别比不覆膜组高出13.5%和15.0%。地膜综合效益分析表明,PBAT/秸秆基全生物降解地膜的综合效益较佳。因此,PBAT/秸秆基全生物降解地膜应用于江苏地区设施番茄栽培的效果良好,后续可在设施内外其他作物上进行推广试用。     

葡萄糖改性尿素的反应特征及其对尿素转化率的影响

[目的]利用葡萄糖对尿素改性可延缓尿素水解,提高尿素氮肥利用率.从葡萄糖与尿素的反应特征、产物结构方面,研究其作用机理及葡萄糖添加量对尿素分解的影响.[方法]将葡萄糖按10％的比例加入到熔融尿素中获得葡萄糖改性尿素,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和液相色谱–质谱联用(LC-MS)分析葡萄...     

降解周期可调控的甘蔗渣生物降解地膜增温保墒性能分析

针对云贵高原地区春季播种时存在季节性干旱的问题，使用塑料地膜容易导致农田土壤污染的现状，该研究采用Box-Behnken设计试验，将施胶剂成分的硅酸钠、可溶性淀粉、硅油含量作为因变量，将降解率、抗张强度、土壤温度、土壤水分作为响应值，制备了一种降解周期可调控增温保墒甘蔗渣生物降解地膜。以不覆膜作为对照组（CK），探讨生物降解地膜的降解性能、抗张强度及对土壤水分和温度的影响，并观察降解过程中地膜纤维结构的变化。结果表明，地下覆膜的降解速度和降解强度均高于地表覆膜，覆膜72 d时，二者的降解率最高分别达86.41%、70.44%。在覆膜72 d时，地表试验组抗张强度下降到9.77～21.97 N/m，地下试验组在49 d后抗张强度接近为0；扫描电镜观察到地膜出现断裂的短纤维，与降解过程中地膜宏观表现出的膜片出现孔洞、质量逐渐下降规律一致。与CK相比，覆膜对提高土壤早间、午间、晚间温度均具有显著作用（P<0.05），且所有试验组对提高土壤含水率均有显著影响（P<0.05）。综上，甘蔗渣生物降解地膜的增温、保墒性好，为农业生产上推荐适宜的地膜组成及含量以指导生产实践具有较好的应用价值。     

X射线能谱和FTIR分析铜胁迫对玉米幼苗的影响

应用X射线能谱和傅里叶变换-衰减全反射红外光谱（FTIR-ATR）分析方法结合一些生理指标的变化及幼苗叶片下表皮扫描电镜观察,研究一定浓度（0、200、400、800、1000mg.kg-1）Cu2＋胁迫对玉米幼苗的影响。结果表明,随着Cu2＋浓度增高,叶绿素含量呈下降趋势,抗氧化酶（SOD、CAT、POD、APX）活...     

氧化生物双降解地膜降解性能及其对东北雨养春玉米田间水热和生长的影响

为解决当前农田大量残膜污染问题,设置3种不同降解速率的氧化生物双降解地膜（降解a、降解b、降解c）和普通塑料地膜覆盖及露地对照5个玉米种植试验,研究氧化生物双降解地膜田间降解性能（降解率、拉伸强度和断裂伸长率）及其对土壤水热、玉米生长状况及产量的影响。结果表明：1）不同降解速率氧化生物双降解地膜降解梯度与预期基本相符,3种降解速率的地膜全生育期降解率分别为14.2%、10.0%和6.5%,差异达显著水平。降解a、降解b和降解c地膜在田间覆盖120 d后,垄上地膜拉伸强度损失率分别为30.4%、20.3%和19.1%,断裂伸长率损失率为10.4%、13.5%和5.0%,垄侧地膜拉伸强度损失率为59.0%、50.7%和45.6%,断裂伸长率损失率为71.7%、55.6%和51.0%,其中降解a拉伸强度和断裂伸长率与降解b和降解c相比均达显著差异水平,且垄侧各降解地膜机械性能损失率显著大于垄上地膜。2）氧化生物双降解地膜显著提高了玉米生育前期5~25 cm层土壤温度和0~40 cm层土壤含水率,与露地相比,降解a、降解b和降解c处理下5~25 cm土层平均温度分别提高了4.5℃、4.4℃和4.4℃,0~40 cm土层含水率分别提高了3.2%、2.9%和2.2%。3）氧化生物双降解地膜加快了玉米生育进程,使玉米植株提前3 d出苗,缩短生育期5~7 d,且玉米株高和叶面积指数均显著高于露地处理,略优于普通地膜。4）在产量构成和最终产量方面,氧化生物双降解地膜与普通塑料地膜覆盖均较露地处理增加了玉米穗长、穗粗及百粒重,降解a、降解b、降解c和普通地膜处理较露地对照增产率分别达14.3%、14.3%、10.4%和13.2%。研究认为,氧化生物双降解地膜覆盖具有明显的增温保墒效应,与普通地膜相同,能够显著提高玉米产量,并且可以通过改变配方调节其降解速率。本研究成果可为氧化生物可降解地膜替代普通地膜及其在东北地区推广应用提供科学依据。     

PBAT型全生物降解膜对南疆番茄产量及土壤理化性质的影响

为探讨聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)材料的全生物降解地膜的降解过程及其对番茄产量和土壤环境的影响,采用田间试验的方法,在南疆对比分析了PBAT型全生物降解地膜(降解膜)和普通聚乙烯地膜(CK)的降解性能及其对土壤温湿度、土壤养分及番茄产量的影响。结果表明,降解膜的降解过程为先出现裂纹,然后裂纹变长,覆膜100 d左右50%膜面无肉眼可见地膜。6—7月降解膜降解率较小,介于4.92%～17.99%,8月较大,为63.03%;而CK在整个生育期未出现降解。降解膜处理的番茄产量较CK减少941.67 kg·hm-2,减产率2.60%,但处理间产量差异不显著。整个生育期,降解膜膜下5、15 cm和25 cm土层平均土温分别较CK低0.73、0.60℃和0.54℃,处理间无显著差异(P0.05);膜下5 cm和25 cm土层降解膜处理平均土壤含水率分别较CK高2.84个百分点和3.54个百分点,而膜下15 cm土层较CK低13.15个百分点,处理间无显著差异(P0.05)。0～20 cm和20～40 cm土层,番茄生育期两处理的土壤养分差异均不显著。研究表明,降解膜降解性能良好,对番茄产量和土壤养分等指标的影响与CK相当,以降解膜代替普通地膜应用于番茄生产具有一定可行性。     

废旧棉与水稻秸秆纤维混合地膜制造工艺参数优化

为提高废旧棉织物和农作物秸秆的利用率,对废旧棉纤维与水稻秸秆纤维混合制取地膜的工艺及性能进行了试验研究。以废旧棉纤维为"骨架",水稻秸秆纤维为填充辅料,添加功能助剂,应用四因素五水平二次正交旋转中心组合试验方法,以打浆度、棉纤维添加量、定量和湿强剂质量分数为影响因子,以混合地膜的干抗张强度、干伸长率、湿抗张强度、湿伸长率为响应函数,研究得出了定量77~90 g/m2、湿强剂质量分数1.5%~1.8%、棉纤维打浆度45°SR、棉纤维添加量25%的废旧棉与水稻秸秆纤维混合地膜最佳工艺参数组合,所得混合纤维地膜的干抗张强度大于32 N、干伸长率大于1.8%、湿抗张强度大于10 N、湿伸长率大于5.5%,可满足地膜田间覆盖机械性能要求。研究结果为综合利用废旧棉织物和水稻秸秆制备可降解地膜提供理论依据和技术支撑。     

PBAT生物降解膜覆盖对绿洲滴灌棉花土壤水热及产量的影响

为应对农田残膜污染,探明基于聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)材料的完全生物降解地膜代替普通塑料地膜与滴灌结合在棉花滴灌上应用效果,于2015-2016年在新疆石河子大学节水灌溉试验站,分别设置4种不同厚度和降解诱导期生物降解地膜和普通塑料地膜共5种不同处理,研究不同覆盖对滴灌棉花土壤温度、水分及产量的影响,并对可降解膜降解性能和经济效益对比分析.2a试验结果表明,覆膜60～80 d开始出现降解,至覆盖180 d后出现均匀细纹并未完全降解,0.012mm可降解地膜覆膜180 d仅仅出现裂纹,降解速度较慢.0.010mm和0.012mm厚完全生物可降解地膜处理棉花苗期土壤0～25 cm平均温度较对照分别低0.94℃和1.34℃(P＜0.05),但随着作物生长两者差异逐渐减小.4种类型可降解膜覆盖在棉花生长前期均能提高土壤土壤水分,但随地膜降解和棉花生长后期则显著降低,与普通塑料地膜相比土壤水分显著降低1％～3％.总体而言,覆盖完全生物可降解地膜处理2a平均产量较CK减少2％～3％,水分利用效率减少4％左右(P＜0.05),净收入少1 858.5元/hm2 (10.2％),4种类型可降解地膜产投比相比,厚度较薄0.010mm处理应用经济效果较好.可见,目前全生物降解地膜若要代替普通地膜,解决残膜污染,仍需进行较大的改善.     

不同类型地膜添加对辽西褐土硝化潜势的影响

土壤硝化作用是肥料氮素进入到土壤中后参与氮素循环的关键过程,为了明确不同种类地膜对辽西褐土硝化活性的影响,本试验采用室内培养分析的方法,研究3种不同类型地膜(普通PE膜,PBAT全生物降解地膜和氧化-生物降解地膜)及不同地膜添加量(0、300、900 kg/hm~2)对辽西褐土硝化潜势的影响,探讨可降解地膜的混入是否会对土壤微生物硝化作用产生抑制和毒害作用。结果表明,与对照土壤相比,添加普通PE膜(T1)、PBAT生物降解膜(T2)和氧化-生物降解膜(T3)并没有显著影响土壤的硝化潜势,3种地膜添加后土壤硝化潜势表现为T1[NO_2-N 5.61 ng/(g·h)]T2[(NO_2-N 4.30 ng/(g·h)]T3[NO_2-N 3.42 ng/(g·h)],且对于普通PE膜和PBAT生物降解膜处理土壤,存在随着地膜添加量增加硝化潜势降低的趋势。通过进一步计算和评估,基于3种供试地膜的污染土壤未对土壤微生物硝化作用产生抑制和毒害作用。研究结果丰富了可降解地膜对土壤环境影响的相关理论,为实现可降解地膜在辽西地区推广应用提供数据参考。     

利用60Co-?射线辐照使TiO2改性后对乙烯的催化降解效果

为了解60Co-γ射线辐照且以活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）为载体所负载Ag沉积的TiO2的半导体材料（Ag-TiO2/ACF）对光催化降解冷藏环境中乙烯的影响,在模拟园艺产品的冷藏环境中,研究了不同辐照剂量下的TiO2对乙烯的降解,并利用X射线衍射仪（XRD）及X-射线光电子能谱（XPS）对所制备的光催化材料进行相关的表征分析。表征结果表明：随着辐照剂量的增加,总体上锐钛矿的含量及尺寸减小,Ti3+及羟基氧含量提高,这些变化能使TiO2的催化活性增强。乙烯降解试验结果表明,当辐照剂量小于25 kGy时,乙烯降解速率随辐照剂量的提升而提高;当辐照剂量大于25 kGy时,乙烯降解速率随辐照剂量的提升而下降,可能是辐照能量过高导致TiO2粒子聚集沉淀,催化能力下降。研究结果为 TiO2光催化技术的进一步应用提供了参考。     

新疆地区全生物降解膜降解特征及其对棉花产量的影响

针对残膜污染已经成为新疆棉田最严重的生态环境问题,以广东上九公司提供的3种淀粉基全生物降解地膜为供试材料,在我国西北内陆棉区（新疆石河子）开展了田间试验评价研究。结果表明,由于配方的不同,3种降解膜的降解特性、增温保墒性能以及对棉花产量的影响存在显著的差异性。从地表覆盖试验与填埋试验的结果看,与日本的生物降解地膜（CK2）相比,国内的3种供试地膜品种都表现为降解过快,特别是A膜和B膜,降解最为迅速,C膜降解相对较慢。过快的降解速率显著地影响了3种供试降解膜的增温保墒性能,特别是A膜和B膜,与普通膜（CK1）相比,土壤温度平均低2～3℃,土壤水分低3～5个百分点,3种供试降解膜比较,C膜的增温保墒效果略好。从产量结果来看,与普通膜相比,国内供试的A膜和B膜对产量影响较大,减产幅度分别为20%以上,供试C膜和对照的日本降解膜都表现为增产趋势,但与普通膜产量结果比较差异并不显著。     

Degradation of an acylated starch-plastic mulch film in soil and impact on soil microflora

Degradation of an acylated starch-plastic mulch film was evaluated in two soil types, a gray lowland soil (A) and a volcanic andosol (V). Weight loss, tensile strength (TS) loss and loss of percentage elongation (%E) were measured under laboratory conditions (black and white mulch films), and in the field (black films). Changes in the counts of total bacteria, total fungi, gram-negative bacteria, total Fusarium, ATP (adenosine triphosphate) content, % nitrification, pH (H₂O), and total C and total N contents were determined at 4,8, 12, and 20 months in the field test soils where the mulch was repeatedly applied, and compared with controls. Film weight loss was greater in soil V than in soil A in both the laboratory and the field, and the losses were greater in the laboratory than in the field in both soils A and V. Significant TS losses and considerable %E losses were observed. Values were similar in the laboratory and in the field. No significant changes in the counts of bacteria, fungi, gram-negative bacteria, and Fusarium were observed. The ATP content of the test soils increased slightly compared with the initial values. The ATP content in the control soils initially fell, and then increased in response to weeding. Nitrification remained almost unchanged in the test soils, but fell in the control soils until the last sampling. However, the mulch film underwent a definite process of degradation in the soils, with great loss of physical properties and lesser weight loss. This degradation had no adverse impact on the soil microflora.     

生物降解地膜自然降解过程及其对玉米生长发育和产量的影响

可降解地膜是解决常规塑料地膜引起的白色污染的有效途径。通过试验研究了生物降解膜自然降解过程及其对玉米生长的影响。研究结果表明：（1）生物降解膜降解60和100d后的降解率分别为1.26%和1.91%,而且降解率随着时间的延长而增加;（2）生物地膜在降解前与普通地膜在提高土壤温度方面有着一致的效果,其增温效应与普通膜没有明显的差异;（3）较CK处理,覆盖生物膜时玉米穗上叶、穗位叶和穗下叶叶面积分别增加了10.83%,9.38%和7.94%,可以促进玉米的生长发育进程;（4）生物膜具有极显著的增产作用,比CK处理增产18.7%,但增产效果与普通膜之间差异不显著。     

塑料垃圾分选技术在废旧地膜与杂质分离中的应用研究进展

农田废旧地膜与杂质分离技术是衔接废旧地膜回收与再利用的关键环节,分离后的废旧地膜可作为再生资源。文献资料显示,国外未见地膜分离技术或设备的相关报道,国内近年来开始在废旧地膜与杂物分离技术领域开展研究,但研制的设备还处于试验阶段。该文通过借鉴国内外塑料垃圾分选技术装备,结合国内地膜的物理特性以及废旧地膜与杂质混合的实际情况,分析塑料垃圾与废旧地膜杂质物理特性差异与相似之处,为废旧地膜分离处理提供理论基础和科学依据。通过文献分析和试验验证,风选法结合筛选法将是中国农田废旧地膜与杂质分离技术的发展趋势。     

Barrier and mechanical properties of milk protein-based edible films containing nutraceuticals

Calcium caseinate (CC) and whey protein isolate (WPI) films were prepared to contain 5 or 10% Gluconal Cal (GC), a mixture of calcium lactate and gluconate, or 0.1 or 0.2% alpha-tocopheryl acetate (VE), respectively. The pH and viscosity of film-forming solutions and the water vapor permeability and tensile property of the films were determined using standard procedures. CC and WPI films have the capabilities to carry high concentration of GC or VE, but some of the film functionality might be compromised. Adding VE to CC and WPI films increased film elongation at break, whereas incorporating 0.2% VE decreased WVP of CC films and tensile strength of both CC and WPI films. Incorporation of GC reduced the tensile strength of CC films (P < 0.05), with 10% GC decreasing both elongation at break and WVP (P < 0.05). These types of films may be used for wrapping or coating to enhance the nutritional value of foods. The concentration of GC and VE added to the films must be carefully selected to meet required water barrier and mechanical properties of the films depending on their specific applications.     

低温半干旱区不同覆盖物对地温和水分时空分布的影响

建立了不同覆盖物下春小麦生长期间土壤的地温、水分时空分布图。研究表明:保水、集水、增温、降水生产率效果排序:双重覆盖(秸秆+地膜)>地膜>秸秆>裸地。干旱年降水生产率分别较裸地提高83%、70.5%、37.7%。降水生产率较丰年分别提高53.39%、1.2%、12.8%,双重覆盖仍多蓄水31mm,半干旱区春小麦生长主要依赖土壤贮蓄水,双重覆盖和地膜覆盖使180 cm土层内水以汽态水凝聚在耕层,达到秋水春用。秸杆覆盖早春不但降低耕层地温,而且截留残留降水和部分有效降水不能入土而蒸发,降低土壤贮水量。应在秋季施碎秸秆后翻耕,接纳雨水,春播前膜侧种植,可起双重覆盖蓄水、保水、增产作用。覆膜对膜外横向30 cm处10 cm土层在全生育期都有增温作用。     

稻草编织物覆盖对坡耕地红壤土壤侵蚀和养分流失的控制作用

采用田间小区试验,研究了稻草编织物覆盖在坡耕地红壤水土流失控制上的作用及其对玉米生长的影响。结果表明:在坡耕地红壤上,稻草编织物覆盖能有效抑制土壤侵蚀和养分流失,增加玉米产量。在种植玉米条件下,稻草编织物覆盖比无覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了38.40%和75.36%,比薄膜覆盖处理土壤的径流量和侵蚀量分别降低了15.41%和5.83%。稻草编织物覆盖侵蚀土壤流失的有机质、全氮、全磷和全钾分别占无覆盖处理流失量的12.04%,12.15%,12.11%和12.48%,薄膜覆盖处理则分别占无覆盖处理流失量的48.66%,52.55%,54.54%和53.37%。对坡耕地红壤地表径流、土壤侵蚀量和养分流失的控制作用效果为稻草编织物覆盖>薄膜覆盖>无覆盖。稻草编织物覆盖在降雨集中时期控制水土流失作用更为显著。稻草编织物覆盖和薄膜覆盖玉米产量分别比无覆盖处理增加8.05%和29.67%。     

Effects of Residual Mulch Film on the Growth and Fruit Quality of Tomato (<Emphasis Type="Italic">Lycopersicon esculentum</Emphasis> Mill.)

The quantities of residual mulch film in the soil will further increase with the wide application of agricultural plastic mulch film, and the pollution of residual mulch film, which is a continuous pollutant and the one that is difficult to degrade, is a major limiting factor for the sustainable development of agriculture in China. Residual mulch film in the soil inevitably affects soil hydrodynamic parameters, destroys the homogeneity of the soil texture, seriously impedes the movement of soil water and solutes, and thus greatly influences crop growth and fruit quality. To unravel the effects of residual mulch film on tomato growth and fruit quality, pot experiments in the greenhouse were carried out in 2015 and 2016 in Northwest China. Six levels of residual mulch film were applied: 0 kg ha^?1 (CK), 80 kg ha^?1 (T1), 160 kg ha^?1 (T2), 320 kg ha^?1 (T3), 640 kg ha^?1 (T4), and 1280 kg ha^?1 (T5). Plant height, stem diameter, dry biomass, yield, root length, root surface area, fruit shape index (FSI), soluble sugar content (SSC), organic acid (OA), vitamin C (VC), lycopene, and nitrate content (NC) were measured. Plant height, stem diameter, dry biomass, and yield of tomato had a downward trend as the residual mulch film amount increased. Root length and root surface area were significantly decreased with an increasing amount of residual mulch film, but root volume and root diameter showed an inconspicuous decrease. When the amount of residual mulch film was more than 80 kg ha^?1, growth indexes, dry biomass, and yield of tomato showed a sharp decline. FSI, OA, and lycopene decreased as the residual mulch film amount increased, whereas SSC, VC, and NC showed an increase trend. With the increase in residual mulch film amount, the F and membership function values (X _μ ) all showed a declining trend in comparison to the CK. Therefore, residual mulch film can aggravate the negative effects on the comprehensive fruit quality of tomato.     

用于生物降解膜的聚己内酯与聚乳酸共混物制备及性能分析

聚乳酸农用薄膜在自然条件下能够降解为CO2和H2O,可以有效地避免传统农用薄膜废弃后造成的土壤和环境污染。将聚己内酯与聚乳酸共混可以改善聚乳酸脆性强和韧性差的特点。该文将不同质量比例的聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和聚乳酸(polylactic acid,PLA)熔融共混后通过注射成型工艺制备了农业薄膜用PCL/PLA共混物,研究了PCL与PLA配比对共混物力学性能、热稳定性、结晶熔融行为以及表面润湿性的影响。结果表明:随着PCL含量增加,共混物的拉伸强度逐渐下降,而拉伸断裂伸长率和冲击强度则先增大后减小。PCL质量分数为50%时,共混物拉伸断裂伸长率和冲击强度分别达到最大值11.2%和6.4 KJ/m2;扫描电镜分析显示,PCL与PLA相容差,聚酯连续相种类及优势共同主导力学性能走向;热重分析表明,PCL的引入有效减缓了共混物热解速率,PLA质量分数增加共混物燃烧成炭率增大;差示扫描量热法分析表明,相对于PCL和PLA,PCL/PLA共混物玻璃化转化温度、熔融温度和结晶温度均产生了变化,但二者配料比对3种温度影响不明显;接触角分析表明,PCL/PLA共混物接触角相比于PCL和PLA均有所增大,水润湿性能不同程度的降低。综合考虑,PCL与PLA最佳质量比为50∶50。研究可为农业薄膜用聚己内酯与聚乳酸共混物的制备提供依据。