[发明专利]一种生物质有机废渣再利用制备可降解地膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质有机废弃物再利用制备可降解农用地膜的方法，特别是用于发酵酿造业、制糖业中的副产物残渣的综合再利用制备可生物降解地膜，属于农业生产应用领域。

背景技术

地膜：即地面覆盖薄膜，通常是透明或黑色PE(聚乙烯)或PVC(聚氯乙烯)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，有促进植物生长的功能。然而这种塑料薄膜的降解时间长达200～300年，随着这种不可降解地膜的大量应用，其残膜越来越多地积累在土壤之中，使耕层土壤透气性降低，阻碍作物根系发育和对水分、养分的吸收从而影响作物的产量，据农业部调查，目前中国地膜残留量一般在60～90kg/hm²，最高达165kg/hm²。研究表明，土壤中残膜含量达58.5kg/hm²时，使玉米减产11％～23％，小麦减产9％～16％，大豆减产5.5％～9％，蔬菜减产14.6％～59.2％。另外，残膜随风乱飘，不仅污染环境，牛羊等牲畜吞食后还会造成肠梗阻。为此国内外有关专家提出：这个问题如不解决，“白色革命”将会变成“白色灾害”会极大地制约地膜的进一步推广应用和发展。预防“白色灾害”及“白色污染”的可控降解地膜成为地膜发展的必然趋势。

在众多可控降解地膜研制中生物全降解地膜是研究最多也是最重要的能够彻底解决白色污染问题的地膜种类。主要分为微生物合成高分子型生物降解地膜(微生物聚酯和多糖)、化学合成高分子型生物降解地膜(聚酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙烯醇等)及天然高分子型生物降解地膜(淀粉、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质等)。由于以上材料自身某些固有缺陷，如：脆性大，降解时间过长或过短，及成本高，价格昂贵等问题因此限制了其单一成分作为地膜的应用。在现有众多专利中多将上述物质经适当机械混合、改性或用其他处理方法等制备出可生物降解地膜。

最早的生物全降解地膜主要基于纤维类的纸地膜及麻地膜的研究。专利CN1095388玉米秆制造农用地膜方法、CN1124085一种农用地膜纸及其制造方法、CN1217351一种农用植物纤维地膜及其制造方法、CN1343743可降解的植物纤维农用地膜，均采用传统的造纸工艺，将不同纤维来源的物质粉碎、制浆、添加不等的防水剂及增强剂后制备出具有一定防水能力的地膜纸张。专利CN1703950营养型可降解地膜及生产方法和CN101081984改进的地膜生产方法在前者的工序上做了改进，在纸地膜压制过程中施入熟化的畜、禽粪或化肥用以增加地膜的供肥功能。但上述纸地膜普遍存在抗风雨能力差、易破碎，遇雨后撕破强力大大降低，不适宜机械铺膜等问题而在生产上使用较少。专利CN1559176环保型麻地膜及其制造工艺公开了一种麻地膜的制造工艺：麻纤维经混合开松，除尘除杂后，先经梳理机进行一次梳理，剥麻成网，再经气流成网机进行二次成网，经二次成网后的麻纤维网用粘合剂进行化学粘合固结成膜，在固结后的麻地膜表面施加聚水剂进行表面防水处理，最后经冷轧机进行轧光整理。萧山区农科所经过对12种蔬菜的各季节覆盖试验证明麻地膜覆盖可提高土壤速效氮、磷和钾的含量，土壤微生物数量增加，并有较明显的增产效果。但最大不足在于成本高，使用塑料薄膜的成本大概是50元一亩，使用麻地膜的成本是200元一亩，因此高成本成为麻地膜推广的最大障碍。

与此同时，人们还研究了基于天然高分子混合物为主要原料的可降解地膜，其中专利CN1187289一种地膜湿铺工艺、CN1464028一种液态地膜成膜材料及其制备方法、CN1464029木质素节水保水复合液体地膜，采用的原料主要为改性淀粉、海带或海藻提取物、木质素、壳聚糖、生物胶原蛋白等天然高分子物质中的一种或多种进行混合或改性强化，制备出的可降解地膜均能够与土壤粘连充分，固定土表及提高土壤有机质含量。然而普通植物种植收获期在3～6个月，因此要求地膜降解速度不宜过快，至少要在3个月以上，而上述制备地膜除成本较高外，其主要成分为天然高分子物质，是适宜微生物分解的高营养有机质，因此地膜降解速度过快，一般2个月左右能够降解完全，因而并不能满足普通作物整个生长期的覆盖需求。