包膜控释肥作为一种新型肥料,与传统化肥相比,能够显著提高肥料利用率,减少环境污染,提高作物产量和品质,迅速成为了肥料研究领域的热点。随着生产技术的逐步成熟和生产成本的逐渐降低,在不久的将来包膜控释肥必将广泛应用于农业生产。由于树脂包膜控释肥施用后,残留在土壤中的树脂膜壳降解需要相当长的时间,因此研究控释肥树脂残膜对土壤环境可能造成的潜在影响,意义重大,可以对土壤环境变化进行预测,同时也可以为控释肥包膜材料的研发和选择提供科学依据和指导。本研究通过室内模拟降解试验,运用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、固体核磁共振(NMR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)等先进手段,系统研究了控释肥树脂残膜的降解性能和降解后残膜微观结构变化、降解产物组成;采用小麦-玉米和小麦-水稻轮作池栽试验,研究了控释肥树脂残膜对土壤细菌、真菌和放线菌数量以及土壤过氧化氢酶、脲酶、转化酶和中性磷酸酶活性的影响。主要研究结果如下:1.供试控释肥树脂残膜具有光降解特性。SEM、FITR和GC-MS结果显示,紫外照射168小时后,残膜表面变得不再光滑,结构中羰基指数显著升高,表明残膜已经开始降解;随着照射时间的延长,降解产物逐渐增多,相对含量也逐渐增加;经数据库检索发现,小分子降解产物主要为短链烷烃、饱和一元酸、二元羧酸,以及少量的不饱和一元羧酸和酮酸等。2.供试控释肥树脂残膜在土壤中具有缓慢降解特性。SEM、FITR和GC-MS结果显示,残膜土埋培养6年以后,表面变得粗糙,并出现孔洞,羰基指数显著升高,表明残膜已经降解,但检测到的降解产物和光照降解有所不同,主要为短链烷烃和少量添加剂,而很少有酸类物质;经室内模拟降解试验得知,当环境温度为35℃,在含水量为20%的粘壤土中残膜降解速率最快,在此条件下,残膜由施入土壤到完全降解大概需要36年,但完全在自然条件下降解所需时间则要更长。3.供试控释肥树脂残膜施入土壤后对土壤某些物理性质有显著影响。在无植物生长的条件下,随着土壤中控释肥残膜施入量的增加,土壤含水量逐渐降低,容重逐渐减小,但土壤比重、pH、速效氮、磷、钾含量无明显变化。表明残膜的存在,可以改善土壤某些物理性质,如增大土壤孔隙度,改善土壤通气透水性等。4.供试控释肥残膜本身对土壤微生物数量和酶活性未产生不良影响。控释肥树脂残膜对土壤微生物数量和酶活性未产生毒害作用,相反残膜的加入,使土壤容重降低,孔隙度增加,提高了土壤的透气性,改善了土壤的物理性质,为土壤微生物和酶提供好了更为适宜的生存环境,对土壤微生物数量和酶活性有一定的促进作用。5.随着土壤中供试树脂残膜含量的增加,土壤微生物数量和相关酶活性没有表现出相应的规律性变化,表明土壤残膜量在90-360g m-2范围内时,土壤微生物数量和相关酶活性与残膜量之间没有明显相关性。6.与空白处理相比,本试验施肥处理的土壤细菌、真菌和放线菌数量显著增加,土壤脲酶、转化酶和中性磷酸酶活性显著升高,过氧化氢酶活性则有所降低,表明试验范围内施肥对土壤细菌、真菌和放线菌数量以及土壤脲酶、转化酶和中性磷酸酶活性有促进作用,对土壤过氧化氢酶活性则有抑制作用。