CN102559199A

CN102559199A - 一种液体地膜及其制备方法

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Publication number: CN102559199A
Application number: CN2011104400635A
Authority: CN
Inventors: 谢致平; 史徳海林.奥斯丁.巴特瑟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-26
Also published as: CN102559199B

Abstract

本发明公开了一种液态地膜及其制备方法，由如下重量百分数的组分组成：甲基硅酸盐20-30%，强碱1-5%，余量为水。本发明利用甲基硅酸盐的疏水原理，达到防止水分蒸发和起到压碱的作用。本发明的液体地膜不含成膜剂和表面活性剂。制备工艺简单，便于大规模生产。液态地膜分解后终产物为二氧化硅，为自然界的产物，不会对环境造成危害。本发明所制备的液体地膜可直接用水稀释作用于土壤表面。本发明制备操作简便，可在干旱、半干旱以及高盐碱地区的农林果业等领域应用。

Description

一种液体地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种新型的液体地膜及其制备方法。

背景技术

地膜覆盖是20世纪中叶，随着塑料工业的发展尤其是农用塑料薄膜的出现，一些工业发达的国家利用塑料薄膜覆盖地面，进行作物生产而应用的农业技术。我国在1978年进行试验，1979年开始在一些地区进行试验、示范、推广。由于覆盖生产的效果显著，薄膜覆盖生产启蒙及全国。地膜覆盖是一种适合我国国情，适应性广，应用量大，促进覆盖作物早熟、高产、高效的农业新技术。利用地膜覆盖技术是一项农业增产增收的有效措施，采用地膜覆盖后可以改善土壤和近地面的温度及水分状况。地膜可起到保持土壤水分和提高土壤温度等的作用。在我国地膜覆盖在生产中广泛用于露地栽培、设施栽培和育苗栽培以及在多种作物上应用。从1978年引进1979年开始推广，至2010年地膜覆盖面积达到1800万公顷，成为我国发展高效农业的先进实用技术之一。

虽然地膜用途广泛，但也不是对所有的农田都适用。在旱沙地、贫瘠土地和重粘质土地上，不宜采用地膜覆盖栽培。因为旱沙地盖膜后土壤温度在中午时易产生高温，在干旱比较严重的情况下反而会造成减产。在贫瘠土地上，覆盖膜后不便追肥，如播种时施用基肥不足，覆盖也不能增产。重粘质土地在干旱时坷拉多，整地时难以耙碎，盖膜后很难与地面贴紧，刮大风时地膜容易吹破刮跑。

另外由于地膜不易分解, 长期和大量的覆盖地膜，残膜清除不净，残留在农田土壤中的地膜会对土壤特性和农作物产生一系列不利影响。其中最主要的是残留地膜在土壤耕作层和表层将阻碍土壤毛管水、降水和灌溉水的渗透, 影响土壤的吸湿性,从而影响作物对水分和养分的吸收,对作物生长发育造成严重影响。残膜还使土壤孔隙度下降, 通透性降低, 在一定程度上破坏农田土壤空气的正常循环和交换, 进而影响到土壤微生物正常活动, 降低土壤肥力水平。甚至在某些地区，如在新疆等地, 残膜还可能导致地下水难以下渗, 造成土壤次生盐碱化等。

残膜的聚集阻碍土壤毛细管水的运移和降水的渗透, 对土壤容重、孔隙度和通透性都产生不良影响, 造成土壤板结、地力下降。由于残膜影响和土壤理化性状的破坏, 必然造成农作物种子发芽困难, 根系生长发育受阻, 农作物生长发育受抑制。同时残膜隔离作用影响农作物正常吸收养分, 影响肥料利用效率, 致使产量下降。大量研究结果显示当土壤中地膜残留量达到一定数量时会影响作物生产环境和自身的生长发育, 进而影响到农作物的产量。

由于回收残膜的局限性, 加上处理回收残膜不彻底, 部分清理出的残膜弃于田地、水渠、林带中, 影响生态环境, 造成“视觉污染”。残膜还可能缠绕在犁头和播种机轮盘上, 影响田间作业。另外残膜的碎片还会随农作物的秸秆和饲料混在一起, 牛羊等家畜误食后, 可导致肠胃功能不良, 严重时会引起牲畜死亡。

基于地膜存在的问题，近年来促生了可降解液体地膜的面世。目前国内虽公开了几项相关专利，然而受到产品技术成熟度和成本的因素的制约，并没有实质性的投入市场。通常这些液体地膜是由植物秸秆、腐殖酸、木素类、废渣类、成膜剂和表面活性剂等形成。然而，这些液体地膜大部分都是以聚乙烯醇为成膜剂，如申请号为200810000616.3、200910015668.2和200610017265。但是聚乙烯醇很难被生物降解，在生态环境中会造成累积，从而影响生态平衡，在一定程度上也破坏了耕作层土壤的团粒结构。

发明内容

本发明的目的是克服现有液体地膜技术的不足，提供一种具有压碱、节水且成本较低的液体地膜。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种液体地膜，由如下重量百分数的组分组成：甲基硅酸盐 20-30%，强碱1-5%，余量为水。

在上述液体地膜中，还可以添加着色剂，优选为甲基红和百里香酚酞。

在上述液体地膜中，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

上述液体地膜的制备方法，包括如下步骤：将甲基硅酸盐、强碱和水加入到搅拌罐中，进行搅拌到强碱完全溶解，然后加入着色剂。

本发明的液体地膜是根据“盐随水来，盐随水去”的原理，采用甲基硅酸盐作为土壤调节剂的主要原料，可添加其他肥料、农药和除草剂等制成的复合型液体地膜。它与其他的液体地膜的原理不一样，不是通过成膜剂和植物秸秆纤维素作用，而是利用疏水原理来防止水分蒸发来到达压减和节水的目的。

甲基硅酸盐的防水机理与其他通用的防水材料如沥青和有机涂料等不同。有机涂料和沥青是通过堵塞砖石和混凝土结构材料的孔眼来达到防水效果的。而甲基硅酸盐则是通过与结构材料起化学反应, 在基材表面生成一层几个分子厚的不溶性防水树脂簿膜。甲基硅酸盐易被弱酸分解, 当遇到空气中的水和二氧化碳时便分解成甲基硅酸, 并很快聚合生成具有防水性能的聚甲基硅醚, 因而可在基材表面形成一层极簿的可以透气的聚硅氧烷膜而具有防水性。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明利用甲基硅酸盐的疏水原理，达到防止水分蒸发和起到压碱的作用。本发明的液体地膜不含成膜剂和表面活性剂。制备工艺简单，便于大规模生产。液态地膜分解后终产物为二氧化硅，为自然界的产物，不会对环境造成危害。本发明所制备的液体地膜可直接用水稀释作用于土壤表面。本发明制备操作简便，可在干旱、半干旱以及高盐碱地区的农林果业等领域应用。

具体实施方式

实施例1 液体地膜的制备（重量百分数）

将甲基硅酸盐 20%，氢氧化钠1%和水79%加入到搅拌罐中，进行搅拌到氢氧化钠完全溶解。

实施例2 液体地膜的制备（重量百分数）

将甲基硅酸盐 28%，氢氧化钠5%和水67%加入到搅拌罐中，进行搅拌到氢氧化钾完全溶解，然后加入适量甲基红和百里香酚酞。

实施例3：

试验地点设在新疆，每个处理地块面积为4.5×6=27m²。试验前先平整土地，将供试产品按不同有效用量加入普通喷雾器中兑水稀释，均匀喷于土壤表面。设供试产品分别为空白对照和1%（v/v）的液态地膜处理（1L/ m²的用量）。每次试验前后分别取土测量0-20cm、20-40cm的总盐，每个处理地块共按两个对等距离取土。施用的液体地膜一天后灌水压碱，再过一周后按前面所说分别测量不同土层的总盐量。

试验结果与分析：

表1

采样地点	土层深度（cm）	总盐 g/kg (处理前)	总盐 g/kg (处理后)
				对照1	0-20	33.53	39.63
	20-40	24.05	21.55
				对照 2	0-20	14.73	32.15
	20-40	20.4	27.175
				处理 1（实施例1）	0-20	21.95	13.30
	20-40	22.25	14.08
				处理 2（实施例1）	0-20	13.38	11.28
	20-40	16.10	14.68

实验结果显示，未经处理的地块在大水漫灌压减后，盐分明显地随着水的蒸发重新回到地表土壤上，甚至还高于漫灌以前。但在施用液态地膜以后，盐分的上升受到压制，液态地膜起到压碱的作用。

实施例4：

实验时间为夏天季节，用不同的材料进行对液体地膜的测试，选择的材料分别为沙和泥土。四周密封开顶的容器分别加入500克的上述材料，1%（v/v）的液态地膜处理（1L/ m²的用量）。待干燥后，处理和对照的都分别加入50ml的水，每隔三天称量一次，共称量4次。每实验设6个重复。

表2

（平均值±SE，n=6）

使用液体地膜后, 可对水的蒸发有滞缓作用，降低了土壤水分的散失速率，使土壤保持较高的含水量。

实施例5：

实验时间为冬春季节，选用沙土进行对液体地膜的测试。四周密封开顶的容器分别加入500克的上述材料，1%（v/v）的液态地膜处理（1L/ m²的用量）。待干燥后，处理和对照的都分别加入50ml的水，每隔两天天称量一次，共称量5次。每实验设8个重复。

表3

（平均值±SE，n=8）

同样使用液体地膜后, 可对水的蒸发有滞缓作用，降低了土壤水分的散失速率，使土壤保持较高的含水量。

实施例6：

用不同的液体地膜浓度进行测试，选择的材料分别为沙土。四周密封开顶的容器分别加入500克的上述材料，浓度分别为0.16%、0.25%和0.33%（v/v）的实施例2液态地膜处理（1L/ m²的用量）。待干燥后，处理和对照的都分别加入50ml的水，每隔两天天称量一次，共称量6次。每实验设8个重复。

表4

（平均值±SE，n=8）

即使使用低浓度的液体地膜, 仍可对水的蒸发有滞缓作用，降低了土壤水分的散失速率，使土壤保持较高的含水量。

实施例7：

先将液体地膜作用与沙土，干燥后才平铺在实验材料上，选择的材料分别为沙土。四周密封开顶的容器先加入500g的沙土然后分别加入50克的上述经液体地膜处理过的材料，相当于1%（v/v）（1L/ m²的用量）。各容器都分别加入100ml的水，每隔三天称量一次，共称量6次。每实验设8个重复。

表5

（平均值±SE，n=8）

先处理后覆盖达到同样的效果，对水的蒸发有滞缓作用，降低了土壤水分的散失速率，使土壤保持较高的含水量。

Claims

1.一种液体地膜，其特征在于由如下重量百分数的组分组成：甲基硅酸盐 20-30%，强碱1-5%，余量为水。

2. 如权利要求1所述的液体地膜，其特征在于，还加入着色剂。

3.如权利要求1所述的液体地膜，其特征在于，所述着色剂为甲基红或百里香酚酞。

4.如权利要求1所述的液体地膜，其特征在于，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

5.如权利要求1所述的液体地膜，其特征在于，还添加肥料、农药或除草剂。

6.权利要求2所述液体地膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将甲基硅酸盐、强碱和水加入到搅拌罐中，进行搅拌到强碱完全溶解，然后加入着色剂。