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1、甘蔗完全生物降解地膜的開(kāi)發(fā)與利用,報(bào)告人：林希昊 2010 年10月22日,一、前言,生物分解性塑膠材料是目前高科技產(chǎn)業(yè)之重要課題之一，尤其是在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥裝置、紡織等領(lǐng)域上有廣泛的應(yīng)用。 農(nóng)用塑料地膜是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)資料。農(nóng)用地膜具有保濕、保溫、抗蟲(chóng)、防病、抑制雜草生長(zhǎng)等作用，有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)效益。我國(guó)是世界上人口最多而農(nóng)業(yè)資源相對(duì)不足的發(fā)展中國(guó)家，農(nóng)用地膜技術(shù)的廣泛使用提高了我國(guó)農(nóng)作物的產(chǎn)量，極大地促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，目前農(nóng)膜在我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。,農(nóng)膜覆蓋技術(shù)的廣泛應(yīng)用在極大地促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)，也給我國(guó)的生態(tài)環(huán)境造成了較大的“

2、白色污染”。由于塑料地膜以化纖作原料，其主要成分為聚丙烯，聚氯乙烯，可在田間殘留幾十年不降解。農(nóng)用地膜使用的時(shí)間越長(zhǎng)，土壤中殘留的塑料薄膜碎片越多，將造成土壤板結(jié)、通透性變差、地力下降，嚴(yán)重影響作物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量，造成農(nóng)作物減產(chǎn)。 因此，環(huán)保型可降解地膜，是解決目前制約我國(guó)乃至世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略途徑。,,,連續(xù)8年應(yīng)用普通膜的蔗田地膜殘留嚴(yán)重,降解地膜是我國(guó)今后農(nóng)用地膜的發(fā)展方向,二、目前我國(guó)應(yīng)用降解地膜的種類,（一）光降解地膜 國(guó)內(nèi)對(duì)光降解地膜的研究?jī)?nèi)容主要是添加型光降解地膜。研究重點(diǎn)是使用光穩(wěn)定劑等方法控制其降解速度。 光降解地膜的缺點(diǎn)：一是易受外界環(huán)境的影響，難以控制其降解速

3、度；二是大田覆蓋使用時(shí)，埋入土壤中的部分不能被降解，因此它的應(yīng)用受到限制。,（二）光生物降解地膜 光生物降解地膜是在通用高分子材料(如PE)中添加光敏劑、自動(dòng)氧化劑、抗氧劑和作為微生物培養(yǎng)基的生物降解助劑等制作而成。這些地膜具備保溫、保濕和力學(xué)性能，而且可控性好，誘導(dǎo)期穩(wěn)定，在曝曬條件下，當(dāng)年可基本降解成粉末。在無(wú)光條件下，也可以促進(jìn)微生物繁殖生長(zhǎng)。 光生物降解地膜雖然把地膜降解成小顆粒，短期內(nèi)對(duì)作物生長(zhǎng)不會(huì)有太明顯的負(fù)面影響，不過(guò)隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，土壤中塑料顆粒逐漸增加，會(huì)影響作物根系的生長(zhǎng)，甚至減產(chǎn)。另外，非常難清除降解后的塑料小顆粒，可以說(shuō)用人工方法無(wú)法清除，不利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。,

4、（三）生物降解地膜 生物降解地膜是在自然條件下，可被土壤微生物分解的最重要的一類降解地膜。 生物降解地膜的降解機(jī)理：通過(guò)微生物侵蝕塑料薄膜后，分泌的酶使水溶性聚合物分解或氧化降解成水溶性碎片，生成新的小分子化合物，直至最終分解成CO2和H2O，這種降解方式屬生物化學(xué)降解。 生物降解地膜按照降解機(jī)理和破壞形式可分為添加型可生物降解地膜和完全生物降解地膜兩種。,1、添加型生物降解地膜 添加型生物降解地膜，是在不具有生物降解特性的通用塑料基礎(chǔ)上，添加具有生物降解特性的天然或合成聚合物或生物降解促進(jìn)劑、加工助劑等，經(jīng)混合制成。目前，添加型可生物降解地膜，主要由通用塑料、淀粉、相容劑、自氧化劑、加工助劑

5、組成。其典型品種為聚乙烯淀粉可生物降解地膜。 針對(duì)可生物降解地膜中除添加淀粉能夠降解外，剩余大量PE或聚酯仍然殘存而不能完全生物降解，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。 2、完全生物降解地膜 完全生物降解地膜是由能被微生物完全分解的物質(zhì)組成的塑料薄膜，該物質(zhì)主要來(lái)源于淀粉、纖維素、殼聚糖及其他多糖類天然材料，其降解的最終產(chǎn)物為CO2和H2O，可完全為自然界消納，也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。其主要品種有聚乳酸(PLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚羥基丁酸酯(PHB)等。此外聚乙烯醇也可被水及微生物完全降解。,生物降解地膜存在的問(wèn)題 （1）在經(jīng)濟(jì)性方面，可生物降解地膜（特別是完全生物降解地膜）價(jià)格高，加之性能尚未充

6、分完善，不易推廣應(yīng)用。 （2）使用性能方面需要改進(jìn)。多數(shù)可生物降解地膜還存在力學(xué)性能、耐水性不太好、濕強(qiáng)度差等特點(diǎn)。 無(wú)論從環(huán)境保護(hù)角度，還是為緩解石油資源日益枯竭的壓力，開(kāi)發(fā)可再生資源，加強(qiáng)生物降解地膜的研究開(kāi)發(fā)都具有重要意義，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。,三、甘蔗完全生物降解地膜的開(kāi)發(fā),近年來(lái)由于地膜在甘蔗上的應(yīng)用，對(duì)甘蔗農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成的“白色污染”問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。造成土壤板結(jié)、通透性變差、根系生長(zhǎng)受阻，導(dǎo)致甘蔗減產(chǎn)。 地膜下雜草滋生，形成與甘蔗競(jìng)爭(zhēng)局面，影響甘蔗生長(zhǎng)。 此外，近年來(lái)，甘蔗地下害蟲(chóng)越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致甘蔗嚴(yán)重減產(chǎn)。 因此，開(kāi)發(fā)甘蔗完全生物降解防蟲(chóng)除草地膜，對(duì)減少甘蔗地下害蟲(chóng)危

7、害，防治雜草，提高甘蔗產(chǎn)量有重要的意義。,（一）甘蔗完全生物降解地膜的合成和降解機(jī)理 甘蔗完全生物降解地膜是主要是以淀粉、纖維素、木質(zhì)素等為原料，添加一些除草劑、防蟲(chóng)劑等吹制而成。在地膜使用過(guò)程中，由于地表水的蒸發(fā)，膜下表面凝結(jié)成水珠，使膜內(nèi)除草劑、防蟲(chóng)劑溶解在水珠中，隨水珠回滴到地表，從而在地面表土層形成藥膜層，起到封閉殺草的作用。地膜通過(guò)微生物的分解作用，最終分解成為CO2和H2O，同時(shí)也有利于甘蔗的光合作用。,甘蔗完全生物降解地膜的加工流程,淀粉、纖維素、木質(zhì)素等原料,除草劑、防蟲(chóng)劑等,改良材料添加劑、助劑,,,加熱、干燥、高速捏和,,吹塑成型,,收卷入倉(cāng),機(jī)器設(shè)備,（一）生物完全降解

8、農(nóng)用地膜的概念,1、生物完全降解農(nóng)用地膜是指曝露于自然環(huán)境條件下，在光、熱、水、氧、污染物、微生物、昆蟲(chóng)以及風(fēng)、砂、雨及機(jī)械力等聯(lián)合作用下，引起降解的一類新型地膜。 2、生物完全降解農(nóng)用地膜分為覆蓋期和降解期兩個(gè)階段： 1）覆蓋期：農(nóng)作物需要保溫、保濕、保墑的時(shí)間段。 2）降解期：覆蓋期滿開(kāi)始進(jìn)入降解的時(shí)間段。,（二）完全生物降解地膜降解過(guò)程：,（二）完全生物降解地膜降解過(guò)程：,（二）完全生物降解地膜降解過(guò)程：,（二）完全生物降解地膜降解過(guò)程：,（三）產(chǎn)品特點(diǎn),1、覆蓋時(shí)間可控，根據(jù)使用地區(qū)自然條件及作物的目標(biāo)覆蓋期限，按照用戶的要求量身定制配方，控制覆蓋時(shí)間，達(dá)到覆蓋時(shí)間后自動(dòng)降解。 2、節(jié)

9、約勞動(dòng)成本，使用后即自動(dòng)降解，無(wú)需撿膜（回收）。 3、徹底降解，無(wú)二次污染。,（四）降解特點(diǎn),進(jìn)入降解期的地膜膜面整體顏色變暗，橫向拉力和縱向拉力減弱；膜面開(kāi)始出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋，隨著降解期的延長(zhǎng)，膜面逐漸呈現(xiàn)出糖衣?tīng)?，并逐漸消融。由于土壤表面與土壤內(nèi)部環(huán)境的不同，埋在土壤里的地膜比土壤表面的地膜降解速度稍慢，但對(duì)農(nóng)藝活動(dòng)無(wú)影響，無(wú)需回收。,（五）使用說(shuō)明,1、使用方法和普通地膜一樣，請(qǐng)?jiān)诒Ｙ|(zhì)期內(nèi)使用。 2、開(kāi)封未使用完的產(chǎn)品必須包裝封嚴(yán)。 3、產(chǎn)品存放在通風(fēng)、陰涼、干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，避免陽(yáng)光曝曬及雨淋，并遠(yuǎn)離污染源、熱源，防鼠、防蟲(chóng)。 4、與其它物品如農(nóng)藥、化肥、化學(xué)藥品等分開(kāi)運(yùn)輸和存放。,甘蔗完

10、全生物降解地膜研發(fā)進(jìn)展 1、初步確定與公司共同合作開(kāi)發(fā)的方式進(jìn)行。充分利用公司的資源，加強(qiáng)合作，共同開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。 2、已經(jīng)開(kāi)發(fā)出甘蔗完全生物降解地膜，并進(jìn)一步進(jìn)行性能改良。 3、經(jīng)過(guò)討論初步認(rèn)為氯蟲(chóng)苯甲酰胺、草甘磷、阿特拉津等藥劑理論上符合產(chǎn)品加工要求，但還需要進(jìn)一步嘗試。 4、確定開(kāi)發(fā)甘蔗完全生物降解地膜、完全生物降解除草地膜、完全生物降解防蟲(chóng)地膜、完全生物降解防蟲(chóng)除草地膜等4個(gè)產(chǎn)品。,甘蔗完全生物降解地膜目前需要解決的問(wèn)題 1、加工過(guò)程中藥劑的選擇與添加 原料必須是中性、耐熱穩(wěn)定性較好，不容易光解，易溶于水。選擇有效農(nóng)藥，對(duì)環(huán)境污染較少，無(wú)毒或低毒的原料。 2、分解時(shí)間控制 根據(jù)甘蔗生長(zhǎng)期，開(kāi)發(fā)具有較長(zhǎng)分解時(shí)間的地膜，以滿足甘蔗整個(gè)生長(zhǎng)期的需要。 3、加工成本 加工原料較貴，造成了產(chǎn)品本身價(jià)格較高。 4、研發(fā)資金來(lái)源有限 如何解決資金來(lái)源，有待大家的支持！,