滸苔多糖/魔芋葡苷聚糖/生物質(zhì)炭 肥料地膜的制備

圖分類號：TS7；S316 文獻標識碼：A DOI：10. 11981/j.issn.1000-6842.2025.01.115

地膜被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，通過地膜覆蓋土地，可減少土壤水分蒸發(fā)、控制土壤溫度、預防雜草，從而提高糧食產(chǎn)量。然而，大多數(shù)地膜由聚乙烯、聚丙烯和其他石化材料制成，由于石油資源的固有局限性，不可降解塑料已對生態(tài)環(huán)境和人類生存產(chǎn)生巨大威脅。近年來，利用天然生物質(zhì)廢棄物合成生物質(zhì)基復合材料備受關(guān)注。在此策略下，以生物質(zhì)制備農(nóng)用可生物降解地膜材料，具有極大的應(yīng)用潛力。

滸苔多糖是從滸苔中提取的一種水溶性多糖，主要由鼠李糖、木糖和葡萄糖醛酸組成[]，具有良好的凝膠性和流變性[2]，可用于制備膜材料；然而，由于滸苔多糖聚合物鏈缺乏排列規(guī)則的分子結(jié)構(gòu)，成膜后難以形成充分的“連接區(qū)”[2-3]，由單一滸苔多糖形成的膜材料的力學性能和穩(wěn)定性較差。因此，若要制備柔韌性好、可拉伸、性能穩(wěn)定的農(nóng)用可生物降解地膜材料，需將滸苔多糖與其他聚合物相結(jié)合。魔芋葡甘聚糖具有良好的生物相容性、成膜性、增稠性和穩(wěn)定性，可用于制備可生物降解膜和涂層等材料[4]。魔芋葡甘聚糖也曾被開發(fā)用于制備可生物降解地膜，但耐水性差的缺點限制了其應(yīng)用。基于此，將滸苔多糖與魔芋葡甘聚糖通過氫鍵相互作用相結(jié)合，改善二者的自身缺陷，是開發(fā)可生物降解地膜的一種潛在策略。

隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，地膜逐漸與除草劑等農(nóng)藥及肥料相結(jié)合，向兼具保溫性、透光性、可生物降解性和營養(yǎng)功能的多功能方向發(fā)展。肥料地膜是將肥料與地膜相結(jié)合的一種復合材料，既可用作具有保溫、保濕和增熵作用的地膜，又可在植物生長期間為其提供營養(yǎng)物質(zhì)，減少土壤養(yǎng)分的流失[5]。滸苔多糖和魔芋葡甘聚糖等生物質(zhì)材料作為制備肥料地膜的基材，易受環(huán)境影響，難以實現(xiàn)肥料的緩慢釋放，且肥料易揮發(fā)[6。無機材料的比表面積高，用作載體時具有較強的負載能力。因此，將生物質(zhì)材料與無機材料相結(jié)合是實現(xiàn)養(yǎng)分緩釋、延長肥效的一種有效途徑[]。近年來，用作農(nóng)業(yè)肥料載體的無機材料有凹凸棒、高嶺土、沸石和生物質(zhì)炭等。其中，生物質(zhì)炭是由農(nóng)作物秸稈、木屑、糞便和農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)原料，在 無氧或限氧條件下熱解炭化得到的固態(tài)物質(zhì)。將生物質(zhì)炭作為載體制備的農(nóng)業(yè)肥料應(yīng)用于土壤，不僅可提高土壤的陽離子交換能力和保水能力，還能改良土壤肥力、固化金屬[8]。生物質(zhì)炭的孔結(jié)構(gòu)豐富、比表面積大、吸附性能強，將其應(yīng)用于肥料載體具有廣闊的應(yīng)用前景[9]。

本研究以生物質(zhì)炭為肥料尿素的載體，滸苔多糖和魔芋葡甘聚糖（KGM）為農(nóng)用可生物降解地膜基質(zhì)，通過澆筑法制備具有營養(yǎng)功能的滸苔多糖/KGM/生物質(zhì)炭肥料地膜（UBCF）。通過對負載尿素生物質(zhì)炭（U-BC）結(jié)構(gòu)、形貌和尿素負載率進行表征，結(jié)合UBCF的化學結(jié)構(gòu)、微觀形貌、含水率、水接觸角及水蒸氣透過系數(shù)等特性，考察摻入U-BC對肥料地膜結(jié)構(gòu)和功能的改善效果，并對UBCF的機械性能、透光性、養(yǎng)分釋放特性、可生物降解性及熱穩(wěn)定性等相關(guān)性能進行測試和表征。本研究旨在實現(xiàn)生物質(zhì)多糖的高值化利用，為生物質(zhì)材料在農(nóng)用可生物降解地膜領(lǐng)域的應(yīng)用拓展新途徑。

1實驗

1.1實驗材料與儀器

新鮮滸苔，產(chǎn)自日照沿海地區(qū)；魔芋葡甘聚糖（KGM），化學純，合肥博美生物公司；丙三醇，分析純，常德生物科技有限公司；氫氧化鈉，分析純，天津市北辰方正試劑廠；硼酸、鹽酸，分析純，天津市光復科技發(fā)展有限公司；尿素，分析純，無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司；生物質(zhì)炭，河南秸稈炭業(yè)；無水乙醇，分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；冰醋酸，化學純，廣州皓安生物科技有限公司；碳酸鈉 ）、對二甲氨基苯甲醛，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；黑色塑料薄膜，購自市場。

薄膜水蒸氣滲透率檢測儀，C360M，濟南蘭光機電技術(shù)有限公司；醫(yī)用離心機，TGL-20M，湖南平凡科技有限公司；冷凍干燥機，LC-10N-50A，力辰邦西儀器科技有限公司；萬能材料試驗機，Instron-3400，美國Instron公司；接觸角測量儀，SDC-100，東莞市盛鼎精密儀器有限公司；場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）-能譜儀（EDS），GeminiSEM500，德國CarlZeiss公司；傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR），IS50，美國Nicolet公司；熱重分析儀（TG），NetzschSTA449F5，深圳市泰立儀器儀表有限司；紫外-可見分光光度計（UV-Vis），TU-1810APC，北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1材料的制備

1.2.1.1滸苔多糖的提取

采用堿提醇沉法提取滸苔多糖[10]。新鮮滸苔經(jīng)清洗、干燥、研磨處理后，得到滸苔粉。將 50g 滸苔粉加入 300mL 無水乙醇中， 下脫脂 1h ；冷卻過濾得到脫脂滸苔粉，用去離子水洗滌后，以 1：10 ？ 加入0.3m{NaOH} 溶液中， 下提取 ，重復上述過程3次后，收集滸苔多糖提取液并濃縮至原體積的1/5，使用 0.3mol/L 冰醋酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH值 ：=7 。在滸苔多糖提取濃縮液中加入體積比 1：4 的無水乙醇， 下靜置 12h ，以沉淀提取濃縮液中的滸苔多糖。最后離心分離沉淀，冷凍干燥 24h 后得到滸苔多糖。

1.2.1.2負載尿素生物質(zhì)炭的制備

采用真空吸附法制備負載尿素生物質(zhì)炭（U-BC）。將1g生物質(zhì)炭在磁力攪拌下分散于 100mL40g/L 尿素溶液中，超聲處理 5min ；將懸浮液在室溫真空條件下靜置 30min ，再轉(zhuǎn)為常壓條件靜置 20min ；重復上述步驟3次，使生物質(zhì)炭對尿素的吸附達到飽和。吸附完成后過濾生物質(zhì)炭， 下干燥 12h ，制得U-BC粉末。

1.2.1.3地膜的制備

采用上述相同工藝，制備不含生物質(zhì)炭的滸苔多糖/KGM地膜（記為OF），以及未負載尿素的滸苔多糖/KGM/生物質(zhì)炭地膜（記為BCF）。

1.2.2性能測試與表征

1.2.2. 1 化學結(jié)構(gòu)測定

通過FT-IR測定U-BC、生物質(zhì)炭、尿素、滸苔多糖及UBCF的化學結(jié)構(gòu)，掃描范圍 ，分辨率 ，掃描16次。

1.2.2.2微觀形貌及元素分布表征

將滸苔多糖樣品在 下干燥 ，采用FESEM觀察U-BC、生物質(zhì)炭、地膜樣品的表面形貌

對U-BC和生物質(zhì)炭進行EDS表征，測定元素含量及分布。

1.2.2.3U-BC尿素負載率測定

1）將 對甲氨基苯甲醛溶于 40mL 無水乙醇，加入 6mL 濃鹽酸，轉(zhuǎn)移至 容量瓶中，加入無水乙醇定容，混合均勻，得到 0.02g/mL 對二甲氨基苯甲醛顯色劑溶液。

2）將 0.375g尿素溶于少量去離子水，轉(zhuǎn)移至 容量瓶中并用去離子水定容；取 10mL 上述尿素溶液，轉(zhuǎn)移至 容量瓶中并定容，得到375ug/mL尿素溶液。

3）建立尿素標準曲線。分別取1、2、4、6、8、10、12和 14mL375um/mL尿素溶液，轉(zhuǎn)移至 25mL 容量瓶中并用去離子水定容，分別得到15、30、60、90、120、150、180和10mL的尿素標準溶液。分別取 梯度質(zhì)量濃度的尿素標準溶液于 25mL 比色管中，加入 對二甲氨基苯甲醛顯色劑后定容，顯色反應(yīng) 10min 后，采用UV-Vis在 波段下進行掃描，確定尿素標準溶液最大吸收波長為 420nm 再測定該吸收波長下各尿素標準溶液的吸光度（A），根據(jù)質(zhì)量濃度與吸光度的關(guān)系建立尿素標準曲線。

4）將 1g U-BC分散于 去離子水中，超聲處理后離心，取 10mL 上清液于 25mL 比色管中，加人 10mL 對二甲氨基苯甲醛顯色劑后定容。采用上述方法在 420nm 處測定吸光度，根據(jù)尿素標準曲線計算上清液中的尿素質(zhì)量濃度。U-BC尿素負載率的計算如式（1）所示。

負載率

式中， 為上清液中的尿素質(zhì)量濃度，

1.2.2.4 尿素釋放性測試

分別將 UBCF和 U-BC浸入 去離子水中，依次浸泡 0.5，1，1.5，2，3，4，6，8，10， 12、14、16、18和 20h 后，取 10mL 浸泡液在 420nm 處測定吸光度，根據(jù)尿素標準曲線計算浸泡液中的尿素質(zhì)量濃度；每次取樣后均向浸泡體系補充等體積的去離子水。尿素的累積釋放率計算如式（2）所示。

累計釋放率

式中， 為浸泡 時間后樣品的浸出尿素質(zhì)量，g，由尿素質(zhì)量濃度乘以浸泡液總體積（ ）計算得到； 為樣品的負載尿素質(zhì)量，g。

1.2.2.5地膜機械性能測試

采用萬能材料試驗機對地膜的機械性能進行測試。在室溫、相對濕度 50% 條件下，測試地膜樣品（尺寸 10mm×150mm ）的拉伸強度和斷裂伸長率，每個樣品平行測試5次，取平均值。

1.2.2.6地膜含水率測試

取尺寸 30mm×30mm 的地膜樣品，稱量初始質(zhì)量 ；在 下干燥 ，稱量質(zhì)量 。地膜含水率的計算如式（3）所示。

含水率

1.2.2.7地膜水蒸氣透過性測試

根據(jù)GB/T1037—2021，在室溫、相對濕度 50% 條件下，采用減重法測量地膜樣品的水蒸氣透過量，以水蒸氣透過系數(shù)（WVP）表示地膜的水蒸氣阻隔性能。每個樣品平行測試3次，取平均值。WVP的計算如式（4）所示。

式中，WVT為水蒸氣透過率， ； d 為地膜樣品厚度， cm ； 為地膜樣品兩側(cè)水蒸氣壓差， Pa

1.2.2.8地膜透光率測試

采用UV-Vis測試UBCF和黑色塑料薄膜的可見光透過率，測試波段 ，采樣間隔 5nm/ 次。

1.2.2.9 地膜可生物降解性測試

在自然條件下測試地膜樣品的可生物降解性。將地膜樣品（尺寸 5cm×5cm ）在 下干燥 ，稱量記錄降解前的質(zhì)量 ；然后埋至深度 5cm 的土壤中，每隔10天取出，用酒精清洗地膜樣品表面的泥土雜質(zhì)，在 下干燥至質(zhì)量恒定，稱量降解后的質(zhì)量 ，通過降解率評價地膜樣品的降解效果。地膜降解率的計算如式（5）所示。

降解率

式中， 為地膜樣品土埋降解前的質(zhì)量，g； 為地膜樣品土埋降解后的質(zhì)量，g。

1.2.2.10地膜熱穩(wěn)定性測試

將UBCF和OF樣品置于 干燥箱中干燥 6h 在 氛圍下通過TG測試地膜樣品的熱穩(wěn)定性。升溫速率 ，溫度范圍 。

1.2.2.11地膜表面疏水性測試

采用座滴法測定UBCF表面的水接觸角，以評價地膜的表面疏水性。

2結(jié)果與討論

2.1化學結(jié)構(gòu)分析

圖1（a）為U-BC、生物質(zhì)炭和尿素的FT-IR譜圖。如圖1（a）所示，尿素的FT-IR譜圖在 和 處的吸收峰由N一H的拉伸振動引起， 處的吸收峰歸屬于 c=0 的拉伸振動， 處的吸收峰歸屬于 C=N 的拉伸振動。 和 處的吸收峰分別歸屬于N一H的彎曲振動和對稱一" 的搖擺振動[11]。在生物質(zhì)炭的FT-IR譜圖中， 處的寬峰來自于O一H的拉伸振動，而 處的吸收峰對應(yīng)C—H的拉伸振動[12]； 和 處的吸收峰分別歸屬于芳香化合物中 c=c 的拉伸振動和C一H的彎曲振動， 處的吸收峰歸屬于C一O一C的拉伸振動， 處的吸收峰對應(yīng)Si-O—Si的拉伸振動[13]。與生物質(zhì)炭相比，在U-BC的FT-IR譜圖中， 處對應(yīng)C一N和 處對于C=0 的吸收峰強度相對較強，這表明尿素已成功負載到生物質(zhì)炭上。此外，U-BC的FT-IR譜圖在 處新出現(xiàn)的吸收峰歸屬于C一H的伸縮振動，這可能是由于尿素的H原子與生物質(zhì)炭的C原子間存在化學鍵連接。

圖1（b）為滸苔多糖的FT-IR譜圖。如圖1（b）所示， 處的寬峰歸屬于O一H的拉伸振動， 處的弱吸收峰由C一H的拉伸振動引起， 和 處的吸收峰歸屬于COO一的不對稱和對稱拉伸振動[10]。 處的吸收峰由S=0 和C一O一S的拉伸振動引起，表明所提取的滸苔多糖含有 。 處的吸收峰對應(yīng)吡喃環(huán)的C—O一C糖苷帶，表明滸苔多糖含有吡喃糖環(huán)[10] 處的吸收峰可能是由于 α 糖苷鍵的C-H或C一O一S基團的變形角振動引起。上述分析表明，滸苔多糖含有豐富的羥基、羧基和磺酸基等基團，且以滸苔多糖制備的UBCF中也應(yīng)具有以上豐富的官能團結(jié)構(gòu)。

圖1（c）為UBCF的FT-IR譜圖。如圖1（c）所示， 附近的寬峰由滸苔多糖和KGM的O一H振動引起， 和 處的吸收峰由滸苔多糖和KGM的C一H拉伸振動引起，1 處的吸收峰與KGM分子的乙酰基、尿素和生物質(zhì)炭上的 C=0 拉伸振動有關(guān)。 和 處的吸收峰歸屬于滸苔多糖中CO0一基團的不對稱和對稱拉伸振動， 處的吸收峰則由滸苔多糖分子上 s=0 的不對稱拉伸振動引起[2]。 處的吸收峰由滸苔多糖及KGM分子的C一O一C糖苷帶、尿素的C一N拉伸振動引起[14]， 處新出現(xiàn)的吸收峰來自KGM上甘露糖單元C一H的拉伸振動[15]。

2.2微觀形貌及元素分布分析

圖2為生物質(zhì)炭及U-BC的微觀形貌及元素分布圖。如圖2（a）所示，生物質(zhì)炭呈不規(guī)則塊狀，具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，可為尿素等營養(yǎng)物質(zhì)提供充足的吸附空間；生物質(zhì)炭負載尿素后（圖2（b）），尿素不僅進入到生物質(zhì)炭的孔隙中，還聚集在生物質(zhì)炭的外表面。EDS分析表明，U-BC表面的N元素含量從0增至3.7% ，且分布有更多Ca元素（圖2（c）），進一步證明了尿素被成功負載到生物質(zhì)炭中。

圖3為地膜樣品的SEM圖。如圖3所示，與OF（圖3（a））相比，U-BC的加入顯著改善了地膜的表面形貌，UBCF的表面變得粗糙，分布有形狀不規(guī)則的生物質(zhì)炭顆粒（圖3（c））。U-BC在多糖聚合物表面呈半包埋狀，而非完全暴露，這歸因于U-BC與滸苔多糖和KGM等生物質(zhì)材料間較強的界面相互作用[16]，該作用來自生物質(zhì)炭表面的硅氧烷與多糖聚合物基體間的氫鍵作用。此外，在圖3中未觀察到UBCF表面存在裂縫或氣泡，表明膜基質(zhì)連續(xù)，U-BC與滸苔多糖KGM間的相容性良好。

2.3尿素負載率與釋放性分析

通過紫外分光光度法測得的尿素紫外吸收曲線及標準曲線見圖4。據(jù)此計算得到單位質(zhì)量U-BC的尿素負載率為 17.8% 。

圖5為U-BC和UBCF在水中的尿素釋放性。如圖5所示，U-BC在浸泡初期表現(xiàn)出爆發(fā)性尿素釋放，在水中浸泡6h后達到最大尿素累計釋放率 92.5% 。相似地，UBCF在浸泡前6h尿素釋放速度較快，但隨浸泡時間增加，尿素釋放過程趨于平衡狀態(tài)，浸泡 20h 后尿素的累積釋放率為 76.9% 。

UBCF在浸泡初期快速釋放尿素，是由于水分子滲透到膜基質(zhì)中導致薄膜溶脹，多糖聚合物分子鏈松弛，膜內(nèi)部的結(jié)合水與周圍的游離水之間進行動態(tài)交換，使得多糖聚合物網(wǎng)絡(luò)中的尿素溶解，擴散速度加快[17]。由圖5可看出，UBCF在每個測試點的尿素釋放量均低于U-BC，說明將負載尿素生物質(zhì)炭與多糖聚合物相結(jié)合，有助于減緩尿素的釋放。這是由于尿素會與膜基質(zhì)形成氫鍵，在相互作用力控制下不易移動。這表明，U-BC與滸苔多糖/KGM復合制備的UBCF具有一定的尿素緩釋性能，在農(nóng)業(yè)和改良土壤肥力方面具有適用性。

2.4機械性能分析

圖6為地膜樣品OF、BCF和UBCF的機械性能。

由圖6（a）可知，OF的抗拉強度和斷裂伸長率分別為18.53MPa 和 82% ，表現(xiàn)出良好的力學性能，這可能與滸苔多糖和KGM的氫鍵相互作用有關(guān)。與OF相比，BCF和UBCF的抗拉強度和斷裂伸長率明顯下降。添加生物質(zhì)炭后，BCF的拉伸強度降至 6.54MPa ，斷裂伸長率降至 63.01% 。這是因為生物質(zhì)炭易結(jié)塊，使其與膜基質(zhì)間的界面相容性下降，導致應(yīng)力分布不均勻，膜材料的機械性能下降[18]。添加U-BC后，UBCF的拉伸強度降至 5.92MPa ，斷裂伸長率（ 70.31% 1也有所下降，但高于BCF。在木薯淀粉膜[和尿素增塑淀粉膜[19]中也觀察到類似現(xiàn)象，這可能是由于尿素的增塑作用，使得膜材料的柔韌性、延展性更好。如圖6（b）所示，應(yīng)力-應(yīng)變曲線未體現(xiàn)出地膜樣品的縮頸現(xiàn)象，表明生物質(zhì)炭和U-BC在復合膜中的分散較為均勻[20]。

2.5潤濕性能和耐水性能分析

以含水率和水接觸角（WCA）評價地膜樣品的潤濕性能，以水蒸氣透過系數(shù)（WVP）評價耐水性能，結(jié)果見表1。如表1所示，3種地膜樣品的含水率變化不大，添加生物質(zhì)炭和U-BC后略有減小。UBCF的WCA為 ，與OF（ ）相比顯著增大，疏水性增強。這是因為U-BC在高溫炭化后極性較弱，與膜基質(zhì)相容性好，同時U-BC能夠增加膜材料表面的粗糙度，降低均質(zhì)性，引起膜材料表面的非均勻潤濕，從而導致WCA增加[21]。另一方面，WCA的增加也可能與U-BC、KGM和滸苔多糖的分子間氫鍵有關(guān)，氫鍵會減少游離羥基的數(shù)量，增加疏水性，從而使得WCA增大[22]。

如表1所示，在相對濕度 50% 條件下，UBCF的WVP為 ，低于其他地膜樣品，這可能是由于U-BC增加了地膜孔隙的扭曲度，從而抑

制水蒸氣擴散，也可能是因為滸苔多糖/KGM與尿素的氫鍵作用，導致親水性羥基數(shù)量減少，水蒸氣滲透作用減弱[15，23]。Luchese等[24]報道的商用低密度聚乙烯（LDPE）基膜的WVP為 ，本研究中UBCF的WVP顯著高于LDPE基膜，但與藻酸鹽交聯(lián)膜[25]的WVP ）接近。綜上，UBCF具有一定的疏水性和有效的水蒸氣阻隔性能，這對于保持土壤濕度和實現(xiàn)尿素緩釋至關(guān)重要，但用作可生物降解地膜時，UBCF的耐水性能仍需進一步提高。

2.6 透光性分析

阻光性和抗紫外性是農(nóng)用地膜的主要性能指標。圖7為UBCF與黑色塑料薄膜在紫外波段 內(nèi)的透光率。如圖7所示，UBCF的最大透光率為2.89% ，略高于黑色塑料薄膜（ 1.55% ），滿足黑色地膜透光率 lt;3% 的要求。UBCF的低透光率可能與生物質(zhì)炭的高比表面積和較多可吸收光子的C一C有關(guān)[26]；

因此，生物質(zhì)炭可作為膜材料的紫外線穩(wěn)定劑，降低其透光率。綜上，UBCF滿足農(nóng)用黑色地膜的透光性要求，可有效抑制雜草生長，保持土壤溫度。

2.7 可生物降解性分析

自然土埋實驗是評價地膜可生物降解性的重要手段，圖8展示了UBCF在土埋不同時間后的外觀形貌變化。如圖8所示，UBCF在土埋20天后開始卷曲，膜材料表面變得更粗糙；土埋40天后膜材料表面破裂出現(xiàn)孔洞；隨著土埋時間的延長，60＼～80天后膜材料邊緣部分脫落呈碎片狀。UBCF降解率隨土埋時間延長的變化見表2。由表2可得，土埋40天后UBCF降解率為 22.0% ，而土埋80天后降解率達 68.3% 。這表

明，UBCF在土埋初期的降解速率較慢，但隨土埋時間的延長，UBCF的降解程度逐漸增大。這是因為在UBCF土埋初期，生物質(zhì)炭的疏水性降低了水的活性，限制了微生物生長[18]；土埋一段時間后，生物質(zhì)炭和膜基質(zhì)間的氫鍵被水分子破壞，部分生物質(zhì)炭被剝離，作為天然生物質(zhì)的滸苔多糖和KGM更易受微生物作用，使得UBCF在土埋后期被迅速分解[27-28]。綜上，UBCF用作生物質(zhì)基肥料地膜時，具有良好的可生物降解性。

2.8熱穩(wěn)定性分析

圖9為UBCF在 的TG曲線。如圖9所示，UBCF的質(zhì)量損失可分為4個階段： P該階段的質(zhì)量損失率為 15.43% ，主要由自由水和結(jié)合水的蒸發(fā)引起； ，該階段的質(zhì)量損失率為 27.21% ，對應(yīng)丙三醇的降解和滸苔多糖/KGM側(cè)鏈的斷裂[29]； ，該階段的質(zhì)量損失率為25.06% ，此時多糖聚合物結(jié)構(gòu)因主鏈斷裂而發(fā)生解聚[30]；" ，該階段的質(zhì)量損失與多糖聚合物鏈骨架被炭化成小分子物質(zhì)有關(guān)。此外，由圖9還可得，UBCF的熱分解溫度高于OF，這主要是由于生物質(zhì)炭對熱變性具有阻礙作用，具有較高的熱穩(wěn)定性；U-BC的加入增加了UBCF的密度和剛性，限制了分子鏈的運動，提高了UBCF的熱穩(wěn)定性[21，31]。

3結(jié)論

本研究采用真空吸附法制備負載尿素的生物質(zhì)炭（U-BC，尿素負載率 17.8% ），將其與提取的滸苔多糖和魔芋葡甘聚糖（KGM）共混，澆筑得到具備營養(yǎng)功能的可生物降解滸苔多糖/KGM/生物質(zhì)炭肥料地膜（UBCF）。

3.1化學結(jié)構(gòu)和微觀形貌表征表明，UBCF含有來自滸苔多糖/KGM的豐富羥基、羧基和磺酸基等基團；尿素釋放性實驗表明，UBCF具備一定的尿素緩釋功能，且透光率 lt;3% ，滿足不透明黑色地膜的透光性要求，有利于土壤保溫并抑制雜草生長。

3.2UBCF的含水率、水接觸角、水蒸氣透過系數(shù)分別為 22.24% 、 、 ；與OF相比，UBCF的水蒸氣阻隔性能顯著增大，疏水性增強，表明U-BC的加入有利于提高地膜的耐水性。此外，由于生物質(zhì)炭對熱變形的阻礙作用，UBCF的熱穩(wěn)定性有所提高，但生物質(zhì)炭與膜基質(zhì)間的界面相容性較差，使得UBCF的機械性能有所下降。

3.3自然土埋降解實驗顯示，在土埋80天后，UBCF降解率可達 68.3% ，表現(xiàn)出優(yōu)異的可生物降解性，在農(nóng)用地膜領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

參考文獻

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Abstract：ThisstudyextractedEnteromorphapolysaccharidefromEnteromopha，andusedurea-loadedbiochar（U-BC，loadingatiof （204號 17.8% ），Enteromorhapolyaccharide，ndonacglucomaan（KG）asawmaterialstpepareaodegadableutrientfunctioalized Enteromorphalsaccaride/KGocarfertlizerulchfi（UBCF）Thehmicaltructureurea-releasingpropertychnicalprop erties，atersa，ghtsa，alabilitdbilieaallesiatedls vealedthatUBCFontaiedbundantfunctionalgoupsicdinghdroxylarboxyl，andsulfoniccidgroups.heumulativeeseatio of urea in UBCF was 76.9% after 20h water immersion．Notably，UBCF exhibited light transmittance lt;3% ，meeting the optical requirements for opaque black films.After 8O days of soil burial，the degradation rate of UBCF reached 68. 3% ，confirming its excellent light-blocking capability，biodegradability，and favorable thermal stability.

Keywords：Enteromorphapolysaccharide；Konjac glucomannan；biochar；degradable mulch film；nutritional function