CN104098921B - 一种保水纸地膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保水纸地膜，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：农作物秸秆75-90重量份，远红外线热触媒5-15重量份，保水剂3-15重量份。所述保水纸地膜还包含降解菌。本发明保水纸地膜含有保水剂，能够更好的吸水、保水，为农作物提供充足的水分，保证农作物生长时对水的需求；本发明使用农作物秸秆作为基本原料制备保水纸地膜，保水纸地膜富含植物纤维，降解后可作为农作物的生长的肥料。
Description
技术领域
本发明涉及农用地膜，尤其涉及一种保水纸地膜。
背景技术
地膜即地面覆盖薄膜，覆盖于地面，可以提高土壤温度，保持土壤水分，提高肥效，维持土壤结构，防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等，促进植物生长的功能。自1979年对地膜进行小面积试验开始，现今已有30多年历史了。目前，地膜已在全国31个省市自治区普及和应用，用于粮、棉、油、菜、瓜果、烟、糖、药、麻、茶、林等40多种农作物上，深受广大农民的欢迎。
但是，普通农用地膜为PE薄膜，难以降解，完全降解需要上百年时间。地膜使用之后便留在土壤中，老化后成为碎片，影响土壤的结构、肥效，也给耕作带来不便。普通农用地膜的保水性能也不佳，尤其是在少雨、干旱的北方，这一问题更是突出。因此，研发新型地膜成为本领域的热点问题。
为了使普通农用地膜更容易降解，有发明向普通农用地膜中添加降解菌以加速其降解。如公开号为102492203A的中国发明专利公开了一种光-生物双降解环保农地膜，组分按重量百分比为：塑胶原料81％～86％、光敏剂1％～3％、纳豆菌粉0.1％～0.3％、矿石粉11％～13％、助剂1％～3％。该发明的有益效果是生产农地膜用的聚乙烯原料里由于添加光敏剂和纳豆菌粉及矿石粉，使之既能在农地上因光敏剂被天然日光作用而引起化学结构变化(分子量下降)，材料强度降低，出现裂损、破碎，又能在土壤里因纳豆菌粉与矿石粉接触水分后快速、有效的使农地膜自然分解于土壤中。
此外，人们积极研究新材料地膜，如以植物纤维代替PE作为地膜的原料。如公开号为CN1343743A的中国发明专利公开了一种可降解的植物纤维农用地膜，采用漂白的木浆、麦草浆、芦苇浆、龙须草浆、竹浆作原料，将原料放置于配浆池内，在配浆池内按比例将1份原料干浆配比10份水，用碎浆机粉碎、搅拌均匀。以原料干浆的5％～8％重量添加防水剂，经搅拌均匀后，再以原料干浆的4％～6％重量添加增强剂，然后搅拌均匀。最后将搅拌均匀的浆料输入造纸机，制出防水的地膜纸张。
上述改进仅仅解决了地膜难以降解的问题，但对农用地膜的保水效果没有改善，农用地膜的保水效果有待进一步改进。
发明内容
有鉴于此，有必要针对农用地膜保水不佳的问题，提供一种保水纸地膜。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种保水纸地膜，其制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆75-90重量份，
远红外线热触媒5-15重量份，
保水剂3-15重量份。
优选地，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆80-85重量份，
远红外线热触媒8-12重量份，
保水剂5-12重量份。
更优选地，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆80重量份，
远红外线热触媒10重量份，
保水剂10重量份。
优选地，所述保水纸地膜还包含降解菌，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
更优选地，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
优选地，所述降解菌为芽孢杆菌和木霉。
优选地，所述保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物；所述远红外线热触媒是铝硅酸盐矿石粉；所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、芦苇秸秆、棉花秸秆、油料作物秸秆中的一种或多种。
优选地，所述保水纸地膜上设有气孔。
更优选地，所述保水纸地膜的气孔的孔径为1-5μm；所述保水纸地膜的气孔度为35％-50％。
一种保水纸地膜的制备方法，包括以下步骤，按比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒、保水剂和降解菌；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，在烘干后的地膜上喷涂降解菌液，干燥后即得保水纸地膜。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明保水纸地膜含有保水剂，其吸水量是吸水剂自重的500倍，能够更好的吸水、保水，为农作物提供充足的水分，保证农作物生长过程中对水的需求；
2、本发明保水纸地膜中添加了远红外线热触媒，能够提高地面温度，为农作物生长提供适宜的温度，利于农作物的生长；
3、本发明使用农作物秸秆作为基本原料制备保水纸地膜，保水纸地膜富含植物纤维，易于降解；同时对富余的秸秆进行合理利用，减少了秸秆焚烧，进而减少了空气污染；
4、本发明保水纸地膜含有降解菌，能够分解植物纤维，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等成分，降解后这些成分可以为农作物的生长提供肥料。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例作进一步说明。
本发明中使用的降解菌为芽孢杆菌和木霉，均购自广州市微生物研究所，由申请人培养后使用。所述芽孢杆菌和木霉的体积比可以根据需要选择，优选1-5:1-5。当然，本发明也可以直接使用市售的各种芽孢杆菌和木霉的制剂。
保水剂因其特有的吸水、贮水、保水性能，在改善生态环境、防风固沙工程中起到决定成败的作用，广泛用于土壤荒漠化治理、农林作物种植、园林绿化等领域。保水剂是具有电离性集团羧基结构的高吸水性有机分子，分子间为交联聚合而成网络状结构，含有强亲水性集团，通过其分子内外侧电解质离子浓度所产生的渗透压，对水有强烈的缔合作用，能够迅速吸收自身重量400-500倍重的水。
本发明保水纸地膜中添加了远红外线热触媒，将外界高能量且有害的紫外光转换为低能量且有益的远红外线，由于远红外线的波长与水分子的运动频率相当，可活跃水分子，通过地表水及农作物体内水分子产生共振，提高地表温度，为农作物生长提供适宜的温度，并且加速农作物之水份及养分循环，进而促进农作物的生长。本发明中使用铝硅酸盐矿石粉，制备成保水纸地膜后铝硅酸盐矿石粉呈片状结构，片状结构有助于增加保水纸地膜中纤维的稳固性，并阻止水份丧失，进而提高纸张的强度及保水性能。另外，保水纸地膜被降解后，其中的片状铝硅酸盐矿石粉亦落入土壤中，增加土壤本身之保水性，并提供土壤额外之硅质来源。
本发明中保水纸地膜的各项指标都是按照国标或行标测定的，为本领域的技术人员所熟知，在此不再赘述。
实施例1
一种保水纸地膜，其制备原料包括下述含量的下述组分：
所述农作物秸秆为玉米秸秆和小麦秸秆，所述远红外热触媒为云母粉，所述保水剂为聚丙烯酰胺，所述降解菌为芽孢杆菌和木霉。
按上述比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，喷涂在烘干后的地膜上，自然干燥后即得保水纸地膜。芽孢杆菌液和木霉菌液按体积比1:1配制成降解菌浓缩液，所述芽孢杆菌液的活菌数为1×107cfu/mL，所述木霉菌液的活菌数为1×107cfu/mL。在使用时，用无菌水将降解菌浓缩液稀释100倍即的降解菌液。保水纸地膜因为含水量低，不适于降解菌生长，所以，保水纸地膜未使用前降解菌不会繁殖，芽孢杆菌甚至在保水纸地膜中以休眠体芽孢的形式存在。保水纸地膜使用后，吸收空气、土壤中的水分或雨水等，水分含量提高，适于降解菌的生长，芽孢杆菌和木霉开始生长繁殖。
按照上述配方制得的保水纸地膜基重80g/m2，紧度0.55g/cm3。断裂长度3200m以上，吸水度5200g，湿强度10％以上。如果保水纸地膜的宽度1m，则1吨保水纸地膜的长度为12500m，可以供20-25亩土地使用。为了更好的进行气体交流，在所述纸地膜上设有气孔，以便于外界的空气进入纸地膜与土壤围成的封闭空间内，同时便于排除该空间中的二氧化碳。本实施例中保水纸地膜的气孔度为35％，气孔孔径为1μm。上述地膜使用后约3个月便开始被降解，降解开始后0.5个月内开始出现裂痕，1个月后就降解为碎片，1.5个月后就降解为粉末。
实施例2
一种保水纸地膜，其制备原料包括下述含量的下述组分：
所述农作物秸秆为玉米秸秆和水稻秸秆，所述远红外线热触媒为云母粉，所述保水剂为聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钾，所述降解菌为芽孢杆菌和木霉。
按上述比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，喷涂在烘干后的地膜上，低温干燥后即得保水纸地膜。芽孢杆菌液和木霉菌液按体积比2:5配制成降解菌浓缩液，所述芽孢杆菌液的活菌数为1×107cfu/mL，所述木霉菌液的活菌数为1×107cfu/mL。在使用时，用无菌水将降解菌浓缩液稀释100倍即的降解菌液。保水纸地膜因为含水量低，不适于降解菌生长，所以，保水纸地膜未使用前降解菌不会繁殖。保水纸地膜使用后，吸收空气、土壤中的水分或雨水等，水分含量提高，适于降解菌的生长，芽孢杆菌和木霉开始生长繁殖。
按照上述配方制得的保水纸地膜基重100g/m2，紧度0.55g/cm3，断裂长度3200m以上，吸水度4000g，湿强度10％以上。为了更好的进行气体交流，在所述纸地膜上设有气孔，以便于外界的空气进入纸地膜与土壤围成的封闭空间内，同时便于排除该空间中的二氧化碳。本实施例中保水纸地膜的气孔度为40％，气孔孔径为5μm。上述地膜使用后约3个月便开始被降解，降解开始后10天内开始出现裂痕，20天后就降解为碎片，1个月后就降解为粉末。
实施例3
一种保水纸地膜，其制备原料包括下述含量的下述组分：
所述农作物秸秆为玉米秸秆，所述降解菌为芽孢杆菌和木霉，所述远红外线热触媒为云母粉，所述保水剂为聚丙烯酸钠和聚丙烯酸钾。
按上述比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，喷涂在烘干后的地膜上，自然干燥后即得保水纸地膜。芽孢杆菌液和木霉菌液按体积比5:2配制成降解菌浓缩液，所述芽孢杆菌液的活菌数为1×107cfu/mL，所述木霉菌液的活菌数为1×107cfu/mL。在使用时，用无菌水将降解菌浓缩液稀释100倍即的降解菌液。保水纸地膜因为含水量低，不适于降解菌生长，所以，保水纸地膜未使用前降解菌不会繁殖，芽孢杆菌甚至在保水纸地膜中以休眠体芽孢的形式存在。保水纸地膜使用后，吸收空气、土壤中的水分或雨水等，水分含量提高，适于降解菌的生长，芽孢杆菌和木霉开始生长繁殖。
按照上述配方制得的保水纸地膜基重120g/m2，紧度0.55g/cm3，断裂长度3200m以上，吸水度2400g，湿强度10％以上。为了更好的进行气体交流，在所述纸地膜上设有气孔，以便于外界的空气进入纸地膜与土壤围成的封闭空间内，同时便于排除该空间中的二氧化碳。本实施例中保水纸地膜的气孔度为50％，气孔孔径为3μm。上述地膜使用后约3个月便开始被降解，降解开始后1个月内开始出现裂痕，1.5个月后就降解为碎片，2.5个月后就降解为粉末。
实施例4
一种保水纸地膜，其制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆80重量份，
远红外线热触媒10重量份，
保水剂10重量份。
所述农作物秸秆为玉米秸秆、水稻秸秆和油料作物秸秆，所述远红外线热触媒为云母粉，所述保水剂为聚丙烯酸胺和聚丙烯酸钾。
按上述比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，喷涂在烘干后的地膜上，自然干燥后即得保水纸地膜。芽孢杆菌液和木霉菌液按体积比2:3配制成降解菌浓缩液，所述芽孢杆菌液的活菌数为1×107cfu/mL，所述木霉菌液的活菌数为1×107cfu/mL。在使用时，用无菌水将降解菌浓缩液稀释100倍即的降解菌液。保水纸地膜因为含水量低，不适于降解菌生长，所以，保水纸地膜未使用前降解菌不会繁殖，芽孢杆菌甚至在保水纸地膜中以休眠体芽孢的形式存在。保水纸地膜使用后，吸收空气、土壤中的水分或雨水等，水分含量提高，适于降解菌的生长，芽孢杆菌和木霉开始生长繁殖。
按照上述配方制得的保水纸地膜基重110g/m2，紧度0.55g/cm3，断裂长度3200m以上，吸水度5500g，湿强度10％以上。上述地膜使用后约4个月便开始被降解，降解开始后2个月内开始出现裂痕，3个月后就降解为碎片，6个月后就降解为粉末。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆75-90重量份，
远红外线热触媒5-15重量份，
保水剂3-15重量份；
所述保水剂为丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚交联物；所述远红外线热触媒是铝硅酸盐矿石粉；所述农作物秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、芦苇秸秆、棉花秸秆、油料作物秸秆中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆80-85重量份，
远红外线热触媒8-12重量份，
保水剂5-12重量份。
3.根据权利要求2所述的保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
农作物秸秆80重量份，
远红外线热触媒10重量份，
保水剂10重量份。
4.根据权利要求1所述的保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜还包含降解菌，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
5.根据权利要求4所述的保水纸地膜，其特征在于，更优选地，所述保水纸地膜的制备原料包括下述含量的下述组分：
6.根据权利要求4或5所述的保水纸地膜，其特征在于，所述降解菌为芽孢杆菌和木霉。
7.根据权利要求1所述的保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜上设有气孔。
8.根据权利要求7所述的保水纸地膜，其特征在于，所述保水纸地膜的气孔的孔径为1-5μm；所述保水纸地膜的气孔度为35％-50％。
9.一种权利要求4所述的保水纸地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，按比例称量农作物秸秆、远红外线热触媒、保水剂和降解菌；将农作物秸秆、远红外线热触媒和保水剂制成浆料按照造纸的工艺流程制备地膜；配制降解菌液，在烘干后的地膜上喷涂降解菌液，干燥后即得保水纸地膜。
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