[发明专利]一种研究地膜降解特征对水分条件响应的实验方法

说明书

本发明公开了一种研究地膜降解特征对水分条件响应的实验方法，包括：（1）样品培养，将样品地膜埋入各个实验组的土壤中，其中各个实验组的含水量不同；（2）样品采集；（3）样品测定，包括地膜降解率、地膜表面结构、地膜化学结构、土壤微生物生物量碳、氮、土壤酶活性等测定；（4）结果分析。本发明通过地膜的填埋培养试验，分析不同PBAT生物降解地膜的降解时间和降解程度，结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）分析，研究PBAT生物降解地膜在不同土壤水分条件下的降解特征，探讨其对土壤微生物及酶活性的影响，建立了地膜降解评价方法，为生物降解地膜的推广应用提供了理论依据。

技术领域

本发明涉及一种研究地膜降解特征对水分条件响应的实验方法，属于地膜性能研究技术领域。

背景技术

自1970年引进地膜后，覆盖地膜极大地改变和影响了农业生产方式及农田种植结构。1986年地膜在国内的使用量已经达到世界首位，2018年使用量超过150万吨，稳居世界第一。但传统塑料地膜使用后受到机械损伤将以碎片的形式存在于环境中，随着覆盖时间的延长，地膜残留量逐渐增多，并且逐渐向深层土壤迁移。陈晶等人经过长期调查后发现，当覆膜年限较短时，71.8％的残膜分布于10cm耕作层之上，20～30cm土壤层次中仅占6％，当覆膜年限延长时，10～20cm土壤层次中所含残膜量最多，达到73.9％，且以小膜居多，中型膜、大型膜分布略少。武崇信等在华北地区棉田土壤进行试验，其结论显示0～10cm土壤残膜片数为58.5％～76.4％，10～20cm占22.3％～35.1％，20～30cm土层仅占1.3％～6.4％，因此残膜质量大小也呈现出0～10cm10～20cm20～30cm的趋势。研究表明，残留在土壤耕作层中的地膜会影响土壤理化性质及植物根系生长，土壤水分含量孔隙度均呈下降趋势，有机质含量呈上升趋势，采收期作物根长根重均随残膜量增加显著降低，其年根长、根重降低率为2.7％和3.4％。地膜的残留一方面影响下茬作物生长发育，破坏土壤结构，影响土壤通透性，水分和养分不能向作物正常运移，从而影响地上、地下部分的生长发育，导致作物减产。另一方面，对环境健康造成巨大的威胁，导致“白色污染”问题日趋严重，给农业可持续发展带来巨大挑战。

降解地膜是应对“白色污染”的有效方法。近年来，在日本和欧洲，降解地膜在地膜市场占有的份额不断增加，目前已经超过10％，在某些行业(如日本蔬菜种植)和局部区域的应用比例已高达20％以上；而传统塑料地膜市场占有的份额则逐渐下降。2010年以来，国内外对降解地膜的研发和应用合作越来越广泛。日本昭和电工株式会社、德国BASF、法国Limagrain公司与中国农业科研和技术推广部门合作，在西北的新疆等地、西南的云南等地以及华北的北京等地开展了降解地膜的试验和示范工作，降解地膜的应用范围进一步拓宽，覆盖了如棉花、玉米、烟草、马铃薯等主要农作物。

研究表明，降解地膜降解和应用是一个非常复杂的过程，同一种降解地膜应用在不同的气候条件，不同的土壤条件以及不同的作物条件下，降解的行为和降解周期有较大差异，环境因子特别是土壤微生物活性是决定降解地膜是否降解的重要因素。

目前，围绕降解地膜的机械匹配性能、增温保墒与杂草防除能力、降解时间与程度、经济效益等开展应用研究较为普遍，获得了大量关于降解地膜在生产投入、田间管理、农作物产量增产、降解效果等方面的研究结果。但对于地膜的降解特征及环境影响因子仍不清楚，缺乏有效的评价方法，这大大制约了降解地膜技术的研发、生产及农业生产的广泛应用。

发明内容

基于上述，本发明提供一种研究地膜降解特征对水分条件响应的实验方法，以为降解地膜的实际推广应用提供理论依据。

本发明的技术方案是：一种研究地膜降解特征对水分条件响应的实验方法，包括：

(1)样品培养

1.1裁剪待研究的降解地膜作为样品地膜；

1.2将土质相同的土壤设为若干个实验组，并将各个实验组的含水量调整为不同；