一种土壤增肥秸秆地膜及其制备方法

本发明涉及地膜领域，尤其涉及一种土壤增肥地膜及其制备方法。

背景技术：

1、地膜具有保墒、保水、积温等功能，可使农作物获得适宜的生长环境，还能够抑制杂草生长，提升了农作物的产量，塑料地膜使用量持续增长，到2016年时使用量已达到1.47×106吨。

2、然而，普通的塑料地膜使用后，残留的碎片不能进行自我分解，并且农作物种植过程中大量使用肥料，这些都会给土壤和水体带来严重的污染。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种以农业废弃物水稻秸秆为原料的土壤增肥秸秆地膜及其制备方法，拥有比普通塑料地膜更易得的原料来源和更绿色环保的生产过程，可以控制杂草生长和减少肥料流失，极大的提升了产品的环保价值、实用价值和附加值，为水稻绿色栽培提供新的种植模式。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

3、一种土壤增肥秸秆地膜，其特征在于：厚度为0.01-0.02mm，宽度为700-900mm，质量为3-10kg，包括秸秆纤维、低共熔溶剂、海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂和生物炭，所述秸秆纤维和低共熔溶剂在土壤增肥地膜中质量占比为300∶1，秸秆纤维和海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂在土壤增肥地膜中质量占比为50∶1，秸秆纤维和生物炭在土壤增肥地膜中质量占比为30∶1，所述秸秆纤维和低共熔溶剂、海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂、生物炭均匀混合，并包括如下步骤：

4、s1：处理秸秆原料，去除秸秆叶子，保留秸秆茎干部分，并将茎干剪成4cm～6cm的小段；

5、s2：将质量为秸秆质量3％的低共熔溶剂浸润到秸秆中，使秸秆完全吸收溶剂，调节秸秆含水率为65％，均匀混合常温处理12h；

6、s3：蒸煮与磨浆处理过后的秸秆，120℃蒸煮0.5h，磨浆条件为600r/min磨3轮，900r/min磨4轮，得到秸秆浆料；

7、s4：制备海藻酸钠改性大豆蛋白基胶黏剂；

8、s5：混合均匀秸秆浆料、海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂、生物炭；

9、s6：用纸页成型机对混合后的浆料抄纸成型，获得土壤增肥秸秆地膜成品。

10、作为进一步改进，所述的秸秆为南粳46水稻的秸秆。该原料的选取有益之处在于南粳46水稻在江浙沪地区种植广泛、原料来源充足、运输仓储成本低廉，并且一定程度上可以解决秸秆废弃物的处理问题。

11、作为进一步改进，所述s2中的低共熔溶剂对秸秆进行了处理。该工艺的有益之处在于对秸秆纤维中的纤维素进行了氢键结合加固，使得纤维素难以溶解，在木质素溶解的时候减少不必要的损失，并且依靠着氢键作用不断的渗透到木质素的致密结构中，改变秸秆纤维内部的相互作用，使得秸秆纤维的连接键断裂，使得木质素逐渐溶解，打开了秸秆内部结构，有利于提升秸秆纤维制浆性能；

12、作为进一步改进，所述s2中的低共熔溶剂的组分为尿素和食品级氯化胆碱。该原料选取的有益之处在于氯化胆碱低毒，进入到土壤中易被微生物分解，无环境污染，能提高作物种子的发芽率、促进生根、形成壮苗，增加产量，改善作物的品质，尿素在土壤中不残留任何有害物质，长期施用没有不良影响，尿素施入土壤中一小部分以分子态溶于土壤溶液中，通过氢键作用被土壤吸附，其他大部分在脲酶的作用下水解成碳酸铵，进而生成碳酸和氢氧化铵，铵根离子能被植物吸收和土壤胶体吸附，碳酸氢根离子也能被植物吸收，尿素中含有的缩二脲也能在脲酶的作用下分解成氨和碳酸，氯化胆碱和尿素共同增加了土地的肥力，有利于生产的全过程利用，极具绿色环保意义。

13、作为进一步改进，所述s2中的对秸秆用低共熔溶剂进行浸润。该生产操作的有益之处在于离子液以浸润的方式存在于秸秆的内部，打开了秸秆纤维的结构，木质素-碳水化合物复合体(lcc)变得蓬松，木质素大量的保存在秸秆纤维体内，提高了低共熔溶剂利用率。

14、作为进一步改进，所述的地膜生产过程耦合了清洁机械制浆，采用了湿法造纸工艺。该工艺的有益之处在于解决了塑料地膜带来的环境污染，充分利用了秸秆纤维，使其资源化。

15、本发明是一种土壤增肥地膜及其制备方法，与现有地膜产品相比，具有如下的优点和有益效果：

16、能够提高秸秆纤维的利用效率，可以降低生产过程中的污染排放；能够进行水稻覆膜栽培，可以控制杂草生长和减少肥料流失；能够自然降解、降低农业的使用、生根壮苗，可以为水稻绿色栽培提供新的种植模式；能够充分利用水稻种植的地域性来降低原料成本、保证原料供应的稳定性、缓解秸秆废弃物的处理问题，可以提高水稻秸秆的利用价值；。

技术特征：

1.一种土壤增肥秸秆地膜及其制备方法，其特征在于：厚度为0.01-0.02mm，宽度为700-900mm，质量为3-10kg，地膜表面有若干个圆孔，土壤增肥地膜组成包括秸秆纤维、低共熔溶剂、海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂和生物炭，所述秸秆纤维和低共熔溶剂在土壤增肥地膜中质量占比为300∶1，秸秆纤维和海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂在土壤增肥地膜中质量占比为50∶1，秸秆纤维和生物炭在土壤增肥地膜中质量占比为30∶1，所述秸秆纤维和低共熔溶剂、海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂、生物炭均匀混合。

2.根据权利要求1所述的一种土壤增肥秸秆地膜，其特征在于：所述圆孔在厚度方向上贯穿地膜，直径为35mm。

3.根据权利要求1所述的一种土壤增肥秸秆地膜，其特征在于：所述秸秆纤维为南粳46水稻秸秆的秸秆纤维。

4.一种土壤增肥秸秆地膜，其特征在于：用于生产权利1-3所述的土壤增肥秸秆地膜，并包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种土壤增肥秸秆地膜生产工艺，其特征在于：所述s2中低共熔溶剂的配置方法为：将氯化胆碱与尿素按摩尔比1∶2在70℃水浴环境下搅拌制得。

6.根据权利要求4所述的一种土壤增肥秸秆地膜生产工艺，其特征在于：所述s4中海藻酸钠改性大豆蛋白胶黏剂配置方法包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种土壤增肥秸秆地膜及其制备方法，主要原料包括：秸秆、低共熔溶剂、海藻酸钠改性大豆蛋白基胶黏剂和生物炭，其生产过程按次序包括：秸秆预处理、低共熔溶剂处理秸秆、蒸煮磨浆、制备海藻酸钠改性大豆蛋白基胶黏剂、物料混合、抄纸成型。该土壤增肥秸秆地膜及其制备方法的有益效果在于能够进行水稻覆膜栽培，可以控制杂草生长和减少肥料流失，为水稻绿色栽培提供新的种植模式，可以充分利用水稻种植的地域性来降低原料成本、保证原料供应的稳定性、缓解秸秆废弃物的处理问题，提高了水稻秸秆的利用附加值。

技术研发人员：范肖东,赵晨鹏,吕偲琪,翟胜丞,孙恩慧,潘明珠
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13