麻纤维地膜在不同土壤水分条件下的降解特征

摘要

"白色污染"问题催生了麻纤维地膜等可降解地膜的研发,其在不同土壤水分等环境条件下的降解特征与应用前景密切相关.为此,采用盆钵埋袋试验,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)技术,分析麻纤维地膜在土壤含水量为15％、25％ 和淹水条件下的降解特征,并探讨其与土壤微生物及酶活性的关系.结果表明,麻纤维地膜的降解过程均服从Olson衰减模型(P<0.01),15％、25％ 土壤含水量和淹水条件下,其半降解时间依次为124 d,50 d和69 d.在供试土壤水分条件下,同等降解率的地膜SEM图像和FTIR图谱无明显差异.SEM图像显示,随着麻纤维地膜降解程度的加剧,其表面微观结构呈现褶皱—褶皱/裂缝—褶皱/孔洞的变化过程.依据FTIR图谱在麻纤维地膜降解率达到40％ 时(25％ 土壤水分条件下降解30 d)出现的C=O特征峰,可推断其降解过程为纤维素断链,形成具有C=O键的直链式葡萄糖.试验末期,各水分处理的麻纤维地膜降解率与土壤微生物生物量变化规律一致,说明土壤水分条件导致的土壤微生物生物量变化,可能是影响麻纤维地膜降解速率差异的原因之一.