[发明专利]一种全海藻生物地膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于地膜制备技术领域，具体涉及一种海藻干地膜,即一种全海藻生物地膜及其制备方法。

背景技术

农用塑料地膜覆盖技术自1979年以来，在国内农业生产中得到了迅速推广，极大地提高了我国农作物产量如蔬菜、草莓、咖啡、烟草、瓜类、果树、棉花、花生、甜菜、水稻、小麦、玉米等。干旱缺水是制约中国农业生产和环境治理中的关键问题，地膜覆盖技术是解决干旱缺水的一项行之有效的重要技术措施。由于农用地膜具有保湿、保温、抗虫、防病、抑制杂草生长等作用，可保持土壤水分、提高水分利用率，缓解干旱半干旱地区土壤缺水问题，同时改善农作物生长环境，有利于作物生长发育，提高作物产量及农业效益，成为继化肥、农药后的第三大农资。目前，国内地膜覆盖面积在2600万hm²以上，果树1.49亿亩，土壤中地膜残留量一般在60-90kg/hm²，最高达165kg/hm²，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%。

我国农用地膜以每年10%的速度递增，用量现已超过230万吨，其覆盖面积和用量均列世界第一。但由于塑料薄膜是聚丙烯、聚氯乙烯成分，降解时间长达二三百年，且塑料地膜较薄，用后易破碎在农田中并夹杂了大量的沙土，很难回收利用，连年使用导致碎膜逐年累积于土壤耕层，造成土壤板结、通透性变差、根系生长受阻，后茬作物减产，“白色革命”的功臣已渐变为“白色污染”的祸首，且这一情况正在进一步恶化。日本、美国、意大利、法国和德国、加拿大等发达国家于上个世纪末相继着手研究可降解地膜，主要类型有：生物降解地膜、光降解地膜、光/生物降解地膜和利用植物纤维制成的可降解地膜等。生物降解地膜可分为化学合成高分子基地膜、天然高分子基地膜两大类，但只有所含的淀粉成分能降解，塑料成分不能降解。光降解地膜分为添加型光降解地膜和合成型光降解地膜两大类，光降解地膜降解速度快，很难控制，且这种地膜只有在光下才能降解，因此它的使用很受限制；光/生物双降解地膜能把地膜降解成小颗粒，短期内对作物生长不会有太明显的负面影响，但随着使用时间的延长，土壤中塑料颗粒逐渐增加，难以清除，可能带来比使用塑料地膜更严重的污染，不利于农业的可持续发展；美国日本等发达国家等也研究了以植物纤维基地膜，由于其易破损，不易机械化铺膜，同时价格较贵，难以大量推广应用。中国的研究机构和相关企业研究主要集中在PE中添加淀粉或改性淀粉，针对可生物降解地膜中除添加淀粉能够降解外，剩余大量PE或聚酯仍然残存而不能完全生物降解，还会对环境造成二次污染，严重影响土壤及粮食安全。

本发明研究团队为改变塑料地膜的缺陷，2013年成功研发了全生物降解的《一种海藻生物干地膜》技术，申请号为201310496202.5，并且已经获得授权，但是由于制备地膜的原料为海藻中提取的多糖-褐藻酸钠，价格高达6.5万元人民币/吨，制备的地膜成本为每平米约为1.0元人民币，合计每亩投入的地膜成本约为466.9元左右，成本较高，短期内实施推广的难度较大。

本技术全海藻生物地膜能够解决上述所有技术的不足，不仅起到保墒、保水及除杂草作用，而且能够被土壤微生物完全降解，降解产物为有机质，还是一种良好的生物肥料，对保护土壤环境保证粮食安全具有重要意义。本技术产品的另一个特点就是成本低，每平米约0.25元人民币，大田作物每亩按70%覆盖面积，投入的地膜成本约116.7元人民币，是用褐藻酸钠制备的海藻地膜成本的1/4，接近现有塑料地膜成本70～80元/亩，所以更容易推广产业化。我国大田覆盖作物2600万公顷，地膜产值达到650亿元人民币，果树1.49亿亩，地膜产值达到248亿元人民币，市场前景广阔。

本技术产品不仅具有地膜的特点和作用，并且还具备海洋生物功能性特点，如产品中的含微量元素、有机质等，对改良土壤、提高土壤肥力、增加作物产量、改良作物品质、增强作物抗逆、抗辐射、抗菌等功能，具有广阔的应用前景。技术产品符合国家资源合理配置和有效利用的要求，符合国家产业政策，符合环保和经济、社会可持续发展的要求，符合国家“十三五”规划产业政策。经查阅目前国内外尚无直接用褐藻制备海藻干地膜的相关报道。

发明内容