一种非降解铜离子缓释祛根滴灌管及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于农业节水器材技术领域，特别设及一种非降解铜离子缓释枯根滴灌管 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 地下滴灌技术在国外巳得到广泛应用，服务对象中经济作物最为常见，多集中在 果树、蔬菜和其它高产值作物上；大田作物中也有少量使用，W棉花和玉米作物为主。由于 作物根系的亲水性，根系在毛管滴头四周的旺盛发育有可能造成灌水器孔口堵塞。
[0003] 目前国外应用比较成熟的防根侵滴管技术是美国雷鸟有限公司的防根侵滴灌灌 水系统，他们提出了一整套综合性解决方案，用于W降低且相对恒定的流率将灌概水从供 应管中输送到灌水器出口。具体措施主要分为；1、设置灌水器第一分室，当水压高于预定值 时，单向阀打开使得流体能流过第一室，通过减压流动通道，并通过灌水器出口。2、使用第 二入口为供应管中的水压差提供补偿，W使输出流动保持相对恒定的流率。水进入第二入 口且将柔性膜片压向水计量表面而提供对输出流动水的压力相关控制。3、将铜片置于灌水 器出口附近W防止植物的根侵入。
[0004] 可W看出，美国雷鸟公司主要的防根侵措施是将铜片放置于出水口附近，依靠铜 在潮湿环境下自然氧化过程中释放至微环境中的化"所产生的铜胁迫效应，来避免根部侵 入。该种技术虽然能够有效避免根侵发生，但是其缺点十分明显，理由为；1、铜是一种植物 所需必须微量元素，一定浓度的铜离子可W促进植物根系生长。而铜片释放铜离子需要经 过氧化过程，化学反应速率受到潮湿环境及±壤含氧量制约，无法定量释放铜离子，而过低 的铜离子含量促进了植物根系生长，最终导致防根侵失效；2、从滴灌管生产企业自身考虑， 在滴灌管内置防根侵铜片需要进行较大规模的技术改造和升级，该与我国农用塑料生产企 业低利润的基本情况相违背，大大降低了企业进行相关技术研发的投入热情；3、从环保角 度来看，长期埋入地下的铜片极有可能造成环境污染。我国是一个±壤重金属污染比较严 重的国家，任何针对在±壤之中大量使用的材质必须进行严格的污染控制，该样才能使现 有±地资源持续健康发展。美国雷鸟公司提出的铜片枯根法并未考虑对±壤环境的长期影 响，大量的铜片掩埋至±壤内部，其对环境的影响完全是一种失控状态，所产生的后果是无 法估量的。
[0005] 我国自1974年从墨西哥引入滴灌设备至今，地面滴灌技术应用和设备开发已取 得长足的进展。但地下滴灌技术的初步应用则始于80年代初期，主要用于果树作物。近年 来，该些技术已经取得长足进展，但由于采用人工扎孔方式制成灌水器.应用中系统供水 均匀性较差、出水孔易堵塞等问题没有得到很好解决，影响到地下滴灌系统的正常使用和 运行。具有迷宫式滴头的灌概系统已经得到市场认可，并快速得W推广，而农作物根系入侵 是制约该一技术的主要原因。
[0006] 国内解决该农作物根侵的方法主要有两种。一种是国内企业开发的防根侵滴灌管 专用柱根剂，其主要方法是通过添加铜粉制备PE母料，使其具有抗根系入侵堵塞、抗霉菌 聚集堵塞的功能。其基本技术思路与美国雷鸟公司类似，都是通过金属铜来达到防根侵的 目的。该种技术对于我国滴灌管企业具有现实意义，但其防根侵技术仍有不足，其主要原因 是；PE内部的金属铜无法有效接触到环境中的水分子及氧气，因此铜离子很难释放至周围 环境当中。另外一种方法是通过对地下滴灌系统施加氣乐灵，来达到对滴头根系入侵堵塞 的控制的目的。氣乐灵为选择性芽前二硝基苯胺类除草剂，对于高等动物具有一定的毒性， 根据美国国家癌症研究所报道，氣乐灵对大鼠和小鼠多个脏器官具有长时间的损伤效力， 严重的增加致癌几率。因此国内学者对于氣乐灵使用安全性仍然有分歧。氣乐灵具有较短 的半衰期，间隔较短的施用周期可W有效避免植物吸收大量的氣乐灵，而滴灌系统是一种 长期的施用水肥设施，该就会导致氣乐灵一直存在于所滴灌的±壤环境，无法有效分解至 较低浓度，从而造成严重的氣乐灵污染。因此滴灌系统并不适合长时间、大量使用氣乐灵。
【发明内容】
[0007] 为克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种非降解铜离子缓 释枯根滴灌管。
[000引本发明的另一目的在于提供上述的非降解铜离子缓释枯根滴灌管的制备方法。
[0009] 本发明的目的通过下述技术方案实现；一种非降解铜离子缓释枯根滴灌管，包括 W下百分含量的组分：
[0010] 功能母料 20~50%;
[0011] 高密度聚己締 50~80%;
[0012] 所述的功能母料，包含W下质量百分含量的组分：
[001引
【主权项】
1. 一种非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：包括以下百分含量的组分： 功能母料20~50% ; 高密度聚乙烯50~80% ; 所述的功能母料，包含以下质量百分含量的组分：
2. 根据权利要求1所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：所述的无水硫 酸铜的杂质含量< 〇. 5%，含水量< 0. 1%，粒度彡200目。
3. 根据权利要求1所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：所述的保护剂 为含有羧基基团的有机酸或酸酐。
4. 根据权利要求1所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：所述的保护剂 为醋酸酐、马来酸酐、琥珀酸和抗坏血酸的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：所述的缓释剂 包括羟丙基纤维素、羧乙基纤维素钠、羧甲基淀粉和高岭土的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管，其特征在于：所述的非降解 铜离子缓释祛根滴灌管还包含色母和防老化剂。
7. 根据权利要求1~6任一项所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管的制备方法，其 特征在于：包括功能母料的制备，滴灌头注塑成型和滴灌管内嵌成型三个步骤，具体步骤如 下： 1) 功能母料的制备，各组分按照如下质量百分比配比搅拌混合：1〇~20%高密度聚乙 烯，30~80 %低密度聚乙烯，6~40 %无水硫酸铜，0. 5~5 %保护剂，1~5 %缓释剂；各组 分在混合之前需经过烘干处理；混合均匀的组分制备成功能母料； 2) 滴灌头注塑成型，滴灌头组分包括20~50 %功能母料，50~80 %高密度聚乙烯，色 母和防老化剂，将各种填料倒入混料器混合，经过注塑工艺得到滴灌头； 3) 滴灌管内嵌成型，制备好的滴灌头通过自动选送装置连续焊接在塑料管坯内壁经冷 却完成滴灌管成型。
8. 根据权利要求7所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管的制备方法，其特征在于：步 骤1)中所述的烘干处理为在75~90°C烘干24h备用，烘干后存放时间不超过24h。
9. 根据权利要求7所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管的制备方法，其特征在于：步 骤1)中所述的制备为采用双螺杆挤出机挤出制备，挤出温度控制在165~185°C。
10. 根据权利要求7所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管的制备方法，其特征在于：步 骤3)中所述的焊接时管坯温度控制在190~200°C。
【专利摘要】本发明公开了一种非降解铜离子缓释祛根滴灌管及其制备方法，属于农业节水器材技术领域。本发明的滴灌管的制备分为三个主要步骤：1、功能母料的制备；2、滴灌头注塑成型；3、滴灌管内嵌成型。其中，滴头组分包括20～50％功能母料，50～80％高密度聚乙烯，部分色母和防老化剂；所述的功能母料组分为10～20％高密度聚乙烯，30～80％低密度聚乙烯，6～40％无水硫酸铜，0.5～5％保护剂，1～5％缓释剂。本发明所述的非降解铜离子缓释祛根滴灌管采用了铜离子缓释技术，滴灌头内部的硫酸铜可以缓慢释放，释放速率通过缓释剂控制，释放量可以根据植物的耐受性和灌溉地区土壤铜离子浓度调整，环境友好，可长期使用。
【IPC分类】A01G25-06, C08L23-06, C08K3-30
【公开号】CN104774362
【申请号】CN201510166568
【发明人】孔杰, 王庆斌, 蒋万松, 毕书铭, 李颖
【申请人】吉林喜丰节水科技股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月9日