CN106496969A - 一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用 - Google Patents

一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于甘蔗栽培技术领域，公开了一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用。所述地膜包含以下质量百分数的组分：生物降解树脂A 70～97％；生物降解除草剂母粒3～30％；该母粒由包括以下步骤的方法制备得到：将10～60％除草剂与0.5～7％表面活性剂A混合，超声活化；再与25～75％生物降解树脂B、1～10％表面活性剂B高速混合，挤出造粒，得到除草剂母粒，所用表面活性剂A(亲水亲油平衡值为7～10)与表面活性剂B(亲水亲油平衡值为3～6)的质量比为1:1～1:2。本发明在甘蔗种植上应用生物降解除草地膜，有效防治膜下杂草及解决普通塑料带来的环境污染问题，且节省人力劳动力成本。

Description

一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用
技术领域
本发明属于甘蔗栽培技术领域，特别涉及一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用。
背景技术
甘蔗是我国南方重要的经济作物和糖料作物，种植时间一般集中在冬春季节，此时气温偏低且干旱少雨，地膜覆盖可以起到很好的增温保墒作用，有效提高甘蔗出苗率，但是膜下高温高湿的环境同样有利于杂草的生长，如果控制不及时会严重影响甘蔗的生长，造成甘蔗减产。因此在覆盖地膜前一般先喷施除草剂以达到防除膜下杂草的目的，但是这种做法不仅容易破坏封闭层影响除草效果，而且在除草剂的喷施过程中药剂会飘散到周围环境中，对环境造成不良影响。传统的甘蔗地膜覆盖栽培技术以使用聚乙烯地膜为主，在田间使用一定时间后需要人工揭膜或在膜上直接进行培土、追肥等农事操作，既增加了人工成本又不利于甘蔗生长后期对养分的吸收，同时由于普通塑料地膜难以回收且在短时间内难以降解，造成地膜残留等环境问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用。本发明通过将所述生物降解除草地膜应用于甘蔗栽培中，不仅解决了使用普通塑料地膜引起的环境污染问题，而且节省了人工揭膜的劳动力成本，有效缓解农村劳动力紧缺的局面，同时生物降解地膜中除草剂的加入也很好的解决了膜下杂草的防治问题。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其中所述生物降解除草地膜，包含以下质量百分数的组分：
生物降解除草剂母粒 3～30％
生物降解树脂A 70～97％；
所述的生物降解除草剂母粒由包括以下步骤的方法制备得到：
将除草剂与表面活性剂A混合，超声活化；再与生物降解树脂B、表面活性剂B高速混合，挤出造粒，得到除草剂母粒。
上述制备方法中，各反应物的质量百分比如下：
所述表面活性剂A与表面活性剂B的质量比为1:1～1:2。
所述的表面活性剂A为亲水亲油平衡值为7～10的表面活性剂。
所述的表面活性剂B为亲水亲油平衡值为3～6的表面活性剂。
所述的表面活性剂A优选为失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯(4EO)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯甘露醇二油酸酯、聚氧乙烯氧丙烯油酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯和六乙二醇单硬脂酸酯中的至少一种。
所述的表面活性剂B优选为丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯和失水山梨醇单棕榈酸酯中的至少一种。
本发明应用的生物降解除草剂母粒采用表面活性剂进行改性处理制备得到。其中，所用的表面活性剂由亲水亲油平衡值为3～10的一系列表面活性剂组成，其中，以亲水亲油平衡值为7～10的表面活性剂作为润湿分散剂，有效提高除草剂的润湿分散性；以亲水亲油平衡值为3～6的表面活性剂作为增容剂，有效提高除草剂与树脂的相容性。
所用除草剂优选为芽前除草剂，更优选为乙草胺、丙草胺、丁草胺、异丙甲草胺、异丙隆、莠去津、扑草净、莠灭净、嗪草酮和环嗪酮中的至少一种。
所述的生物降解树脂B可与生物降解树脂A相同或不同，优选为粒径为60～200目的聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)。
优选地，所述生物降解除草剂母粒还含有1～5wt％的加工助剂。
所述的加工助剂指润滑剂、分散剂和抗氧剂中的至少一种。
所述的混合优选为在混合机中混合3～5min。
所述的超声活化优选为在100～500W功率下超声3～25min。所述活化是为了利用超声波产生的能量，增强除草剂的极性官能团与表面活性剂中极性或弱极性官能团间的反应活性，从而利用亲水亲油平衡值为7～10的表面活性剂有效提高除草剂的润湿分散性。
所述的高速混合优选为在600～1200rpm速率下搅拌混合1～5min，混合的温度不超过60℃。
所述挤出造粒的各段温度为110～150℃。
上述高速混合过程中，可加入加工助剂，如润滑剂、分散剂和抗氧剂中的至少一种。
本发明的生物降解除草地膜中：
所述的生物降解树脂A优选为聚乳酸(PLA)和聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)(PBAT)中的至少一种。
优选地，所用PLA的熔融指数为3～5g/10min；所用PLA的量为生物降解树脂A总量的10～35wt％。
优选地，所用PBAT的熔融指数为3～5g/10min；所用PBAT的量为生物降解树脂A总量的65～90wt％。
优选地，所述生物降解除草地膜中还可以含有光稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧剂等。
本发明所述生物降解除草地膜的制备方法，包含以下具体步骤：按比例将生物降解除草剂母粒与生物降解树脂A混合均匀后，吹塑加工，得到生物降解除草地膜。
所述的混合指在混合机中混合3～5min。
所述吹塑加工的各段温度为130～200℃。
上述混合过程中，可加入光稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧剂。
本发明所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，具体可通过包括以下步骤的方法实现：
(1)整地和开沟：深耕，平沟底，疏松底土；
(2)施肥与放药：蔗沟内撒施复合肥，喷施杀虫剂；
(3)播种：将消毒过的双芽段蔗苗均匀摆放于蔗沟内，并覆盖薄土；
(4)覆膜：使用所述生物降解除草地膜对蔗沟进行覆盖，并用细土将地膜的两边压紧；
(5)田间管理和甘蔗砍收。
步骤(1)中所述蔗沟深15～25cm，行距90～120cm，沟宽20～25cm。
步骤(2)中所用肥料为复合肥，所用杀虫剂为度锐或福戈中的一种。
步骤(3)中所用的蔗苗应选取植株粗壮且未开花无病害的梢头苗，砍成双芽苗，用石灰水混合液浸种12～24h。
本发明的机理为：
本发明采用亲水亲油平衡值为3～10的一系列非离子表面活性剂为改性剂，其中改性剂分子链中不同极性部分分别与除草剂分子和生物降解树脂具有一定的极性相似性，因此通过选择亲水亲油平衡值为7～10的非离子表面活性剂增加除草剂的润湿分散性，提高除草剂在生物降解高分子树脂基体中的分散均匀性；通过选择亲水亲油平衡值为3～6的非离子表面活性剂增加除草剂分子与生物降解高分子树脂基体的界面相容性，提高其界面结合力，从而提高除草剂药效时间延长。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：
(1)甘蔗种植上应用生物降解除草地膜，不仅可以有效解决膜下杂草问题，而且在甘蔗生长中后期可以免去人工揭膜的工序，节省成本，同时由于生物降解除草地膜在田间使用一定时间后膜面会出现降解裂口，可以在膜上直接培土追肥而不影响甘蔗对养分的吸收，在甘蔗收获期地膜基本降解，不会对下茬作物造成影响。
(2)本发明的除草剂母粒中使用了亲水亲油平衡值为3～10的一系列非离子表面活性剂作为除草剂与生物降解树脂的界面改性剂，并通过超声技术进行增强活化，使除草剂与生物降解树脂的相容性得到显著提高，相互作用力增强。
(3)本发明使用了经亲水亲油平衡值为7～10的非离子表面活性剂预处理的除草剂母粒，能使除草剂均匀分散于地膜中，使除草剂与生物降解树脂的相容性提高，相互作用力增强，从而使除草剂的释放速率减慢，延长其药效时间，有效提高了除草剂的利用率及利用效率，减少了除草剂流失造成的地下水污染，地膜覆盖60天以后除草效果仍能达到90％以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
生物降解除草剂母粒的制备：
将莠去津与聚氧丙烯硬脂酸酯混合3min，在100W功率下超声活化10min；再与PBAT、丙二醇单月桂酸酯混合，在600rpm速率下搅拌混合5min，混合的温度不超过60℃，110～150℃下挤出造粒，得到除草剂母粒。
其中，各反应物的质量百分数为：PBAT 75％；莠去津20％；聚氧丙烯硬脂酸酯3％；丙二醇单月桂酸酯2％。
生物降解除草地膜的制备：
将生物降解除草剂母粒与PLA、PBAT在混合机中混合3min，150℃下吹塑加工，得到生物降解除草地膜。
其中，各反应物的质量百分数为：生物降解除草剂母粒3％；PLA 23％；PBAT 74％。
所用PLA的熔融指数为3～5g/10min；所用PBAT的熔融指数为3～5g/10min。
实施例2
生物降解除草剂母粒的制备：
将莠去津与失水山梨醇月桂酸酯混合5min，在500W功率下超声活化20min；再与PBAT、单硬脂酸甘油酯，在1200rpm速率下搅拌混合2min，混合的温度不超过60℃，110～150℃下挤出造粒，得到除草剂母粒。
其中，各反应物的质量百分数为：PBAT 70％；莠去津14％；失水山梨醇月桂酸酯6％；单硬脂酸甘油酯10％。
生物降解除草地膜的制备：
将生物降解除草剂母粒与PLA、PBAT在混合机中混合5min，180℃下吹塑加工，得到生物降解除草地膜。
其中，各反应物的质量百分数为：生物降解除草剂母粒10％；PLA 15％；PBAT75％。
所用PLA的熔融指数为3～5g/10min；所用PBAT的熔融指数为3～5g/10min。
实施例3
生物降解除草地膜在甘蔗上的应用效果
将实施例2制备得到的生物降解除草地膜应用在甘蔗种植上，结果见表1。由表1可见，覆盖本发明生物降解除草地膜的处理，甘蔗株高、茎径等农艺性状均高于普通塑料薄膜和不盖膜处理，甘蔗亩产量达到6518kg也高于另外两个处理，覆膜后90d田间杂草鲜重防效达92％，田间使用效果良好。
具体种植操作：
(1)用拖拉机开沟，使沟深达到20cm，行距110cm，沟宽20cm；
(2)沿蔗沟撒施复合肥，每亩用量80kg，同时施用杀虫剂福戈，每亩用量40g，均匀喷施与蔗沟；
(3)采用单沟单行的方式进行播种，每亩用种量420kg；选取植株粗壮且未开花无病害的梢头苗，砍成双芽苗，用石灰水混合液浸种12～24h，将消毒过的双芽段蔗苗均匀摆放于蔗沟内，并覆盖薄土；
(4)覆膜：使用所述生物降解除草地膜及普通塑料薄膜分别对蔗沟进行覆盖，并用细土将地膜的两边压紧，以不盖膜为空白对比；
(5)田间管理和甘蔗砍收。
表1不同覆膜方式下甘蔗产量及90d杂草防效对比
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于所述生物降解除草地膜包含以下质量百分数的组分：
生物降解除草剂母粒 3～30％
生物降解树脂A 70～97％；
所述的生物降解除草剂母粒由包括以下步骤的方法制备得到：
将除草剂与表面活性剂A混合，超声活化；再与生物降解树脂B、表面活性剂B高速混合，挤出造粒，得到除草剂母粒；
上述制备方法中，各反应物的质量百分比如下：
所述表面活性剂A与表面活性剂B的质量比为1:1～1:2；
所述的表面活性剂A为亲水亲油平衡值为7～10的表面活性剂；
所述的表面活性剂B为亲水亲油平衡值为3～6的表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述的表面活性剂A为失水山梨醇月桂酸酯、聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧丙烯甘露醇二油酸酯、聚氧乙烯氧丙烯油酸酯、聚氧丙烯硬脂酸酯和六乙二醇单硬脂酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述的表面活性剂B为丙二醇脂肪酸酯、丙二醇单硬脂酸酯、单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、二乙二醇脂肪酸酯和失水山梨醇单棕榈酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所用除草剂为乙草胺、丙草胺、丁草胺、异丙甲草胺、异丙隆、莠去津、扑草净、莠灭净、嗪草酮和环嗪酮中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述的生物降解树脂A为聚乳酸和聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)中的至少一种；所述的生物降解树脂B为聚(己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯)。
6.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述生物降解除草剂母粒还含有1～5wt％的加工助剂。
7.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述生物降解除草地膜中还含有光稳定剂、紫外线吸收剂和抗氧剂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述的混合为在混合机中混合3～5min；所述的超声活化为在100～500W功率下超声3～25min；所述的高速混合为在600～1200rpm速率下搅拌混合1～5min，混合的温度不超过60℃；所述挤出造粒的各段温度为110～150℃。
9.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于：所述的生物降解除草地膜由包含以下具体步骤的方法制备得到：按比例将生物降解除草剂母粒与生物降解树脂A混合均匀后，吹塑加工，得到生物降解除草地膜。
10.根据权利要求1所述的生物降解除草地膜在甘蔗栽培中的应用，其特征在于通过包括以下步骤的方法实现：
(1)整地和开沟：深耕，平沟底，疏松底土；
(2)施肥与放药：蔗沟内撒施复合肥，喷施杀虫剂；
(3)播种：将消毒过的双芽段蔗苗均匀摆放于蔗沟内，并覆盖薄土；
(4)覆膜：使用所述生物降解除草地膜对蔗沟进行覆盖，并用细土将地膜的两边压紧；
(5)田间管理和甘蔗砍收。
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