Study on application of biodegradable film in tobacco cultivation in Fuling area， Chongqing

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.04.012

Abstract

Abstract:

To explore the application value of a fully biodegradable film in tobacco planting and evaluate its suitability in crop growth with good thermal insulation and moisturizing effects， this paper analyzed the changes in chemical structure， surface micromorphology， and tensile strength of the fully biodegradable film during the degradation process through field service aging observation and infrared spectroscopy， scanning electron microscopy， tensile mechanical property test， and gel content test. The results indicated that when the fully biodegradable mulch film was served in the field for 51 days， the film surface at the root system of the crop was still intact. This could meet the requirements of the crop mulching cycle. In addition， after the crops were picked and ploughed， the biodegradable film could be degraded in the field under actual environments， and there was no residual film generated.

Key words: fully biodegradable film, tobacco cultivation, field service, degradation

CLC Number:

TQ320.73

RONG Xin, LI Xiangpeng, WU Liang, LI Xujuan, XU Xiangbin. Study on application of biodegradable film in tobacco cultivation in Fuling area， Chongqing[J]. China Plastics, 2025, 39(4): 64-68.

Figures/Tables 11

References 22

1	刘明宇，郑旭，强丽媛，等. 1994⁃2020年中国农用薄膜使用量变化与农膜微塑料污染现状分析［J］.生态环境学报，2023， 32（11）： 2 050⁃2 061.
	LIU M Y， ZHENG X， QIANG L Y， et al. Changes in the use of agricultural film and the current situation of microplastic pollution in agricultural film in China from 1994 to 2020［J］. Journal of Ecology and Environmental Sciences，2023， 32（11）： 2 050⁃2 061.
2	KASIRAJAN S， NGOUAJIO M. Polyethylene and biodegradable mulches for agricultural applications： a review ［J］. Agronomy for Sustainable Development， 2012， 32（2）： 501⁃529.
3	HOU L， XI J， CHEN X， et al. Biodegradability and ecological impacts of polyethylene⁃based mulching film at agricultural environment ［J］. J Hazard Mater， 2019（378）：120774.
4	张凯，郭继民，王坤，等. 全生物降解地膜在农业生产中的推广应用前景分析［J］.中国果菜，2023， 43（4）： 62⁃66.
	ZHANG K， GUO J M， WANG K， et al. Prospect analysis of the promotion and application of fully biodegradable plastic film in agricultural production［J］. Chinese Fruits and Vegetables，2023， 43（4）： 62⁃66.
5	赵梓君，何文清，尹君华，等. 基于文献计量分析中国全生物降解地膜研究发展态势［J］.中国农业大学学报，2023， 28（4）： 57⁃67.
	ZHAO Z J， HE W Q， YIN J H， et al. Bibliometric analysis of the research and development trend of fully biodegradable plastic film in China［J］. Journal of China Agricultural University，2023， 28（4）： 57⁃67.
6	管彤晖，付烨，翁云宣. PBAT全生物降解地膜在土壤试验中的降解行为研究［J］.中国塑料，2022， 36（1）： 67⁃72.
	GUAN T H， FU Y， WENG Y X. Study on the degradation beha⁃vior of PBAT fully biodegradable mulch film in soil experiments［J］. China Plastics，2022， 36（1）： 67⁃72.
7	张涛，钟永红，聂绍丽，等. 可生物降解材料材质分析研究进展［J］.塑料科技，2023， 51（11）： 99⁃104.
	ZHANG T， ZHONG Y H， NIE S L， et al. Research progress on the analysis of biodegradable materials［J］. Plastics Science and Technology， 2023， 51（11）： 99⁃104.
8	李兴需，王芸，张志毅，等. 不同全生物降解地膜在辣椒大田生产中的应用效果［J］.中国蔬菜，2023 （6）： 48⁃52.
	LI X X， WANG Y， ZHANG Z Y， et al. Application effect of different fully biodegradable mulch films in the production of pepper field［J］. Chinese Vegetables，2023 （6）： 48⁃52.
9	张洪永，姜新菊，王秀梅，等. 不同类型地膜在大蒜生产中的应用效果试验［J］.上海蔬菜，2022（3）： 59⁃62.
	ZHANG H Y， JIANG X J， WANG X M， et al. Experimental effect of different types of plastic film in garlic production［J］. Shanghai vegetables，2022（3）： 59⁃62.
10	姜明君，范燕敏，武红旗，等. 全生物降解地膜在加工番茄上的应用效果研究［J］.农业与技术. 2024， 44（7）： 34⁃37.
	JIANG M J， FAN Y M， WU H Q， et al. Research on the application effect of fully biodegradable mulch film in processing tomato［J］.Agriculture and Technology， 2024， 44（7）： 34⁃37.
11	张宇，王海新，张鑫，等. 全生物可降解地膜在花生栽培上的应用及其降解性能［J］.辽宁农业科学，2018（4）： 13⁃16.
	ZHANG Y， WANG H X， ZHANG X， et al. Application and degradation performance of fully biodegradable plastic film in peanut cultivation［J］.Liaoning Agricultural Sciences， 2018（4）： 13⁃16.
12	闫新甫，孔劲松，罗安娜，等. 近20年全国烤烟产区种植规模消长变化分析［J］.中国烟草科学，2021， 42（4）： 92⁃101.
	YAN X F， KONG J S， LUO A N， et al. Analysis on the growth and decline of planting scale in flue⁃cured tobacco producing areas in China in the past 20 years［J］.Chinese Tobacco Science， 2021， 42（4）： 92⁃101.
13	MENG X， YE Y， YANG R. Computational and experimental study on the mechanism of CO₂ production during photo⁃oxidative degradation of poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）： differences between PBA and PBT segments ［J］. Macromolecules， 2023， 56（19）： 7 749⁃7 762.
14	WANG Z， DING J， SONG X， et al. Aging of poly （lactic acid）/poly （butylene adipate⁃co⁃terephthalate） blends under different conditions： Environmental concerns on biodegradable plastic ［J］. Sci Total Environ， 2023（855）：158921.
15	司鹏，郝妮媛，刘阳，等. PLA/PBAT薄膜的制备及其降解性能研究［J］.塑料科技，2015， 43（10）： 68⁃72.
	SI P， HAO N Y， LIU Y， et al. Preparation and degradation properties of PLA/PBAT films［J］.Plastics Science and Technology，2015， 43（10）： 68⁃72.
16	MA J， CAO Y， FAN L， et al. Degradation characteristics of polybutylene adipate terephthalic acid （PBAT） and its effect on soil physicochemical properties： A comparative study with several polyethylene （PE） mulch films［J］. J Hazard Mater， 2023（456）：131661.
17	常玲菲. 可生物降解材料在不同环境中降解机理的研究［D］.镇江：江苏科技大学，2021.
18	DESHOULLES Q， GALL M L， BENALI S， et al. Hydrolytic degradation of biodegradable poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）（PBAT） ⁃towards an understanding of microplastics fragmentation ［J］. Polymer Degradation and Stability， 2022（205）：110122.
19	沈华艳，陈明周，刘海露，等. PBAT/PLA全生物降解薄膜的紫外光老化行为［J］.合成树脂及塑料，2020， 37（1）： 13⁃6+20.
	SHEN H Y， CHEN M Z， LIU H L， et al. Ultraviolet aging behavior of PBAT/PLA fully biodegradable films［J］.Synthetic Resins & Plastics，2020， 37（1）： 13⁃6+20.
20	SUN X， WANG K， LIU H， et al. One⁃pot preparation of benzotriazole⁃modified porous silica for durable UVA absorption ability ［J］. ACS Omega， 2022， 7（1）： 1 113⁃1 120.
21	郭宝华，施凯环，边红莉，等. PBAT/PPC可生物降解薄膜的性能及其自然老化行为［J］.同济大学学报（自然科学版）. 2023， 51（11）： 1 673⁃1 683.
	GUO B H， SHI K H， BIAN H L， et al. Performance and natural aging behavior of PBAT/PPC biodegradable film［J］.Journal of Tongji University（Natural Science Edition）. 2023， 51（11）： 1 673⁃1 683.
22	YE H， LI Q， LI J， et al. Review on the abiotic degradation of biodegradable plastic poly（butylene adipate⁃terephthalate）： Mechanisms and main factors of the degradation ［J］. Chinese Chemical Letters， 2024，35（5）：109861.

月份	大气温度/℃	大气湿度/RH%	总辐射/W·m^-2	紫外辐射/W·m^-2	土壤温度/℃	土壤湿度/RH%	日雨量/mm
5	18.930	80.898	185.587	9.534	20.770	30.120	2.756
6	19.547	88.115	158.292	3.967	22.126	32.154	4.942
7	23.694	88.230	210.835	3.454	25.168	23.882	4.617
8	24.097	86.558	246.496	2.763	25.396	20.527	2.584
9	20.974	85.989	183.889	1.210	22.996	23.650	4.594
10	14.668	94.989	112.972	0.303	18.333	29.085	3.953
11	10.934	92.835	95.805	0.138	14.123	27.062	1.039

月份	大气温度/℃	大气湿度/RH%	总辐射/W·m^-2	紫外辐射/W·m^-2	土壤温度/℃	土壤湿度/RH%	日雨量/mm
5	18.930	80.898	185.587	9.534	20.770	30.120	2.756
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特征吸收峰	官能团运动
721 cm^-1	苯环（不变）
936 cm^-1	与苯环相连的—C—O—
1 016 cm^-1	苯环上的C—H弯曲振动
1 266、1 124、1 101 cm^-1	与苯环相连的C—O对称伸缩振动
1 507 cm^-1	苯环上的—C=C伸缩振动
1 594 cm^-1	苯环中的—C=C
1 705 cm^-1	—C=O伸缩振动
1 388、2 950 cm^-1	—CH₂—面内弯曲

特征吸收峰	官能团运动
721 cm^-1	苯环（不变）
936 cm^-1	与苯环相连的—C—O—
1 016 cm^-1	苯环上的C—H弯曲振动
1 266、1 124、1 101 cm^-1	与苯环相连的C—O对称伸缩振动
1 507 cm^-1	苯环上的—C=C伸缩振动
1 594 cm^-1	苯环中的—C=C
1 705 cm^-1	—C=O伸缩振动
1 388、2 950 cm^-1	—CH₂—面内弯曲

处理	移栽期	团棵期	旺长期	现蕾期	封顶期	初采期	终采期	生育天数
普通膜	5月4日	6月7日	6月12日至7月20日	7月21日	8月2日	8月10日	9月28日	144天
生物降解膜	5月4日	6月7日	6月12日至7月21日	7月22日	8月5日	8月19日	9月28日	144天