地膜降解特征對不同土壤水分和溫度條件的響應(yīng)

高智挺 王改玲

摘要：以2種PBAT生物降解膜（生物降解膜1、生物降解膜2）和普通PE膜作為研究材料，采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)，結(jié)合掃描電鏡（SEM）和傅里葉紅外光譜（FTIR）技術(shù)，探討其在不同土壤水分和溫度條件下的降解特征。結(jié)果表明，在20%土壤含水量，20 ℃、40 ℃、20 ℃（12 h）和40 ℃（12 h）晝夜交替（20 ℃/40 ℃）3種不同土壤溫度條件下培養(yǎng)90 d，20 ℃/40 ℃土壤溫度時(shí)普通PE膜、生物降解膜1、生物降解膜2的失重率最高，分別達(dá)2.89%、11.91%、8.33%。在20 ℃土壤溫度，15%、20%、25%、30% 4種不同土壤含水量條件下，PE膜降解程度無明顯差異；生物降解膜1在土壤含水量為30%時(shí)失重率最高，為5.36%；生物降解膜2在土壤含水量為25%時(shí)失重率最高，為6.46%。依據(jù)FTIR圖，推測培養(yǎng)90 d后2種生物降解膜發(fā)生了諾里什Ⅰ型反應(yīng)，在20 ℃/40 ℃土壤溫度下2種生物降解膜烴鍵伸縮振動(dòng)明顯，代表分子鏈斷裂。SEM顯示生物降解膜降解加深的形貌特征變化趨勢符合基質(zhì)掉落—裂紋/小穿透性孔洞—大面積裂紋/大穿透性孔洞的規(guī)律。由此得出，PBAT生物降解膜的降解程度明顯高于PE膜，高溫濕潤的土壤環(huán)境有利于PBAT生物降解膜的降解。

關(guān)鍵詞：PBAT生物降解膜；土壤水分；土壤溫度；降解特征；掃描電鏡；傅里葉紅外光譜

中圖分類號：X71 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：0439-8114（2023）11-0027-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.006 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Response of degradation characteristics of films to different soil moisture

and soil temperature

GAO Zhi-ting， WANG Gai-ling

（College of Resources and Environment， Shanxi Agricultural University， Jinzhong ?030801， Shanxi， China）

Abstract： Two PBAT biodegradable films（biodegradable film 1 and biodegradable film 2） and a PE film were used as research materials， and the degradation characteristics of different films were studied by indoor culture experiment， scanning electron microscopy （SEM） and Fourier transform infrared spectrum （FTIR） under different soil moisture and different temperature culture conditions. The results showed that， when the films were cultured for 90 d under three different soil temperature conditions of 20 ℃， 40 ℃， 20 ℃ （12 h） and 40 ℃ （12 h） day and night alternation （20 ℃/40 ℃） respectively at the soil moisture content of 20%， the weight loss rates of the common PE membrane， biodegradable film 1 and biodegradable film 2 were the highest at 20 ℃/40 ℃， reaching to 2.89%， 11.91%， 8.33%， respectively. When the films were cultured for 90 d at 15%， 20%， 25% and 30% soil mositure respectively at 20 ℃， there was no significant difference in the degradation degree of PE film， while the biodegradable film 1 had the highest weight loss rate of 5.36% at 30% soil mositure， and that of the biodegradable film 2 was 6.46% at 25% soil mositure. It could be speculated that the Norrish type I reactions occurred in the two biodegradable films after 90 d of culture based on the FTIR. The expansion vibration of the two biodegradable films was obvious at 20 ℃/40 ℃， representing the molecular strand fracture. SEM showed the change trend of the morphological characteristic of the PBAT biodegradable films degradation was consistent with the law of matrix drop—crack/small penetrating holes—large area crack/large penetrating holes. It was concluded that the degradation degree of PBAT biodegradable films was significantly higher than that of PE film， and the high temperature and humid soil environment was conducive to the degradation of PBAT biodegradable films.

Key words：PBAT biodegradable film； soil moisture； soil temperature； degradation characteristics； scanning electron microscopy （SEM）； Fourier transform infrared spectrum （FTIR）

中國是世界上最大的地膜使用國和生產(chǎn)國。迄今為止，地膜使用量已經(jīng)達(dá)到其他國家總和的1.6倍［1］。農(nóng)用地膜可以保溫保墑，促進(jìn)作物根系生長，改善田間小氣候，但是由于大量殘膜滯留在耕層土壤中，造成土壤板結(jié)，水肥運(yùn)輸障礙等問題［2-4］。2015年，農(nóng)用地膜殘留已被正式列為亟待解決的“面源污染”問題之一。生物降解地膜可降解、無污染，同時(shí)還有顯著的除草效果，應(yīng)用可降解地膜代替普通PE膜是解決上述問題的有效途徑［3-5］。用生物降解地膜替代普通地膜可有效縮減殘膜累積率和地膜降解周期［6］，且不會(huì)造成作物大面積減產(chǎn)［7］，其分解產(chǎn)物礦化無機(jī)鹽還能有效改善土壤物理結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分供應(yīng)能力。然而，目前對可降解地膜降解規(guī)律的相關(guān)研究較少。13C、14C同位素標(biāo)記法證明，微生物可利用聚合物C作為能源，降解始于地膜表面，其降解特性受降水、溫度和微生物活性等諸多環(huán)境因素的影響［8］。黃格省等［9］指出在無光、高濕的環(huán)境下生物膜更易降解。劉佳茜等［10］對PBAT地膜降解菌的篩選表明，細(xì)菌對塑料地膜的降解率遠(yuǎn)低于真菌。林娟等［11］對聚乳酸降解菌株的研究發(fā)現(xiàn)，在降解體系中加入氧助化劑，提高體系內(nèi)pH和溫度均能加速微生物對塑料地膜的降解。Yakabe等［12］發(fā)現(xiàn)當(dāng)土壤含水率增加時(shí)，生物膜降解誘導(dǎo)期會(huì)隨之縮短。王朝云等［13］對麻纖維地膜的研究表明，麻纖維地膜的降解特性受到土壤肥力和pH的顯著影響。2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將生物降解地膜應(yīng)用技術(shù)列為十項(xiàng)重大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)，在煙草、馬鈴薯等作物上進(jìn)行了適度規(guī)?；瘧?yīng)用。但不同土壤水分和溫度條件對生物降解地膜的降解特征仍不清楚。因此，研究生物降解地膜在不同土壤水熱條件下的降解規(guī)律及其適用性十分必要。本研究以目前國內(nèi)應(yīng)用較多的2種PBAT生物降解膜和普通PE膜作為試驗(yàn)材料，通過室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)分析不同地膜的降解特性，結(jié)合掃描電鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜（FTIR），分析地膜降解的微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)變化趨勢，以期為生物降解膜的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試地膜均為黑色，分別為普通PE膜（產(chǎn)自山西省運(yùn)城市開拓塑料有限公司，地膜原重9.42 g/m2）、生物降解膜1（產(chǎn)自山東省天野生物降解新材料科技有限公司，地膜原重15.49 g/m2）、生物降解膜2（產(chǎn)自吉林省白山市喜豐塑業(yè)有限公司，地膜原重17.42 g/m2），厚度均為0.01 mm，寬度均為80 cm。供試土壤采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境試驗(yàn)站，基本理化性質(zhì)為pH 8.75、全氮含量0.43 g/kg、全磷含量0.69 g/kg、全鉀含量25.25 g/kg。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年6月25日在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。稱取風(fēng)干、過篩（1 mm）的土樣120 g，將其均勻裝入直徑12 cm培養(yǎng)皿。裁剪出尺寸大小為8 cm×8 cm的樣品膜，放在干燥器中干燥48 h后逐一稱重。將稱重后的地膜埋入裝有風(fēng)干土的培養(yǎng)皿中，調(diào)整含水率，放入恒溫培養(yǎng)箱中。試驗(yàn)開展前對培養(yǎng)皿進(jìn)行質(zhì)量測定，試驗(yàn)開展后每隔1 d采用質(zhì)量控制法補(bǔ)充水分［14］。

濕度試驗(yàn)：設(shè)置4個(gè)土壤質(zhì)量含水量梯度，分別為15%、20%、25%、30%，溫度設(shè)為20 ℃，每個(gè)處理設(shè)置3次平行。

溫度試驗(yàn)：設(shè)置3個(gè)土壤溫度梯度，分別為20 ℃、40 ℃、20 ℃（12 h）和40 ℃（12 h）晝夜交替（20 ℃/40 ℃），土壤質(zhì)量含水量調(diào)整為20%，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)平行。

培養(yǎng)90 d時(shí)采用破壞采樣方法采集地膜樣品和土壤樣品。地膜樣品采集后，用毛刷清理膜上泥土和雜物，先用去離子水清洗多次［15］，再將樣品放入燒杯中，用超聲波清洗儀清洗8～10 min。將清洗后的樣品自然風(fēng)干，置于干燥器內(nèi)保存［8］，稱重至恒重。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 地膜失重率 采用分析天平測得原始地膜降解前質(zhì)量，取樣清洗風(fēng)干后用分析天平測得降解后質(zhì)量。地膜失重率公式如下。

失重率=[（降解前質(zhì)量-降解后質(zhì)量）降解前質(zhì)量]×100%

1.3.2 地膜形貌特征 采用SEM測定，將樣品膜黏附在載物臺(tái)上，分別進(jìn)行濺射噴金處理，采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察放大5 000倍后地膜表面微觀形貌特征變化。

1.3.3 地膜分子結(jié)構(gòu) 采用傅立葉紅外光譜儀測定樣品地膜的紅外光譜，測量范圍為4 000～400 cm-1。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2021軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整合，使用Origin 2021b進(jìn)行繪圖，采用DPS 22.0軟件進(jìn)行雙因素方差分析，并采用LSD法對不同參數(shù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同土壤條件對地膜失重率的影響

2.1.1 不同土壤水分條件對地膜失重率的影響 不同水分條件下各地膜失重率見圖1。各水分條件下，PE膜均產(chǎn)生了一定程度的降解，失重率為1.36%～1.64%，各處理間差異不顯著（P>0.05），此現(xiàn)象與陳?；鄣龋?6］的研究結(jié)果基本相似。土壤中的細(xì)菌、真菌、放線菌大多數(shù)都具有破壞PE膜表面和附著在PE膜表面上形成生物膜的能力，從而提升聚乙烯地膜的降解效率［17］。生物降解膜1在土壤質(zhì)量含水量為30%的條件下失重率最大，為5.36%，顯著高于土壤質(zhì)量含水量20%的處理（P<0.05）。生物降解膜2在土壤質(zhì)量含水量為25%的條件下失重率最大，為6.46%，顯著高于土壤質(zhì)量含水量15%和20%的處理（P<0.05）。土壤質(zhì)量含水量為25%和30%時(shí)，2種生物降解膜失重率顯著高于PE膜（P<0.05），且含水量為25%時(shí)，2種生物降解膜失重率具有顯著差異（P<0.05）。

不同大寫字母表示同種地膜不同水分條件間差異顯著（P<0.05）；不同小寫字母表示同一水分條件下不同地膜間差異顯著（P<0.05）

2.1.2 不同土壤溫度條件對地膜失重率的影響 不同土壤溫度條件下各地膜失重率見圖2。由圖2可知，在不同土壤溫度條件下，3種地膜失重率均值表現(xiàn)為20 ℃/40 ℃>40 ℃>20 ℃，20 ℃土壤溫度條件下3種地膜之間失重率均無顯著差異（P>0.05）。2種生物降解膜在20 ℃/40 ℃的土壤溫度條件下失重率顯著高于20 ℃（P<0.05），20 ℃/40 ℃、40 ℃土壤溫度間無顯著差異（P>0.05）。20 ℃/40 ℃土壤溫度時(shí)，普通PE膜和生物降解膜1、生物降解膜2的失重率分別為2.89%、11.91%、8.33%。本研究土壤環(huán)境溫度均高于PBAT的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，土壤環(huán)境溫度達(dá)40 ℃時(shí)，地膜分子運(yùn)動(dòng)能量提高，PBAT分子鏈基團(tuán)脫落，斷裂強(qiáng)度顯著下降，有利于降低地膜表面疏水性，以便于微生物附著［18］，因此地膜失重率明顯增加。

2.2 不同土壤條件對地膜形貌特征的影響

2.2.1 不同土壤水分條件對地膜形貌特征的影響 不同土壤水分條件培養(yǎng)后的地膜掃描電鏡（×5 000）結(jié)果見圖3。PE膜表面較為平整，2種生物降解膜表面有明顯的基質(zhì)顆粒?？傮w而言，經(jīng)過90 d的培養(yǎng)，PE膜與原樣差異不明顯，表面只出現(xiàn)少許生物入侵痕跡；2種生物降解膜表面均發(fā)生了不同程度的裂解，并出現(xiàn)小分子殘膜和小孔隙，且2種生物降解膜原樣表面均分布小顆粒物。在土壤含水量為15%的條件下，生物降解膜1表面呈不同程度的裂紋和凹槽；在土壤含水量為20%的條件下，生物降解膜1表面基質(zhì)明顯脫落，開始出現(xiàn)小分子殘膜；在土壤含水量為25%的條件下，生物降解膜1表面殘膜面積明顯增加，厚度變得不均；在土壤含水量為30%的條件下，生物降解膜1表面殘片進(jìn)一步分解為直徑小于5 μm碎屑，機(jī)械性顯著下降。在土壤含水量為15%的條件下，生物降解膜2表面變得凹凸不平，出現(xiàn)一些褶皺；土壤含水量為20%的條件下，生物降解膜2表面出現(xiàn)大量鱗片狀顆粒；在土壤含水量為25%的條件下，生物降解膜2表面裂紋加深，穿透性孔洞增多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，機(jī)械性能降低，進(jìn)入韌性脆化階段；在土壤含水量為30%的條件下，生物降解膜2表面殘膜量增加，但表面裂解程度低于土壤含水量為25%的條件。掃描電鏡結(jié)果表明，生物降解膜裂解加深的程度符合基質(zhì)掉落—裂紋/小穿透性孔洞—大面積裂紋/大穿透性孔洞的變化趨勢，生物降解膜1降解的最佳水分條件為土壤質(zhì)量含水量30%，生物降解膜2降解的最佳水分條件為土壤質(zhì)量含水量25%，上述變化趨勢與生物降解膜的失重率研究結(jié)果一致。

2.2.2 不同土壤溫度條件對地膜形貌特征的影響 圖4為3種地膜原樣和在不同土壤溫度下培養(yǎng)90 d時(shí)5 000倍掃描電鏡結(jié)果?？傮w來說，生物降解膜的降解程度大于普通PE膜，40 ℃和20 ℃/40 ℃土壤溫度下地膜的降解程度明顯大于20 ℃，20 ℃/40 ℃地膜表面破損程度最大。在20 ℃土壤溫度下，生物降解膜1表面基質(zhì)明顯脫落；在40 ℃土壤溫度下，生物降解膜1降解程度加深，表面出現(xiàn)許多細(xì)小孔洞，部分裂紋達(dá)10～20 μm，表面機(jī)械性顯著下降；在20 ℃/40 ℃土壤溫度下，生物降解膜1表面出現(xiàn)了大面積裂紋。在20 ℃土壤溫度下，生物降解膜2表面基質(zhì)亦出現(xiàn)明顯脫落；在40 ℃土壤溫度下，出現(xiàn)大面積殘膜，機(jī)械性明顯減弱，伴隨有大面積凸起破裂碎片，代表已進(jìn)入快速降解階段；在20 ℃/40 ℃土壤溫度下，殘膜直徑達(dá)10 μm，表面變得蓬松且更加凹凸不平，此時(shí)地膜裂解程度大于20 ℃和40 ℃土壤溫度條件，這一變化趨勢與失重率結(jié)果一致。

2.3 不同土壤條件對地膜分子結(jié)構(gòu)的影響

各地膜在波數(shù)為4 000～500 cm-1的傅里葉紅外光譜圖見圖5。PE膜有明顯的亞甲基（—CH2—）吸收峰，證實(shí)確系聚乙烯類高聚物。2種生物降解膜主要成分基本一致，紅外光譜顯示均存在苯環(huán)特征峰（—C6H4—）、羰基特征峰（—C=O）以及—CH2—不對稱伸縮振動(dòng)峰，上述官能團(tuán)均為PBAT（對苯二甲酸丁二酯）特征峰。另外，還存在羥基（—OH）和酯基（—C=O），說明生物降解膜中可能還含有PLA（聚乳酸）。從總體上看，生物降解膜2的紅外光譜透射率高于生物降解膜1，造成此現(xiàn)象的原因可能是二者材料差異所導(dǎo)致［18］。

由圖5a、圖5b可知，在含水量為20%～30%和40 ℃、20 ℃/40 ℃土壤溫度條件下，PE膜在波數(shù)為 ? ?2 500～1 500 cm-1吸收峰處明顯藍(lán)移，伴隨著小的吸收峰波動(dòng)，據(jù)此推測PE膜發(fā)生非生物氧化降解，即分子受到機(jī)械力的作用，通過反應(yīng)進(jìn)一步生成醛、羧酸、酯類化合物［19］，但很多官能團(tuán)還未發(fā)生斷裂，未進(jìn)入完全降解階段，因此未出現(xiàn)新的特征峰［16，19］，此現(xiàn)象可能是因?yàn)槠胀≒E膜表面能低，相對分子質(zhì)量大，性能穩(wěn)定的原因所致［8］。由圖5 c、圖5e可知，2種生物降解膜在室內(nèi)培養(yǎng)90 d后，峰值均發(fā)生藍(lán)移，此現(xiàn)象可能是地膜分子空間位阻增大，基團(tuán)發(fā)生了取代反應(yīng)，結(jié)合2種生物降解膜在酯鍵（—C=O）即波數(shù)為1 717 cm-1處的吸收峰面積明顯減小，在波數(shù)為3 425 cm-1羥基（—OH）、2 915 cm-1（—CH2—）和724 cm-1苯環(huán)（—C6H4—）處峰伸縮振動(dòng)變化明顯，推測生物降解膜在微生物的作用下發(fā)生了諾里什Ⅰ型反應(yīng)，PBAT分子鏈中的酯鍵發(fā)生了斷裂，此現(xiàn)象與曲萍等［20］的研究結(jié)果一致。生物降解膜1在土壤含水量為30%的條件下，生物降解膜2在土壤含水量為25%的條件下，透射率相對較低，說明降解程度相對較高。

由圖5b、圖5d、圖5f可知，PE膜和生物降解膜1在20 ℃/40 ℃下地膜透射率相對較低；在20 ℃/40 ℃土壤溫度下，生物降解膜1、生物降解膜2在波數(shù)為1 750～1 675 cm-1處的羰基特征峰（C=O）明顯減弱，并且變寬。2 500～2 000 cm-1為—C≡C—和累積雙鍵伸縮振動(dòng)所產(chǎn)生的譜帶，20 ℃/40 ℃下2種生物降解膜在波數(shù)為2 353 cm-1和2 359 cm-1峰值伸縮振動(dòng)明顯，結(jié)合羥基（—OH）吸收峰的變化，可以推測該條件下可能發(fā)生了諾里什II型反應(yīng)導(dǎo)致化學(xué)鏈斷裂形成了不飽和碳鍵［21］。

3 討論

研究表明，培養(yǎng)90 d后2種PBAT生物降解地膜降解程度均高于普通PE膜，其表面微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)均顯著改變，其中40 ℃和20 ℃/40 ℃土壤溫度條件下各地膜降解程度均高于20 ℃，此現(xiàn)象與Jakubowicz［22］、趙愛琴［23］的研究結(jié)果一致，高溫往往會(huì)引起地膜高分子鏈的基團(tuán)脫落，加速其熱降解作用。20 ℃/40 ℃條件下各地膜降解程度略高于40 ℃，此現(xiàn)象與喬海軍［17］、陳斌［18］的研究結(jié)果基本一致。溫度最高的培養(yǎng)環(huán)境，地膜降解速率不是最快的，土壤中微生物及相應(yīng)的生物酶類構(gòu)成地膜降解的生物學(xué)環(huán)境［8］，在PBAT為主要成分的降解地膜老化過程中起到至關(guān)重要的作用。趙愛琴［23］的研究表明，35 ℃時(shí)微生物活性穩(wěn)定，且其活性高于45 ℃，35 ℃是淀粉基質(zhì)地膜降解最徹底的溫度。有研究表明，降解PBAT的菌群中，霉菌和酵母菌的適宜生存溫度為20～45 ℃；放線菌的最適生存溫度為25～30 ℃；細(xì)菌是喜溫生物，最高生存溫度為50～55 ℃；40 ℃和20 ℃均有利于霉菌的生存，而40 ℃培養(yǎng)條件下雖然積溫較高，但水分蒸發(fā)快，土壤環(huán)境干燥，放線菌活性受到抑制，進(jìn)而影響地膜的降解［19］。

吳思等［8］的研究結(jié)果顯示，25%含水量條件時(shí)，PBAT生物降解膜降解速率和降解程度顯著高于含水量15%和35%的水分條件；土壤含水量達(dá)35%時(shí)，含氧量明顯降低，會(huì)抑制真菌活性，降解程度下降。本研究結(jié)果表明，PBAT生物降解膜1的最適降解濕度為土壤質(zhì)量含水量30%，PBAT生物降解膜2的最適降解濕度為土壤質(zhì)量含水量25%。其原因可能與試驗(yàn)條件及降解膜性質(zhì)有關(guān)。在吳思等［8］的研究中，設(shè)定的土壤質(zhì)量含水率為15%、25%和35%，未能觀測30%時(shí)的降解情況，同時(shí)其研究發(fā)現(xiàn)，相同環(huán)境下主要成分相似的生物降解地膜的降解特性主要取決于物料本身的三維結(jié)構(gòu)和配方差異。在最佳溫度和水分條件下地膜中的PBAT和其他組分共同降解促使地膜降解速率加快［23］，降解膜表面結(jié)構(gòu)較PE膜更為松散，疏水性低，更有易于微生物侵蝕和水解形成短鏈分子，在土壤酶的作用下進(jìn)一步生成寡聚片段，從而被吞噬細(xì)胞吞噬［8］。

SEM可以直觀展示地膜表面微觀結(jié)構(gòu)變化。龍世方等［15］指出麻纖維生物降解地膜降解趨勢與纖維混紡生物降解地膜的降解趨勢一致，均為小孔隙—裂紋—裂縫—大孔［8］。Aydin等［24］通過觀測SEM圖像得出油基聚乳酸膜的降解趨勢為褶皺—褶皺/裂縫—褶皺/孔洞。本研究中主要成分為PBAT的降解地膜，降解趨勢與宋欣等［25］研究的淀粉基質(zhì)地膜基本一致，降解加深程度符合基質(zhì)掉落—裂紋/小穿透性孔洞—大面積裂紋/大穿透性孔洞的變化趨勢。

FTIR用于驗(yàn)證地膜各種官能團(tuán)的形成和變化。本研究驗(yàn)證了2種生物降解地膜主要成分PBAT的存在，2種地膜結(jié)構(gòu)密度和三維構(gòu)型的差異明顯不同。各土壤環(huán)境條件下，培養(yǎng)90 d后，2種生物降解膜在20 ℃/40 ℃土壤溫度條件下，在波數(shù)為2 353、 ?2 359 cm-1的特征峰均有顯著變化，PBAT高聚物主鍵由于水解或酶解而使化學(xué)鍵斷裂，此現(xiàn)象與喬海軍［17］的研究結(jié)果一致。本研究中，不同土壤環(huán)境條件下，位于1 750～1 675 cm-1處的羰基（—C=O）吸收峰面積明顯減少，可以推測降解過程中氧橋斷裂，發(fā)生了諾里什Ⅰ型反應(yīng)，此現(xiàn)象與曲萍等［20］、宋欣等［25］、王星等［26］的研究結(jié)果一致，但與麻纖維基質(zhì)地膜［6］和光降解地膜［26］分子結(jié)構(gòu)變化機(jī)理不同，可能是由于地膜材料差異所導(dǎo)致。本研究中的PBAT生物降解膜降解過程中酯鍵發(fā)生了斷裂，因此隨著降解程度的加深酯鍵的吸收峰面積明顯減弱。

4 小結(jié)

在相同土壤條件下，2種PBAT生物降解膜的降解程度均高于PE膜。培養(yǎng)90 d后生物降解膜表面出現(xiàn)了大面積殘膜，隨著降解程度加深，酯鍵的特征峰顯著減弱，紅外光譜透射率減少，微觀形貌變化趨勢為基質(zhì)掉落—裂紋—穿透性孔洞/大面積裂紋。溫度條件為20 ℃（12 h）和40 ℃（12 h）晝夜交替時(shí) ? 3種地膜裂解程度最深；生物降解膜1的最佳降解水分條件為土壤質(zhì)量含水量30%，生物降解膜2的最佳降解水分條件為土壤質(zhì)量含水量25%。

參考文獻(xiàn)：

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