全生物降解海藻多糖干地膜降解特性研究

发布时间：2017-09-26 10:31

  本文关键词：全生物降解海藻多糖干地膜降解特性研究

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【摘要】：地膜覆盖栽培技术由于其突出的农业增产作用而被广泛应用,但是塑料地膜残留在农田中难以分解,在长期使用过程中对农田造成了严重的污染。因此,覆盖全降解的地膜是解决“白色污染”的有效途径。中国海洋大学海藻化学实验室针对这一问题,利用海藻原料,成功研制出全降解无污染的环保型地膜新产品。海藻多糖干地膜在应用研究中表现出良好的增产作用,但是对海藻多糖干地膜的降解特性缺乏系统研究。因此,本文从光降解、生物降解等方面系统研究了海藻多糖干地膜的降解特性,并探究了不同土壤湿度和温度对地膜降解作用的影响。研究结果如下：1、在人工加速老化箱中对海藻多糖干地膜进行光照处理。在地膜接受光照的第30、60、90天用扫描电镜观察表面形态,第15、30、45、60、75、90天对其含水量、重量、厚度、透光率、拉伸强度、断裂伸长率以及海藻多糖的相对分子量进行测定,并与海藻多糖干地膜原样进行对照,综合评价该地膜的光降解特性。结果表明,海藻多糖干地膜接受光照降解90天时间内,表观形态未发生明显改变,但含水量下降18.87%,重量减轻7.10%,厚度减小44.56%,透光率下降15%左右,拉伸强度下降62.48%,断裂伸长率下降82.05%,海藻多糖的相对分子量由2079696下降至96827,发生了明显的降解。海藻多糖干地膜的光解降诱导期在30天左右,诱导期间地膜性能维持良好,30天以后进入光解期,机械性能逐渐下降。将光照90天后的海藻多糖干地膜掩埋在土壤中,10天之内机械强度完全丧失,地膜形态被破坏,失重率达26.34%,海藻多糖的相对分子量下降至87859。综上所述,海藻多糖干地膜具有良好的光降解性能,且不影响地膜的正常使用：此外,光降解后的地膜还具有良好的生物降解特性,可进一步发生降解。2、以特定微生物、土壤悬液、褐藻胶裂解酶为微生物源,以失重率、微生物生长曲线、CO2含量、海藻多糖相对分子量为测定指标,分别研究了其对海藻多糖干地膜的降解作用,得到以下结论：土壤中的真菌、细菌、放线菌对海藻多糖干地膜的生物降解均有明显的作用,作用顺序为放线菌细菌真菌；土壤悬液对海藻多糖干地膜也存在降解作用,降解84天时间产生CO239.565mg,地膜失重62.915mg,由此可见地膜在降解期间不仅释放了C02,还存在海藻多糖降解为寡糖的过程;褐藻胶裂解酶表现出对海藻多糖干地膜良好的降解作用,降解速率快且没有有害物质的生成。3、在25℃条件下,分别取风干土和8%、13%、18%、25%湿度的土壤对海藻多糖干地膜进行掩埋处理,取湿度为13%的土壤,分别在4℃C、15℃、25℃、35℃、45℃条件下对海藻多糖干地膜进行掩埋处理,探讨不同湿度和温度条件下土壤掩埋对海藻多糖干地膜降解作用的影响。研究发现,25℃条件下湿度25%的土壤中的地膜降解最快,19天失重率达45.57%；13%湿度条件下25℃时地膜降解速度最快,49天失重率达62.91%。海藻多糖干地膜掩埋在土壤中,Ca2+、 Pb2+、Zn2+、Cu2+在地膜中的含量均有不同程度的变化,说明该地膜可以吸附土壤中的重金属离子,具有改善土壤环境的作用。
【关键词】：海藻多糖干地膜 全降解 降解特性
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S316
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 0 前言12-25
• 0.1 地膜覆盖技术概述12-13
• 0.2 可降解地膜概述13-19
• 0.2.1 光降解地膜概述13-14
• 0.2.2 生物降解地膜概述14-17
• 0.2.3 光-生物降解地膜概述17-18
• 0.2.4 可降解地膜降解特性的试验评价方法18-19
• 0.3 本课题的研究目的及内容19-22
• 0.3.1 研究目的及意义20-21
• 0.3.2 研究内容21-22
• 参考文献22-25
• 1 全生物降解海藻多糖干地膜的光降解特性25-40
• 1.1 引言25
• 1.2 实验材料和仪器25-26
• 1.2.1 实验材料25
• 1.2.2 实验试剂和仪器25-26
• 1.3 实验内容和方法26-29
• 1.3.1 海藻多糖干地膜的制备26
• 1.3.2 海藻多糖干地膜指标测定26-28
• 1.3.3 海藻多糖干地膜光照降解处理28
• 1.3.4 光照降解海藻多糖干地膜指标测定28-29
• 1.3.5 土壤掩埋光照降解处理后的海藻多糖干地膜29
• 1.3.6 土壤掩埋光照降解处理后的海藻多糖干地膜指标测定29
• 1.4 实验结果和讨论29-37
• 1.4.1 光照降解对地膜试样外观的影响29-30
• 1.4.2 光照降解对地膜试样含水率的影响30-31
• 1.4.3 光照降解对地膜试样重量的影响31-32
• 1.4.4 光照降解对地膜试样厚度的影响32-33
• 1.4.5 光照降解对地膜试样透光率的影响33-34
• 1.4.6 光照降解对地膜试样拉伸强度、断裂伸长率的影响34-35
• 1.4.7 光照降解对地膜中海藻多糖相对分子量的影响35-36
• 1.4.8 土壤掩埋光照降解处理后的海藻多糖干地膜36-37
• 1.5 本章小结37-39
• 参考文献39-40
• 2 海藻多糖干地膜的生物降解特性40-55
• 2.1 引言40
• 2.2 实验材料和仪器40-42
• 2.2.1 实验材料40
• 2.2.2 实验试剂和仪器40-42
• 2.3 实验内容和方法42-45
• 2.3.1 海藻多糖干地膜的制备42-43
• 2.3.2 土壤中微生物的分离培养43
• 2.3.3 固体培养基中微生物对海藻多糖干地膜的降解43-44
• 2.3.4 液体培养基中微生物对海藻多糖干地膜的降解44
• 2.3.5 土壤悬液对海藻多糖干地膜的降解44-45
• 2.3.6 褐藻胶裂解酶对海藻多糖干地膜的降解45
• 2.4 实验结果和讨论45-52
• 2.4.1 固体培养基中微生物对海藻多糖干地膜的降解作用45-47
• 2.4.2 液体培养基中微生物对海藻多糖干地膜的降解作用47-51
• 2.4.3 土壤悬液对地膜的降解作用51
• 2.4.4 褐藻胶裂解酶对地膜的降解作用51-52
• 2.5 本章小结52-54
• 参考文献54-55
• 3 土壤湿度和温度对海藻多糖干地膜降解过程的影响55-70
• 3.1 引言55
• 3.2 实验材料和仪器55-56
• 3.2.1 实验材料55
• 3.2.2 实验试剂和仪器55-56
• 3.3 实验内容和方法56-57
• 3.3.1 海藻多糖干地膜的制备56-57
• 3.3.2 土壤采集57
• 3.3.3 不同湿度条件对海藻多糖干地膜降解作用的影响57
• 3.3.4 不同温度条件对海藻多糖干地膜降解作用的影响57
• 3.3.5 地膜中海藻多糖相对分子量的测定57
• 3.3.6 地膜试样中金属离子的测定57
• 3.4 实验结果和讨论57-67
• 3.4.1 不同湿度条件对海藻多糖干地膜降解作用的影响57-63
• 3.4.2 不同温度条件对海藻多糖干地膜降解作用的影响63-67
• 3.5 本章小结67-69
• 参考文献69-70
• 总结70-72
• 论文创新点72
• 展望72-73
• 硕士在读期间发表的学术论文73
• 个人简历73-74
• 致谢74

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本文编号：923000