CN115197547A - 水稻专用减药控草生物降解农用地膜 - Google Patents
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Abstract
本发明属于可降解材料技术领域，尤其涉及一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜。本发明针对现有技术中主要通过喷洒除草剂来实现除草，而大量使用除草剂控草会对环境起到负面影响的问题，提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括可降解基体树脂，还包括变性淀粉、甘油、山梨醇糖、扩链剂、润滑剂、开口剂、黑色母粒、光稳定剂和改性木质素。本发明提供的农用地膜以可降解树脂为基体树脂，故在保证可生物降解的同时，还可降低水稻所需施加的除草农药，环境友好，并且，本发明提供的农用地膜的各个组分均简单易得，生产成本较低，适宜大规模推广使用。
Description
技术领域
本发明属于可降解材料技术领域，尤其涉及一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜。
背景技术
传统塑料农用地膜以聚乙烯薄膜(简称PE膜)为主，具有增温、保墒、抑草等作用，大面积地膜覆盖栽培技术的应用，极大提高了农作物产量，促进了农业发展。
生物降解地膜是一种能在自然环境条件下被土壤中的微生物降解成为二氧化碳和水，不会对土壤造成污染的新型地膜。但现有技术中主要通过喷洒除草剂来实现除草，而大量使用除草剂控草会对环境起到负面影响。
例如，中国发明专利申请公开了一种可控生物降解地膜[申请号：201510548922.0]，该发明专利申请质量百分比为 (0.01-100):(0.01-100)的第一熔体和第二熔体按照通过多层共挤工艺，吹塑成膜而成；第一熔体形成耐候层薄膜，第二熔体形成稳定层薄膜；其中，所述第一熔体的制备过程如下：将质量百分数为65-98.9％的耐候层树脂、0.1-5％的复配型稳定剂、1-10％的开口剂和0-20％的无机填料依次加入到混合机中进行混合，混合均匀后加入到螺杆挤出机中挤出；所述第二熔体制备过程如下：将质量百分数为50-99.4％的稳定层树脂、0-40％的聚乳酸、0.1-5％的化学稳定剂和0.5-5％的复合类无机磷酸盐缓冲剂依次加入到混合机中进行混合，混合均匀后加入到螺杆挤出机中挤出。
该发明专利申请具有平衡其耐候性及生物降解性，实现地膜可控降解的优势，但其仍未解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括可降解基体树脂，还包括变性淀粉、甘油、山梨醇糖、扩链剂、润滑剂、开口剂、黑色母粒、光稳定剂和改性木质素。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述可降解基体树脂为PBAT树脂、PLA树脂和PGA树脂的混合物。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述农用地膜包括质量份数分别为40-80份的PBAT树脂、2-8份的PLA 树脂、2-8份的PGA树脂、20-40份的变性淀粉、2-6份的甘油、 2-6份的山梨醇糖、0.1-0.5份的扩链剂、0.1-1份的润滑剂、0.1-1 份的开口剂、4-6份的黑色母粒、0.1-0.5份的光稳定剂和5-15份的改性木质素。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述农用地膜包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、 5份的PGA树脂、30份的变性淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、0.3份的光稳定剂和10份的改性木质素。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述扩链剂包括巴斯夫扩链剂ADR-4368C。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述润滑剂包括芥酸酰胺和或油酸酰胺。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述开口剂包括N，N'-亚乙基双硬脂酰胺。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述光稳定剂包括阻胺光稳定剂HS-944。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述变性淀粉通过以下方法制得：
将高混机温度升温至95-105℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以700-900rpm的转速转动，混合5-15min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的 0.1％-1.0％，变性试剂为柠檬酸、乙酸、三聚磷酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠或磷酸三苯酯。
在上述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜中，所述改性木质素通过以下方法制得：
将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为 800-900rpm，温度为80-100℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应20-40min；所述改性试剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁或硬脂酸锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明提供的农用地膜以可降解树脂为基体树脂，故在保证可生物降解的同时，还可降低水稻所需施加的除草农药，环境友好。
2、本发明提供的地膜的各个组分均简单易得，生产成本较低，适宜大规模推广使用。
3、本发明提供的地膜具有短效性，即能在较短的时间内降解，从而不影响再播种。
具体实施方式
下面结合说具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为80份的PBAT树脂、2份的PLA树脂、2份的 PGA树脂、20份的变性淀粉、2份的甘油、2份的山梨醇糖、0.1 份的扩链剂、0.1份的润滑剂、0.1份的开口剂、4份的黑色母粒、 0.1份的光稳定剂和5份的改性木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为芥酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
变性淀粉通过以下方法制得：将高混机温度升温至95℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以700rpm的转速转动，混合5min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的0.1％，变性试剂为柠檬酸。
改性木质素通过以下方法制得：将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为800rpm，温度为80℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应20min；所述改性试剂为硬脂酸钙；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
实施例2
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为40份的PBAT树脂、8份的PLA树脂、8份的 PGA树脂、40份的变性淀粉、6份的甘油、6份的山梨醇糖、0.5 份的扩链剂、1份的润滑剂、1份的开口剂、6份的黑色母粒、0.5 份的光稳定剂和15份的改性木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为油酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
变性淀粉通过以下方法制得：将高混机温度升温至105℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以900rpm的转速转动，混合15min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的1.0％，变性试剂为三聚磷酸钠。
改性木质素通过以下方法制得：将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为900rpm，温度为100℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应40min；所述改性试剂为硬脂酸镁；所述偶联剂为酞酸酯偶联剂。
实施例3
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、5份的PGA树脂、30份的变性淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3 份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、 0.3份的光稳定剂和10份的改性木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为芥酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
变性淀粉通过以下方法制得：将高混机温度升温至100℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以800rpm的转速转动，混合10min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的0.5％，变性试剂为磷酸钠。
改性木质素通过以下方法制得：将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为850rpm，温度为90℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应30min；所述改性试剂为硬脂酸锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
对比例1
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、5份的 PGA树脂、30份的淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、0.3 份的光稳定剂和10份的木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为芥酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
对比例2
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、5份的 PGA树脂、30份的变性淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3 份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、 0.3份的光稳定剂和10份的木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为芥酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
变性淀粉通过以下方法制得：将高混机温度升温至100℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以800rpm的转速转动，混合10min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的0.5％，变性试剂为磷酸钠。
对比例3
本实施例提供一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、5份的 PGA树脂、30份的淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、0.3 份的光稳定剂和10份的改性木质素。
其中，扩链剂为巴斯夫扩链剂ADR-4368C，润滑剂为芥酸酰胺，开口剂为N，N'-亚乙基双硬脂酰胺，光稳定剂为阻胺光稳定剂HS-944。
改性木质素通过以下方法制得：将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为850rpm，温度为90℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应30min；所述改性试剂为硬脂酸锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
应用例1
1、试验地概况
试验设在浙江省金华市婺城区蒋堂镇蒋堂村(北纬29°1′9″，东经119°25′45″)，属浙中单、双季混栽稻作区。试验田杂草种类丰富，以稗草、千金子、丁香蓼、鸭舌草、莎草、陌上菜、节节菜等杂草危害为主，发生量较大，且能代表当地杂草发生状况。土壤类型黄壤土，土壤pH值为6.7，土壤肥力均匀，田面耕耙平整，所有试验大区栽培及水肥管理条件均匀一致，且与本地农业生产实践一致。供试水稻品种：浙优1号，栽培方式：移栽水稻，移栽时间：8月5日移栽覆膜。
2、试验设计
以实施例3中记载的组分配比制得地膜1；
以对比例1中记载的组分配比制得地膜2；
以对比例2中记载的组分配比制得地膜3；
以对比例3中记载的组分配比制得地膜4；
将纸膜、地膜1-4、常规化学药剂除草、空白对照7个处理，随机区组排列，小区面积20m2。
3、试验调查
每小区随机取5点，每点0.25平方米，记录点内杂草种群量，包括杂草种类、株数等，最后一次调查残存杂草的株数和鲜重，并记录水稻产量。
根据调查结果，按照下面(1)、(2)公式计算杂草株防效和鲜重防效。
4、结果与分析
移栽后75d株防效
移栽后75d鲜重防效
产量
| 处理 | 产量kg/hm<sup>2</sup> | 差异显著性 |
| 纸膜 | 7253.63±72.20 | bB |
| 地膜1 | 7753.88±72.20 | aA |
| 地膜2 | 7558.32±88.50 | aA |
| 地膜3 | 7623.93±75.68 | aA |
| 地膜4 | 7635.12±75.68 | aA |
| 常规化药 | 7503.75±125.06 | abAB |
| CK | 6336.50±41.69 | cC |
结果分析：从以上实验数据可以看出，覆盖地膜1后的杂草株防效和鲜重防效均能维持在最大值，且水稻产量明显高于其他实验组。故达到了本发明的预期目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种水稻专用减药控草生物降解农用地膜，包括可降解基体树脂，其特征在于：还包括变性淀粉、甘油、山梨醇糖、扩链剂、润滑剂、开口剂、黑色母粒、光稳定剂和改性木质素。
2.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述可降解基体树脂为PBAT树脂、PLA树脂和PGA树脂的混合物。
3.如权利要求2所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述农用地膜包括质量份数分别为40-80份的PBAT树脂、2-8份的PLA树脂、2-8份的PGA树脂、20-40份的变性淀粉、2-6份的甘油、2-6份的山梨醇糖、0.1-0.5份的扩链剂、0.1-1份的润滑剂、0.1-1份的开口剂、4-6份的黑色母粒、0.1-0.5份的光稳定剂和5-15份的改性木质素。
4.如权利要求2所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述农用地膜包括质量份数分别为60份的PBAT树脂、5份的PLA树脂、5份的PGA树脂、30份的变性淀粉、4份的甘油、4份的山梨醇糖、0.3份的扩链剂、0.5份的润滑剂、0.5份的开口剂、5份的黑色母粒、0.3份的光稳定剂和10份的改性木质素。
5.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述扩链剂包括巴斯夫扩链剂ADR-4368C。
6.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述润滑剂包括芥酸酰胺和或油酸酰胺。
7.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述开口剂包括N，N'-亚乙基双硬脂酰胺。
8.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述光稳定剂包括阻胺光稳定剂HS-944。
9.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述变性淀粉通过以下方法制得：
将高混机温度升温至95-105℃，待温度稳定后，加入淀粉和变性试剂，高混机以700-900rpm的转速转动，混合5-15min后完成改性，得到改性淀粉；所述变性试剂的质量为淀粉质量的0.1％-1.0％，变性试剂为柠檬酸、乙酸、三聚磷酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠或磷酸三苯酯。
10.如权利要求1所述的水稻专用减药控草生物降解农用地膜，其特征在于：所述改性木质素通过以下方法制得：
将木质素加入粉碎机内，将其粉碎至粒径为10微米，粒径粉碎好的木质素通过密闭管道输送至高混机内，高混机转速为800-900rpm，温度为80-100℃，同时加入改性试剂以及偶联剂，混合反应20-40min；所述改性试剂为硬脂酸钙、硬脂酸镁或硬脂酸锌；所述偶联剂为硅烷偶联剂或酞酸酯偶联剂。
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