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全生物降解地膜覆盖对旱地土壤水分状况及春小麦产量和水分利用效率的影响

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作物学报 2020年第12期46卷 1933-1944页

作者：马明生郭贤仕柳燕兰甘肃省农业科学院旱地农业研究所/甘肃省旱作区水资源高效利用重点实验室甘肃兰州730070

为探明西北黄土高原半干旱区全生物降解地膜覆盖种植的生态学效应及对春小麦生产的影响,寻求绿色、高效、可持续的覆盖种植方式,以传统裸地穴播(CK)为对照,于2015—2018年系统研究了全生物降解地膜全膜覆土穴播(BM)与普通聚乙烯地膜全... 详细信息

为探明西北黄土高原半干旱区全生物降解地膜覆盖种植的生态学效应及对春小麦生产的影响,寻求绿色、高效、可持续的覆盖种植方式,以传统裸地穴播(CK)为对照,于2015—2018年系统研究了全生物降解地膜全膜覆土穴播(BM)与普通聚乙烯地膜全膜覆土穴播(PM)的土壤水分效应、休闲效率及其对春小麦产量和水分利用效率的影响。结果表明:BM和PM均显著提高了春小麦各生育时期0~200 cm土层贮水量和农田休闲效率, BM与PM差异不显著。2015—2018年BM贮水量分别较CK增加了9.5、14.2、25.0和39.0 mm,定位连作4年收获时, 0~200 cm土层PM、BM、CK贮水量分别为347.5、345.5和320.0 mm。BM和PM降雨休闲效率分别较CK提高39.63%和43.98%。BM在小麦出苗率、有效穗数与成穗率方面与PM基本相当,显著高于CK。旱年BM出苗数量较CK提高15.87%,有效穗数除2015年外,其余年份平均提高14.70%,成穗率4年平均提高3.08%。BM在干物质积累总量与PM基本相同的情况下,花前干物质积累量略低于PM,但提高了花后干物质积累量,这更有助于籽粒灌浆和产量形成,二者各生育时期干物质积累量均显著高于CK。PM、BM、CK 4年平均耗水量分别为287.46、289.76和276.06 mm, BM较PM增加了棵间蒸发耗水。BM和PM4年分别平均较CK增产48.07%和54.95%,水分利用效率提高了46.08%和56.07%,BM与PM差异不显著。全生物降解地膜在土壤水分效应、小麦产量效应方面与PE地膜无显著差异,可应用于旱地春小麦全膜覆土穴播栽培技术中,为旱地小麦绿色高效生产提供技术支撑。

关键词：全生物降解地膜旱地春小麦水分效应产量水分利用效率

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全生物降解地膜人工老化测试方法研究

塑料工业 2022年第12期50卷 99-102页

作者：罗峻胡剑灿王波广州纤维产品检测研究院广东广州510220 太原科技大学化学与生物工程学院山西太原030024

为推动全生物降解地膜的广泛推广应用,以聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为研究对象,研究了不同老化光源、不同老化时间对PBAT全生物降解地膜断裂强力的影响。结合地膜在新疆库尔勒地区棉花大田自然老化实验数据,选择了紫外... 详细信息

为推动全生物降解地膜的广泛推广应用,以聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)为研究对象,研究了不同老化光源、不同老化时间对PBAT全生物降解地膜断裂强力的影响。结合地膜在新疆库尔勒地区棉花大田自然老化实验数据,选择了紫外光作为地膜人工加速老化试验的光源。进一步研究了PBAT地膜紫外老化的力学性能变化,结合大田自然老化的结果,确定了满足棉花大田要求的PBAT地膜在紫外老化后的断裂强力应大于3.3 N。建立的紫外加速老化方法可以为地膜样品在大田自然老化实验前进行快速的初步筛选,促进全生物降解地膜的研发应用。

关键词：全生物降解地膜人工老化大田试验断裂强力初筛

全生物降解地膜对南疆甜菜产量及土壤理化性质的影响

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环境工程技术学报 2020年第1期10卷 105-111页

作者：王斌万艳芳王金鑫孙九胜槐国龙崔磊孙晨新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所

为研究全生物降解地膜对南疆农业生产中甜菜产量及土壤理化性质的影响,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)型聚酯全生物降解地膜(简称降解膜)为处理、普通聚乙烯(PE)地膜为对照,分析降解膜对甜菜试验区土壤温度、含水率、养分以及甜... 详细信息

为研究全生物降解地膜对南疆农业生产中甜菜产量及土壤理化性质的影响,采用聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)型聚酯全生物降解地膜(简称降解膜)为处理、普通聚乙烯(PE)地膜为对照,分析降解膜对甜菜试验区土壤温度、含水率、养分以及甜菜产量等的影响。结果显示:降解膜的破损率随甜菜生育进程表现为甜菜生长期(6—8月)较小(4.5%~12.8%),收获期(10月)显著增大(45.8%);降解膜处理的甜菜出苗率、生育进程、生物量(包括地下部分、地上部分及整株)、糖分含量及产量与PE地膜均无显著差异;甜菜生育期(6—10月),降解膜处理与PE地膜在膜下5、15和25 cm土壤的平均温度与含水率变化趋势基本一致,其中膜下5、15和25 cm土壤平均温度差异不显著,而土壤平均含水率均为降解膜处理小于PE地膜,其中15 cm处降解膜处理土壤的平均含水率显著小于PE地膜;甜菜生育期,降解膜处理和PE地膜的0~20和20~40 cm土壤速效氮、速效磷、速效钾和总盐浓度、土壤pH间差异均不显著。

关键词：甜菜全生物降解地膜产量土壤理化性质南疆

全生物降解地膜对南疆花生产量及土壤理化性质的影响

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花生学报 2019年第2期48卷 38-43,56页

作者：王斌万艳芳王金鑫孙九胜槐国龙吕彩霞崔磊新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所

为研究全生物降解地膜覆盖对南疆花生产量及土壤理化性质的影响,采用PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)型聚酯全生物降解地膜(简称:降解膜)覆盖为处理、普通聚乙烯PE地膜覆盖为对照(CK),分析降解膜覆盖对花生试验区土壤温度、水分、养分... 详细信息

为研究全生物降解地膜覆盖对南疆花生产量及土壤理化性质的影响,采用PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)型聚酯全生物降解地膜(简称:降解膜)覆盖为处理、普通聚乙烯PE地膜覆盖为对照(CK),分析降解膜覆盖对花生试验区土壤温度、水分、养分及产量等相关指标的影响.结果显示:①降解膜的破损率随花生生育进程表现为6-8月较小(3%~14%),到10月收获期显著增大(29%).②降解膜处理的花生产量与CK无显著差异.③花生生育期内,降解膜覆盖0~30 cm平均土壤温度较CK高0.35℃,其中,膜下5cm、15cm和25cm分别较CK高0.38℃、0.39℃和0.27℃,但两处理间的平均土壤温度差异均不显著.降解膜覆盖0~30 cm平均土壤含水率较CK高2.08%,其中,膜下5 cm和25 cm分别较CK高3.39%和4.74%(p降解膜覆盖对花生不同生育时期(6月和10月)、不同土层(0~20 cm和20~40cm)的土壤速效氮磷钾养分、盐分、土壤容重以及土壤pH均无显著影响.因此,本研究认为,全生物降解地膜替代普通PE地膜应用于南疆花生栽培生产是可行的.

关键词：花生全生物降解地膜产量土壤理化性质

全生物降解地膜覆盖对烟草生长及土壤理化性质的影响

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 36-41页

作者：李信靳拓成志军杨磊彭可为杨友才陈武湖南农业大学农学院湖南长沙410128 湖南农业大学植物保护学院湖南长沙410128 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125 湖南中烟工业责任有限公司原料采购中心湖南长沙410019

以烟草品种CS80为材料,选用4种全生物降解地膜(T1、T2、T3、T4),以聚乙烯(PE)地膜作对照(CK),2022年3月8日覆膜,25日移栽烟苗,用相机定点拍照,记录地膜的降解特性,GPS温度记录仪连续测定10 cm土层温度;于烟苗移栽后45 d测定烟草的株高... 详细信息

以烟草品种CS80为材料,选用4种全生物降解地膜(T1、T2、T3、T4),以聚乙烯(PE)地膜作对照(CK),2022年3月8日覆膜,25日移栽烟苗,用相机定点拍照,记录地膜的降解特性,GPS温度记录仪连续测定10 cm土层温度;于烟苗移栽后45 d测定烟草的株高、茎围、最大叶叶长、最大叶叶宽、节距和叶片数,分别于移栽后45 d和105 d测定土壤的pH,有机质、总氮、总磷、总钾和有效磷含量,脲酶、蔗糖酶和β-葡萄糖苷酶活性,分析全生物降解地膜的降解特点及地膜覆盖对烟草生长和土壤理化性质的影响。结果表明:T1于覆膜后第70天开始降解,降解最快,T3于覆膜后第85天才开始降解,降解最慢;覆膜结束后,4种全生物降解地膜降解等级均达到5级以上,增温、保墒效果均与PE地膜相近;与CK相比,移栽后第45天,T2、T3和T4覆盖能够提高烟株的株高、最大叶叶长和最大叶叶面积;T2的产量较CK增加0.8%,T1、T3和T4处理的产量分别较CK减少41.6%、25.5%和5.9%;T1和T4覆盖的产值较CK增加8.7%和6.6%,T1和T3覆盖较CK减少37.6%和17.6%;覆盖T2和T3降低了土壤的有机质、总氮、有效磷含量以及土壤脲酶和β-葡萄糖苷酶活性,提高了总钾含量及蔗糖酶活性。综上,T2覆盖的烟株的农艺性状、产量和产值均优于其他处理,具有替代PE膜的潜力。

关键词：烟草全生物降解地膜产量土壤理化性质

全生物降解地膜对土壤微生态及辣椒农艺性状的比较研究

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全生物降解地膜对土壤微生态及辣椒农艺性状的比较研究

作者：李玲湖南农业大学

学位级别：硕士

为了比较不同全生物降解地膜的降解特征,以及它们对土壤温度、土壤理化性质、土壤微生物多样性和辣椒农艺性状等的影响,本论文于2021年在湖南农业大学东沙古井试验基地开展了大田试验,试验设置3种PBAT+PLA地膜、2种PPC地膜(黑色和棕色)... 详细信息

为了比较不同全生物降解地膜的降解特征,以及它们对土壤温度、土壤理化性质、土壤微生物多样性和辣椒农艺性状等的影响,本论文于2021年在湖南农业大学东沙古井试验基地开展了大田试验,试验设置3种PBAT+PLA地膜、2种PPC地膜(黑色和棕色)和1种PE膜,以及不覆盖和覆草共8个处理,每处理3次重复。试验结果及分析如下:(1)5种全生物降解地膜的降解特征各异。供试降解膜中PPC-BR在覆膜第21天进入诱导期,PBAT+PLA类降解膜和PPC-BK在覆膜后第40-64天进入诱导期,而PE膜在覆盖100天后才出现细小裂纹,降解强度不明显。覆膜后第100天,PPC膜进入破裂期,已达到地面50%-75%无肉眼可见地膜,PBAT+PLA类全生物降解膜进入大裂期,而PE膜仍处于诱导期。(2)不同地膜覆盖显著改变了土壤理化性质。在覆膜前期,全生物降解地膜对土壤温度的影响与PE膜有相同的变化趋势;在覆膜中期,全生物降解地膜覆盖在晚上保持较高的土壤温度,缩小土壤温度变化范围;在覆膜后期,全生物降解膜伴随着不同程度的降解,保温保墒性能降低,导致土壤温度相对低于PE膜覆盖处理,但仍然高于不覆盖处理。不同地膜覆盖对土壤酶活性也有较大影响,PBAT+PLA类地膜的β-葡萄糖苷酶活性呈上升趋势,其他处理呈先增高后降低的趋势。覆盖全生物降解膜和PE膜的土壤脲酶活性呈现先降低后升高的变化趋势。此外,研究还发现覆盖地膜显著提高了土壤p H,且与土壤有效磷含量呈负相关,除PP-SH处理外,覆盖降解膜的土壤有机质含量呈下降趋势。(3)不同地膜覆盖改变了土壤细菌群落结构和多样性。在门水平上,PE膜处理的变形菌门丰度高于全生物降解膜覆盖处理,奇古菌门和厚壁菌门丰度增加明显(6月份)。在属水平上,全生物降解膜覆盖与PE覆盖处理相比,PP-SH处理中假单胞菌、亚硝化螺菌属和链霉菌属多样性显著增高,PPC-BK和PPC-BR覆盖处理中乳杆菌属和GP16的丰度显著增高。土壤群落结构分析中,结果表明不同覆盖条件对土壤细菌群落构成的影响不显著。各处理的生态网络结构稳定性、复杂性与土壤细菌群落的多样性、组成和结构的结果相同,均为逐渐下降的趋势,但被证明有降解PE等聚合物功能的鞘脂单胞菌属、芽孢杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属和诺卡氏菌属等细菌更多的存在于全生物降解膜覆盖处理的土壤中。分析结果还发现土壤中p H、含水量、脲酶活和蔗糖酶活显著影响细菌群落多样性。(4)不同处理对辣椒株高和茎直径无显著影响,但对辣椒产量有显著影响。全生物降解地膜覆盖处理的株高和茎直径比PE膜略高,但产量明显提高,其中PP-JL全生物降解膜的增幅最大。所有覆膜处理的辣椒产量均显著高于不覆盖和覆草处理。

关键词：全生物降解地膜降解强度土壤理化性质微生物多样性

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全生物降解地膜对植物生长和土壤性质的影响

全生物降解地膜对植物生长和土壤性质的影响

作者：闵文豪西南大学

学位级别：硕士

地膜覆盖技术通过保水、保墒、抑制杂草、提高温度等作用,显著提高了粮食作物产量和水分利用效率,但由于常用的地膜材料为不可降解的聚乙烯材料,其残膜在耕地积累导致土壤功能退化,这已成为农业可持续发展的一大挑战。研究表明,全生物... 详细信息

地膜覆盖技术通过保水、保墒、抑制杂草、提高温度等作用,显著提高了粮食作物产量和水分利用效率,但由于常用的地膜材料为不可降解的聚乙烯材料,其残膜在耕地积累导致土壤功能退化,这已成为农业可持续发展的一大挑战。研究表明,全生物降解地膜是解决白色污染问题的有效途径之一,但其对土壤-植物系统的影响尚不清楚。本研究采用盆栽试验,研究了来自国内3家企业主要成分为己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)+聚乳酸(PLA)的全生物降解地膜原料颗粒(X、S和H)在不同用量(2.5、10和40 g·kg)时对土壤性质和小麦(Triticum aestivum L.)生长、养分转运吸收影响;以不加地膜(CK)和PE膜为对照,研究了来自国内5家企业(X、S、Q、H和J)主要成分为PLA+PBAT的生物降解地膜碎片在不同用量(2.5和10 g·kg)时对土壤性质和黑麦草(Lolium perenne L.)生长、叶绿素含量和养分吸收转运的影响。在此基础上,分析了全生物降解地膜碎片后土壤邻苯二甲酸酯类物质(PAEs)的残留量状况,以期为全生物降解地膜大面积应用的安全性评价提供依据。结果表明:(1)全生物降解地膜原料颗粒可显著提高土壤p H,但对土壤有机质含量影响不显著,H地膜颗粒中高用量和S地膜颗粒低中用量时对土壤硝化作用及土壤氮的有效性有积极作用,而X地膜颗粒3个用量则表现为抑制作用;H地膜颗粒使土壤有效磷含量提高,S和X无显著影响;X地膜颗粒使土壤有效钾含量提高,S和H无显著影响。提高地膜颗粒用量使过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶的活性降低。高用量时,脲酶和蔗糖酶的活性均显著降低。对小麦生长而言,除低中用量的S处理外,其余处理均抑制小麦的生长,且随地膜颗粒用量的提高对小麦生物量抑制效果越明显,其中以X地膜颗粒的抑制作用最强。地膜颗粒低用量时促进小麦氮的吸收、高用量时抑制氮吸收,对小麦磷钾吸收均起抑制作用。3种地膜颗粒抑制氮向籽粒转运,促进磷向籽粒转运,对钾的转运影响不明显。相关分析表明,小麦生物量是影响小麦养分积累量的主要因素。(2)PE和全生物降解地膜碎片提高土壤p H值和无机氮、有效磷、有效钾含量,全生物降解地膜碎片显著提高土壤有机质含量,而PE地膜碎片对土壤有机质含量没有显著影响;PE地膜碎片降低土壤脲酶活性,全生物降解地膜碎片提高土壤脲酶活性,二者均显著提高土壤过氧化氢酶活性,对土壤蔗糖酶活性影响没有显著性差异;地膜碎片对土壤溶解性有机质(DOM)含量影响不大,但提高土壤溶解性有机质平均分子质量和苯环取代基上含有的脂肪类和酯类等非极性官能团含量,降低土壤溶解性有机质芳香化程度、疏水性组分含量和共轭双键的芳香族氨基酸含量,且溶解性有机质内源微生物活动变强但腐殖化程度变缓。对黑麦草生长而言,PE地膜碎片抑制根生长、促进茎叶生长,全生物降解地膜碎片抑制黑麦草根生长,对黑麦草茎叶生长的抑制作用因收割次数、地膜种类和地膜用量不同而异:随收割次数增加,抑制作用逐渐减弱;不同地膜中J地膜对黑麦草茎叶抑制作用最明显;同一种地膜处理对黑麦草抑制作用总表现为高用量>低用量。地膜碎片对黑麦草养分含量影响不大,相关分析表明,黑麦草生物量是影响黑麦草养分积累量的主要因素。(3)地膜碎片提高土壤邻苯二甲酸酯邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二正丁酯(Dn BP)、邻苯二甲酸二异丁酯Di BP、邻苯二甲酸二酯(DEHP)单体含量,5种单体总量值较CK提高了0.49～4.75mg·kg。相较于PE地膜,全生物降解地膜可能有更高的邻苯二甲酸酯残留风险,且随着地膜碎片用量提高,邻苯二甲酸酯的残留风险随之提高。总的来说,全生物降解地膜颗粒和碎片对植物-土壤系统有一定负面影响,影响程度因地膜颗粒或碎片的种类和用量以及暴露时间不同而异,且全生物降解地膜碎片会残留邻苯二甲酸酯单体。建议加强生物降解地膜颗粒和地膜碎片降解动态与土壤氮、磷和钾养分有效性变化、土壤微生物数量和组成、作物生长间的耦合关系研究,为全面评价全生物降解地膜的环境影响提供依据。

关键词：全生物降解地膜土壤理化性质小麦黑麦草邻苯二甲酸

新疆加工番茄应用PBAT全生物降解地膜可行性

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农业资源与环境学报 2020年第4期37卷 615-622页

作者：苏海英宝哲刘勤董道瑞严昌荣雷海薛颖昊徐志宇新疆维吾尔自治区农业资源与环境保护站乌鲁木齐830049 农业农村部农业生态与资源保护总站北京100125 新疆维吾尔自治区农业农村厅乌鲁木齐830049 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业农村部农膜污染防控重点实验室北京100081

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... 详细信息

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。

关键词：全生物降解地膜加工番茄降解速度产量效益

基于文献计量分析中国全生物降解地膜研究发展态势

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中国农业大学学报 2023年第4期28卷 57-67页

作者：赵梓君何文清尹君华刘勤中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所/农业农村部农膜污染防控重点实验室北京100081 山东清田塑工有限公司山东淄博255410

为深入了解全生物降解地膜研究的发展现状、研究热点和趋势,整理并筛选了1990—2022-08CNKI数据库、万方数据库和Web of Science核心合集收录的全生物降解地膜的论文,采用文献计量学方法,结合Citespace对该领域发文量、主要发文机构和... 详细信息

为深入了解全生物降解地膜研究的发展现状、研究热点和趋势,整理并筛选了1990—2022-08CNKI数据库、万方数据库和Web of Science核心合集收录的全生物降解地膜的论文,采用文献计量学方法,结合Citespace对该领域发文量、主要发文机构和试验省份、试验作物和高引文献等进行了可视化分析。结果表明:该领域发文量呈上升趋势,2011年后发文量迅速增长;从发文机构来看,西北农林科技大学、中国农业科学院和石河子大学为主要的研究机构,在该领域发文量最高;主要试验省份集中在西北地区,涉及试验作物包括马铃薯、棉花和花生等;研究趋势主要集中在全生物降解地膜本身降解性能和对作物产量、土壤水分、水分利用率影响及其应用效果等方面。鉴于全生物降解地膜在不同地区的使用效果不同,不同配方的全生物降解地膜对作物产量影响不同,未来研究热点应是全生物降解地膜替代普通地膜进行农田应用以及不同颜色、厚度和成分的全生物降解地膜对增温保墒除草的影响。

关键词：全生物降解地膜文献计量学研究态势 Citespace 农田应用