CN113529483B - 一种缓释分解育苗地膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缓释分解育苗地膜的制备方法，属于地膜制备技术领域；具体步骤包括：以海藻酸钠和明胶作为壁材，壳聚糖酶作为芯材，采用喷雾干燥的方法进行包埋制成壳聚糖酶微胶囊；以壳聚糖为壁材，以纤维素酶和半纤维素酶为芯材，进行包埋制成降解性酶微胶囊；将木质纤维进行疏解分散形成纤维浆料，经成网定型和干燥形成含水量在30‑38%的半干膜，然后将壳聚糖微胶囊和降解性酶微胶囊混合喷涂在半干膜上，干燥制成地膜；本发明采用酶解成分，形成对地膜的分步降解，提高育苗过程中地膜的适应性，避免如液体地膜的过早分解，同时也防止地膜分解过晚，造成地膜中的可降解的有益成分不能被充分利用。

Description

一种缓释分解育苗地膜的制备方法
技术领域
本发明属于地膜制备技术领域，涉及一种缓释分解育苗地膜的制备方法。
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。地膜覆盖技术已经广泛应用农业生产栽培中。但随之而来的残膜对农业生态环境造成的污染问题越来越严重。目前常用的地膜主要以化纤作原料制成的，其主要成分是聚丙烯、聚氯乙烯，从而导致其降解时间长达二三百年，很难回收利用。因此，可降解地膜已成为地膜发展的主流。但目前可降解地膜的研究重点在于提高地膜的保水性、透光性和成膜性能，以使可降解地膜具有如同常规塑料地膜的特性。但由于可降解地膜会在使用过程中自然降解，在生产实践中常常会出现有些可降解地膜成膜性差降解速度过快导致未起到地膜应有的作用，而由于材质的影响，有些可降解地膜的降解速度过慢，长时间残留在地表，其中的降解成分不易被植物利用，造成浪费。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种缓释分解育苗地膜的制备方法，以调节地膜的降解性能，提高地膜降解后的可利用率。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种缓释分解育苗地膜的制备方法，包括以下步骤：
a）包埋壳聚糖酶：以海藻酸钠和明胶作为壁材，壳聚糖酶作为芯材，采用喷雾干燥的方法进行包埋制成壳聚糖酶微胶囊。
b）包埋降解性酶：以壳聚糖为壁材，以纤维素酶和半纤维素酶为芯材，进行包埋制成降解性酶微胶囊。
c）制膜：将木质纤维进行疏解分散形成纤维浆料，之后在纤维浆料中添加褐藻酸盐，经成网定型和干燥形成含水量在30-38%的半干膜，然后将壳聚糖微胶囊和降解性酶微胶囊混合喷涂在半干膜上，之后继续干燥制成地膜。
优选的，所述海藻酸钠的浓度为3-5%，明胶浓度为1-2%，制成的壳聚糖酶微胶囊的芯壁质量比为2.98-4.21。
优选的，所述喷雾干燥的进料量为150-200 ml/h。
优选的，降解性酶微胶囊的芯材还包括降解菌。
更优的，所述降解菌为枯草芽孢杆菌。
优选的，所述壳聚糖的浓度为6-8%，制成的降解性酶微胶囊的芯壁质量比为3.05-5.58。
优选的，所述的木质纤维为秸秆纤维、麻纤维、麦纤维、棉纤维中的一种或任意组合。
优选的，所述褐藻酸盐的粘度为0.4-1 Pas。
优选的，所述疏解分散是将木质纤维制浆再与水混合形成分散的纤维单层丝；所述的成网定型是将添加了褐藻酸盐的纤维单层丝成网定型。
优选的，在木质纤维中加入保水剂一同制备纤维浆料。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
1、本发明采用酶解成分，形成对地膜的分步降解，提高育苗过程中地膜的适应性，避免如液体地膜的过早分解，同时也防止地膜分解过晚，造成地膜中的可降解的有益成分不能被充分利用。
2、将降解纤维成分的酶包埋在壳聚糖中，同时将降解壳聚糖的酶包埋在海藻酸钠等成分中，延长地膜的主成分纤维以及半纤维的降解；壳聚糖酶的壁材逐渐在环境中被分解之后，释放出的壳聚糖酶进一步分解纤维酶的壁材壳聚糖，一方面将壳聚糖逐步分解形成壳寡糖，用于改良土壤，利于土壤中有益微生物的代谢，另一方面纤维酶被释放，进一步酶解地膜成分，过程中不会产生其他有害成分。
3、地膜覆盖以及降解过程与幼苗生长的过程相配合。在幼苗生长前期，即需要高度保温保水的阶段有地膜的覆盖，随着幼苗出苗生长，地膜中的壳聚糖被降解，其降解的成分辅助土壤改良和微生物代谢，随着幼苗逐步长成为壮苗，地膜的纤维成分被进一步分解，直至地膜全部降解，同时进一步向土壤提供降解后的小分子营养成分，促进植物生长。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例1
一种缓释分解育苗地膜的制备方法，主要为以下步骤：
步骤1、包埋壳聚糖酶：以海藻酸钠和明胶作为壁材，壳聚糖酶作为芯材，采用喷雾干燥的方法进行包埋制成壳聚糖酶微胶囊。其中，海藻酸钠的质量百分比浓度为3.5%，明胶的质量百分比浓度为1.5%，制成的壳聚糖酶微胶囊的芯壁质量比为2.98。
具体是将50g的壳聚糖酶加入950ml的蒸馏水中，在30°水浴中搅拌溶解；然后将海藻酸钠和明胶分别加水溶解之后混合搅拌均匀，之后进行喷雾干燥；喷雾干燥的进料量为150 ml/h，压缩空气流量为900L/h，进风温度为105℃。
步骤2、包埋降解性酶：以壳聚糖为壁材，以纤维素酶、半纤维素酶、枯草芽孢杆菌为芯材，进行包埋制成降解性酶微胶囊。制成的降解性酶微胶囊的芯壁质量比为3.05。
具体是将60g的纤维素酶和半纤维素酶的混合酶加入940ml的蒸馏水中，同时添加2‰的枯草芽孢杆菌，在35℃水浴中搅拌溶解；然后将25g的壳聚糖加入975ml的蒸馏水中在55℃水浴中搅拌溶解，之后进行喷雾干燥；喷雾干燥的进料量为200 ml/h，压缩空气流量为900L/h，进风温度为120℃。
步骤3、制膜：先按照质量比6:2:1:1配制秸秆纤维、麻纤维、麦纤维、棉纤维四种原料，然后按照常规制浆工艺制浆，制浆之后在与水混合将所有原料分散均匀形成纤维单层丝，得到浓度为15%的纤维浆料，之后在纤维浆料中添加纤维浆料质量10%的粘度为0.4 Pas的褐藻酸钾以及3%的聚丙烯酸钾。
然后，将添加了褐藻酸钾和聚丙烯酸钾的纤维浆料，通过管道输送至成网定型工段，采用真空脱水工艺将其干燥形成含水量在38%的半干膜，再将壳聚糖微胶囊和降解性酶微胶囊混合喷涂在半干膜上，之后继续经过真空干燥进行脱水处理，然后再利用热风穿透进行干燥、固化、卷取，制成地膜。
实施例2
与实施例1的制备方法一致，所不同的是：海藻酸钠的浓度为4%，明胶浓度为2%，制成的壳聚糖酶微胶囊的芯壁质量比为3.5；壳聚糖的浓度为8%，制成的降解性酶微胶囊的芯壁质量比为5.58。
实施例3
与实施例1的制备方法一致，所不同的是：海藻酸钠的浓度为5%，明胶浓度为1%，制成的壳聚糖酶微胶囊的芯壁质量比为4.21；壳聚糖的浓度为7%，制成的降解性酶微胶囊的芯壁质量比为4.2。
实施例1-3 制得的地膜的基本技术指标：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (9)

1.一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a）包埋壳聚糖酶：以海藻酸钠和明胶作为壁材，壳聚糖酶作为芯材，采用喷雾干燥的方法进行包埋制成壳聚糖酶微胶囊；
b）包埋降解性酶：以壳聚糖为壁材，以纤维素酶和半纤维素酶为芯材，进行包埋制成降解性酶微胶囊；
c）制膜：将纤维材料进行疏解分散形成纤维浆料，之后在纤维浆料中添加褐藻酸盐，经成网定型和干燥形成含水量在30-38%的半干膜，然后将壳聚糖微胶囊和降解性酶微胶囊混合喷涂在半干膜上，之后继续干燥制成地膜；所述的纤维材料为秸秆纤维、麻纤维、麦纤维、棉纤维中的一种或任意组合。
2.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的浓度为3-5%，明胶浓度为1-2%，制成的壳聚糖酶微胶囊的芯壁质量比为2.98-4.21。
3.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的进料量为150-200 mL/h。
4.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，降解性酶微胶囊的芯材还包括降解菌。
5.根据权利要求4所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述降解菌为枯草芽孢杆菌。
6.根据权利要求1或4所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的浓度为6-8%，制成的降解性酶微胶囊的芯壁质量比为3.05-5.58。
7.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述褐藻酸盐的粘度为0.4-1 Pa·s。
8.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，所述疏解分散是将纤维材料制浆再与水混合形成分散的纤维单层丝；所述的成网定型是将添加了褐藻酸盐的纤维单层丝成网定型。
9.根据权利要求1所述的一种缓释分解育苗地膜的制备方法，其特征在于，在纤维材料中加入保水剂一同制备纤维浆料。
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