PPC地膜不同覆盖方式下降解特征的红外光谱分析

为解决可降解地膜因降解而发生过早的破裂,研究不同覆盖方式下PPC地膜的稳定性及降解情况。设置了6种田间覆盖方式:单层黑色PPC地膜(SB);单层白色PPC地膜(SW);双层黑色PPC地膜(DB);双层白色PPC地膜(DW);上黑色下白色双层PPC地膜(DBW);上白色下黑色双层PPC地膜(DWB),测定了不同时间段地膜的红外光谱特征、力学性能和分子量,对不同处理下地膜的降解情况做出判断。结果表明,地膜长时间暴露在自然条件下,地膜的韧性变差,分子结构中的主链发生断裂,进而C—H键和C—O键的吸收峰相对强度随时间延长发生下降;由于地膜在水分子和微生物的作用下发生降解进而导致C=O伸缩振动峰和C—O—C反对称吸收峰相对强度出现不同程度的上升。双层地膜因经阳光照射下分子链活跃出现粘连的现象,稳定性明显高于单层地膜,因此双层地膜DWB和DBW处理的官能团吸收峰强度较单层地膜稳定,降解程度相对更缓慢。各处理的分子量和力学性能都呈现下降的趋势,双层地膜处理的分子量、伸拉力强度和断裂伸长率显著高于单层地膜,其中黑白双层地膜DWB处理和DBW处理在30~150 d内的稳定性强于单层地膜,到150 d时,DWB处理和DBW处理的分子键断裂伸长率下降至117.66%~120.39%和151.69%~175.20%,伸拉力强度下降至18.28~13.95和15.35~9.81 MPa;重均分子量为72663和66555 g·mol^(-1),数均分子量为62416和66555 g·mol^(-1)。综合分析说明相比较单层地膜,覆盖黑白双层地膜可以减缓PPC地膜因降解而导致的地膜破裂,延长保水保墒性能的时间,更好地发挥双层地膜的优势。PPC地膜双层覆盖方式经过优化后在作物生育期内可以保持其稳定性,且在作物生育期后又可以像单层地膜一样降解,可在实践中应用,也为PPC地膜在农业生产中的应用提供了理论依据。

半干旱地区土壤中PPC地膜与普通地膜的降解特征研究

该研究通过大田网袋填埋试验,研究聚碳酸丙烯酯(PPC)地膜和普通地膜在土壤中的降解特征。结果表明:(1)0~150 d时间周期内土壤中的PPC地膜因降解反应逐渐发生破碎现象,降解率逐渐增加,降解率最高为39.67%。而普通地膜表面无变化,最高降解率仅为1.52%。(2)在0~150 d时间周期内,PPC地膜化学结构内亚甲基C-H键吸收峰、C=O吸收峰、C-O-C反对称伸缩振动吸收峰强度、C-OH振动吸收峰和C-O吸收峰强度均降低,普通地膜的特征吸收峰无明显变化。(3)在0~150 d时间周期内,PPC地膜和普通地膜的力学性能指标:断裂伸长率和伸拉力强度均呈下降趋势,且PPC地膜的力学性能始终低于普通地膜。150 d时PPC地膜的伸拉力强度和断裂伸长率分别为4.08 MPa和114.17%;普通地膜的伸拉力强度和断裂伸长率分别为10.79 MPa和190.15%。(4)PPC地膜的降解率与力学性能呈幂指数函数关系,降解率增加其力学性能会降低。与普通地膜相比,PPC地膜在干旱地区土壤中可达到降解效果,为可降解地膜在干旱地区的使用提供依据。