会宁半干旱区全生物降解地膜覆盖栽培下玉米品种筛选试验

研究筛选会宁半干旱地区抗旱高产优质玉米品种,为促进会宁半干旱地区全生物降解地膜替代普通地膜种植方式的进一步转变提供科学依据。以引进的11个抗旱玉米品种为试验材料,利用全生物降解黑色地膜及全膜双垄覆盖沟播技术,测定和分析玉米的生育期、农艺性状、产量、SPAD值及品质指标。结果表明,在种植密度为6万株/hm^(2)时,先玉1483折合产量最高,为9584.1 kg/hm^(2);MC703、迪卡C1563折合产量较高,分别为9147.8、8987.2 kg/hm^(2)。先玉1483、MC703、迪卡C1563生育期均为127 d,灌浆时期叶片SPAD值分别为55.7、56.5、52.3,后期的光合能力较强,且综合籽粒营养品质较好。以上3个玉米品种可作为会宁半干旱区使用全生物降解地膜进行全膜双垄沟播种植模式下的示范推广品种。

玉米赤霉烯酮生物降解及其脱毒机制研究进展

真菌毒素是一类严重危害谷物、食品、饲料安全的污染物,可造成大量资源浪费和严重经济损失。在霉变玉米、小麦等谷物中,玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)具有高检出率,其污染暴露可造成生殖毒性、肝毒性、肾毒性等危害。因其污染范围广泛、危害严重,成为食品安全的重大隐患。传统的物理化学方法在降解ZEN的同时也存在二次污染风险,因此,食品相关产业一直在寻求具有更高专一性、靶向性、安全性和适应性的生物降解技术。本文综述ZEN毒性及其危害、ZEN降解菌株与降解酶及现代生物技术在ZEN脱除中的应用,重点分析ZEN生物降解产物类型及其脱毒机制,并展望ZEN生物脱毒的潜在应用方向,为ZEN生物脱毒研究提供理论依据。

磁铁矿介导沉积物中菲的微生物降解机制

制备两种不同形态的磁铁矿(纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)),对不同形态磁铁矿介导下沉积物中PAHs的生物降解影响进行了探究.在有氧条件下,纳米Fe_(3)O_(4)和微米Fe_(3)O_(4)未明显降低沉积物PAHs总含量.为进一步探究在不同氧化还原条件下磁铁矿对PAHs的厌氧生物降解影响,以菲为目标污染物,通过富集和培养沉积物中的相关降解菌群落,在不同氧化还原条件下投加两种形态的磁铁矿进行培养实验,发现投加Fe_(3)O_(4)在一定程度上促进了菲的厌氧生物降解.在没有外加电子受体的条件下微米Fe_(3)O_(4)能显著促进菲的降解,而在硫酸盐或硝酸盐处理组中纳米Fe_(3)O_(4)对菲降解的促进效果更显著,菲降解速率常数是对照组的1.39倍.电子传递体系(ETS)活性结果表明,投加Fe_(3)O_(4)可以显著提高微生物呼吸活性.纳米Fe_(3)O_(4)处理组和微米Fe_(3)O_(4)处理组的ETS活性较对照组分别提高了441.7%~511.2%和113.8%~141.1%.微生物群落结构表明,投加Fe_(3)O_(4)增加了芳香化合物降解菌Hydrogenophaga及Ignavibacterium的丰度;相对于微米Fe_(3)O_(4),纳米Fe_(3)O_(4)提高了PAHs降解菌Achromobacter和Ensifer的丰度.另外,纳米Fe_(3)O_(4)可能通过释放更多的Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)来介导微生物间的电子转移.这些结果有助于深入理解磁铁矿在有机污染物生物降解过程中的重要作用,为污染沉积物修复提供了一种潜在的应用方法.

全生物降解地膜在太湖地区鲜食玉米种植中的应用研究

为探明全生物降解地膜在太湖地区鲜食玉米生产中的作用,于2023年7—10月在苏州市高新区开展田间试验。试验处理包括PBAT全生物可降解地膜、PE传统不可降解地膜和无膜对照(CK)。试验观察并测量了土壤温度、湿度、玉米产量、产量构成、表观性状、杂草生物量、地膜降解率、土壤养分和经济效益分析。结果表明,采用PBAT处理显著提高了鲜食玉米产量,平均产量达到11832kg·hm^(-2),为对照处理的1.28倍。产量构成表明,覆膜后玉米百粒重、穗粒数、穗行数和行粒数增长是产量提升主要因素。同时,PBAT处理显著降低了农田杂草鲜重,仅为对照处理的50.1%。地膜降解特性分析表明,玉米生育期内PBAT地膜降解至大裂期,尚未进入碎裂期,土壤裸露率由3.53%提升至53.97%。土壤养分因子在处理间未发现显著差异。经济效益分析表明,采用PBAT地膜增加了使用成本,但通过提高产量与降低回收成本,毛收入仍高于PE和CK处理。综上所述,PBAT全生物降解地膜具有较好的推广前景,但针对太湖地区鲜食玉米种植,仍需进一步改良产品以提升降解率和降低产品单价。

生物降解材料

本文介绍了生物降解材料的含义、作用机理、影响微生物降解的因素、以及生物降解材料的应用,并列举了几种主要的可生物降解的材料。

全生物降解地膜对湖南不同地区果蔬生长的影响

针对塑料地膜使用造成土壤环境污染的问题,研究以白色/黑色全生物降解地膜和普通塑料地膜为参试材料,在湖南省长沙市、沅江市、汉寿县等地区开展了西瓜、莴苣、秋葵等作物的覆膜试验,探究全生物降解地膜对不同作物的生长、品质、产量及土壤性质等指标的影响,观察全生物降解地膜的降解情况。结果发现,两种全生物降解地膜对湖南各地区果蔬生产均起到提质增效的作用。沅江地区黑色降解地膜覆盖栽培西瓜,西瓜单瓜重增加25.8%,叶片数增加45.5%,显著高于未覆膜处理;覆盖白色降解地膜的秋葵叶片长度比对照高42.1%,叶片宽度比对照高55.9%,叶片数增加43.2%,产量增加55.5%。普通塑料地膜在作物收获后未能降解,白色和黑色全生物降解地膜的降解率分别为80.3%~90.7%和63.0%~80.3%。综合不同地区的试验结果,认为两种降解地膜均可作为普通塑料地膜的潜在替代品,具有较大的推广前景。

生物降解聚乳酸复合材料的增韧增透性能研究

选用成本低的生物降解柔性材料聚丁二酸丁二酯(PBS)为增韧剂,具有溶剂化增塑的乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为界面相溶剂,自由基引发聚合的过氧化二异丙苯(DCP)为增容剂,细化球晶提高聚乳酸(PLA)透明性的多酰胺类化合物(TMC)为成核剂,采用熔融共混法制备生物基聚乳酸复合材料,重点研究增韧剂、相溶剂和增容剂对聚乳酸复合材料力学性能、透明性能的影响,开发出高透明增韧PLA的制备技术。结果表明:在PLA基体中加入PBS、ATBC、TMC和DCP,提高了PLA的韧性、相容性和结晶能力。PLA/PBS/ATBC/TMC/DCP共混物中各组分的最佳质量比为80∶20∶10∶0.4∶0.3时,共混物的断裂伸长率为416.5%,相比纯PLA增加了71倍,冲击强度为4.22kJ/m^(2),相比纯PLA提高了165%,拉伸强度为44.3MPa,透光率为82%,显然,PLA的增韧增透性能最佳。其次,在PLA/PBS/ATBC/TMC共混物中添加DCP后,共混物的玻璃化温度(Tg)降低,当DCP添加质量为0.3%时,相比纯PLA降低了10.8℃,显然PLA/PBS共混物的相容性最佳,此时共混物的增韧增透效果显著,拓宽了其在透明产品领域的应用。

环氧树脂生物降解方法研究

环氧树脂因其优异的力学和化学性能在诸多领域得到了广泛的应用。环氧聚合物以强交联和醚基为主骨架,具有高强度和高耐久结构,不可生物降解,故对聚合物和复合材料的回收利用提出了挑战。传统的环氧树脂回收方法存在高能耗和使用有毒化学物质的缺点,为了满足复合材料工业资源需求、减少环氧树脂废弃物对环境的影响,急需开发可持续的回收方法。综述了环氧树脂的传统回收方法及生物降解方法的研究进展,讨论通过生物基方法回收环氧树脂存在的问题。需进一步加强对可生物降解环氧树脂和生物增强材料的研究,探索和优化生物基环氧树脂的回收方法,促进绿色生态工业和循环经济的发展。

可生物降解Zn-2Ag-0.04Mg合金生物相容性及体内骨再生能力的动物实验研究

目的:采用动物实验的方式,分析可生物降解Zn-2Ag-0.04Mg合金生物相容性及体内骨再生能力。方法:将30只实验兔随机均分为Zn支架组、Zn-2Ag支架组和Zn-2Ag-0.04Mg支架组(每组10只),建立兔股骨缺损模型后,分别使用不同材料的支架固定,术后6周及术后6个月,取出部分大白兔股骨,使用Micro-CT对股骨远端入口周围直径为3 mm的区域进行扫描和三维重建,分析支架体内成骨性能,使用X线观察局部骨缺损愈合情况,并观察股骨组织学情况。结果:入组实验兔实验中未出现异常行为及死亡现象,伤口均愈合良好,无感染及渗出情况出现;二维和三维显微CT结果显示,Zn-2Ag-0.04Mg支架组的新生骨明显多于Zn支架组,Zn-2Ag-0.04Mg合金支架组的骨体积更大(P<0.05);Zn-2Ag-0.04Mg支架组的成骨指数也高于Zn支架组(P<0.05);术后6个月时,Zn-2Ag-0.04Mg组的支架比Zn组或Zn-2Ag组小(P<0.05);肝脏、肾脏和心脏的HE染色未检测到任何异常,证实了Zn-2Ag-0.04Mg合金支架的生物安全性。结论:Zn-2Ag-0.04Mg支架具有良好的生物相容性和体内骨再生能力,具有较好的临床应用前景。

紫外光固化接枝明胶改性可生物降解水性聚氨酯的性能研究

以聚己内酯二醇(PCL)为软段成分,丙烯酸羟乙基酯(HEA)为封端剂,制备了具有丙烯酸酯端基的水性聚氨酯(WPU)预聚体。将乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)与明胶水解缩合反应后得到的乙烯基接枝改性明胶(GH)通过共价键合的连接方式引入到WPU分子骨架中。通过紫外光固化将GH中的乙烯基和WPU预聚体中的丙烯酸酯末端连接,制备了可生物降解的WPU/GH复合材料。对WPU/GH的热性能、热失重性能及生物降解性能、降解后结晶度的变化等进行了测试和分析。结果表明,共价键合能提高WPU的成膜性能、耐水性和热稳定性。当GH含量达到10 wt.%时,WPU/GH在0.6%脂肪酶PBS溶液中的降解率达到68%,在土壤中的降解率达到56%。

生物降解地膜在江淮地区再生稻上的应用效果

为解决水稻生产中杂草难除的问题,同时提高江淮地区再生稻的生产能力,保障生产安全,以4个厂家生产的生物降解地膜为材料,选取4个较适宜用于再生稻生产的水稻品种进行再生稻覆膜栽培试验,验证水田环境下可降解地膜的降解效果,分析覆膜对田间土壤的温度、墒情及对水稻植株生长和产量的影响。结果表明:湖北光合生物科技有限公司、甘肃梓雨生物科技有限公司和新疆蓝山屯河科技股份有限公司生产的全生物降解地膜可以满足水田环境下的生产需要,在覆膜59~65 d进入降解诱导期,在当季生产中基本达到无膜期,宿州中科德润环境治理有限公司生产的氧化-生物双降解地膜在水田降解较慢,直至收获后仍未明显降解。4种地膜覆膜区域基本无杂草,覆膜能有效调节地温,在5—6月环境温度较低时能提高土壤温度2℃以上,但在7月连续高温情况下,膜下温度较裸地对照低0.7~1.0℃,对土壤墒情保持效果较好,0~<10 cm土层土壤含水量平均增加8.6百分点,对水稻植株促发快长效果明显,头茬较不覆膜对照平均增产38.15%,二茬较不覆膜对照平均增产17.33%。

壳聚糖生物降解薄膜在食品保鲜包装中的应用进展

壳聚糖是天然高分子材料,其来源广,可再生,生物降解性和生物相容性良好,同时也具有优良的成膜性能、抗菌性能和抗氧化性能,在食品保鲜包装领域展现出巨大的应用前景。本文综述了壳聚糖生物降解薄膜的制备方法、改性方法和其在食品保鲜包装中的应用进展,并对壳聚糖生物降解薄膜的未来发展方向进行了展望。今后对壳聚糖食品包装材料的研究,应侧重于降低材料成本,提升材料的安全性;还应加强对新型壳聚糖复合材料的研究,以拓展其应用范围;此外,还应深入研究壳聚糖的保鲜机理和作用方式,从而提升其保鲜效果和适用性。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等;同时还介绍了其改性方法,包括共混改性及其与纳米材料的复配方法,重点介绍了各种可生物降解塑料与纳米层状硅酸盐(纳米黏土、蒙脱土等)复合材料的制备工艺、复合材料结构、物理与力学性能、熔融行为与结晶性能、流变性能、阻透性能、阻燃性能等,其中各类可生物降解塑料/层状硅酸盐纳米复合材料的制备工艺重点介绍了原位聚合插层法、熔融插层法和溶液插层法。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等;同时还介绍了其改性方法,包括共混改性及其与纳米材料的复配方法。

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书中介绍了可生物降解聚合物的种类以及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,其中包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等.

《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》简介

由张玉霞编著、机械工业出版社出版的《可生物降解聚合物及其纳米复合材料》一书于2017年6月出版,本书介绍了可生物降解聚合物的种类及目前的生产与应用状况,重点介绍了目前研究得较多、有一定的生产量并得到了一定程度上应用的几种可生物降解塑料,包括可再生资源基、微生物参与制得的可生物降解塑料——乳酸和聚羟基烷酸酯,以及石油基可生物降解塑料——聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯等,涉及其化学结构、合成工艺、力学性能、熔融行为与结晶性能、成型工艺等。

不同类型全生物降解地膜对旱作谷子生长、光合的影响

为旱作谷子筛选出成本低、增产效果好、产投比高等的新型地膜,试验选用张杂谷13号为供试材料,布设普通白膜、全生物降解白膜(甘肃梓雨)、全生物降解白膜(广东东莞)以及全生物降解黑膜(广东东莞)4个处理,结果表明:全生物降解膜覆盖下谷子株高、茎粗、干物质积累量、叶面积指数、光合特性、荧光特性均低于常规地膜覆盖。三类全生物降解膜对比下,全生物降解膜(广东东莞黑膜)更能有效增加干物质的累积,促进植株生长,能够显著提高谷子叶片的气孔导度,可间接影响谷子光合作用,有效增加叶片的净光合效率,地膜降解较慢,降解程度较低。在旱地谷子生产中首推全生物降解黑膜。

生物降解地膜对辣椒生长发育的影响

为明确不同材质生物可降解地膜对辣椒(Capsicum frutescens)生长发育的影响,选用聚乙烯地膜(PE)、天然产物类(PM1、PM2)、合成聚合物类降解膜[聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等](PM3、PM4、PM5)进行田间试验,观察不同地膜的增温作用、降解性能和不同地膜覆盖下辣椒的生长性状。结果表明,辣椒生育前期(覆膜后0~52 d)是地膜增温的主要时期,覆膜种植主要提高该时期0~5 cm和5~10 cm土层各时间段土壤温度。其中,PM5的增温效果与PE相近,5~10 cm和10~15 cm土层土壤平均温度比CK(露地种植)提高了2℃以上。地膜覆盖使辣椒株高在覆膜后24~47 d得到明显生长,平均增长了20.28 cm,在覆膜后39 d,PM5比CK提高了8.2 cm;不同覆膜处理的辣椒叶绿素SPAD在覆膜后23 d存在显著差异,PM5和PE显著高于CK,分别提高了5.67和3.70。地膜覆盖对辣椒产量的影响表现为PM3、PM4、PM5处理的辣椒总产量均显著高于CK,分别提高了4 123、4 445、5 552 kg/hm^(2),其增产效果接近或优于PE,其中PM5对辣椒产量提升的效果最明显。因此,辣椒露天栽培推荐使用厚度为0.01 mm,主要成分为PBAT、PHA的可降解地膜。

秸秆饲料化过程中木质素生物降解的研究进展

我国秸秆资源丰富但饲料化占比低,秸秆木质纤维素尤其是其中的木质素难以被动物体消化利用是影响秸秆饲料化进程的关键制约因素之一。生物降解木质素提升秸秆的营养价值是一种绿色、经济、可用于生产的促进秸秆饲料化方式。本文综述了秸秆木质素的化学成分及作用、木质素降解微生物及相关降解酶、木质素的生物发酵降解相关研究以及在动物养殖中的应用,以期为秸秆饲料化生产提供参考。

全生物降解地膜研究进展及应用现状

地膜覆盖技术给农业带来增产的同时,也给生态环境造成了严重的负面影响,但是,未来一段时间地膜覆盖栽培技术仍是保障旱作农业增产的重要措施。在此前提下,如何发展和推广降解地膜将是农业可持续发展的关键。全生物降解地膜不会对生态环境造成残留危害,符合农业绿色发展的要求,对农业生态环境保护的意义重大。综述全生物降解地膜的研究进展、应用情况、面临问题和产业发展前景,提出了全生物降解地膜可持续发展建议,为全生物降解地膜在农业生产中的进一步推广应用提供参考。