PBAT型全生物降解地膜对南疆马铃薯产量及土壤温湿度与养分的影响

以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)型全生物降解地膜(BMF)为处理、普通PE地膜为对照(CK),采用田间试验,系统分析BMF的降解性能以及对土壤温湿度、养分、盐分、pH和马铃薯产量的影响。结果表明:马铃薯生育期,BMF的降解过程为先出现裂纹,后裂纹逐渐明显,马铃薯成熟期裂解为4 cm×4 cm以下碎片。BMF在6-7月自然降解破损率均较小,为0.4%～4.0%,8月成熟期破损率较大,为15.0%,而同一时期CK未出现降解。BMF在膜下5 cm和15 cm的平均土壤温度分别较CK低1.08℃和0.26℃,而膜下25 cm较CK高0.27℃;膜下5 cm的平均土壤含水率较CK低3.77%,而膜下15 cm和25 cm分别较CK显著低5.64%和14.60%。在0～20 cm和20～40 cm土层,BMF与CK间土壤养分、盐分和pH差异均不显著。BMF处理马铃薯增产2 500.01 kg·hm~(-2),增产率达5.67%,但增产未达到显著水平。PBAT型全生物降解地膜的降解性能良好,对南疆马铃薯产量、土壤温湿度和土壤养分等指标的影响与CK差异不显著。降解地膜代替普通聚乙烯PE地膜应用于南疆马铃薯生产具有可行性。     

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（P>0.05）;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（P>0.05）。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。     

生物降解地膜的性能及在北京鲜食玉米和甘薯生产上的应用

为探索生物降解地膜在鲜食玉米和甘薯生产中应用的可行性,以BF_1(国内PBAT材料)、BF_2(进口PBAT材料为主)和BF_3(国内PPC材料)3种生物降解地膜为试验材料,以PE(普通聚乙烯)和LD(裸地)作对照,系统分析生物降解地膜的上机性能、降解情况以及对农田土壤温度、土壤墒情、作物产量和经济效益等指标的影响。结果表明,3种生物降解地膜的增温保墒性能不及PE地膜,但均优于LD,可使鲜食玉米和甘薯提早成熟,产量和外观品质提升。其中,BF_1和BF_3处理的鲜食玉米产量分别为18 652.66和18 125.73kg/hm~2,与PE处理差异不显著,显著高于BF_2和LD处理;BF_1和BF_3处理的甘薯产量分别为31 586.16和29 933.48kg/hm~2,与PE处理差异不显著,显著高于LD处理。生物降解地膜应用在鲜食玉米和甘薯上的经济效益均高于LD,不及PE地膜,其效益从高到低依次为BF_1BF_3BF_2。综合经济和生态效益分析,在北京的鲜食玉米和甘薯生产上应优先选用BF_1,通过应用生物降解地膜逐渐替代PE地膜,实现地膜应用的无污染。     

新疆加工番茄应用PBAT全生物降解地膜可行性

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降解性能及在新疆加工番茄上的应用效果，设置3种PBAT生物降解地膜、普通聚乙烯塑料（PE）地膜和露地种植（不覆膜）共5个处理，在新疆昌吉市加工番茄主要种植区开展生物降解膜应用试验，系统分析了生物降解地膜的降解性能及其对加工番茄土壤温湿度、产量、品质性状的影响。结果表明：山东天野生物降解地膜在覆膜50 d左右开始降解，山东清田和蓝山屯河生物降解地膜在覆膜65 d左右开始降解，在加工番茄收获期降解面积达到60%，收获后的10月上旬埋土部分基本降解。蓝山屯河、山东天野和山东清田3种生物降解地膜在机械覆膜过程中未出现断裂和粘连，能够满足新疆加工番茄生产过程中机械覆膜要求。与传统PE地膜相比，PBAT地膜开始破裂之前日平均土壤温度比PE膜处理低0.81℃，但两者比露地处理分别高1.13℃和1.94℃，说明PBAT地膜在开裂之前土壤保温性能较好，与PE地膜保温效果相当。山东清田生物降解地膜透湿率为210 g·m^-2·24 h^-1，高于蓝山屯河和山东天野生物降解地膜的透湿率，远低于全生物降解地膜国家标准。与PE地膜处理相比，山东清田生物降解地膜处理增产6.0%，蓝山屯河生物降解地膜处理增产2.4%，二者加工番茄产量差异不显著（P>0.05），山东天野生物降解地膜处理加工番茄减产13.3%。蓝山屯河和山东清田2种生物降解地膜覆盖番茄产量、产值和纯利润与PE地膜持平，无明显差异。研究表明，全生物降解地膜在新疆加工番茄生产中是经济可行的。     

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜对土壤酶活性的影响

【目的】 研究聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)生物降解膜对土壤酶活性的影响,为PBAT生物降解膜替代PE地膜提供理论参考。【方法】 以铺覆传统PE膜为对照,通过脲酶、淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶活性测定解析铺覆PBAT生物降解膜对土壤代谢活性的影响。【结果】 同种作物铺覆PBAT生物降解膜与PE膜之间,脲酶、淀粉酶、β-葡萄糖苷酶、芳基硫酸酯酶活性无显著差异(P>0.05),而且不同作物(除棉花外)之间土壤酶活也无显著差异(P>0.05),部分土壤酶活性与速效钾、速效磷呈显著相关性(P<0.05)。【结论】 PE膜和PBAT生物降解膜对土壤酶活性的影响无显著差异。     

降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响

为探讨降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响,选取3种氧化-生物双降解地膜[天壮1号(T-1)、天壮2号(T-2)、天壮3号(T-3)]及一种新型生物降解地膜(HS),以PE普通地膜为对照,通过测定棉田降解地膜的降解情况及土壤水热,计算其棉田耗水及土壤生长度日,筛选适宜南疆棉田生产的降解地膜。结果表明:在棉花进入吐絮期时,T-3和HS的降解率达88.6%和58.7%,而T-1和T-2仅为15.9%和13.4%。不同降解地膜对棉田的水热状况也存在一定影响,对于生育期总耗水量而言,T-3和PE的耗水量较大,为688.6 mm和690.7 mm,但T-3的耗水模数明显高于PE处理。在土壤生长度日上,4种降解地膜在棉花全生育期土壤生长度日均低于PE地膜,其中T-3和HS的土壤生长度日比PE地膜低了294.3℃·d和222.8℃·d。在棉花产量和水分利用效率上,T-1比PE高6.2%和7.2%,HS明显低于PE地膜,但T-3和PE地膜差异不大。综上,T-1和T-2增温保墒效果好,产量较高,但降解效果差。T-3降解速度较好,增温保墒的性能低于PE地膜,但能够满足作物对温度和水分的需求,使棉花产量和水分利用效率接近PE地膜。因此,在南疆棉田降解地膜T-3替代PE地膜应用于棉花生产具有一定的可行性。     

两种新型生物降解地膜对番茄生长及土壤微生物、酶活性的影响

为进一步推动生物降解地膜在实际生产中的应用,本试验以番茄(甜脆脆)为材料,以聚乙烯地膜(PE)为对照,研究PBAT/PLA木质素生物降解地膜(MZS)、PBAT/PLA腐殖酸生物降解地膜(FZS)覆盖对土壤微生物群落结构多样性、土壤酶活性及番茄生长的影响。结果表明：不同地膜覆盖下土壤微生物相对丰度有所差异,覆盖MZS地膜后土壤真菌Chytridiomycota的相对丰度高于覆盖PE和FZS地膜,覆盖FZS地膜后土壤真菌Ascomycota和细菌Verrucomicrobiota、Bacteroidota的相对丰度高于覆盖PE和MZS地膜;覆盖FZS和MZS地膜土壤蔗糖酶活性显著高于覆盖PE地膜;相较于覆盖PE和MZS地膜,覆盖FZS地膜番茄茎粗分别显著增加5.99%和3.14%。以上表明,不同地膜覆盖会改变土壤微生物群落结构,影响土壤酶活性及番茄生长,其中覆盖FZS地膜可以有效促进番茄生长发育。     

生物降解地膜对玉米生长的影响及其田间降解状况

生物降解地膜可以有效解决白色污染问题，本试验观察生物降解地膜在田间的降解状况及作物的生长，研究了它对玉米生长的影响。结果表明：生物降解地膜从地膜边缘开始降解，由小孔洞逐渐大块裂开，到作物收获时．暴露在地表的地膜全部降解，而埋土部分和根系周围降解缓慢；玉米苗期和拔节期用降解地膜覆盖土壤贮水量可以比裸地增加3倍和1倍，保墒效果较好。抽雄期后土壤贮水量降低到播种期贮水量之下，保墒作用越来越弱；玉米生育前期。生物降解地膜可以提高地温0．41～0．9℃，到中后期增温作用不明显；生物降解地膜覆盖使玉米提前10d成熟并增加了产量．但与普通膜相比差异不显著。     

山西旱作区不同类型地膜对谷子产量影响及降解性能研究

为了研究山西旱作区不同类型地膜对谷子产量影响及其降解性能,在山西省朔州市布置地膜覆盖试验,设4个处理[普通地膜（PE）、PLA/PBAT复合型降解地膜（PP）、PBAT全生物降解地膜（PB）、不覆膜（LD）]。结果表明：与不覆膜相比,地膜覆盖使谷子产量平均增长32.6%,但覆膜处理间差异不显著。随着覆盖时间的增加,2种可降解地膜水蒸气透过量显著增加,表现为PB膜>PP膜>PE膜。力学性能（拉伸强度、撕裂强度和断裂标称应变）显著下降,表现为PE膜>PP膜>PB膜,微观形态和化学结构变化显著,普通地膜变化不明显,微观表面粗糙度表现为PB膜>PP膜>PE膜。PB膜在保障谷子产量的同时降解效果最佳,农田残留最少,覆膜150 d后降解率达到74.8%,降解残片以<2 cm²和2~5 cm²的中小规格为主。从谷子产量、地膜物理性能、化学结构和降解残留度等方面综合评价,PBAT全生物降解地膜在确保谷子产量的同时具有良好的降解效果,可作为PE膜的替代品应用于晋北地区旱地谷子生产中。     

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯生物降解膜对土壤氨氧化和反硝化微生物变化的影响

【目的】研究聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(Poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)生物降解膜对土壤理化性质及氮循环相关微生物的影响。【方法】以铺覆PE膜为对照,利用实时荧光定量PCR和末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术解析铺覆PBAT生物降解膜中土壤氮循环相关微生物的数量和群落多样性。【结果】同种作物(除棉花外)铺覆PE膜和PBAT生物降解膜土壤理化性质差异不显著。同种作物铺覆PBAT生物降解膜与PE膜之间,AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度无显著差异,而不同作物对AOA-amoA、AOB-amoA及nosZ基因丰度的影响较为明显。【结论】PE膜和PBAT生物降解膜对土壤理化性质及氮循环微生物的影响差异不显著, PBAT生物降解膜可以作为PE膜的替代品以解决PE膜造成的白色污染。     

高强度地膜应用对棉花生产及地膜回收的影响

为探讨高强度地膜对棉花生产和地膜回收的影响,于2020年在新疆维吾尔自治区阿拉尔市棉花地对4种不同配方的高强度PE地膜和1种传统PE地膜进行实地测试,统计分析不同地膜覆盖棉花的种植及生产性状,并对使用后的残留地膜进行回收。结果表明：高强度地膜能够明显提高棉田0~5 cm土层的土壤温度,且其透湿量为20.7~35.7 g·m^-2·d^-1,显著低于传统PE地膜,具有良好的增温保墒功能。高强度地膜覆盖显著增加了棉花出苗率和真叶长出率（P<0.05）,较传统PE地膜更利于棉花的生长和产量的提高,增产率为3.1%~4.7%。除此之外,高强度地膜在使用前后拉伸负荷和断裂标称应变指数整体上均高于传统PE地膜,更有利于地膜的回收,一次性机械加人工回收率高于83%,具有较高的经济效益。研究表明：高强度地膜在新疆棉田具有较好的增温保墒作用,较传统地膜更利于棉花的生长和发育,且回收效率和回收后的残膜再利用率均较高,具有很好的综合效益,但高强度地膜在更广泛区域和作物上的应用仍需进一步评估和确认。     

基于降解地膜覆盖的新疆棉花生长发育及效益分析

为研究降解地膜降解进程及其对新疆南部棉花生长发育、产量和经济效益的影响,在新疆阿克苏以普通地膜（PE）为对照,进行T1、T2、T3（氧化-生物双降解生态地膜）、HS（生物分解地膜）4种可降解地膜覆盖棉田试验。结果表明,T1、T2、T3、HS诱导期分别为71、67、57、52 d,降解速率T3 > HS > T2 > T1。在棉花关键生育时期,T1和PE的棉花株高与其他可降解地膜差异显著,蕾数、铃数、花数、果枝数差异不显著。PE和T1棉花快速增长期较长,PE干物质积累量比T1少4.71%;而PE比T2、T3、HS高20.62%、5.03%、27.33%。单株结铃数表现为PE > T1 > T3 > T2 > HS;与PE籽棉产量相比,HS显著减产30.26%,其他处理与PE差异不显著。研究表明,T1覆盖的棉花干物质积累量、籽棉产量等效果与PE相当,增收5.81%,降解速率慢;T3覆盖效果与PE无显著差异,减收7.97%,降解速率比T1快。综合经济效益与生态效益,T3更适宜在新疆南部棉田覆盖。     

PBAT地膜降解菌的筛选及其降解特性研究

为了得到能够高效降解聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)地膜的菌种资源,以PBAT塑料地膜为主要研究对象,从长期存在塑料的环境中分离筛选塑料降解菌,共得到6株潜在PBAT塑料降解菌,通过对PBAT降解性能进行测定,筛选出两株高效的PBAT降解菌株Pseudomonas sp.RD1-3和Pseudomonas sp.N1-2。在28℃条件下降解8周后,菌株RD1-3和N1-2对PBAT的降解率分别为6.88%±0.06%和6.49%±0.01%。两株菌能使PBAT塑料膜片的表面粗糙程度增加并出现大量沟壑、坑洞及褶皱。此外,两菌株降低了PBAT塑料膜片表面的疏水性,同时向膜片稳定的化学结构中引入—C≡N、—C=C—以及—OH等新的极性官能团。研究初步认定菌株RD1-3以及N1-2对PBAT均具有较好的降解能力。     

地膜降解与土壤温度和含水量的关系及其对棉花产量的影响

为研究膜下滴灌棉田覆用降解地膜的保温保墒效果,通过田间试验,设DM1(普通聚乙烯地膜)、DM2(低降解率地膜)、DM3(中等程度降解率地膜)、DM4(高降解率地膜)4个覆膜处理,对各处理的地膜降解率、地温、土壤含水量、棉花产量进行调查测试,分析地膜不同降解率与土壤温度、含水量的相关关系。结果表明:棉花各生育期地膜降解率与产量呈负相关关系;地膜降解率与土壤温度呈线性负相关关系,其相关性在花期、花铃期、盛铃期达到极显著水平(P0.01),其相关系数在盛铃期达到0.924 9的最高值;地膜降解率与土壤含水量亦呈线性负相关关系,其相关性在各生育期均达显著水平(P0.05),其相关系数的大小顺序是:花铃期(0.980 2)盛铃期(0.978 9)花期(0.771 2)苗期(0.703 4)蕾期(0.695 6)。说明,地膜不同降解率对棉花产量影响显著,地膜降解率与棉田土壤温度、土壤含水量呈线性负相关关系,且地膜降解率高低对盛铃期地温影响最大,对花铃期土壤保墒作用调控最强。为实现环境和产量的双赢目标,在生产中选择适宜降解率的降解地膜十分必要。     

全生物可降解地膜覆盖大蒜应用效果评价

为评价全生物可降解地膜覆盖大蒜的农田适用性及推广可行性,以裸地(CK₁)和2种PE地膜(CK₂、CK₃)作对照,研究0.006 mm(A)、0.008 mm(B)、0.01 mm(C)和0.01 mm(D)4种全生物可降解地膜的增温、保墒、降解等性能,及对秋播大蒜生长发育的影响。结果发现,参试4种全生物可降解地膜的诱导期长短顺序为D>C>B/A,功能期在210~140 d不等;地膜C和D能满足鲁南地区秋播大蒜对地膜功能期不低于180 d的要求。覆盖PE地膜处理的土壤含水量大于覆盖全生物可降解地膜的处理,且同种类型的地膜厚度越大保墒效果越好。土壤积温按照CK₃、D、C、B、A、CK₂、CK₁的顺序降低。与裸地处理相比,覆膜处理根系数量增加约30%,蒜头产量提高28.06%~34.69%,但覆膜处理间差异不显著。覆盖全生物可降解地膜的处理大蒜抽薹期比覆盖PE地膜晚2~3 d。以上结果表明,全生物可降解地膜的增温、保墒及对大蒜生长发育的促进作用与普通PE地膜相当,可以作为替代普通PE地膜解决蒜田地膜污染的有效措施。     

降解地膜降解后对土壤增温保墒及棉花生长的影响

【目的】 研究氧化-生物双降解地膜的降解效果及对土壤增温保墒性能、棉花产量的影响,为棉花生产筛选出合适的氧化-生物双降解地膜。【方法】 田间对比试验,设4个处理,TZ1、TZ2、TZ3 处理为降解地膜处理,CK为普通地膜处理。【结果】 在棉花整个生育期CK处理未发生降解。而各3种氧化-生物双降解地膜的降解速度和降解程度均不同。在铺设33 d时几乎没有发生降解,在铺膜后约105 d TZ1处理地膜已完全降解成碎末;收获时TZ2降解率为56.7%~66.2%,而TZ3降解率不足5%;3种氧化-生物双降解地膜中,当TZ1完全降解时所需时间为100 d。使用氧化-生物双降解地膜的棉花产量与常规膜无显著差异;在棉花不同生育期,各处理茎粗无显著差异,但6月TZ1、TZ2处理棉花株高显著低于TZ3处理;膜下0~10 cm处,土壤增温保墒能力顺序为:CK＞TZ3＞TZ2＞TZ1。【结论】 氧化-生物双降解地膜过早降解显著降低土壤温度、土壤水分,但对棉花产量无显著影响。降解地膜降解的彻底性和降解时间的可控性仍有较大提升空间。     

生物全降解地膜的降解过程及其对玉米生长的影响

生物全降解地膜可以有效解决白色污染问题,试验研究了生物全降解地膜的降解过程及其对玉米生长的影响.结果表明:生物全降解地膜的降解过程由破孔出现开始,然后逐渐变大并出现裂口,到作物收获时,暴露在地表的地膜大量破碎成小块;扫描电子显微镜(SEM)观察表明:田间降解170 d后,生物全降解降解地膜表面开始出现大小不等的孔洞;生物全降解地膜在玉米生长前期保温、保水的效果显著,到中后期增温作用不明显;覆盖生物全降解地膜具有极显著增产效果,与普通地膜之间差异不显著.