CN112457114B - 一种半焦液体地膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种半焦液体地膜，该半焦液体地膜主要由以下重量份数的原料组成：成膜剂2~10份，半焦2~8份，表面活性剂0.5~5份，粘结剂0.5~8份。制备过程包括：首先将成膜剂溶于水；然后加入半焦、表面活性剂、植物纤维和有机肥，并于70~100℃搅拌半小时以上；接着加入粘结剂，继续搅拌半小时以上。与现有技术相比，本发明半焦液体地膜原料易得，实现了变废为宝，有效节约了液体地膜制备成本，具有成膜时间短，膜维持时间长，膜的韧性好和较好的保墒、保温功能，降解过程中和降解后可为土壤提供丰富的营养元素、矿物质和有机肥料。

Description

一种半焦液体地膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及农业生产技术领域，具体为一种半焦液体地膜及其制备方法。
技术背景
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，进行蔬菜和其它作物的生产均获得良好效果。我国于70年代初期利用废旧薄膜进行小面积的平畦覆盖，种植蔬菜，棉花等作物。由于薄膜的气密性强，地膜覆盖后能显著地减少土壤水分蒸发，使土壤湿度稳定，并能长期保持湿润，有利于根系生长。
虽然薄膜覆盖生产的效果显著，薄膜覆盖生产技术在全国普及，但是地膜覆盖栽培中相应产生一些不良影响，由于土壤中残膜碎片改变或切断土壤孔隙连续性，致使重力水移动时产生较大的阻力，重力水向下移动较为缓慢，从而使水分渗透量因农膜残留量增加而减少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力。甚至导致地下水难下渗，引起土壤次生盐碱化等严重后果。另外，残留农膜影响土壤物理性状，抑制作物生长发育。农膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然条件下，这些高聚物难以分解，若长期滞留地里，会影响土壤的透气性，阻碍土壤水肥的运移，影响土壤微生物活动和正常土壤结构形成，最终降低土壤肥力水平，影响农作物根系的生长发育，导致作物减产。
由于残膜影响和破坏了土壤理化性状，必然造成作物根系生长发育困难。凡具有残膜的土壤，阻止根系串通，影响正常吸收水分和养分；作物株间施肥时，有大块残膜存在，有隔肥现象，影响肥效，致使产量下降。
另外由于回收残膜的局限性，加上处理回收残膜不彻底，方法欠妥，部分清理的残膜弃于田边、地头，大风刮过后，残膜被吹至家前屋后、田间、树梢，影响农村环境景观，造成“视觉污染”。另外地面露头的残膜与牧草收在一起，牛羊误吃残膜后，阻隔食道影响消化，甚至死亡。因此，为了解决塑料地膜存在的种种问题，液体地膜的研究应运而生。
目前公开的专利中部分液体地膜成膜成分中含有强碱或强酸，如申请号为200710056353.3公开了题为“一种生物降解液体地膜及制备方法”含有强酸成分；申请号为201110440063.5公开了题为“ 一种液体地膜及其制备方法”、申请号为200810000616.3公开了题为“ 一种腐植酸多功能可降解黑色地膜”和申请号为201510902870.2公开了题为“一种农田除草生态液体地膜及其制备方法和使用方法”含有强碱成分。这些液体地膜容易引起土壤酸碱度变化，从而影响土壤的理化性质和土壤结构，不利于作物生长。还有一部分液体地膜制备方法复杂、费时，如申请号为201410720959.2公开了题为“一种液体地膜及其制备方法”、申请号为201710159176.5公开了题为“秸秆复合液体地膜的生产方法”和申请号201810564807.6公开了题为“一种液体地膜及其制备工艺”，此类液体地膜配方复杂且制备过程繁琐、费时。
半焦是泥煤、褐煤和高挥发分的烟煤等经低温干馏得到的固体产物。半焦有较大的比表面，其吸附性能可接近活性炭或炭分子筛，反应性能好。半焦不仅含有植物生长必需的基本元素C、H、O外，还含有植物生长必需的营养元素K、N、P，也含有植物生长所必需的微量元素Mg、Fe、Ca、S、Mn、Cu、Zn等矿物质。以半焦作为液体地膜的组分尚无研究和公开报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低、制备简单、无需强酸强碱的半焦液体地膜。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种半焦液体地膜，其特点在于：所述半焦液体地膜主要由以下重量份数的原料组成：成膜剂2~10份，半焦2~8份，表面活性剂0.5~5份，粘结剂0.5~8份。
所述半焦液体地膜以水为溶剂。半焦液体地膜的浓度大小可根据运输、储存的需要来确定。
优选地，半焦液体地膜用水补至100重量份。
优选地，所述半焦液体地膜主要由以下重量份数的原料组成：成膜剂5~8份，半焦4~7份，表面活性剂2~4份，粘结剂2~4份。
优选地，所述半焦的粒度在2000目以上。
优选地，所述成膜剂为聚乙烯醇。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
优选地，所述粘结剂为环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
优选地，所述半焦液体地膜还包括以下重量份数的原料：植物纤维2~10份，和/或有机肥2~10份。
植物纤维的加入可以提高地膜的透气性，有利于植物的生长。降解后可被植物所吸收，无废液、废渣，不会造成其他的污染，对环境安全。加入植物纤维的液体地膜喷施后，作物幼苗可直接破膜而出，无需人工破膜，省工省时。半焦为多孔性物质，具有良好的吸附性。半焦液体地膜利用半焦的吸附性，缓慢释放有机肥，为农作物长时间地提供生长所需的营养，半焦本身也可提供农作物生长所需的营养元素、微量元素和矿物质。
优选地，所述植物纤维为玉米芯纤维和秸秆纤维中的至少一种；所述有机肥为羊粪和牛粪中的至少一种。
优选地，所述植物纤维的粒度在200目以上，所述有机肥的粒度在200目以上。
上述半焦液体地膜的制备方法，步骤包括：
首先将成膜剂溶于水；
然后加入半焦、表面活性剂、植物纤维和有机肥，并于70~100℃搅拌半小时以上；
接着加入粘结剂，继续搅拌半小时以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现为：本发明提供的半焦液体地膜具有成膜时间短，膜维持时间长，膜的韧性好。本发明提供的半焦液体地膜易降解，降解过程中和降解后可为土壤提供丰富的营养元素。本发明提供的半焦液体地膜具有较好的保墒、保温功能；原料易得，实现了变废为宝，有效节约了液体地膜制备成本，使液体地膜具有成本低廉的优点。本发明提供的半焦液体地膜制备简单，在生产的过程中，不产生废水、废气、废渣，对环境友好。半焦液体地膜在使用过程中，无刺激性气味，对使用者安全。半焦液体地膜成膜施工方法简单，可大规模推广使用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
一种半焦液体地膜，其原材料组成为（按照重量%计）：
成膜剂 聚乙烯醇2.2，半焦4.0，表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠1.0，粘结剂 环氧树脂8.0，植物纤维 玉米芯3.2，有机肥 牛粪5.0，其余为水。
半焦液体地膜的生产流程为：
（1）备料：半焦粉碎过2000目筛，玉米芯、牛粪干燥后粉碎过100目筛；
（2）将成膜剂加水后加热到80℃至完全溶解；
（3）溶解的成膜剂中加入半焦、表面活性剂、植物纤维和有机肥，80℃反应半小时；
（4）加入粘结剂，继续搅拌反应1小时后冷却到室温；
半焦液体地膜的施用方法：每亩地喷洒液体地膜30Kg，喷洒时，将半焦液体地膜加水(质量比为1:4)稀释，通过喷头喷洒在土壤表面，10分钟后即可形成一层黑色薄膜。
对比例1
一种无半焦液体地膜，其原材料组成为（按照重量%计）：
成膜剂 聚乙烯醇2.2，表面活性剂 十二烷基苯磺酸钠1.0，粘结剂 环氧树脂8.0，植物纤维 玉米芯3.2，有机肥 牛粪5.0，其余为水。
无半焦液体地膜的生产流程及施用方法同实施例1。
该液体地膜喷施后，约1小时后成膜，相比之下成膜时间缓慢，1天后地表出现裂隙，地膜的大面积成片性变差，对植物后期抗旱效果差，不适宜越冬植物上使用。
实施例2
一种半焦液体地膜，其原材料组成为（按照重量%计）：聚乙烯醇5.0，半焦2.2，十二烷基苯磺酸钠3.2，环氧树脂0.5，玉米芯2.2，羊粪8.0，其余为水。
半焦液体地膜的生产流程同实施例1。
实施例3
一种半焦液体地膜，其原材料组成为（按照重量%计）：聚乙烯醇8.0，半焦8.0，十二烷基苯磺酸钠5.0，环氧树脂4.0，小麦秸秆8.0，牛粪10.0，其余为水。
半焦液体地膜的生产流程同实施例1。
实施例4
一种半焦液体地膜，其原材料组成为（按照重量%计）：聚乙烯醇10.0，半焦6.2，十二烷基苯磺酸钠0.5，环氧树脂6.0，小麦秸秆10.0，羊粪3.2，其余为水。
半焦液体地膜的生产流程同实施例1。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半焦液体地膜，其特征在于：所述半焦液体地膜主要由以下重量份数的原料组成：成膜剂2~10份，半焦2~8份，表面活性剂0.5~5份，粘结剂0.5~8份。
2.根据权利要求1所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述半焦液体地膜主要由以下重量份数的原料组成：成膜剂5~8份，半焦4~7份，表面活性剂2~4份，粘结剂2~4份。
3.根据权利要求1所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述半焦的粒度在2000目以上。
4.根据权利要求1所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述成膜剂为聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求1所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述粘结剂为环氧树脂和聚氨酯中的至少一种。
7.根据权利要求1至6任一所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述半焦液体地膜还包括以下重量份数的原料：植物纤维2~10份，和/或有机肥2~10份。
8.根据权利要求7所述的半焦液体地膜，其特征在于：所述植物纤维为玉米芯纤维和秸秆纤维中的至少一种；所述有机肥为羊粪和牛粪中的至少一种；
所述植物纤维的粒度在200目以上，所述有机肥的粒度在200目以上。
9.权利要求1~8任一所述的半焦液体地膜的制备方法，其特征在于：步骤包括：
首先将成膜剂溶于水；
然后加入半焦、表面活性剂、植物纤维和有机肥，并于70~100℃搅拌半小时以上；
接着加入粘结剂，继续搅拌半小时以上。
10.权利要求1~8任一所述的半焦液体地膜的使用方法，其特征在于：先按成膜剂的浓度为0.4~2.5wt%将所述的半焦液体地膜加水稀释，然后施于土壤表面。
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