[发明专利]一种多功能生物降解地膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于农用薄膜技术领域，具体涉及一种多功能生物降解地膜及其制备方法。

背景技术

干旱问题是我国农业生产中极为严峻的一个问题。在农业生产中，地膜覆盖不仅能够保持土壤水分、提高水分利用率，而且能够改善农作物的生长环境，提高农作物的产量及农业效益，因此应用极为广泛。据统计，现在农用地膜年用量达到160万吨。然而，大量使用农用地膜后产生的废弃薄膜对农业生态环境造成的“白色污染”问题也日趋严重。这是由于目前绝大多数普通农用地膜均以聚丙烯、聚乙烯等作为原料制备的，其在土壤中不能被侵蚀分解，甚至可以在田间残留数十年不降解。连年使用导致碎膜逐年积累于土壤耕层，从而导致土壤板结，而土壤板结又会造成不透水、不透气、根系生长受阻，引起农作物产量下降和环境污染等问题。

目前，关于可降解地膜的研究，主要集中在光降解和生物降解。光降解地膜的缺点在于成本高，降解速度不易控制，而且埋入地下的部分不能发生降解。生物降解地膜可分为直接合成型和组合物型两类。直接合成型生物降解地膜是一类本身可以发生生物降解的聚合物，但成本太高，给应用造成很大的困难。目前，含淀粉的组合物型可降解地膜的缺点是加工工艺复杂，产品产量低下，不构成商品需求，淀粉含量低，因此成本较高，降解率和降解速度不理想。要提高降解率，需将淀粉的添加量增大，但随之而来的问题是组合物的力学性能会随着淀粉量的增加而越来越差。而且，当可降解物被消耗后，不易降解的物质依然残留在土壤中，环保问题得不到彻底解决。如中国专利CN200610051802依靠添加直链淀粉制成可生物降解的淀粉树脂组合物。淀粉虽然能被生物降解，但制品中的塑料大分子很难降解。淀粉降解后，塑料制品上会留下一些小洞，或将整片的塑料薄膜类制品变成难降解的碎片。另外，添加淀粉后的塑料制品的物理力学性能受到很大影响，难以加工成高强度或微米级的薄膜。如采用吹膜工艺，因淀粉在高温下很容易烧焦，常常造成炮管的破裂，影响连续生产。

现有研究中，已开发出液体地膜，其本身是一种液体，喷洒于地表脱水后会固结形成很薄的一层固化膜，具有增温保墒、涵养水源、保持水土、增加土壤团粒结构和改善土壤物理性状等功效，可以有效减缓风、雨、水对土壤的冲刷，减少水土流失，翻耕入土后能改善土壤团粒结构，改善土壤通透性，从而促进植物生长、早熟、优质和增产。但液体地膜存在以下缺点：

1.降解性能液体地膜为了能够成膜，常采用聚苯乙烯、聚氯乙烯等，这些材料不易降解而一直散落于土壤中，对土壤造成污染。有的液体地膜采用沥青和渣油等材料作为原料，这些材料难以降解，易引起二次污染和生态危机。

2.价格问题液体地膜在加工中比普通地膜减少了一道制模的工序，因此在制作中能够比普通地膜节约成本，但由于大多数液体地膜的原料比普通地膜原料的价格高，并且在喷施地膜时，液体地膜的厚度不易控制，厚度通常比普通地膜（标准为8微米）厚，因而用量较大，最终使得液体地膜价格高于普通地膜。

3.使用性能目前液体地膜的使用性能不尽人意，主要缺点是降解性能不易控制，耐水性不好，保温保墒性能不稳定。

同时，农作物的生产过程中，除草剂和杀虫剂的使用大幅提高了农业经济效率。随着农业生产除草剂的依赖不断增加，除草剂和杀虫剂在农田的残留量不断增加，对土壤环境也造成了不同程度的破环。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多功能生物降解地膜，该地膜具有降解时间可控、杀虫、除草、防菌、降解后无残留、使用方便、改善土壤的特性，本发明的另一目的在于提供制备该多功能生物降解地膜的方法，该方法具有操作简单、制备方便，成本低的优点，适用于工厂化大规模生产。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种多功能生物降解地膜，包括防尘纸层A和防尘纸层B，防尘纸层A和防尘纸层B之间依次为降解调控营养层、纤维网层、营养层。

上述多功能生物降解地膜由下述重量份的原料组成：秸秆：25～35，垃圾：10～20，锯末：10～20，菌渣：10～20，畜禽类粪便：30～40，生物胶：0.1～0.2，防腐剂：0.1～0.2，微量元素肥料：0.1～0.2，杀虫剂：0.1～0.2。

作为优选方案，所述降解调控营养层2和营养层4的厚度为2～10mm。

作为优选方案，所述防腐剂为硝酸盐或亚硝酸盐。

作为优选方案，所述杀虫剂为敌虫菊脂、溴氰菊酪、敌百虫、西维因中的一种或多种。