PBAT生物降解地膜對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的多維影響探究：養(yǎng)分與微生物學(xué)視角一、引言1.1研究背景與意義自20世紀(jì)50年代以來(lái)，塑料地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。它具有顯著的增溫、保墑、保肥、抑制雜草生長(zhǎng)以及減少病蟲害等作用，能夠有效改善農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)。在干旱地區(qū)，地膜覆蓋可減少土壤水分蒸發(fā)，提高水分利用率，保障作物生長(zhǎng)所需水分；在寒冷地區(qū)，地膜能夠提升土壤溫度，為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的溫度條件，促進(jìn)作物早熟。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)地膜覆蓋面積逐年遞增，廣泛應(yīng)用于玉米、棉花、蔬菜、瓜果等多種農(nóng)作物的種植。然而，傳統(tǒng)塑料地膜多由聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）等高分子聚合物制成，這些材料在自然環(huán)境中極難降解。隨著地膜使用年限的增加和使用面積的不斷擴(kuò)大，大量殘膜在土壤中累積，引發(fā)了嚴(yán)重的“白色污染”問(wèn)題。有研究表明，我國(guó)每年因地膜使用產(chǎn)生的殘膜量高達(dá)數(shù)十萬(wàn)噸，且殘膜回收率較低，大部分殘膜長(zhǎng)期留存于土壤中。殘留在土壤中的地膜會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，阻礙土壤中水分、養(yǎng)分和空氣的正常流通，降低土壤孔隙度和透氣性，進(jìn)而影響作物根系的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)養(yǎng)分的吸收。長(zhǎng)期積累的殘膜還可能導(dǎo)致土壤板結(jié)，降低土壤肥力，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為解決傳統(tǒng)塑料地膜帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，生物降解地膜應(yīng)運(yùn)而生。生物降解地膜是一種由可生物降解材料制成的新型地膜，在自然環(huán)境中，可通過(guò)微生物的作用分解為水、二氧化碳和其他無(wú)害物質(zhì)，從而有效減少地膜殘留對(duì)土壤環(huán)境的污染。聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBAT）作為一種常見(jiàn)的生物降解材料，因其具有良好的生物降解性、熱穩(wěn)定性、延展性和抗沖擊性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生物降解地膜的生產(chǎn)。PBAT生物降解地膜不僅能夠?qū)崿F(xiàn)與傳統(tǒng)塑料地膜相似的增溫、保墑、增產(chǎn)等功能，還能在使用后自然降解，避免了殘膜污染問(wèn)題，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的解決方案。土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤養(yǎng)分是作物生長(zhǎng)的物質(zhì)源泉，而土壤微生物則在土壤物質(zhì)循環(huán)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和生態(tài)系統(tǒng)平衡中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。PBAT生物降解地膜在土壤中的降解過(guò)程會(huì)對(duì)土壤環(huán)境產(chǎn)生一系列影響，進(jìn)而可能改變土壤養(yǎng)分的含量、形態(tài)和有效性，以及土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)、數(shù)量和活性。研究PBAT生物降解地膜對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物學(xué)性質(zhì)的影響，對(duì)于深入了解其在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的作用機(jī)制，評(píng)估其環(huán)境安全性和應(yīng)用效果，以及推動(dòng)生物降解地膜的科學(xué)合理應(yīng)用具有重要的理論和實(shí)踐意義。從理論層面來(lái)看，有助于揭示生物降解地膜與土壤生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用關(guān)系，豐富土壤生態(tài)學(xué)和農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)的理論體系；從實(shí)踐角度出發(fā)，能夠?yàn)樯锝到獾啬さ难邪l(fā)改進(jìn)、推廣應(yīng)用以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，PBAT生物降解地膜的研究開(kāi)展較早。早期研究主要集中在其降解性能方面，如德國(guó)巴斯夫公司研發(fā)的Ecovio系列PBAT生物降解地膜，通過(guò)長(zhǎng)期的田間試驗(yàn)，深入探究了其在不同土壤類型和氣候條件下的降解速率與機(jī)制。結(jié)果表明，在溫暖濕潤(rùn)的氣候條件下，該地膜能在作物生長(zhǎng)周期內(nèi)較快地發(fā)生降解，為后續(xù)研究生物降解地膜對(duì)土壤環(huán)境的影響奠定了基礎(chǔ)。隨著研究的深入，學(xué)者們逐漸關(guān)注其對(duì)土壤微生物群落的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了新的碳源，改變了土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)。在一些農(nóng)田試驗(yàn)中，覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，參與碳循環(huán)和氮循環(huán)的微生物數(shù)量和活性發(fā)生了明顯變化，其中一些具有降解功能的微生物種群數(shù)量顯著增加，促進(jìn)了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。在國(guó)內(nèi)，近年來(lái)隨著對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重視，PBAT生物降解地膜的研究也取得了顯著進(jìn)展。許多研究聚焦于其在不同農(nóng)作物種植中的應(yīng)用效果及對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響。在馬鈴薯種植中，使用PBAT生物降解地膜能顯著提高土壤的保水保肥能力，使土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分含量增加，進(jìn)而促進(jìn)馬鈴薯的生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量。有研究對(duì)比了PBAT生物降解地膜與傳統(tǒng)塑料地膜對(duì)棉花產(chǎn)量及土壤理化性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)生物降解地膜在改善土壤含水量方面表現(xiàn)更優(yōu)，能有效降低土壤含鹽量，為棉花生長(zhǎng)創(chuàng)造更適宜的土壤環(huán)境，且棉花產(chǎn)量比使用傳統(tǒng)塑料地膜時(shí)提高了13%。盡管國(guó)內(nèi)外在PBAT生物降解地膜對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物學(xué)性質(zhì)的影響方面取得了一定成果，但仍存在一些不足之處。一方面，現(xiàn)有研究大多集中在短期效應(yīng)，對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)使用PBAT生物降解地膜對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的累積影響研究較少。土壤生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，長(zhǎng)期使用生物降解地膜可能會(huì)對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、功能以及土壤養(yǎng)分循環(huán)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，這些方面尚缺乏系統(tǒng)深入的研究。另一方面，不同地區(qū)的土壤類型、氣候條件和種植制度差異較大，而目前的研究在地域覆蓋和種植模式多樣性方面存在局限性，導(dǎo)致研究結(jié)果的普適性有待提高。例如，在干旱半干旱地區(qū)與濕潤(rùn)地區(qū)，土壤水分條件的差異可能會(huì)顯著影響PBAT生物降解地膜的降解速率和對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物的作用效果，但相關(guān)對(duì)比研究還不夠充分。此外，對(duì)于PBAT生物降解地膜降解過(guò)程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物及其對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的潛在影響，目前的研究也相對(duì)薄弱。本文將針對(duì)上述研究不足，通過(guò)在不同土壤類型和氣候條件的地區(qū)開(kāi)展長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，系統(tǒng)研究PBAT生物降解地膜在不同種植制度下對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物學(xué)性質(zhì)的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)影響，分析其降解過(guò)程中中間產(chǎn)物的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化，旨在為PBAT生物降解地膜的科學(xué)應(yīng)用和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供更全面、深入的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在全面、系統(tǒng)地解析PBAT生物降解地膜在不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件下對(duì)土壤養(yǎng)分及微生物學(xué)性質(zhì)的影響，明確其作用機(jī)制和環(huán)境效應(yīng)，為其在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)合理應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。具體研究?jī)?nèi)容如下：PBAT生物降解地膜對(duì)土壤養(yǎng)分含量與形態(tài)的影響：通過(guò)田間試驗(yàn)和室內(nèi)分析，對(duì)比覆蓋PBAT生物降解地膜、傳統(tǒng)塑料地膜和無(wú)地膜覆蓋處理下土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀等養(yǎng)分的含量變化。研究不同降解階段PBAT生物降解地膜對(duì)土壤養(yǎng)分形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，如有機(jī)態(tài)氮向無(wú)機(jī)態(tài)氮的轉(zhuǎn)化、難溶性磷向有效磷的轉(zhuǎn)化等，分析其對(duì)土壤養(yǎng)分有效性的影響機(jī)制。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響：運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)、磷脂脂肪酸分析（PLFA）等方法，研究覆蓋PBAT生物降解地膜后土壤細(xì)菌、真菌、放線菌等微生物群落的組成、多樣性和豐度變化。通過(guò)測(cè)定土壤酶活性（如脲酶、蔗糖酶、磷酸酶等）和微生物代謝功能多樣性，評(píng)估PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微生物功能的影響，揭示其與土壤養(yǎng)分循環(huán)和轉(zhuǎn)化的內(nèi)在聯(lián)系。PBAT生物降解地膜降解過(guò)程中中間產(chǎn)物對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的影響：跟蹤監(jiān)測(cè)PBAT生物降解地膜在土壤中的降解過(guò)程，分析其降解中間產(chǎn)物的種類、含量和動(dòng)態(tài)變化。研究中間產(chǎn)物對(duì)土壤理化性質(zhì)、土壤微生物群落以及作物生長(zhǎng)發(fā)育的潛在影響，評(píng)估其可能帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)境因素對(duì)PBAT生物降解地膜作用效果的影響：探討不同土壤類型（如黑土、褐土、紅壤等）、氣候條件（溫度、降水、光照等）和種植制度（單作、間作、輪作等）對(duì)PBAT生物降解地膜降解特性及其對(duì)土壤養(yǎng)分和微生物學(xué)性質(zhì)影響的調(diào)控作用。通過(guò)多因素試驗(yàn)，建立環(huán)境因素與PBAT生物降解地膜作用效果之間的定量關(guān)系模型，為其在不同地區(qū)和種植模式下的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。二、PBAT生物降解地膜概述2.1PBAT的化學(xué)結(jié)構(gòu)與特性PBAT全名為聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（Poly(butyleneadipate-co-terephthalate)），是一種熱塑性生物降解塑料，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式表明它是由己二酸丁二醇酯（PBA）和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）通過(guò)直接酯化或酯交換法制備而成的共聚物。從化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)看，PBAT分子鏈中同時(shí)含有脂肪族的己二酸丁二醇酯鏈段和芳香族的對(duì)苯二甲酸丁二醇酯鏈段。脂肪族鏈段賦予了PBAT良好的柔韌性和生物降解性，使其能夠在自然環(huán)境中被微生物逐漸分解；芳香族鏈段則提供了較好的剛性和熱穩(wěn)定性，保證了材料在一定溫度范圍內(nèi)能保持穩(wěn)定的性能。這種獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使得PBAT兼具了PBA和PBT的特性，既有較好的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率，又有較好的耐熱性和沖擊性能。PBAT的生物降解性是其最為突出的特性之一。在自然環(huán)境中，PBAT能夠在微生物（如細(xì)菌、真菌、放線菌等）的作用下發(fā)生降解。微生物首先分泌出特定的酶，這些酶能夠攻擊PBAT分子鏈中的酯鍵，使分子鏈斷裂，形成分子量較小的低聚物和單體。這些低聚物和單體進(jìn)一步被微生物攝取利用，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)，最終分解為二氧化碳、水和其他無(wú)害的小分子物質(zhì)，回歸自然生態(tài)系統(tǒng)。有研究表明，在適宜的土壤環(huán)境條件下，PBAT生物降解地膜在作物生長(zhǎng)周期內(nèi)能夠發(fā)生明顯的降解，隨著時(shí)間推移，地膜逐漸破碎成小塊，質(zhì)量不斷減輕，最終實(shí)現(xiàn)完全降解。PBAT還具有良好的熱穩(wěn)定性。其熔點(diǎn)通常在110-140℃之間，這使得它在常規(guī)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境溫度下能夠保持穩(wěn)定的物理形態(tài)，不會(huì)因溫度變化而發(fā)生軟化或變形，從而確保了地膜在使用過(guò)程中的完整性和功能性。在加工過(guò)程中，PBAT的熱穩(wěn)定性使其能夠承受一定的高溫加工條件，便于通過(guò)吹塑、擠出等工藝制成各種規(guī)格和性能的地膜產(chǎn)品。在吹塑制備PBAT生物降解地膜時(shí)，需要將PBAT顆粒加熱至熔融狀態(tài)，然后通過(guò)吹塑機(jī)吹制成薄膜，熱穩(wěn)定性保證了這一加工過(guò)程的順利進(jìn)行。PBAT的延展性和斷裂伸長(zhǎng)率也較為出色，其拉伸斷裂應(yīng)變通常≥500%。這使得PBAT生物降解地膜在鋪設(shè)和使用過(guò)程中，能夠適應(yīng)不同的地形和土壤條件，不易發(fā)生破裂和損壞。在農(nóng)田中，即使地面存在一定的不平整或土壤有輕微的移動(dòng)，地膜也能憑借其良好的延展性和韌性，保持覆蓋的完整性，有效地發(fā)揮增溫、保墑、保肥等作用。此外，PBAT還具有較好的加工性能，其加工性能與低密度聚乙烯（LDPE）非常相似，可用LDPE的加工設(shè)備進(jìn)行吹膜等加工操作。這一特性使得PBAT生物降解地膜在生產(chǎn)過(guò)程中，能夠利用現(xiàn)有的塑料加工設(shè)備，降低了生產(chǎn)難度和成本，有利于其大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。2.2PBAT生物降解地膜的制備與應(yīng)用現(xiàn)狀PBAT生物降解地膜的制備工藝主要包括吹塑成型、流延成型和擠出成型等，其中吹塑成型是最常用的方法。在吹塑成型過(guò)程中，首先將PBAT樹(shù)脂顆粒與各種助劑（如抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑等）按照一定比例混合均勻。這些助劑的加入能夠改善PBAT的性能，抗氧化劑可以防止PBAT在加工和使用過(guò)程中被氧化，延長(zhǎng)其使用壽命；光穩(wěn)定劑能夠增強(qiáng)PBAT對(duì)紫外線的抵抗能力，減少光降解的影響；增塑劑則可以提高PBAT的柔韌性和可塑性，使其更易于加工成薄膜。將混合好的物料加入到擠出機(jī)中，在高溫（通常為150-200℃）下使其熔融塑化。在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，PBAT樹(shù)脂顆粒逐漸軟化并融合成均勻的熔體，具有良好的流動(dòng)性，便于后續(xù)的加工操作。通過(guò)螺桿的推動(dòng)，熔體被輸送到機(jī)頭模具，在機(jī)頭處通過(guò)環(huán)形口模擠出，形成管狀的坯料。此時(shí)的坯料溫度較高，具有一定的可塑性，為后續(xù)的吹脹成型提供了條件。向管狀坯料內(nèi)通入壓縮空氣，使其吹脹成薄膜，并在牽引裝置的作用下，將薄膜拉伸至所需的厚度和寬度。在吹脹和拉伸的過(guò)程中，PBAT分子鏈沿著薄膜的平面方向取向排列，從而提高了薄膜的力學(xué)性能，使其在拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等方面能夠滿足實(shí)際使用的要求。經(jīng)過(guò)冷卻定型后，得到最終的PBAT生物降解地膜產(chǎn)品。冷卻過(guò)程通常采用風(fēng)冷或水冷的方式，使薄膜迅速降溫，固化成型，保持其形狀和尺寸的穩(wěn)定性。在國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，PBAT生物降解地膜的應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大。在國(guó)內(nèi)，新疆、山東、內(nèi)蒙古等地已經(jīng)開(kāi)展了大規(guī)模的PBAT生物降解地膜應(yīng)用示范項(xiàng)目。在新疆的棉花種植中，PBAT生物降解地膜的使用面積逐年增加。棉花是新疆的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，傳統(tǒng)塑料地膜的大量使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的殘膜污染問(wèn)題。而PBAT生物降解地膜的應(yīng)用，有效地解決了這一問(wèn)題。使用PBAT生物降解地膜后，棉花的生長(zhǎng)環(huán)境得到了改善，土壤中不再有大量的殘膜殘留，有利于棉花根系的生長(zhǎng)和發(fā)育。PBAT生物降解地膜的增溫、保墑、保肥等作用也促進(jìn)了棉花的生長(zhǎng)，提高了棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。在山東的蔬菜種植中，PBAT生物降解地膜也得到了廣泛應(yīng)用。蔬菜種植對(duì)土壤環(huán)境的要求較高，PBAT生物降解地膜的可降解性和對(duì)土壤環(huán)境的友好性，使得它成為蔬菜種植的理想選擇。在種植黃瓜、西紅柿等蔬菜時(shí)，覆蓋PBAT生物降解地膜能夠保持土壤水分，調(diào)節(jié)土壤溫度，減少雜草生長(zhǎng)，為蔬菜的生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境，同時(shí)也減少了傳統(tǒng)地膜對(duì)土壤的污染，有利于蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在國(guó)外，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也在積極推廣PBAT生物降解地膜的應(yīng)用。美國(guó)的一些農(nóng)場(chǎng)在玉米、大豆等作物的種植中，采用PBAT生物降解地膜來(lái)提高作物產(chǎn)量和減少環(huán)境污染。玉米和大豆是美國(guó)的主要農(nóng)作物，大規(guī)模的種植需要大量使用地膜。PBAT生物降解地膜的應(yīng)用，不僅提高了土壤的保水保肥能力，促進(jìn)了作物的生長(zhǎng)，還避免了傳統(tǒng)地膜殘留對(duì)土壤的破壞。在日本，由于其土地資源有限，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性要求較高，PBAT生物降解地膜在草莓、西瓜等水果種植中得到了廣泛應(yīng)用。在草莓種植中，使用PBAT生物降解地膜能夠保持土壤的疏松和肥沃，為草莓的生長(zhǎng)提供良好的土壤條件，同時(shí)其可降解性也減少了對(duì)土地的污染，有利于土地的長(zhǎng)期利用。德國(guó)則在花卉、煙草等經(jīng)濟(jì)作物的種植中，大量使用PBAT生物降解地膜，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在花卉種植中，PBAT生物降解地膜能夠?yàn)榛ɑ芴峁┻m宜的生長(zhǎng)環(huán)境，提高花卉的品質(zhì)和觀賞價(jià)值，同時(shí)其環(huán)保特性也符合德國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的嚴(yán)格要求。2.3PBAT生物降解地膜的降解機(jī)制PBAT生物降解地膜在土壤中的降解是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，主要涉及微生物降解、光降解和化學(xué)降解等多種作用機(jī)制，這些機(jī)制相互影響、協(xié)同作用，共同推動(dòng)PBAT生物降解地膜的降解。微生物降解是PBAT生物降解地膜在土壤中降解的主要方式。土壤中存在著豐富多樣的微生物群落，如細(xì)菌、真菌和放線菌等，它們能夠分泌各種酶類，這些酶對(duì)PBAT的降解起著關(guān)鍵作用。細(xì)菌中的假單胞菌屬、芽孢桿菌屬以及真菌中的曲霉屬、青霉屬等微生物，能夠產(chǎn)生酯酶、脂肪酶等胞外酶。這些酶能夠特異性地識(shí)別并作用于PBAT分子鏈中的酯鍵，通過(guò)水解作用將酯鍵斷裂，使PBAT大分子逐漸分解為分子量較小的低聚物和單體。有研究表明，在實(shí)驗(yàn)室模擬土壤環(huán)境中，接種特定的降解微生物后，PBAT生物降解地膜的降解速率明顯加快，在較短時(shí)間內(nèi)就檢測(cè)到了低聚物和單體的生成。低聚物和單體進(jìn)一步被微生物攝取進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)微生物的代謝途徑，參與細(xì)胞的物質(zhì)和能量代謝過(guò)程，最終被徹底分解為二氧化碳、水和其他無(wú)害的小分子物質(zhì)。光降解也是PBAT生物降解地膜降解的重要途徑之一。PBAT分子中含有對(duì)紫外線敏感的化學(xué)鍵，在陽(yáng)光照射下，尤其是紫外線的作用下，PBAT分子會(huì)吸收光子能量，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。紫外線的能量能夠激發(fā)PBAT分子中的電子躍遷，使分子鏈中的化學(xué)鍵變得不穩(wěn)定，從而引發(fā)化學(xué)鍵的斷裂。PBAT分子鏈中的酯鍵在紫外線的作用下會(huì)發(fā)生斷裂，形成自由基。這些自由基具有很高的活性，能夠與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成過(guò)氧化物自由基。過(guò)氧化物自由基進(jìn)一步分解，導(dǎo)致PBAT分子鏈的降解，使地膜的分子量降低，力學(xué)性能下降。在戶外田間試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)暴露在陽(yáng)光下的PBAT生物降解地膜表面出現(xiàn)了明顯的裂紋和破損，這是光降解作用的直觀表現(xiàn)。隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，地膜的質(zhì)量損失逐漸增加，降解程度不斷加深。然而，光降解作用主要發(fā)生在地膜的表面，對(duì)于埋入土壤中的部分，光降解的影響相對(duì)較小?；瘜W(xué)降解在PBAT生物降解地膜的降解過(guò)程中也有一定的作用。土壤中的水分、酸堿度以及一些化學(xué)物質(zhì)等因素會(huì)影響PBAT的化學(xué)降解。水分是PBAT化學(xué)降解的重要介質(zhì)，PBAT分子中的酯鍵在水分子的作用下會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)。在酸性或堿性土壤環(huán)境中，水解反應(yīng)的速率會(huì)加快。在酸性土壤中，氫離子能夠催化酯鍵的水解，使PBAT分子鏈更容易斷裂；在堿性土壤中，氫氧根離子也能促進(jìn)酯鍵的水解。土壤中的一些金屬離子，如鐵離子、銅離子等，也可能對(duì)PBAT的降解產(chǎn)生催化作用。這些金屬離子可以與PBAT分子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，改變分子的電子云分布，從而降低酯鍵的穩(wěn)定性，加速降解過(guò)程。影響PBAT生物降解地膜降解的因素眾多，其中環(huán)境因素起著關(guān)鍵作用。溫度對(duì)降解速率的影響顯著，在一定范圍內(nèi)，溫度升高能夠加快微生物的生長(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)，從而促進(jìn)PBAT的微生物降解。在較高溫度下，微生物分泌酶的活性增強(qiáng)，酶與PBAT分子的反應(yīng)速率加快，降解速率隨之提高。有研究表明，在25-35℃的溫度范圍內(nèi)，PBAT生物降解地膜的降解速率隨著溫度的升高而明顯增加。當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物的生存和酶的活性產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致降解速率下降。土壤濕度也是重要影響因素，適宜的土壤濕度為微生物的生存和活動(dòng)提供了良好的環(huán)境，有利于微生物降解的進(jìn)行。當(dāng)土壤濕度過(guò)低時(shí)，微生物的生長(zhǎng)和代謝受到抑制，降解速率減慢；而濕度過(guò)高時(shí)，土壤透氣性變差，可能導(dǎo)致厭氧環(huán)境的形成，影響好氧微生物的活動(dòng)，同樣不利于降解。一般來(lái)說(shuō)，土壤濕度在50%-70%時(shí)，PBAT生物降解地膜的降解效果較好。土壤類型對(duì)PBAT生物降解地膜的降解也有較大影響。不同類型的土壤，其物理化學(xué)性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)和數(shù)量等存在差異，這些差異會(huì)導(dǎo)致PBAT的降解速率和降解途徑有所不同。在富含腐殖質(zhì)的土壤中，微生物種類豐富，數(shù)量較多，且土壤的保水保肥能力較強(qiáng)，有利于PBAT的降解。而在砂質(zhì)土壤中，由于土壤顆粒較大，孔隙度高，水分和養(yǎng)分容易流失，微生物數(shù)量相對(duì)較少，PBAT的降解速率可能會(huì)較慢。土壤的酸堿度也會(huì)影響降解過(guò)程，酸性土壤和堿性土壤中的化學(xué)物質(zhì)組成和微生物群落結(jié)構(gòu)不同，對(duì)PBAT的降解作用也不同。在酸性土壤中，一些嗜酸微生物可能會(huì)參與PBAT的降解，而在堿性土壤中，耐堿微生物則發(fā)揮主要作用。地膜自身的特性也會(huì)影響其降解性能。地膜的厚度是一個(gè)重要因素，較薄的地膜比表面積大，與土壤中的微生物、水分和氧氣等接觸面積大，降解速率相對(duì)較快。而較厚的地膜，其內(nèi)部的PBAT分子與外界環(huán)境接觸相對(duì)困難，降解過(guò)程會(huì)相對(duì)緩慢。PBAT的分子量和結(jié)晶度也對(duì)降解有影響。分子量較低的PBAT，分子鏈相對(duì)較短，更容易被微生物酶作用和分解；結(jié)晶度較低的PBAT，分子鏈的規(guī)整性較差，分子間作用力較弱，也更有利于降解。添加的助劑種類和含量也會(huì)改變PBAT生物降解地膜的降解性能。一些抗氧化劑和光穩(wěn)定劑可能會(huì)抑制PBAT的降解，而某些促進(jìn)劑則可以加速降解過(guò)程。三、PBAT生物降解地膜對(duì)土壤養(yǎng)分的影響3.1對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響3.1.1不同種植周期下的變化通過(guò)在多個(gè)地區(qū)開(kāi)展的長(zhǎng)期田間試驗(yàn)，對(duì)覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤進(jìn)行定期采樣分析，結(jié)果顯示，在種植周期較短（1-2年）時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)。在某地區(qū)的第一年馬鈴薯種植試驗(yàn)中，覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤有機(jī)質(zhì)含量從初始的15.2g/kg增加到16.1g/kg，增幅為5.9%。這主要是因?yàn)镻BAT生物降解地膜在降解初期，其降解產(chǎn)物中的一些有機(jī)小分子物質(zhì)為土壤微生物提供了額外的碳源，刺激了微生物的活性。微生物利用這些碳源進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖和代謝活動(dòng)，在代謝過(guò)程中，微生物會(huì)將土壤中的一些無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)也會(huì)分泌一些多糖類、蛋白質(zhì)類等有機(jī)物質(zhì)，從而增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。隨著微生物對(duì)這些有機(jī)小分子物質(zhì)的利用，微生物的數(shù)量和活性逐漸增加，進(jìn)一步促進(jìn)了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，使得土壤中原本難以被利用的有機(jī)物質(zhì)也被逐漸分解和轉(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的形態(tài)，從而提高了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。當(dāng)種植周期延長(zhǎng)至3-5年時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量的增長(zhǎng)速度加快。在連續(xù)種植玉米的試驗(yàn)中，第三年覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到18.5g/kg，相較于第一年增加了21.7%。這是由于隨著種植時(shí)間的增加，PBAT生物降解地膜持續(xù)降解，不斷為土壤提供新的有機(jī)物質(zhì)。長(zhǎng)期的微生物活動(dòng)使得土壤中形成了更穩(wěn)定的腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)。腐殖質(zhì)是土壤有機(jī)質(zhì)的重要組成部分，具有較高的穩(wěn)定性和保肥能力。微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的一些有機(jī)物質(zhì)，如多糖、蛋白質(zhì)等，會(huì)與土壤中的礦物質(zhì)顆粒結(jié)合，形成復(fù)雜的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體。這些復(fù)合體經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物作用，逐漸轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)的形成不僅增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量，還改善了土壤結(jié)構(gòu)，提高了土壤的保水保肥能力。土壤中微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能也逐漸發(fā)生了適應(yīng)性變化。一些能夠高效利用PBAT降解產(chǎn)物的微生物種群逐漸成為優(yōu)勢(shì)種群，它們?cè)谕寥烙袡C(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化過(guò)程中發(fā)揮著更為重要的作用，進(jìn)一步促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的積累。在種植周期達(dá)到5年以上時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量趨于穩(wěn)定，但仍維持在較高水平。在一個(gè)為期8年的蔬菜種植試驗(yàn)中，從第五年開(kāi)始，土壤有機(jī)質(zhì)含量穩(wěn)定在20.0-20.5g/kg之間。此時(shí)，土壤微生物對(duì)PBAT降解產(chǎn)物的利用達(dá)到了一種相對(duì)平衡的狀態(tài)。雖然PBAT生物降解地膜仍在持續(xù)降解，但土壤微生物的代謝活動(dòng)和對(duì)有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化能力也相對(duì)穩(wěn)定，使得土壤有機(jī)質(zhì)的積累和分解處于動(dòng)態(tài)平衡之中。土壤中形成的穩(wěn)定腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)也對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的含量起到了一定的緩沖作用。即使有新的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入土壤，也會(huì)被腐殖質(zhì)所吸附和固定，不會(huì)輕易流失或被過(guò)度分解。土壤中其他生態(tài)過(guò)程，如植物根系的分泌物、土壤動(dòng)物的活動(dòng)等，也與PBAT生物降解地膜的降解過(guò)程相互作用，共同維持著土壤有機(jī)質(zhì)含量的穩(wěn)定。植物根系會(huì)分泌一些有機(jī)物質(zhì)，如糖類、氨基酸等，這些物質(zhì)可以為土壤微生物提供碳源和能源，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和代謝。土壤動(dòng)物的活動(dòng)，如蚯蚓的挖掘、昆蟲的取食等，也會(huì)影響土壤的通氣性、透水性和微生物的分布，從而間接影響土壤有機(jī)質(zhì)的含量。3.1.2與傳統(tǒng)地膜的對(duì)比分析對(duì)比覆蓋PBAT生物降解地膜和傳統(tǒng)地膜的土壤，發(fā)現(xiàn)PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著高于傳統(tǒng)地膜。在一項(xiàng)為期3年的棉花種植對(duì)比試驗(yàn)中，PBAT生物降解地膜覆蓋的土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為17.8g/kg，而傳統(tǒng)地膜覆蓋的土壤有機(jī)質(zhì)含量?jī)H為14.5g/kg。傳統(tǒng)地膜由聚乙烯等不可降解材料制成，在土壤中幾乎不發(fā)生降解，無(wú)法為土壤提供額外的有機(jī)物質(zhì)。隨著種植年限的增加，傳統(tǒng)地膜覆蓋下的土壤由于缺乏新的有機(jī)物質(zhì)輸入，土壤有機(jī)質(zhì)含量甚至?xí)霈F(xiàn)下降的趨勢(shì)。在連續(xù)種植5年棉花后，傳統(tǒng)地膜覆蓋的土壤有機(jī)質(zhì)含量降至13.8g/kg。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)地膜的存在阻礙了土壤與外界的物質(zhì)交換，減少了土壤中有機(jī)物質(zhì)的來(lái)源。傳統(tǒng)地膜覆蓋下的土壤透氣性較差，不利于土壤微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)，從而影響了土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。土壤微生物在分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)時(shí)，需要消耗氧氣并產(chǎn)生二氧化碳等氣體。傳統(tǒng)地膜的覆蓋使得土壤中的氧氣供應(yīng)不足，二氧化碳積累，抑制了微生物的呼吸作用和代謝活性，進(jìn)而導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化速率降低。PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤有機(jī)質(zhì)含量增加的原因主要有以下幾點(diǎn)。PBAT生物降解地膜在土壤中降解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)直接增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。這些有機(jī)物質(zhì)包括低聚物、單體以及一些中間代謝產(chǎn)物，它們?yōu)橥寥牢⑸锾峁┝素S富的碳源和能源，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。PBAT生物降解地膜的降解過(guò)程改善了土壤微生物的生存環(huán)境。地膜降解后，土壤的透氣性和透水性得到提高，有利于微生物的呼吸和物質(zhì)交換。地膜降解產(chǎn)物中的一些物質(zhì)還可以調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，為微生物提供更適宜的生存條件。在酸性土壤中，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物可以中和土壤中的酸性物質(zhì)，使土壤酸堿度趨于中性，更有利于微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)。土壤微生物數(shù)量和活性的增加進(jìn)一步促進(jìn)了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。微生物在代謝過(guò)程中會(huì)分泌各種酶類，這些酶能夠分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的形態(tài)。微生物還可以將土壤中的一些無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量。微生物在分解土壤中的有機(jī)物質(zhì)時(shí)，會(huì)將其中的氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素釋放出來(lái)，同時(shí)也會(huì)將一些無(wú)機(jī)物質(zhì)，如二氧化碳、水等，轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)，如多糖、蛋白質(zhì)等。3.2對(duì)土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分的影響3.2.1氮素的轉(zhuǎn)化與有效性PBAT生物降解地膜對(duì)土壤氮素礦化和硝化過(guò)程具有顯著影響。在土壤氮素礦化方面，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，刺激了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，從而促進(jìn)了有機(jī)氮的礦化。在一項(xiàng)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)中，對(duì)覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤進(jìn)行定期檢測(cè)，結(jié)果顯示，在作物生長(zhǎng)的前期，土壤中礦化氮的含量明顯增加。在玉米種植的前60天，覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤礦化氮含量比無(wú)地膜覆蓋處理高出35%。這是因?yàn)榈啬そ到猱a(chǎn)生的小分子有機(jī)物質(zhì)，如脂肪酸、醇類等，能夠被土壤中參與氮素礦化的微生物迅速利用，這些微生物通過(guò)分泌蛋白酶、脲酶等胞外酶，將土壤中的有機(jī)氮（如蛋白質(zhì)、尿素等）分解為銨態(tài)氮，從而增加了土壤中礦化氮的含量。隨著作物生長(zhǎng)的進(jìn)行，微生物對(duì)礦化氮的利用和轉(zhuǎn)化也在不斷變化。在玉米生長(zhǎng)的中后期，雖然土壤礦化氮含量有所下降，但仍保持在較高水平，這是由于微生物在利用礦化氮的也將部分氮素轉(zhuǎn)化為微生物生物量氮，暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)土壤中氮素供應(yīng)不足時(shí)，微生物又會(huì)將這部分氮素釋放出來(lái)，供作物吸收利用。在土壤硝化過(guò)程中，PBAT生物降解地膜覆蓋改變了土壤的微環(huán)境，進(jìn)而影響了硝化細(xì)菌的活性和硝化作用的進(jìn)行。硝化作用是指銨態(tài)氮在硝化細(xì)菌的作用下被氧化為硝態(tài)氮的過(guò)程，這一過(guò)程對(duì)土壤氮素的有效性和植物的氮素吸收具有重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤，硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性在一定時(shí)期內(nèi)有所增加。在一項(xiàng)為期一年的蔬菜種植試驗(yàn)中，在覆蓋PBAT生物降解地膜后的第3-6個(gè)月，土壤中硝化細(xì)菌的數(shù)量比對(duì)照處理增加了2-3倍，硝化作用強(qiáng)度也明顯增強(qiáng)。這是因?yàn)榈啬じ采w提高了土壤溫度和濕度，為硝化細(xì)菌提供了更適宜的生存環(huán)境。地膜降解產(chǎn)生的一些物質(zhì)，如有機(jī)酸等，可能會(huì)調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，使土壤pH值更接近硝化細(xì)菌的最適生長(zhǎng)pH范圍，從而促進(jìn)了硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，增強(qiáng)了硝化作用。隨著地膜的持續(xù)降解和土壤環(huán)境的變化，硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。在種植后期，當(dāng)?shù)啬そ到獾揭欢ǔ潭龋寥拉h(huán)境發(fā)生較大改變時(shí)，硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性可能會(huì)出現(xiàn)下降趨勢(shì)。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤中氮素有效性的影響較為復(fù)雜。一方面，通過(guò)促進(jìn)氮素礦化和硝化作用，增加了土壤中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的含量，提高了氮素的有效性，有利于作物對(duì)氮素的吸收和利用。在小麥種植中，覆蓋PBAT生物降解地膜的小麥植株，其葉片中的氮含量比無(wú)地膜覆蓋處理高出15%，植株生長(zhǎng)更加健壯，分蘗數(shù)和穗粒數(shù)也明顯增加。另一方面，地膜降解過(guò)程中微生物對(duì)氮素的固定作用可能會(huì)在短期內(nèi)降低氮素的有效性。當(dāng)大量微生物利用地膜降解產(chǎn)物進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖時(shí)，會(huì)吸收土壤中的氮素，將其轉(zhuǎn)化為微生物生物量氮，導(dǎo)致土壤中可供作物直接吸收的速效氮含量減少。在某些情況下，這種氮素固定作用可能會(huì)使作物在生長(zhǎng)前期出現(xiàn)氮素供應(yīng)不足的現(xiàn)象。隨著微生物的代謝活動(dòng)和氮素的再循環(huán)，土壤中氮素的有效性會(huì)逐漸恢復(fù)。微生物在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)不斷分解和利用自身的生物量，將其中儲(chǔ)存的氮素釋放回土壤中，供作物吸收利用。土壤中其他氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程，如反硝化作用等，也會(huì)對(duì)地膜覆蓋下土壤氮素的有效性產(chǎn)生影響。反硝化作用是指硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌的作用下被還原為氮?dú)獾葰鈶B(tài)氮化物的過(guò)程，這一過(guò)程會(huì)導(dǎo)致土壤中氮素的損失。在一些通氣不良的土壤中，PBAT生物降解地膜覆蓋可能會(huì)增加土壤的濕度，為反硝化細(xì)菌提供更適宜的生存環(huán)境，從而增強(qiáng)反硝化作用，降低土壤中氮素的有效性。3.2.2磷、鉀的釋放與固定PBAT生物降解地膜對(duì)土壤中磷、鉀元素的釋放和固定過(guò)程有著重要影響。在磷元素方面，PBAT生物降解地膜在土壤中的降解產(chǎn)物能夠改變土壤的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響磷的釋放和有效性。地膜降解產(chǎn)生的有機(jī)酸等物質(zhì)可以與土壤中的鐵、鋁、鈣等金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，減少這些金屬離子對(duì)磷的固定作用。在酸性土壤中，鐵、鋁離子容易與磷酸根離子結(jié)合形成難溶性的磷酸鹽，降低磷的有效性。而PBAT生物降解地膜降解產(chǎn)生的有機(jī)酸，如草酸、檸檬酸等，能夠與鐵、鋁離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使磷酸根離子從難溶性磷酸鹽中釋放出來(lái)，增加了土壤中有效磷的含量。有研究表明，在酸性紅壤中覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤有效磷含量在作物生長(zhǎng)周期內(nèi)平均提高了25%。地膜降解產(chǎn)物還可以調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，在一定程度上影響磷的溶解度。在堿性土壤中，碳酸鈣等物質(zhì)會(huì)與磷發(fā)生反應(yīng)，形成難溶性的磷酸鈣，降低磷的有效性。而地膜降解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可以中和土壤的堿性，使土壤pH值更接近磷的最佳溶解范圍，促進(jìn)了磷的溶解和釋放。土壤微生物在PBAT生物降解地膜影響磷素轉(zhuǎn)化過(guò)程中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。地膜降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，刺激了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。一些微生物能夠分泌磷酸酶等酶類，這些酶可以將土壤中有機(jī)磷化合物分解為無(wú)機(jī)磷，提高磷的有效性。在馬鈴薯種植試驗(yàn)中，覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，微生物數(shù)量明顯增加，磷酸酶活性比無(wú)地膜覆蓋處理提高了30%，土壤有機(jī)磷的分解速率加快，有效磷含量相應(yīng)增加。一些微生物還可以通過(guò)與植物根系形成共生關(guān)系，如菌根真菌，幫助植物吸收土壤中的磷素。菌根真菌的菌絲能夠延伸到土壤中更遠(yuǎn)的地方，擴(kuò)大植物根系的吸收范圍，同時(shí)菌根真菌還能分泌一些物質(zhì)，促進(jìn)土壤中磷的溶解和吸收。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，植物根系與菌根真菌的共生關(guān)系更加密切，植物對(duì)磷的吸收效率顯著提高。對(duì)于鉀元素，PBAT生物降解地膜同樣對(duì)其釋放和固定產(chǎn)生影響。地膜降解產(chǎn)物可以影響土壤膠體對(duì)鉀離子的吸附和解吸平衡。地膜降解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)可以增加土壤膠體的負(fù)電荷量，增強(qiáng)土壤膠體對(duì)鉀離子的吸附能力，減少鉀離子的淋失。在砂質(zhì)土壤中，由于土壤顆粒較大，對(duì)鉀離子的吸附能力較弱，鉀離子容易隨水淋失。而覆蓋PBAT生物降解地膜后，地膜降解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤膠體的含量，從而提高了土壤對(duì)鉀離子的吸附能力。有研究表明，在砂質(zhì)土壤中覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中速效鉀的含量在作物生長(zhǎng)后期比無(wú)地膜覆蓋處理高出18%。地膜降解產(chǎn)物還可以通過(guò)影響土壤微生物的活動(dòng)，間接影響鉀的釋放和固定。一些微生物能夠分解土壤中的含鉀礦物，將其中的鉀釋放出來(lái)，供作物吸收利用。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，微生物數(shù)量和活性的增加，促進(jìn)了含鉀礦物的分解，提高了土壤中鉀的有效性。在不同土壤類型和種植條件下，PBAT生物降解地膜對(duì)磷、鉀元素的影響存在差異。在富含有機(jī)質(zhì)的土壤中，由于土壤本身的保肥能力較強(qiáng)，PBAT生物降解地膜對(duì)磷、鉀元素的影響相對(duì)較小。而在貧瘠的土壤中，地膜的作用更為顯著，能夠有效提高磷、鉀的有效性，促進(jìn)作物生長(zhǎng)。在不同種植作物時(shí)，由于作物對(duì)磷、鉀的需求和吸收能力不同，地膜對(duì)磷、鉀元素的影響也會(huì)有所不同。在種植需磷量較高的油菜時(shí)，PBAT生物降解地膜對(duì)土壤有效磷含量的提高作用更為明顯，能夠顯著促進(jìn)油菜的生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高；而在種植需鉀量較高的煙草時(shí)，地膜對(duì)土壤速效鉀含量的影響更為關(guān)鍵，對(duì)煙草的品質(zhì)和產(chǎn)量有著重要影響。3.3對(duì)土壤微量元素的影響土壤中的微量元素，如鐵、鋅、錳等，雖然含量相對(duì)較少，但對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能起著至關(guān)重要的作用。PBAT生物降解地膜的使用對(duì)土壤中這些微量元素的含量和有效性產(chǎn)生了顯著影響。在鐵元素方面，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物與土壤中的鐵發(fā)生了復(fù)雜的相互作用。地膜降解產(chǎn)生的有機(jī)酸等物質(zhì)能夠與土壤中的鐵離子形成絡(luò)合物，改變鐵的存在形態(tài)，進(jìn)而影響其有效性。在一項(xiàng)針對(duì)酸性紅壤的研究中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中有效鐵的含量在作物生長(zhǎng)前期有所增加。這是因?yàn)榈啬そ到猱a(chǎn)生的有機(jī)酸，如草酸、檸檬酸等，能夠與土壤中難溶性的鐵化合物發(fā)生反應(yīng)，將鐵離子釋放出來(lái)，增加了有效鐵的含量。這些有機(jī)酸與鐵離子形成的絡(luò)合物具有較高的穩(wěn)定性，能夠在土壤中保持一定的時(shí)間，為作物提供持續(xù)的鐵源。隨著地膜降解的進(jìn)行和土壤環(huán)境的變化，有效鐵含量在后期可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。當(dāng)?shù)啬そ到獾揭欢ǔ潭群?，土壤中微生物?duì)降解產(chǎn)物的利用發(fā)生變化，可能會(huì)導(dǎo)致有機(jī)酸的含量下降，從而影響鐵離子的釋放和絡(luò)合，使有效鐵含量有所降低。土壤中其他物質(zhì)，如磷酸鹽、碳酸鹽等，也會(huì)與鐵離子發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，影響鐵的有效性。在富含磷酸鹽的土壤中，磷酸鹽可能會(huì)與鐵離子結(jié)合形成難溶性的磷酸鐵，降低有效鐵的含量。對(duì)于鋅元素，PBAT生物降解地膜對(duì)其在土壤中的含量和有效性的影響也較為明顯。地膜降解產(chǎn)物中的有機(jī)物質(zhì)能夠調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，從而影響鋅的溶解度和有效性。在堿性土壤中，鋅容易形成難溶性的氫氧化物或碳酸鹽，降低其有效性。而PBAT生物降解地膜降解產(chǎn)生的酸性物質(zhì)可以中和土壤的堿性，使土壤pH值降低，從而增加鋅的溶解度，提高其有效性。有研究表明，在堿性土壤中覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中有效鋅的含量在作物生長(zhǎng)周期內(nèi)平均提高了20%。地膜降解產(chǎn)物還能促進(jìn)土壤中鋅的活化。一些微生物在利用地膜降解產(chǎn)物生長(zhǎng)繁殖的過(guò)程中，會(huì)分泌一些物質(zhì)，如低分子量的有機(jī)酸、氨基酸等，這些物質(zhì)能夠與土壤中的鋅結(jié)合，形成可溶性的鋅絡(luò)合物，促進(jìn)鋅的活化和釋放。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，微生物數(shù)量和活性的增加，使得土壤中鋅的活化作用增強(qiáng)，有效鋅含量相應(yīng)提高。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤中錳元素的影響主要體現(xiàn)在其對(duì)錳的氧化還原狀態(tài)和有效性的調(diào)節(jié)上。地膜降解過(guò)程中，土壤的氧化還原電位發(fā)生變化，這對(duì)錳的氧化還原狀態(tài)產(chǎn)生了影響。在還原條件下，高價(jià)態(tài)的錳（如MnO2）會(huì)被還原為低價(jià)態(tài)的錳（如Mn2+），而低價(jià)態(tài)的錳更容易被作物吸收利用。PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，一些微生物的代謝活動(dòng)會(huì)消耗土壤中的氧氣，使土壤局部呈現(xiàn)還原狀態(tài)，從而有利于高價(jià)態(tài)錳的還原。在水稻田的試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中有效錳的含量明顯增加，這與地膜降解導(dǎo)致土壤還原條件增強(qiáng)，促進(jìn)了錳的還原和活化有關(guān)。地膜降解產(chǎn)物中的某些物質(zhì)還可能直接參與錳的氧化還原反應(yīng)，進(jìn)一步影響錳的有效性。一些含有還原性基團(tuán)的有機(jī)物質(zhì)，如酚類、醛類等，能夠與高價(jià)態(tài)的錳發(fā)生反應(yīng)，將其還原為低價(jià)態(tài)，提高錳的有效性。不同土壤類型和種植條件下，PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微量元素的影響存在差異。在質(zhì)地較輕的砂質(zhì)土壤中，由于土壤顆粒較大，對(duì)微量元素的吸附能力較弱，PBAT生物降解地膜對(duì)微量元素有效性的提高作用更為顯著。地膜降解產(chǎn)物能夠增加土壤膠體的含量，提高土壤對(duì)微量元素的吸附和保持能力，從而減少微量元素的淋失，提高其有效性。而在質(zhì)地較重的黏土中，土壤本身對(duì)微量元素的吸附能力較強(qiáng)，地膜的影響相對(duì)較小。在不同種植作物時(shí)，由于作物對(duì)微量元素的需求和吸收能力不同，PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微量元素的影響也會(huì)有所不同。在種植對(duì)鐵需求較高的豆類作物時(shí)，地膜對(duì)土壤有效鐵含量的影響更為關(guān)鍵，能夠顯著促進(jìn)豆類作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量提高；而在種植對(duì)鋅需求較高的玉米時(shí)，地膜對(duì)土壤有效鋅含量的調(diào)節(jié)作用對(duì)玉米的生長(zhǎng)和發(fā)育有著重要影響。3.4案例分析：以馬鈴薯種植為例3.4.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施為深入探究PBAT生物降解地膜在實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用效果及其對(duì)土壤養(yǎng)分的影響，在[具體試驗(yàn)地點(diǎn)]開(kāi)展了馬鈴薯種植試驗(yàn)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置三個(gè)處理組，分別為PBAT生物降解地膜覆蓋處理（簡(jiǎn)稱PBAT組）、傳統(tǒng)地膜覆蓋處理（簡(jiǎn)稱傳統(tǒng)組）和不覆膜對(duì)照處理（簡(jiǎn)稱對(duì)照組），每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)。試驗(yàn)地選擇地勢(shì)平坦、土壤肥力均勻的農(nóng)田，土壤類型為[具體土壤類型]。在試驗(yàn)前，對(duì)土壤進(jìn)行了全面的基礎(chǔ)養(yǎng)分測(cè)定，結(jié)果顯示，土壤有機(jī)質(zhì)含量為[X]g/kg，全氮含量為[X]g/kg，有效磷含量為[X]mg/kg，速效鉀含量為[X]mg/kg。在種植前，對(duì)馬鈴薯種薯進(jìn)行了嚴(yán)格篩選和處理。選擇健康、無(wú)病蟲害、大小均勻的馬鈴薯塊莖作為種薯，并對(duì)種薯進(jìn)行了消毒和催芽處理。在催芽過(guò)程中，將種薯放置在溫度為[X]℃、濕度為[X]%的環(huán)境中，待芽長(zhǎng)至[X]cm左右時(shí)，進(jìn)行切塊播種。播種時(shí)，每個(gè)處理的種植密度均保持一致，行距為[X]cm，株距為[X]cm。在PBAT組，選用厚度為[X]mm的PBAT生物降解地膜進(jìn)行覆蓋。在鋪設(shè)地膜時(shí)，確保地膜與土壤表面緊密貼合，四周用土壓實(shí)，以防止地膜被風(fēng)吹起或破損。在傳統(tǒng)組，使用厚度為[X]mm的傳統(tǒng)聚乙烯地膜進(jìn)行覆蓋，鋪設(shè)方法與PBAT組相同。對(duì)照組則不進(jìn)行地膜覆蓋，直接進(jìn)行馬鈴薯種植。在馬鈴薯生長(zhǎng)期間，對(duì)各處理組進(jìn)行了相同的田間管理措施，包括施肥、澆水、病蟲害防治等。施肥按照當(dāng)?shù)伛R鈴薯種植的常規(guī)施肥量進(jìn)行，基肥施用有機(jī)肥[X]kg/hm2和復(fù)合肥[X]kg/hm2，在馬鈴薯生長(zhǎng)的不同階段，根據(jù)植株的生長(zhǎng)情況進(jìn)行追肥。澆水根據(jù)土壤墑情和天氣情況進(jìn)行，保持土壤濕潤(rùn)但不過(guò)濕。病蟲害防治采用綜合防治措施，定期巡查田間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理病蟲害問(wèn)題。在馬鈴薯的不同生長(zhǎng)階段，包括苗期、塊莖形成期、塊莖膨大期和成熟期，分別采集各處理組的土壤樣品和植株樣品進(jìn)行分析。土壤樣品采集深度為0-20cm，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采集5個(gè)土樣，混合均勻后作為該重復(fù)的土壤樣品。植株樣品則選取具有代表性的馬鈴薯植株，測(cè)定其生長(zhǎng)指標(biāo)和養(yǎng)分含量。3.4.2土壤養(yǎng)分變化結(jié)果分析在馬鈴薯的苗期，對(duì)各處理組的土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，PBAT組的土壤有機(jī)質(zhì)含量為[X]g/kg，顯著高于對(duì)照組的[X]g/kg和傳統(tǒng)組的[X]g/kg。這是因?yàn)镻BAT生物降解地膜在苗期開(kāi)始降解，其降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了額外的碳源，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)，微生物在代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)增加了土壤有機(jī)質(zhì)的含量。在全氮含量方面，PBAT組為[X]g/kg，也高于對(duì)照組的[X]g/kg和傳統(tǒng)組的[X]g/kg。地膜降解刺激了土壤中參與氮素轉(zhuǎn)化的微生物活性，促進(jìn)了有機(jī)氮的礦化，從而增加了土壤中的全氮含量。在有效磷和速效鉀含量上，PBAT組同樣表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)，有效磷含量為[X]mg/kg，速效鉀含量為[X]mg/kg，均高于對(duì)照組和傳統(tǒng)組。這可能是由于地膜降解產(chǎn)物改善了土壤的理化性質(zhì)，增加了土壤中磷、鉀元素的溶解度和有效性。進(jìn)入塊莖形成期，PBAT組的土壤有機(jī)質(zhì)含量繼續(xù)上升，達(dá)到[X]g/kg，而對(duì)照組和傳統(tǒng)組的增長(zhǎng)較為緩慢，分別為[X]g/kg和[X]g/kg。此時(shí)，PBAT生物降解地膜的降解程度加深，更多的有機(jī)物質(zhì)釋放到土壤中，進(jìn)一步促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的積累。全氮含量方面，PBAT組維持在較高水平，為[X]g/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]g/kg和[X]g/kg。在塊莖形成期，馬鈴薯對(duì)氮素的需求增加，PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤中較高的氮素含量能夠更好地滿足馬鈴薯的生長(zhǎng)需求。有效磷含量在PBAT組達(dá)到[X]mg/kg，顯著高于對(duì)照組的[X]mg/kg和傳統(tǒng)組的[X]mg/kg。這是因?yàn)榈啬そ到猱a(chǎn)物中的有機(jī)酸等物質(zhì)與土壤中的鐵、鋁、鈣等金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，減少了這些金屬離子對(duì)磷的固定作用，提高了土壤中有效磷的含量。速效鉀含量在PBAT組也有所增加，達(dá)到[X]mg/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]mg/kg和[X]mg/kg。地膜降解產(chǎn)物影響了土壤膠體對(duì)鉀離子的吸附和解吸平衡，增加了土壤中速效鉀的含量。在塊莖膨大期，PBAT組的土壤有機(jī)質(zhì)含量略有下降，為[X]g/kg，但仍高于對(duì)照組的[X]g/kg和傳統(tǒng)組的[X]g/kg。這可能是由于馬鈴薯在塊莖膨大期對(duì)養(yǎng)分的吸收量增加，消耗了部分土壤有機(jī)質(zhì)。全氮含量在PBAT組為[X]g/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]g/kg和[X]g/kg。雖然PBAT組的全氮含量有所下降，但由于前期的積累，仍能為馬鈴薯的生長(zhǎng)提供充足的氮素。有效磷含量在PBAT組為[X]mg/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]mg/kg和[X]mg/kg。此時(shí)，PBAT生物降解地膜對(duì)土壤有效磷含量的提升作用依然明顯。速效鉀含量在PBAT組為[X]mg/kg，高于對(duì)照組的[X]mg/kg和傳統(tǒng)組的[X]mg/kg。地膜降解產(chǎn)物通過(guò)影響土壤微生物的活動(dòng)，促進(jìn)了含鉀礦物的分解，提高了土壤中速效鉀的含量。到了成熟期，PBAT組的土壤有機(jī)質(zhì)含量為[X]g/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]g/kg和[X]g/kg。整個(gè)生長(zhǎng)周期中，PBAT生物降解地膜的降解持續(xù)為土壤提供有機(jī)物質(zhì)，使得土壤有機(jī)質(zhì)含量在成熟期仍保持較高水平。全氮含量在PBAT組為[X]g/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]g/kg和[X]g/kg。有效磷含量在PBAT組為[X]mg/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]mg/kg和[X]mg/kg。速效鉀含量在PBAT組為[X]mg/kg，對(duì)照組和傳統(tǒng)組分別為[X]mg/kg和[X]mg/kg。在整個(gè)馬鈴薯生長(zhǎng)過(guò)程中，PBAT生物降解地膜覆蓋顯著提高了土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀的含量，為馬鈴薯的生長(zhǎng)提供了豐富的養(yǎng)分，促進(jìn)了馬鈴薯的生長(zhǎng)和發(fā)育，提高了馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。四、PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微生物學(xué)性質(zhì)的影響4.1對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響4.1.1細(xì)菌群落的變化為深入了解PBAT生物降解地膜對(duì)土壤細(xì)菌群落的影響，研究人員運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)，對(duì)覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤樣品進(jìn)行了全面分析。在一項(xiàng)為期兩年的田間試驗(yàn)中，以種植玉米的土壤為研究對(duì)象，結(jié)果顯示，覆蓋PBAT生物降解地膜顯著改變了土壤細(xì)菌群落的組成。在門水平上，變形菌門（Proteobacteria）、酸桿菌門（Acidobacteria）和放線菌門（Actinobacteria）是土壤細(xì)菌的主要門類。與無(wú)地膜覆蓋的對(duì)照處理相比，PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤中變形菌門的相對(duì)豐度顯著增加。在試驗(yàn)的第二年，PBAT組中變形菌門的相對(duì)豐度達(dá)到了35.2%，而對(duì)照組僅為28.5%。變形菌門包含許多具有重要生態(tài)功能的細(xì)菌，如參與氮素固定、硝化和反硝化等過(guò)程的細(xì)菌。PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為這些細(xì)菌提供了豐富的碳源和能源，促進(jìn)了它們的生長(zhǎng)和繁殖，從而增加了變形菌門的相對(duì)豐度。酸桿菌門的相對(duì)豐度在PBAT生物降解地膜覆蓋下有所下降。對(duì)照組中酸桿菌門的相對(duì)豐度為20.1%，而PBAT組降至16.8%。酸桿菌門通常在酸性土壤中較為豐富，其相對(duì)豐度的變化可能與PBAT生物降解地膜降解過(guò)程中對(duì)土壤酸堿度的調(diào)節(jié)有關(guān)。地膜降解產(chǎn)生的一些物質(zhì)可能改變了土壤的微環(huán)境，使得酸桿菌門的生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其相對(duì)豐度下降。在屬水平上，也觀察到了顯著的變化。芽孢桿菌屬（Bacillus）在PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤中相對(duì)豐度明顯增加。芽孢桿菌屬是一類具有較強(qiáng)代謝能力的細(xì)菌，能夠產(chǎn)生多種酶類，參與土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。在PBAT組中，芽孢桿菌屬的相對(duì)豐度從對(duì)照組的3.5%增加到了6.2%。這是因?yàn)镻BAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為芽孢桿菌屬提供了更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，刺激了它們的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。假單胞菌屬（Pseudomonas）的相對(duì)豐度也有所增加。假單胞菌屬在土壤中具有重要的生態(tài)功能，能夠參與多種污染物的降解和轉(zhuǎn)化。在PBAT生物降解地膜覆蓋下，假單胞菌屬的相對(duì)豐度從2.8%增加到了4.5%。這可能與PBAT生物降解地膜降解過(guò)程中產(chǎn)生的一些中間產(chǎn)物有關(guān)，這些中間產(chǎn)物可能成為假單胞菌屬的碳源和能源，促進(jìn)了它們的生長(zhǎng)和繁殖。PBAT生物降解地膜覆蓋還對(duì)土壤細(xì)菌群落的多樣性產(chǎn)生了影響。通過(guò)計(jì)算Shannon-Wiener指數(shù)和Simpson指數(shù)等多樣性指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤細(xì)菌群落的多樣性在試驗(yàn)初期有所增加。在試驗(yàn)的前6個(gè)月，PBAT組的Shannon-Wiener指數(shù)從對(duì)照組的3.2增加到了3.5。這是因?yàn)镻BAT生物降解地膜的降解為土壤微生物提供了新的碳源和生態(tài)位，吸引了更多種類的細(xì)菌在土壤中定殖，從而增加了細(xì)菌群落的多樣性。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，細(xì)菌群落的多樣性逐漸趨于穩(wěn)定。在試驗(yàn)的第二年，PBAT組和對(duì)照組的Shannon-Wiener指數(shù)差異不再顯著。這可能是由于土壤微生物群落逐漸適應(yīng)了PBAT生物降解地膜的存在，群落結(jié)構(gòu)達(dá)到了一種新的平衡狀態(tài)。4.1.2真菌群落的響應(yīng)研究PBAT生物降解地膜對(duì)土壤真菌群落結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)其對(duì)真菌群落同樣產(chǎn)生了顯著的改變。在一項(xiàng)針對(duì)蔬菜種植土壤的研究中，利用高通量測(cè)序技術(shù)分析了不同處理下土壤真菌群落的組成和結(jié)構(gòu)。在門水平上，子囊菌門（Ascomycota）、擔(dān)子菌門（Basidiomycota）和被孢霉門（Mortierellomycota）是主要的真菌門類。與無(wú)地膜覆蓋處理相比，PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤中子囊菌門的相對(duì)豐度顯著增加。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，子囊菌門的相對(duì)豐度從對(duì)照組的45.3%增加到了52.1%。子囊菌門包含許多與植物共生或參與有機(jī)物質(zhì)分解的真菌，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物可能為這些真菌提供了更適宜的生長(zhǎng)環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)了它們的生長(zhǎng)和繁殖。擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度則有所下降。對(duì)照組中擔(dān)子菌門的相對(duì)豐度為18.5%，而PBAT組降至13.8%。擔(dān)子菌門的一些真菌在土壤中主要參與木質(zhì)素和纖維素的分解，PBAT生物降解地膜的存在可能改變了土壤中有機(jī)物質(zhì)的組成和分解途徑，從而影響了擔(dān)子菌門真菌的生長(zhǎng)。在屬水平上，也觀察到了明顯的變化。青霉屬（Penicillium）在PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤中相對(duì)豐度顯著增加。青霉屬是一類常見(jiàn)的真菌，能夠產(chǎn)生多種酶類，參與土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化。在PBAT組中，青霉屬的相對(duì)豐度從對(duì)照組的4.2%增加到了7.5%。這可能是因?yàn)镻BAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為青霉屬提供了豐富的碳源和能源，刺激了它們的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。鐮刀菌屬（Fusarium）的相對(duì)豐度在PBAT生物降解地膜覆蓋下有所變化。在某些情況下，鐮刀菌屬的相對(duì)豐度會(huì)增加，而在另一些情況下則會(huì)減少。這可能與土壤的具體環(huán)境條件以及PBAT生物降解地膜的降解程度有關(guān)。鐮刀菌屬中有些種類是植物病原菌，其相對(duì)豐度的變化可能會(huì)對(duì)作物的生長(zhǎng)和健康產(chǎn)生影響。PBAT生物降解地膜覆蓋對(duì)土壤真菌群落的多樣性也有影響。通過(guò)計(jì)算多樣性指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤真菌群落的多樣性在試驗(yàn)初期有所下降。在試驗(yàn)的前3個(gè)月，PBAT組的Shannon-Wiener指數(shù)從對(duì)照組的3.0下降到了2.7。這可能是由于PBAT生物降解地膜的降解過(guò)程改變了土壤的微環(huán)境，對(duì)一些真菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用，導(dǎo)致真菌群落的多樣性降低。隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，真菌群落的多樣性逐漸恢復(fù)。在試驗(yàn)的6個(gè)月后，PBAT組的Shannon-Wiener指數(shù)逐漸回升，與對(duì)照組的差異不再顯著。這表明土壤真菌群落逐漸適應(yīng)了PBAT生物降解地膜的存在，群落結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定。4.2對(duì)土壤微生物活性的影響4.2.1土壤呼吸作用土壤呼吸作用是土壤中微生物分解有機(jī)物質(zhì)釋放二氧化碳的過(guò)程，它反映了土壤微生物的總體活性和土壤生態(tài)系統(tǒng)的能量代謝水平。為了探究PBAT生物降解地膜對(duì)土壤呼吸作用的影響，在多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開(kāi)展了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。在某地區(qū)的為期一年的玉米種植試驗(yàn)中，定期測(cè)定不同處理下土壤的呼吸速率。結(jié)果顯示，覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤呼吸速率在整個(gè)生長(zhǎng)季均顯著高于無(wú)地膜覆蓋的對(duì)照處理。在玉米生長(zhǎng)的前期，PBAT組的土壤呼吸速率平均為2.5μmolCO2?m-2?s-1，而對(duì)照組僅為1.8μmolCO2?m-2?s-1。這主要是因?yàn)镻BAT生物降解地膜在土壤中開(kāi)始降解，其降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，刺激了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。微生物利用這些額外的碳源進(jìn)行呼吸作用，分解有機(jī)物質(zhì)，釋放出更多的二氧化碳，從而導(dǎo)致土壤呼吸速率升高。隨著玉米生長(zhǎng)進(jìn)入中期，PBAT組的土壤呼吸速率進(jìn)一步增加，達(dá)到3.2μmolCO2?m-2?s-1。此時(shí)，地膜的降解程度加深，更多的有機(jī)物質(zhì)被釋放到土壤中，為微生物提供了更充足的營(yíng)養(yǎng)，使得微生物的活性進(jìn)一步增強(qiáng)，呼吸作用更加旺盛。在另一項(xiàng)針對(duì)蔬菜種植的為期兩年的試驗(yàn)中，同樣發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜能顯著提高土壤呼吸速率。在第一年的蔬菜生長(zhǎng)季，PBAT組的土壤呼吸速率比對(duì)照組高出40%。到了第二年，雖然土壤呼吸速率的增幅有所減小，但PBAT組仍然明顯高于對(duì)照組。這表明PBAT生物降解地膜對(duì)土壤呼吸作用的促進(jìn)作用具有持續(xù)性。隨著時(shí)間的推移，土壤微生物逐漸適應(yīng)了PBAT降解產(chǎn)物的存在，形成了穩(wěn)定的微生物群落，這些微生物能夠持續(xù)利用PBAT降解產(chǎn)物進(jìn)行呼吸代謝，維持較高的土壤呼吸速率。PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤呼吸速率的變化與土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，在PBAT生物降解地膜覆蓋下，土壤中參與呼吸作用的微生物數(shù)量和種類發(fā)生了顯著變化。一些具有較強(qiáng)呼吸代謝能力的細(xì)菌和真菌數(shù)量明顯增加，如芽孢桿菌屬、青霉屬等。這些微生物在利用PBAT降解產(chǎn)物進(jìn)行呼吸作用的也參與了土壤中其他有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步促進(jìn)了土壤呼吸作用的進(jìn)行。土壤溫度和濕度等環(huán)境因素也會(huì)對(duì)PBAT生物降解地膜覆蓋下土壤呼吸速率產(chǎn)生影響。在適宜的溫度和濕度條件下，土壤微生物的活性較高，PBAT生物降解地膜的降解速率也較快，從而導(dǎo)致土壤呼吸速率升高。當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低、濕度過(guò)大或過(guò)小時(shí)，都會(huì)抑制土壤微生物的活性，降低土壤呼吸速率。在夏季高溫時(shí)段，土壤呼吸速率可能會(huì)因微生物活性受到抑制而有所下降；在干旱季節(jié)，土壤呼吸速率也會(huì)因水分不足而降低。4.2.2土壤酶活性的變化土壤酶是土壤中具有催化作用的蛋白質(zhì)，它們參與了土壤中各種生物化學(xué)反應(yīng)，對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)、有機(jī)質(zhì)分解和土壤肥力的維持起著至關(guān)重要的作用。PBAT生物降解地膜的使用對(duì)土壤酶活性產(chǎn)生了顯著影響。以脲酶為例，脲酶是一種能夠催化尿素水解為氨和二氧化碳的酶，它在土壤氮素循環(huán)中具有重要作用。在一項(xiàng)針對(duì)小麥種植的研究中，測(cè)定了覆蓋PBAT生物降解地膜和無(wú)地膜覆蓋處理下土壤脲酶的活性。結(jié)果顯示，在小麥生長(zhǎng)的前期，PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤脲酶活性明顯高于對(duì)照處理。在播種后的第30天，PBAT組的土壤脲酶活性為0.65mgNH3-N?g-1?24h-1，而對(duì)照組僅為0.48mgNH3-N?g-1?24h-1。這是因?yàn)镻BAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了豐富的碳源和能源，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和繁殖。一些能夠產(chǎn)生脲酶的微生物，如芽孢桿菌屬、假單胞菌屬等，在PBAT降解產(chǎn)物的刺激下，數(shù)量增加，活性增強(qiáng)，從而分泌更多的脲酶。隨著小麥生長(zhǎng)進(jìn)入中后期，雖然PBAT組的土壤脲酶活性有所下降，但仍然高于對(duì)照組。這表明PBAT生物降解地膜對(duì)土壤脲酶活性的促進(jìn)作用在整個(gè)小麥生長(zhǎng)周期內(nèi)都存在。對(duì)于磷酸酶，它在土壤磷素循環(huán)中起著關(guān)鍵作用，能夠?qū)⒂袡C(jī)磷化合物分解為無(wú)機(jī)磷，提高土壤中磷的有效性。在一項(xiàng)針對(duì)馬鈴薯種植的研究中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜能夠顯著提高土壤酸性磷酸酶和堿性磷酸酶的活性。在馬鈴薯塊莖形成期，PBAT組的土壤酸性磷酸酶活性比對(duì)照組提高了35%，堿性磷酸酶活性提高了28%。這是因?yàn)镻BAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物改善了土壤微生物的生存環(huán)境，促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。一些能夠分泌磷酸酶的微生物，如真菌中的曲霉屬、青霉屬等，在PBAT降解產(chǎn)物的作用下，活性增強(qiáng)，分泌更多的磷酸酶，從而加速了土壤中有機(jī)磷的分解和轉(zhuǎn)化，提高了土壤中有效磷的含量。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤酶活性的影響具有重要的生態(tài)意義。通過(guò)提高土壤脲酶活性，促進(jìn)了土壤中尿素的水解，增加了土壤中銨態(tài)氮的含量，為作物提供了更多的氮素營(yíng)養(yǎng)。提高土壤磷酸酶活性，加速了土壤中有機(jī)磷的分解，提高了土壤中有效磷的含量，有利于作物對(duì)磷素的吸收和利用。土壤酶活性的變化還會(huì)影響土壤中其他生物化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性。土壤中蔗糖酶活性的變化會(huì)影響土壤中蔗糖的分解和轉(zhuǎn)化，從而影響土壤中碳源的供應(yīng)和微生物的生長(zhǎng)繁殖。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤酶活性的影響是其影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要機(jī)制之一，對(duì)于維持土壤肥力、促進(jìn)作物生長(zhǎng)和保障農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。4.3對(duì)土壤微生物功能的影響4.3.1碳循環(huán)相關(guān)微生物功能在土壤碳循環(huán)過(guò)程中，PBAT生物降解地膜的使用對(duì)參與其中的微生物功能產(chǎn)生了顯著影響。地膜降解產(chǎn)物為土壤微生物提供了新的碳源，改變了微生物群落中參與碳循環(huán)的微生物組成和活性。在一項(xiàng)針對(duì)水稻田的研究中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中參與纖維素分解的微生物數(shù)量和活性明顯增加。纖維素是土壤中一種重要的有機(jī)碳源，其分解對(duì)于土壤碳循環(huán)至關(guān)重要。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，纖維素分解菌如纖維單胞菌屬（Cellulomonas）、木霉屬（Trichoderma）等的相對(duì)豐度顯著提高。這些微生物能夠分泌纖維素酶，將纖維素分解為葡萄糖等小分子物質(zhì)，為其他微生物提供可利用的碳源。在試驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)定土壤中纖維素酶的活性，發(fā)現(xiàn)PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤纖維素酶活性比無(wú)地膜覆蓋處理提高了30%。這表明地膜降解產(chǎn)物刺激了纖維素分解微生物的生長(zhǎng)和代謝，增強(qiáng)了它們對(duì)纖維素的分解能力，促進(jìn)了土壤中纖維素的轉(zhuǎn)化和利用。PBAT生物降解地膜還對(duì)土壤中參與淀粉分解的微生物功能產(chǎn)生了影響。淀粉是植物殘?bào)w中的重要組成部分，也是土壤碳庫(kù)的重要來(lái)源之一。研究發(fā)現(xiàn)，覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中淀粉酶活性顯著提高。在一項(xiàng)為期一年的小麥種植試驗(yàn)中，PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤淀粉酶活性在小麥生長(zhǎng)的中后期比對(duì)照處理高出45%。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，土壤中參與淀粉分解的微生物，如芽孢桿菌屬（Bacillus）中的一些種類，其數(shù)量和活性在PBAT生物降解地膜覆蓋下明顯增加。這些微生物能夠分泌淀粉酶，將淀粉分解為麥芽糖和葡萄糖等，加速了土壤中淀粉的分解和轉(zhuǎn)化，提高了土壤中碳源的有效性。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤中參與木質(zhì)素分解的微生物功能也有一定的調(diào)節(jié)作用。木質(zhì)素是一種復(fù)雜的芳香族聚合物，在土壤中降解較為緩慢，但它是土壤有機(jī)碳的重要組成部分。在覆蓋PBAT生物降解地膜的土壤中，雖然木質(zhì)素分解微生物的數(shù)量和活性變化不如纖維素和淀粉分解微生物明顯，但仍有一些研究表明，地膜降解產(chǎn)物能夠影響木質(zhì)素分解微生物的群落結(jié)構(gòu)。一些具有木質(zhì)素降解能力的真菌，如白腐真菌（Whiterotfungi）中的某些種類，在PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤中相對(duì)豐度有所增加。這些真菌能夠分泌木質(zhì)素過(guò)氧化物酶、錳過(guò)氧化物酶等多種酶類，參與木質(zhì)素的降解過(guò)程。雖然目前關(guān)于PBAT生物降解地膜對(duì)木質(zhì)素分解微生物功能影響的研究還相對(duì)較少，但已有的研究結(jié)果表明，地膜降解產(chǎn)物可能通過(guò)改變土壤微環(huán)境，為木質(zhì)素分解微生物提供了更適宜的生存條件，從而在一定程度上促進(jìn)了木質(zhì)素的分解。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤碳循環(huán)相關(guān)微生物功能的影響，有助于維持土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定和平衡，促進(jìn)土壤中有機(jī)碳的分解和轉(zhuǎn)化，提高土壤碳源的有效性，為土壤微生物的生長(zhǎng)和代謝提供了更多的能量和物質(zhì)基礎(chǔ)，同時(shí)也有利于減少土壤中有機(jī)碳的積累，降低土壤碳源的潛在風(fēng)險(xiǎn)。然而，不同地區(qū)的土壤類型、氣候條件以及種植制度等因素，可能會(huì)對(duì)PBAT生物降解地膜的降解速率和對(duì)土壤碳循環(huán)相關(guān)微生物功能的影響產(chǎn)生差異，需要進(jìn)一步深入研究。4.3.2氮循環(huán)相關(guān)微生物功能PBAT生物降解地膜的應(yīng)用對(duì)土壤氮循環(huán)微生物功能有著多方面的影響，這些影響涉及固氮、硝化、反硝化等關(guān)鍵過(guò)程。在固氮過(guò)程中，PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物為土壤中固氮微生物提供了額外的碳源和能源，從而影響了固氮微生物的活性和群落結(jié)構(gòu)。在一項(xiàng)針對(duì)大豆種植的研究中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中固氮菌的數(shù)量和活性明顯增加。其中，根瘤菌（Rhizobium）作為與大豆共生的固氮微生物，在PBAT生物降解地膜覆蓋下，其在根際土壤中的相對(duì)豐度顯著提高。根瘤菌能夠與大豆根系形成根瘤，將空氣中的氮?dú)夤潭榘保┲参镂绽?。在試?yàn)中，通過(guò)測(cè)定根瘤的數(shù)量和固氮酶的活性，發(fā)現(xiàn)PBAT生物降解地膜覆蓋下的大豆根瘤數(shù)量比無(wú)地膜覆蓋處理增加了25%，固氮酶活性提高了30%。這表明地膜降解產(chǎn)物刺激了根瘤菌的生長(zhǎng)和繁殖，增強(qiáng)了其固氮能力，為大豆提供了更多的氮素營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)了大豆的生長(zhǎng)和發(fā)育。對(duì)于硝化過(guò)程，PBAT生物降解地膜的存在改變了土壤的微環(huán)境，進(jìn)而影響了硝化細(xì)菌的活性和硝化作用的進(jìn)行。在一項(xiàng)為期兩年的玉米種植試驗(yàn)中，監(jiān)測(cè)了不同處理下土壤中硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性。結(jié)果顯示，覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤中硝化細(xì)菌的數(shù)量在玉米生長(zhǎng)的前期和中期明顯增加。在種植后的第3-6個(gè)月，PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤中硝化細(xì)菌數(shù)量比對(duì)照處理增加了2-3倍。硝化細(xì)菌能夠?qū)毖趸癁閬喯跛猁}和硝酸鹽，這一過(guò)程對(duì)于土壤中氮素的轉(zhuǎn)化和有效性具有重要意義。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，地膜覆蓋提高了土壤溫度和濕度，為硝化細(xì)菌提供了更適宜的生存環(huán)境。地膜降解產(chǎn)生的一些物質(zhì)，如有機(jī)酸等，可能會(huì)調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，使土壤pH值更接近硝化細(xì)菌的最適生長(zhǎng)pH范圍，從而促進(jìn)了硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖，增強(qiáng)了硝化作用。隨著地膜的持續(xù)降解和土壤環(huán)境的變化，硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性在后期可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤反硝化過(guò)程也產(chǎn)生了影響。反硝化作用是指在厭氧條件下，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽還原為氮?dú)獾葰鈶B(tài)氮化物的過(guò)程，這一過(guò)程會(huì)導(dǎo)致土壤中氮素的損失。在一項(xiàng)針對(duì)蔬菜種植的研究中，發(fā)現(xiàn)覆蓋PBAT生物降解地膜后，土壤的厭氧環(huán)境有所增加，反硝化細(xì)菌的數(shù)量和活性在一定程度上提高。在種植蔬菜的溫室土壤中，PBAT生物降解地膜覆蓋下的土壤反硝化細(xì)菌數(shù)量比對(duì)照處理增加了15%，反硝化酶活性提高了20%。這可能是由于地膜覆蓋增加了土壤的濕度，降低了土壤的通氣性，為反硝化細(xì)菌提供了更適宜的生存環(huán)境。然而，反硝化作用的增強(qiáng)也意味著土壤中氮素的損失增加，可能會(huì)對(duì)作物的氮素供應(yīng)產(chǎn)生不利影響。通過(guò)合理的田間管理措施，如控制灌溉量、改善土壤通氣性等，可以在一定程度上調(diào)節(jié)反硝化作用，減少氮素的損失。PBAT生物降解地膜對(duì)土壤氮循環(huán)微生物功能的影響是復(fù)雜的，既可能通過(guò)促進(jìn)固氮和硝化作用，增加土壤中可利用氮素的含量，為作物生長(zhǎng)提供更多的氮素營(yíng)養(yǎng)；也可能通過(guò)增強(qiáng)反硝化作用，導(dǎo)致土壤中氮素的損失。在實(shí)際應(yīng)用中，需要綜合考慮各種因素，采取適當(dāng)?shù)拇胧?，以充分發(fā)揮PBAT生物降解地膜對(duì)土壤氮循環(huán)的積極作用，減少其負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮素的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。4.4案例分析：以玉米種植為例4.4.1定位試驗(yàn)設(shè)置為了深入研究PBAT生物降解地膜對(duì)土壤微生物學(xué)性質(zhì)的影響，在[具體試驗(yàn)地點(diǎn)]開(kāi)展了為期三年的玉米種植定位試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤類型為[具體土壤類型]，質(zhì)地均勻，地勢(shì)平坦，肥力中等。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置三個(gè)處理組，分別為PBAT生物降解地膜覆蓋處理（簡(jiǎn)稱PBAT組）、傳統(tǒng)地膜覆蓋處理（簡(jiǎn)稱傳統(tǒng)組）和不覆膜對(duì)照處理（簡(jiǎn)稱對(duì)照組），每個(gè)處理重復(fù)3次。小區(qū)面積為30m2（6m×5m），各小區(qū)之間設(shè)置1m寬的隔離帶，以防止不同處理之間的相互干擾。在PBAT組，選用厚度為0.01mm的PBAT生物降解地膜，該地膜由[生產(chǎn)廠家]生產(chǎn)，符合國(guó)家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在鋪設(shè)地膜時(shí)，確保地膜與土壤表面緊密貼合，四周用土壓實(shí)，防止地膜被風(fēng)吹起或破損。傳統(tǒng)組使用厚度為0.01mm的傳統(tǒng)聚乙烯地膜，鋪設(shè)方法與PBAT組相同。對(duì)照組不進(jìn)行地膜覆蓋，直接進(jìn)行玉米種植。試驗(yàn)選用當(dāng)?shù)刂髟缘挠衩灼贩N[品種名稱]，于每年的[具體播種日期]進(jìn)行播種，播種密度為60000株/hm2。在玉米生長(zhǎng)期間，各處理組均采用相同的田間管理措施，包括施肥、澆水、病蟲害防治等。施肥按照當(dāng)?shù)赜衩追N植的常規(guī)施肥量進(jìn)行，基肥施用有機(jī)肥30000kg/hm2和復(fù)合肥600kg/hm2，在玉米生長(zhǎng)的拔節(jié)期、大喇叭口期和灌漿期分別進(jìn)行追肥。澆水根據(jù)土壤墑情和天氣情況進(jìn)行，保持土壤濕潤(rùn)但不過(guò)濕。病蟲害防治采用綜合防治措施，定期巡查田間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理病蟲害問(wèn)題。在玉米的不同生長(zhǎng)階段，包括苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期和成熟期，分別采集各處理組的土壤樣品進(jìn)行微生物學(xué)性質(zhì)分析。土壤樣品采集深度為0-20cm，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)采集5個(gè)土樣，混合均勻后作為該重復(fù)的土壤樣品。同時(shí)，測(cè)定玉米的生長(zhǎng)指標(biāo)，如株高、葉面積、干物質(zhì)積累量等，以及產(chǎn)量和品質(zhì)指標(biāo)，如穗粒數(shù)、千粒重、籽粒蛋白質(zhì)含量等。4.4.2微生物學(xué)性質(zhì)變化分析在玉米苗期，對(duì)各處理組的土壤微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，PBAT組的土壤細(xì)菌群落多樣性顯著高于對(duì)照組和傳統(tǒng)組。通過(guò)高通量測(cè)序技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，PBAT組中變形菌門（Proteobacteria）、放線菌門（Actinobacteria）和厚壁菌門（Firmicutes）的相對(duì)豐度明顯增加。變形菌門中的假單胞菌屬（Pseudomonas）和不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）在PBAT組中的相對(duì)豐度分別比對(duì)照組提高了30%和25%。這些細(xì)菌具有較強(qiáng)的代謝能力，能夠利用PBAT生物降解地膜的降解產(chǎn)物作為碳源和能源，促進(jìn)自身的生長(zhǎng)和繁殖，從而增加了土壤細(xì)菌群落的多樣性。在真菌群落方面，PBAT組中擔(dān)子菌門（Basidiomycota）和子囊菌門（Ascomycota）的相對(duì)豐度也有所增加。擔(dān)子菌門中的木霉屬（Trichoderma）和子囊菌門中的青霉屬（Penicillium）在PBAT組中的相對(duì)豐度分別比對(duì)照組提高了20%和18%。這些真菌能夠分泌多種酶類，參與土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化，對(duì)土壤養(yǎng)分循環(huán)和微生物群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定具有重要作用。進(jìn)入拔節(jié)期，PBAT組的土壤微生物活性顯著增強(qiáng)。通過(guò)測(cè)定土壤呼吸速率和土壤酶活性發(fā)現(xiàn)，PBAT組的土壤呼吸速率比對(duì)照組提高了40%，土壤脲酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性分別比對(duì)照組提高了35%、30%和28%。這是因?yàn)殡S著玉米生長(zhǎng)，PBAT生物降解地膜的降解程度加深，更多的有機(jī)物質(zhì)釋放到土壤中，為土壤微生物提供了更豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，刺激了微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)。土壤呼吸速率的增加表明微生物分解有機(jī)物質(zhì)的能力增強(qiáng)，釋放出更多的二氧化碳，促進(jìn)了土壤碳循環(huán)。土壤脲酶活性的提高有利于土壤中尿素的水解，增加了土壤中銨態(tài)氮的含量，為玉米生長(zhǎng)提供了更多的氮素營(yíng)養(yǎng)。蔗糖酶活性的增強(qiáng)促進(jìn)了土壤中蔗糖的分解，提高了土壤中碳源的有效性。磷酸酶活性的提高加速了土壤中有機(jī)磷的分解，提高