新型环保可降解生物地膜降解速率研究

摘要 通过田间填埋试验法，对Nature M.T环保地膜的降解特性进行了研究。结果表明：田间填埋60 d后，Nature M.T环保地膜的降解率达37.77%，常规聚乙烯农膜的降解率仅为1.02%，可见，Nature M.T环保地膜比常规聚乙烯地膜更容易降解。本研究为Nature M.T环保地膜在果蔬上的推广应用提供了实践依据。

关键词 Nature M.T环保地膜；生物地膜；可降解地膜；降解速率

中图分类号 X592 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）18-0147-01

农业上，农用地膜应用很广。由于农用薄膜分子量大、性能稳定，能够在自然条件下在土壤中长期存留，降解时间长达200～300年，造成大量的“白色污染”。生物可降解材料能被微生物或酶分解，最终代谢成CO2和H2O，不会引起环境污染，并且能够克服对石油原料的依赖，因此生物可降解塑料替代材料的研发与应用是解决“白色污染”行之有效的举措[1-2]。为了解决农膜大规模应用导致的环境污染问题，近几十年来，许多学者对此进行了大量研究，成功研制出多种新型可降解塑料来代替传统的塑料地膜[3-5]。

清炀科技股份有限公司所生产的Nature M.T环保地膜，其原材料是公司研发团队通过大量多次试验论证对聚乳酸进行生物改性，使其具有延展性、柔韧性、耐温性，于2012年成功研制出新型可完全生物降解材料母粒，目前已可全面取代市面上所使用的传统石化塑料，此产品获多项技术专利，并通过SGS等国内外权威检测机构的认证和检测。由该母粒制成的产品可取代传统塑料制品，达到无毒害、无重金属、无塑化剂等的环保100%生物可全降解新材料。海峡现代农业研究院有限公司与台湾群力管理顾问有限公司联合引进清炀科技公司的环保可分解聚利膜技术在大陆生产及推广应用。

本研究通过土壤填埋方式研究环保地膜降解性能，从生物降解过程中的地膜重量的减少量和降解率等方面探讨了Nature M.T环保地膜的降解特性，为Nature M.T环保地膜在蔬菜种植中的推广应用提供实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验概况

田间试验设在漳州长泰县陈巷镇西湖村群力果蔬基地。土壤理化特性：pH值6.30，有机质30.5g/kg，全氮2.85 g/kg，全磷3.11 g/kg，全钾8.15 g/kg，碱解氮100.51 mg/kg，速效磷98.15 mg/kg，速效钾358.35 mg/kg。

试验材料：番茄品种为农科180；供试地膜为Nature M.T环保地膜（产地：厦门）、国产常规聚乙烯地膜。

1.2 试验设计

试验设2个处理，即每种地膜为一个处理，以国产常规聚乙烯地膜为对照（CK）。3次重复。田间农事操作同当地番茄生产。

1.3 试验方法

土壤采自群力果蔬基地，土样采集完后，风干、磨碎过5 mm筛，备用。

2015年8月，番茄苗移栽后20 d，将地膜剪成50 mm×50 mm大小的方块，取约1 g地膜与1 kg土壤混匀，装于填埋箱中。田间填埋箱的规格为210 mm×140 mm×100 mm，底部和四周为80目的不锈钢丝网，顶部为30目的不锈钢丝网。每种地膜处理15个箱，填埋箱装好后置于种植的两畦番茄之间的垄上土壤表层。

1.4 取样及指标测定

填埋前，称取地膜的重量，于填埋后15、30、45、60 d各取3个填埋箱进行相关测定。降解速率测定：主要测定田间地膜重量损失，计算公式如下：

降解率（%）=（降解前重量-降解后重量）/降解前重量×100

1.5 数据分析

采用DPS 7.05统计软件进行数据显著差异性检验。

2 结果与分析

测定填埋地膜的失重情况来衡量地膜在土壤中的降解特性。由表1可知，与常规聚乙烯地膜相比，Nature M.T环保地膜在土壤中具有良好的可降解特性。随着填埋时间的延长，Nature M.T环保地膜的降解效果越明显，填埋于土壤中60 d后，重量由原来的平均0.999 0 g下降到0.621 7 g，平均降解率达到37.77%。填埋于土壤中60 d后，常规聚乙烯地膜的重量变化不明显，平均降解率仅为1.02%。

3 结论与讨论

可降解地膜的评价方法包括降解生成物的积存量降解过程中氧的消耗量和二氧化碳的生成量等[6-7]。本研究采用测定地膜的失重量来衡量地膜在土壤中的降解性能，随填埋时间的延长，Nature M.T环保地膜重量不断减轻，到达60 d时，地膜的平均降解率达到37.77%，这与张晓海等[8]、王朝云等[9]的研究结果类似。与Nature M.T环保地膜相比，常规聚乙烯地膜的重量变化很小，几乎不能降解。通过本研究发现，Nature M.T环保地膜是一种值得推广的农膜，其降解机理还有待进一步研究。

4 参考文献

[1] 张文群，金维续.降解膜残片与土壤耕层水分运动[J].土壤肥料，1994（3）：12-15.

[2] 李培夫.我国降解农膜的研制现状及应用前景[J].新疆农垦科技，1995（6）：24-25.

[3] 袁俊霞.农用残膜的污染与防治[J].农业环境与发展，2003，20（1）：3l-32.

[4] 高怀友，赵玉杰.西部地区农业面源污染现状与对策研究[J].中国生态农业学报，2003，11（3）：184-186.

[5] 许香春，王朝云.国内外地膜覆盖栽培现状及展望[J].中国麻业科学，2006，28（1）：6-11.

[6] STROTMANN U，REUSCHENBACH P，SCHWARZ H，et al.Develop-ment and evaluation of an online CO2 evolution test and a multicom-ponent biodegradation test system[J].Applied and Environmental Micro-biolog，2004，70（8）：4621-4628.

[7] TSUJI H，SUZUYOSHI K，TEZUKA Y，et al.Environmental degradation of biodegradable Polyesters：3.effects of alikali treatment on biodegra-dation of Poly（?-caprolactone）and Poly（R）-3-hydroxybutyrate films in controlled soil [J].Journal of Polymers and the Environment，2003，11（2）：57-65.

[8] 张晓海，陈建军，杨志新.Biolice可降解地膜降解速率及其产物研究[J].云南农业大学学报，2013，28（4）：540-544.

[9] 王朝云，许香春，易永健，等.麻地膜降解对土壤性质和作物产量影响的研究[J].农业环境科学学报，2011，30（1）：82-94.