多重交联诱导木质素基液态地膜及其土壤固持与作物促生效应

摘要

【目的】针对我国干旱半干旱地区广泛使用的PE地膜引发的白色污染及微塑料风险问题，本研究以提升生物质资源利用价值为导向，提出一种基于非共价键合自组装的液态地膜制备新策略，旨在开发绿色生物基覆盖材料，为干旱半干旱区耕地保育提供PE地膜替代方案。【方法】以木质素磺酸钠、壳聚糖与聚乙烯醇为原料，通过调控壳聚糖与聚乙烯醇的质量比，制备三元复合可喷涂的多重交联诱导木质素基液态地膜（LCP）。利用傅里叶变换红外光谱、等温滴定量热及旋转流变表征LCP的物化结构；采用万能试验机测试其力学性能，并通过水蒸气透过率、作物生长特性及土壤固持能力评估，确定LCP的最佳配比与喷施量。【结果】LCP的合成主要由氢键结合与静电作用协同驱动，具有显著的剪切变稀特性。当木质素磺酸钠、壳聚糖和聚乙烯醇质量比为10∶4∶4时，所制备的LCP性能最优，其力学强度达24.05 MPa，水蒸气透过率降至352.10 g/（m²·d），种子发芽率提升至95%，平均根长达19.44 mm。与未喷涂处理相比，干物质喷涂量为8.0 g/m²时，作物出苗率、株高和总生物量分别提高了54.55%、26.90%和54.99%，土壤固持效果亦显著增强。【结论】本研究合成的液态地膜可有效促进作物生长发育并提升土壤固持能力，为PE地膜减量替代及农林废弃物高值化利用提供了重要参考，具有广阔的应用前景。

关键词

木质素磺酸钠 / 壳聚糖 / 聚乙烯醇 / 液态地膜 / 水蒸气阻隔性 / 土壤固持 / 作物促生 / 生物基材料 / PE地膜替代 / 干旱半干旱区