一种易降解的腐植酸地膜
阅读说明：本技术 一种易降解的腐植酸地膜 (Easily degradable humic acid mulching film ) 是由 闫银凤 杜俊鹏 黄晓谨 郝自娟 杨武涛 李勇敢 史海升 袁永浩 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种易降解的腐植酸地膜,属于膜材料领域。由如下组分制备而成,各组分以重量份计：复合微生物菌剂0.5-1.5；腐植酸14~18；羧甲基纤维素14~18；聚乙烯醇14~18；钠水玻璃0.5~1.5；十二烷基硫酸钠1~3；对甲苯磺酸0.5~1.5；硅酸钾0.5~1；山梨醇1-3,用磷酸调节pH值在7~8之间。所得腐植酸地膜是一种可完全降解地膜,保水效果、地表温度、作物生育期及降解程度等指标均有明显提升。(The invention discloses a degradable humic acid mulching film, and belongs to the field of film materials. The adhesive is prepared from the following components in parts by weight: 0.5-1.5 of compound microbial agent; 14-18 parts of humic acid; 14-18 parts of carboxymethyl cellulose; 14-18 parts of polyvinyl alcohol; 0.5-1.5 parts of sodium silicate; 1-3 parts of sodium dodecyl sulfate; 0.5-1.5 parts of p-toluenesulfonic acid; 0.5-1% of potassium silicate; 1-3 of sorbitol, and adjusting the pH value to 7-8 by using phosphoric acid. The obtained humic acid mulching film is a completely degradable mulching film, and the water retention effect, the surface temperature, the crop growth period, the degradation degree and other indexes are obviously improved.)
技术领域
本发明涉及一种易降解的腐植酸地膜，属于膜材料领域。
技术背景
普通的塑料地膜是利用聚氯乙烯或聚乙烯添加抗紫外线剂、抗氧化剂制备而成的一种高分子碳氢化合物，它拥有非常大的分子量，各种性能非常稳定，在自然界里几乎不会发生分解，在土壤中能够保留 100～300多年。塑料地膜残留在土壤中或废弃在田间地头，经风一吹到处飘散，悬挂于树枝上、田间地头以及建筑物上，散落在河流、地沟、水塘里，严重破坏了自然环境。还会堆积在灌溉渠道中，沉积后破坏灌溉质量，导致水环境受到污染，威胁鱼类的生存。塑料地膜的残留还破坏土壤的各种物理性能，例如含水量、容重和孔隙度等。
腐植酸类物质在农业、工业、园林业、环境工程、医药卫生等方面都有应用。特别是农业领域，腐植酸可以当作肥料、农药、土壤改良剂、植物生长所需的刺激素等；在地膜方面，目前国内关于腐植酸地膜相关报道不多，中国专利CN103880565A公开了一种生物活性腐植酸地膜，其以微生物为基料，与腐殖酸结合，加入增塑、增稠、增强、交联剂及除草剂等制成可降解液态地膜，但其在应用过程中，降解效果差，影响作物生长，还需进一步改进。
发明内容
为了杜绝“白色污染”，改善土壤品质，本发明目的在于提供一种可完全降解的腐植酸地膜，不仅有利于土壤改良，而且能更好地满足作物生长需求。
为实现本发明目的，首先筛选能够分解煤炭腐植酸的菌群，然后将菌群、淀粉、聚乙烯醇、腐植酸溶液、交联剂、增强剂等按一定比例，在合适的工艺条件下混合均匀，得到可降解的腐植酸液体地膜。
所述可降解腐植酸地膜由如下组分制备而成，各组分以重量份计：
复合微生物菌剂0.5-1.5
腐植酸14~18
羧甲基纤维素14~18
聚乙烯醇14~18
钠水玻璃0.5~1.5
十二烷基硫酸钠1~3
对甲苯磺酸0.5~1.5
硅酸钾0.5~1
山梨醇1-3
用磷酸调节pH值在7~8之间。
所述复合微生物菌剂选能够分解煤炭腐植酸的菌群，主要包括芽孢杆菌类和乳酸菌类，两者体积比1：1。所述芽孢杆菌类包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的一种或两种；所述乳酸菌类包括植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌的一种或几种。
使用时，用喷壶将其喷洒到平整的地面上，40分钟左右会形成一层黑色地膜。
本实验方案优点：通过加入对甲苯磺酸明显加快了实验反应进程，提高了反应体系的稳定性；加入山梨醇提高了腐植酸地膜的韧性及降解程度，其添加比例影响腐植酸地膜的韧性和降解程度。所得腐植酸地膜是一种可完全降解地膜，降解产物是一种良好的化肥和农药。与中国专利CN103880565A相比，保水效果、地表温度、作物生育期及降解程度等指标均有明显提升。
具体实施方式
为对本发明进行更好地说明，举实施例如下：
实施例一
所述降解的腐植酸地膜由如下组分制备而成，各组分以重量份计：
复合微生物菌剂0.5
腐植酸14
羧甲基纤维素15
聚乙烯醇14
钠水玻璃0.5
十二烷基硫酸钠1
对甲苯磺酸0.5
硅酸钾1
山梨醇1
将15g羧甲基纤维素放入小烧杯中，加入50ml蒸馏水，在恒温磁力搅拌器上搅拌约20分钟，温度调至50-60℃，溶液呈均匀分散透明状为止，冷却备用；
称取1g的十二烷基硫酸钠放入小烧杯中，加入少量蒸馏水溶解备用；
称取0.5g对甲苯磺酸放入小烧杯中，加入少量蒸馏水溶解备用；
称取14g聚乙烯醇溶解于水中，加热3h左右，将其全部溶解；
称取14g的腐植酸溶于水中，待完全溶解后，进行过滤；
把装有磁子的500毫升的圆底烧瓶固定在铁架台上，置于油浴锅中，开启恒温加热磁力搅拌器搅拌，温度控制在50—60℃，加入已经配制好的腐植酸溶液、聚乙烯醇溶液、羧甲基纤维素溶液及复合微生物菌剂，充分搅拌混合均匀；再加入钠水玻璃溶液、十二烷基硫酸钠及山梨醇搅拌20分钟，混合均匀；滴加对甲苯磺酸，使温度缓慢上升至140—150℃，保持15分钟，然后再调节温度降至120—130℃，反应大约30分钟，混合溶液表现为粘稠均匀的状态，向其中加入硅酸钾水溶液，搅拌均匀，停止反应，冷却备用，用磷酸调至pH在7-8之间，得到可降解的腐植酸液体地膜。
将上述液体喷涂在平整地面40分钟后形成0.050±0.005毫米厚的黑色薄膜，经验证其能减少地下水蒸发，减少量约为40%，保水效果好，提高地下50厘米土壤地温2-5℃，能使作物生育期提前5-10天。
表1 腐植酸地膜降解实验
从表1看出随着时间的延长，抗张强度和腐植酸含量都在定量递减，到第63天时，抗张强度和腐植酸含量均为零，说明已经完全降解。
实施例二
所述降解的腐植酸地膜由如下组分制备而成，各组分以重量份计：
复合微生物菌剂1
腐植酸17
羧甲基纤维素14
聚乙烯醇16
钠水玻璃 1
十二烷基硫酸钠 2
对甲苯磺酸1
硅酸钾1
山梨醇2。
所述复合微生物菌剂选地衣芽孢杆菌；所述乳酸菌类选自植物乳杆菌和嗜热链球菌。两类菌株体积比1：1。
制备方法如实施例1 。
将上述液体喷涂在平整地面40分钟形成0.060±0.005毫米厚的黑色薄膜，经验证其能减少地下水蒸发，减少量约为55%，保水效果好，提高地下50厘米土壤地温4-6℃，能使作物生育期提前5-12天。
表2 腐植酸地膜降解实验
时间（天）
抗张强度（腐植酸）/(KN.m<sup>-1</sup>)
定量（腐植酸/g.m<sup>-2</sup>)
1
4.86
45.2
7
4.25
46.5
14
3.95
47.2
21
3.52
42.0
28
2.56
38.5
35
1.76
30.5
42
1.28
20.4
49
0.51
12.6
56
0.0
0.0
从表2看出起始抗张强度和定量腐植酸含量明显比实施例一高，且随着时间的延长，抗张强度和腐植酸含量都在定量递减，到第56天时，抗张强度和腐植酸含量均为零，说明已经完全降解。
实施例三
所述降解的腐植酸地膜由如下组分制备而成，各组分以重量份计：
复合微生物菌剂1.5
腐植酸14
羧甲基纤维素14
聚乙烯醇15
钠水玻璃 1
十二烷基硫酸钠 2
对甲苯磺酸0.5
硅酸钾1
山梨醇3。
所述复合微生物菌剂选枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌；所述乳酸菌类选自植物乳杆菌。两类菌株体积比1：1。
制备方法如实施例1 。
将上述液体喷涂在平整地面40分钟后形成0.040±0.005毫米厚的黑色薄膜，减少地下水蒸发30%，保水效果好，提高地下50厘米
土壤地温1-3度，作物生育期提前5-10天。
表3 腐植酸地膜降解实验
时间（天）
抗张强度（腐植酸）/(KN.m<sup>-1</sup>)
定量（腐植酸/g.m<sup>-2</sup>)
1
4.05
51.0
7
3.58
52.0
14
2.96
53.8
21
2.39
48.5
28
2.08
40.5
35
1.79
31.9
42
1.25
24.7
49
1.08
17.9
56
0.48
14.9
63
0
0
从表3看出定量腐植酸含量明显比实施例一和二高，但其抗张强度没有增强，反而下降。且随着时间的延长，抗张强度和腐植酸含量都在定量递减，到第63天时，抗张强度和腐植酸含量均为零，说明已经完全降解。
综合上述实例，最优方案为实施例二，无论是保水效果、提高地表温度、作物生育期和抗张强度及降解速度均为最优。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：3D喷墨打印用粘结剂