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麻丝非织造布农用地膜的研制与性能研究

刘陶  
【摘要】: 自70年代末期我国从日本引进地膜覆盖技术以来,地膜在我国获得了迅猛的发展。目前我国地膜覆盖面积约在1400万公顷以上,用量已达100多万吨,预计到2010年,全国地膜覆盖面积将超过2000万公顷。由于目前使用的大多数地膜为聚乙烯或聚氯乙烯地膜,不易降解,并具有毒性,残留在土壤中的碎片不能被土壤微生物降解,也不能被作物吸收利用。地膜残留的带来的一系列危害越来越被重视。本文主要利用非织造布技术生产农用地膜,讨论了无污染、全降解地膜的原料选取,配比方案,及对田间性能的测试,综合分析得出最佳方案。 本试验主要以亚麻和蚕丝的工业下脚为原料制作地膜。亚麻是天然纤维素纤维,蚕丝是天然蛋白质纤维,都可以自然降解,降解产物不污染环境,蚕丝分解产生的蛋白质可以改善土壤特性,提高土壤含氮量。 地膜的生产采用两种不同方法进行。第一种混合法,用正交分析按不同的麻丝混合比、平方米克重和粘合剂浓度生产地膜,并对强度、厚度等性能指标进行检测,分析出最佳工艺方案为:亚麻与丝的重量比为96∶4,平方米克重为35g/m~2,粘合剂浓度为8%。制成的样品性能为:断裂强度30N,厚度0.1148mm,回潮率6.7%,透湿率2217g/(m~2·h)。 第二种方法将已生产的全亚麻非织造布地膜浸渍不同浓度的丝胶溶液,烘干后对其性能进行检测,确定最佳丝胶浓度为15‰。制成的样品性能为:断裂强度33N,厚度0.1203mm,回潮率3.9%,透湿率2165 g/(m~2·h)。 将以上两种地膜进行田间覆盖试验,并与普通塑料地膜进行对比。保温试验表明,天然纤维非织造地膜有较好的保温性,最大增温为5℃,略低于塑料地膜。保墒试验证明,非织造布地膜覆盖后能减少土壤水分蒸发量,麻丝混合的非织造布地膜水分蒸发量比露天少20%,浸渍丝胶的地膜水分蒸发量比露天的少26.2%,塑料地膜则比露天少49.5%,有明显的保墒作用。土埋降解试验证明,麻丝混合与浸渍丝胶的非织造布地膜在自然状态下均能发生降解,土埋60天后,混合法与浸渍法地膜的降解率分别为18.1%和20%。通过扫描电镜图像可看出麻纤维从束状分解成多根单纤维。红外光谱吸收图表明亚麻大分子链发生断裂,大分子有解聚现象发生。在完全降解前,地膜会分解成散纤维状态,不会因片状结构而造成土壤板结。地膜的部分降解产物能提高土壤的氮元素含量,麻丝混合制作的农用非织造地膜土埋60天后,土壤全氮量增加了4.3%,浸渍丝胶的地膜降解后使土壤全氮含量提高了11.8%.。 试验表明,天然纤维的非织造地膜与普通塑料地膜相比,前者厚度较大,断裂强度较高,透气透湿性较好,且有较好的保温、保墒作用,但效果较后者略差。但从降解性及增加土壤肥力方面,普通塑料地膜不能降解,不能改善土壤肥力,而非织造布地膜能完全降解,并增加土壤氮元素的含量。但非织造地膜制造成本较多,在价格上要比传统塑料地膜高,影响其推广应用。 两种非织造布地膜相比,在保温、保墒方面没有明显区别,但是浸渍丝胶溶液的全亚麻非织造布地膜在降解性、增加土壤含氮量方面比麻丝混合非织造地膜性能要好,价格也较低,在推广应用方面更具优势。


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