CN114752305B - 一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液态地膜制备技术领域，尤其涉及一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法，包括以下步骤：S1、首先向搅拌罐中加入45‑50℃的去离子水，再加入甲壳聚糖和改性秸秆，湿润5‑10分钟；S2、启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌2.5‑3.5分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌2.5‑3.5分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1‑2分钟，再加入变性淀粉和改性凹凸棒石继续搅拌20分钟；S3、搅拌1‑2分钟后停止搅拌并静置15‑20分钟；S4、将静置后搅拌罐内的物质泵入胶体磨内进行研磨混合，即得液态地膜。相比于现有技术，本发明不仅可以提高作物的产量，而且还能降低高温对蔬菜作物的影响，并且本发明的液态地膜还具有可降解、抗病虫、无挥发性有害气体等特点。

Description

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及液态地膜制备技术领域，尤其涉及一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法。

背景技术

地膜即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色PE薄膜，也有绿、银色薄膜，用于地面覆盖，以提高土壤温度，保持土壤水分，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。农用地膜为农业生产的丰产丰收曾经起到了决定性作用，随着应用年限的延后推移，在为了克服栽培条件的障碍同时，也带来了许多负面问题。

塑料地膜覆盖技术使得现代农业取得了巨大经济效益，但随着塑料地膜的大量使用，其负面影响日益严峻。塑料地膜回收困难，大量残留在土壤中，破坏土壤结构导致农作物减产以及环境污染。目前地膜残留已经成为人类亟待解决的问题，因此可降解的对土壤无危害的不需要回收的液态地膜的研究开发，顺应了环境保护的需要。

液体生态地膜是一种新开发的高分子化合物，与水混合形成一种液体材料，可以随意地喷洒，在土壤表面形成一种功能生态膜，可促进土壤形成团粒，具有改良土壤结构，能够固结沙粒、集水取水、保墒和促进植物生长等效果。因此，我们提出了一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜及其制备方法。

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，包括以下质量份的原料：

去离子水90-95份，甲壳聚糖2.5-3.0份，冰醋酸溶液2.3-3.0份，丙三醇2.3-2.5份，变性淀粉2.0-3.0份，改性秸秆6.3-7.2份，改性凹凸棒石3.6-4.2份。

优选的，所述改性秸秆的制备方法如下：

将秸秆原料用去离子水淋洗干净后烘干，将尿素、碳酸氢铵和氨水混合配制成改性溶液，将烘干的秸秆浸润在改性溶液中3-15天后，取出再次烘干，并将其粉碎，过100-150目筛后，即得改性秸秆。

优选的，所述尿素、碳酸氢铵和氨水的质量比为1:2:2。

优选的，所述改性凹凸棒石的制备方法如下：

步骤一、提纯：

将200目的凹凸棒石与蒸馏水混合，浸泡24-36小时后，加入TH-904降粘剂，稀释，以10000rpm以上的高剪切速度搅拌20-30min后，再离心分离凹凸棒石和杂质，干燥、粉碎后，得试样A，备用；

步骤二、酸化：

将试样A放入装有回流装置的锥形瓶中，加入配制好的盐酸溶液，在20-25℃下搅拌24-30小时，然后将所得凹凸棒石的pH值洗涤至5.5-6后，在105-110℃下真空干燥2-3小时，粉碎后，得试样B，备用；

步骤三、Cu离子改性处理：

将试样B放入锥形瓶中，加入硝酸铜溶液，在常温下搅拌吸附4-4.5小时，然后进行固液分离，将得到的固体进行洗涤，干燥后研磨过100目筛即得改性凹凸棒石。

优选的，所述步骤一中凹凸棒石与蒸馏水的质量比为2:7，TH-904降粘剂的用量为凹凸棒石质量的0.2-2％。

优选的，所述步骤二中盐酸溶液的浓度为2.0mol/L，且试样A与盐酸溶液的固液质量比为10:1。

优选的，所述步骤三中硝酸铜溶液的浓度为0.02mol/L，且试样B与硝酸铜溶液的固液质量比为1:20。

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、首先向搅拌罐中加入45-50℃的去离子水，再加入甲壳聚糖和改性秸秆，湿润5-10分钟；

S2、启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌2.5-3.5分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌2.5-3.5分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1-2分钟，再加入变性淀粉和改性凹凸棒石继续搅拌20分钟；

S3、搅拌1-2分钟后停止搅拌并静置15-20分钟；

S4、将静置后搅拌罐内的物质泵入胶体磨内进行研磨混合，即得液态地膜。

相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，通过对秸秆进行改性并制备液态地膜，可以促进农作物根系的生长发育，提高作物的产量。

2、在本发明中，通过Cu离子对凹凸棒石进行改性，可以使得农作物的耐热性能得到提升，降低高温对蔬菜作物的影响。

3、在本发明的液态地膜具有生态可降解，无挥发性有害气体，以及应用于任何植物、作物，都有抗病、抗线虫、抗逆性等作用，还可以优化该地大气环境和自然环境。

4、在本发明中，液体地膜以喷雾形式进行覆盖，以随土表覆盖，立体覆盖抗风，避免植株穴口膜边磨损秧苗茎基，一定时期内降解，且在降解后可以成为植物免疫物质，随栽培年限延长，积累的免疫物质(几丁质酶)越多，有利多年连作重茬栽培。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例1：

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，包括以下质量份的原料：去离子水90份，甲壳聚糖2.5份，冰醋酸溶液2.3份，丙三醇2.3份，变性淀粉2.0份，改性秸秆6.3份，改性凹凸棒石3.6份。

实施例2：

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，包括以下质量份的原料：

去离子水92.5份，甲壳聚糖2.75份，冰醋酸溶液2.65份，丙三醇2.4份，变性淀粉2.5份，改性秸秆6.75份，改性凹凸棒石3.9份。

实施例3：

一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，包括以下质量份的原料：

去离子水95份，甲壳聚糖3.0份，冰醋酸溶液3.0份，丙三醇2.5份，变性淀粉3.0份，改性秸秆7.2份，改性凹凸棒石4.2份。

在上述实施例1-3中：

①单质量份的改性秸秆的制备方法如下：

将秸秆原料用去离子水淋洗干净后烘干，称取25g烘干的秸秆原料，分别称取8g的尿素，16g的碳酸氢铵，16g的氨水，混合后配制成改性溶液，将秸秆浸润在改性溶液中10天后取出再次烘干，并将其粉碎，过120目筛后，即得改性秸秆。

②单质量份的改性凹凸棒石的制备方法如下：

步骤一、提纯：

将100g 200目的凹凸棒石原矿粉与350g蒸馏水按一定比例混合，浸泡30小时，加入2g TH-904降粘剂(选自山东泰和水处理科技股份有限公司)，稀释，用捣碎机以12000rpm的高剪切速度搅拌20min后，再用离心机离心分离凹凸棒石和杂质，将得到的凹凸棒石干燥、粉碎后，得试样A，备用；

步骤二、酸化：

称取50g试样A，放入装有回流装置的锥形瓶中，按10:1的固液质量比加入配制好的浓度为2mol/L的盐酸溶液，在20℃下搅拌24小时，然后将所得凹凸棒石的pH值洗涤至6后，在105℃下真空干燥2小时，粉碎后，得试样B，备用；

步骤三、Cu离子改性处理：

将试样B放入锥形瓶中，按1:20的固液质量比加入浓度为0.02mol/L的硝酸铜溶液，在常温下搅拌吸附4h，然后进行固液分离，将得到的固体进行洗涤，干燥后研磨过100目筛即得改性凹凸棒石。

上述实施例1-3中制备液态地膜的过程如下：

S1、首先向搅拌罐中加入45℃的去离子水，再加入甲壳聚糖和改性秸秆，湿润10分钟；

S2、启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌3分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌3分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1分钟，再加入变性淀粉和改性凹凸棒石继续搅拌20分钟；

S3、搅拌1分钟后停止搅拌并静置15分钟；

S4、将静置后搅拌罐内的物质泵入胶体磨内进行研磨混合，即得液态地膜。

试验一、对液态地膜的增产效果测定

对比例1：与实施例1相比，不同的是，原料中以未改性的“秸秆”来代替改性秸秆；

对比例2：与实施例2相比，不同的是，原料中以未改性的“秸秆”来代替改性秸秆；

对比例3：与实施例3相比，不同的是，原料中以未改性的“秸秆”来代替改性秸秆；

其中，对比例1-3中的秸秆是经研磨粉碎后过120目筛的粉状秸秆；

上述对比例1-3中制备液态地膜的过程与实施例1-3的过程相比，不同之处在于S1过程改为“首先向搅拌罐中加入45℃的去离子水，再加入甲壳聚糖和秸秆，湿润10分钟”。

参照例1：与实施例1相比，不同的是，原料中不含“改性秸秆”；

参照例2：与实施例2相比，不同的是，原料中不含“改性秸秆”；

参照例3：与实施例3相比，不同的是，原料中不含“改性秸秆”；

上述参照例1-3中制备液态地膜的过程与实施例1-3的过程相比，不同之处在于S1过程改为“首先向搅拌罐中加入45℃的去离子水，再加入甲壳聚糖，湿润10分钟”。

试验方法：

以种植棉花为例：

开辟9块空地，标记为1-9号地，每块地1亩，棉花种植密度为0.25万株/亩，行距1.0m，株距0.27m。液体地膜覆盖处理则在棉花播种后，兑水稀释20倍，使用常规农用喷雾器喷洒于播种行地面，覆盖度60％，各处理最终喷水总量相等。棉花生长期间于苗期撒施纯氮2.3kg/亩，花铃期追施纯氮4.6kg/亩，其他管理措施同一般棉田；

棉花种植的供试土壤类型为潮土，质地轻壤，0-20、20-40cm土层物理性黏粒分别为287g/kg和314g/kg，耕层含有机质12.1mg/g，全氮0.96g/kg，速效磷24.2mg/kg，速效钾115.3mg/kg；

以一个成熟周期为时间，收获棉花时计算每亩地中棉花的产量，结果见下表。

试验结果：

由上表试验结果可知，实施例1-3中棉花的亩产量最多，可达500kg左右，其次是对比例1-3中的棉花，亩产量可达480kg以上，亩产量最少的是参照例1-3中的棉花，相较之下，秸秆作为液态地膜原料使用，可以起到一定的增产效果，而经过改性后的秸秆，可以更为显著地提升对作物的增产效果。

试验二、对液态地膜的耐热效果测定

对比例4：与实施例1相比，不同的是，原料中以未改性的“凹凸棒石”来代替改性凹凸棒石；

对比例5：与实施例2相比，不同的是，原料中以未改性的“凹凸棒石”来代替改性凹凸棒石；

对比例6：与实施例3相比，不同的是，原料中以未改性的“凹凸棒石”来代替改性凹凸棒石；

其中，对比例4-6中的凹凸棒石是经研磨粉碎后过100目筛的粉状凹凸棒石；

上述对比例4-6中制备液态地膜的过程与实施例1-3的过程相比，不同之处在于S2过程改为“启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌3分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌3分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1分钟，再加入变性淀粉和凹凸棒石继续搅拌20分钟”。

参照例4：与实施例1相比，不同的是，原料中不含“改性凹凸棒石”；

参照例5：与实施例2相比，不同的是，原料中不含“改性凹凸棒石”；

参照例6：与实施例3相比，不同的是，原料中不含“改性凹凸棒石”；

上述参照例4-6中制备液态地膜的过程与实施例1-3的过程相比，不同之处在于S2过程改为“启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌3分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌3分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1分钟，再加入变性淀粉继续搅拌20分钟”。

试验方法：

当蔬菜作物遇到高温时，其叶绿体结构会受到损伤，光合色素降解，光合作用下降，从而影响植株的生产，一般来说15-35℃的温度范围内均可适应番茄生长，最适宜温度为20-30℃,气温高达33℃时生长受到影响,达到40℃时停止生长,45℃时会发生高温危害；

故以种植番茄为例：

在室内大棚内种植同一品种的番茄，划分为10个区域，每个区域一亩地，每个区域的温度控制在35℃，以5个月为周期，统计该周期内各个区域番茄的成活率以及产量，并设置正常种植的番茄(26℃下生长)为对照，结果见下表：

试验结果：

由上表试验结果可知：

在每个试验组中，与正常生长成熟的番茄相比，在高温下生长的番茄成活率都有所下降，并且产量也都有减少，但是，相较之下，实施例中的番茄受影响较小，参照例和对比例中的番茄受影响较大，不仅成活率降了8％左右，而且产量也下降了11％左右；由此可见，凹凸棒石对作物的耐热性生长并无多大改善效果，而经过改性后的凹凸棒石则可以提升作物的耐热性能，降低高温对其产量和成活率的影响。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，其特征在于，包括以下质量份的原料：

去离子水90-95份，甲壳聚糖2.5-3.0份，冰醋酸溶液2.3-3.0份，丙三醇2.3-2.5份，变性淀粉2.0-3.0份，改性秸秆6.3-7.2份，改性凹凸棒石3.6-4.2份，所述改性凹凸棒石的制备方法如下：

步骤一、提纯：

将200目的凹凸棒石与蒸馏水混合，浸泡24-36小时后，加入TH-904降粘剂，稀释，以10000rpm以上的高剪切速度搅拌20-30min后，再离心分离凹凸棒石和杂质，将得到的凹凸棒石干燥、粉碎后，得试样A，备用；

步骤二、酸化：

将试样A放入装有回流装置的锥形瓶中，加入配制好的盐酸溶液，在20-25℃下搅拌24-30小时，然后将所得凹凸棒石的pH值洗涤至5.5-6后，在105-110℃下真空干燥2-3小时，粉碎后，得试样B，备用；

步骤三、Cu离子改性处理：

将试样B放入锥形瓶中，加入硝酸铜溶液，在常温下搅拌吸附4-4.5小时，然后进行固液分离，将得到的固体进行洗涤，干燥后研磨过100目筛即得改性凹凸棒石；

所述改性秸秆的制备方法如下：

将秸秆原料用去离子水淋洗干净后烘干，将尿素、碳酸氢铵和氨水混合配制成改性溶液，将烘干的秸秆浸润在改性溶液中3-15天后，取出再次烘干，并将其粉碎，过100-150目筛后，即得改性秸秆。

2.根据权利要求1所述的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，其特征在于，所述尿素、碳酸氢铵和氨水的质量比为1:2:2。

3.根据权利要求1所述的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，其特征在于，所述步骤一中凹凸棒石与蒸馏水的质量比为2:7，TH-904降粘剂的用量为凹凸棒石质量的0.2-2%。

4.根据权利要求3所述的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，其特征在于，所述步骤二中盐酸溶液的浓度为2.0mol/L，且试样A与盐酸溶液的固液质量比为10:1。

5.根据权利要求4所述的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜，其特征在于，所述步骤三中硝酸铜溶液的浓度为0.02mol/L，且试样B与硝酸铜溶液的固液质量比为1:20。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种含甲壳聚糖农用环保型液态地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先向搅拌罐中加入45-50℃的去离子水，再加入甲壳聚糖和改性秸秆，湿润5-10分钟；

S2、启动搅拌罐，以1450rpm转速搅拌2.5-3.5分钟，期间边搅拌边加入冰醋酸溶液，搅拌2.5-3.5分钟后向搅拌罐内注入丙三醇继续搅拌1-2分钟，再加入变性淀粉和改性凹凸棒石继续搅拌20分钟；

S3、搅拌1-2分钟后停止搅拌并静置15-20分钟；

S4、将静置后搅拌罐内的物质泵入胶体磨内进行研磨混合，即得液态地膜。