原位土培秸秆育苗容器的降解特性光谱分析

为研究新型可降解育苗容器降解行为,以改性大豆胶为基体树脂,秸秆为增强材料热压制备的秸秆育苗容器为研究对象,利用原位土培降解秸秆育苗容器,采用纤维素测定仪、傅里叶红外光谱(FTIR spectra)、扫描电镜-X能谱(scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS)以及热重(thermo-gravimetry,TG)等分析手段,对秸秆育苗容器土培降解前后物理、化学组分和结构变化进行表征。研究结果表明:与土培前秸秆育苗容器相比,土培降解秸秆容器中纤维素、半纤维素和木质素相对含量从29.03%,30.44%和12.52%降低至21.43%,21.41%和9.54%;FTIR分析表明土培降解后秸秆育苗容器中酯键和脂肪键发生断裂,且芳香族特征峰明显减弱;SEM-EDS谱图结果证明秸秆容器中微纤丝链段、基体树脂溶解,材料表面发生氧化降解;TGA结果分析表明土培秸秆容器内部存在大量小分子物质,分解后残余物耐热性提高。

秸秆育苗容器在土壤中降解对微生物区系的影响

为了阐明秸秆育苗容器降解过程中对土壤及容器残体酶活性及微生物的影响,选择淀粉胶秸秆育苗容器(MSGC)和豆胶秸秆育苗容器(MBGC)两类容器的片状试材进行土培试验,设计不含容器试材土壤为对照组(CK),试验持续45 d,采用常规分析和BiologEco微平板计数技术手段测定了容器残体及土壤中的酶活变化、微生物群落多样性、菌群数量及功能多样性。结果表明:土培过程中,容器和土壤中酶活总体呈上升趋势,MSGC淀粉酶活与MBGC无显著差异,纤维素酶活初期显著高于MBGC,中后期则无显著差异。蛋白酶活MBGC全过程显著高于MSGC;秸秆容器可显著提高土壤磷酸酶和脲酶酶活,与MBGC相比,MSGC土壤中磷酸酶和脲酶酶活更高。Biolog^(Eco)分析显示,秸秆容器能够显著提高土壤中微生物碳源利用活性,土壤平均颜色变化率(AWCD)值先增大后减少,MBGC与MSGC差异在于后者土壤AWCD值下降速率显著快于前者。两种容器残体微生物功能多样性初期差异显著,后期差异减少。与MSGC比,MBGC土壤微生物对氨基酸、聚合物及胺类利用具有更强活性,这种差异主要与容器胶粘剂不同有关。本研究结果将为秸秆育苗容器田间应用与生态效应评价提供理论依据。