本站訊：地膜具有保溫保濕的作用，在蔬菜、水稻、花生、大蒜等作物上應(yīng)用廣泛，增產(chǎn)效果顯著。近年來，研發(fā)可被土壤微生物自然降解的新型地膜，減少聚乙烯地膜使用后帶來的“白色污染”問題，成為農(nóng)業(yè)地膜研發(fā)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。我國自 2013年以來逐步開展生物降解地膜的開發(fā)和應(yīng)用研究，PBAT/PLA基生物降解地膜的初始關(guān)鍵性能指標(biāo)已達(dá)到或超過新修訂的聚乙烯地膜國家標(biāo)準(zhǔn)并可完全生物降解。但是，生物降解地膜在使用環(huán)境下發(fā)生提前老化開裂、造成作物減產(chǎn)的現(xiàn)象越來越引起人們的關(guān)注，引發(fā)國際的廣泛研究。如何快速預(yù)測生物降解地膜的使用壽命，成為目前研究的重點和難點。

近日，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)膜應(yīng)用重點實驗室徐靜課題組，基于短期室內(nèi)加速老化試驗，首次建立了生物降解地膜的使用壽命預(yù)測模型，該模型可以準(zhǔn)確預(yù)測生物降解地膜在田間環(huán)境下的長期使用壽命。課題組以PBAT/PLA生物降解地膜為研究目標(biāo)，采用田間試驗和室內(nèi)加速老化試驗，結(jié)合先進(jìn)的分析技術(shù)和統(tǒng)計學(xué)理論，分析地膜在自然環(huán)境和特殊環(huán)境下的老化行為關(guān)系，并建立了地膜的環(huán)境老化評價指標(biāo)體系，進(jìn)而構(gòu)建了地膜使用壽命預(yù)測模型。研究領(lǐng)導(dǎo)小組的徐靜教授說到，我們利用高溫紫外加速老化方法，對生物降解地膜進(jìn)行加速老化，并測試加速老化過程中生物降解地膜8種評價指標(biāo)（霧度、透光率、拉伸強度、斷裂標(biāo)稱應(yīng)變、凝膠含量、多分散指數(shù)、數(shù)均分子量、重均分子量）的變化趨勢；然后，對比田間實際使用過程中該類地膜8種評價指標(biāo)的變化趨勢，得到在自然環(huán)境和特殊環(huán)境下的地膜理化性質(zhì)變化之間的關(guān)系，最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，建立了生物降解地膜使用壽命的預(yù)測模型。

預(yù)測模型結(jié)果表明，使用生物降解地膜霧度值作為預(yù)測指標(biāo)，可以得到最好的預(yù)測結(jié)果，在高溫紫外條件下加速老化10天，與在田間實際使用過程中自然老化120天的霧度值變化結(jié)果高度吻合（擬合度達(dá)0.995）。因此，生物降解地膜使用壽命預(yù)測模型的建立，可以快速預(yù)測該類地膜的田間實際使用壽命，為企業(yè)生物降解地膜產(chǎn)品投入市場前的使用安全性預(yù)判提供了評價途徑，避免在作物生長期內(nèi)生物降解地膜老化開裂導(dǎo)致的作物減產(chǎn)現(xiàn)象，并提高農(nóng)民使用生物降解地膜的信心，促進(jìn)生物降解地膜的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。同時，該工作也可為其他種類的生物降解地膜的壽命預(yù)測提供理論指導(dǎo)。

研究成果已在環(huán)境科學(xué)類老牌Top期刊Environment Science & Technology（SCI一區(qū)，IF=12.154）在線發(fā)表，題為“Prediction Model of Photodegradation for PBAT/PLA Mulch Films: Strategy to Fast evaluate Service Life”，本研究由國家自然科學(xué)基金、山東省重點研究開發(fā)項目和山東省自然科學(xué)基金資助。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授解加卓和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所副研究員閆妍為共同第一作者，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授徐靜和副教授王晶為并列通訊作者。