全生物降解海藻干地膜的研制及性能研究

发布时间：2020-10-18 10:51

　　 大规模的使用塑料地膜,给农业带来增产,但是由于塑料地膜埋于土壤中几百年都无法完全降解,日积月累,造成土壤板结,土壤透气性下降,影响作物生长,给环境造成了“白色污染”。因此取代塑料地膜的全生物降解地膜亟待开发应用。海藻酸钠是一种从褐藻中提取的多糖,属于天然、可再生、无毒害的聚合物,具有很好的成膜性和生物降解性,是全生物降解地膜理想的原料。本课题的研究分三部分。第一部分研究了全生物降解海藻干地膜的制作工艺,特别是原料特性对海藻干地膜的影响。以地膜干湿机械性能、水蒸气透过性、透光率、水溶性、膨胀度、含水率为考察指标,研究各个因素对地膜的影响。第二部分研究了海藻干地膜在盆栽花生中的应用实验,验证海藻干地膜的保温、保水及增产效果。第三部分通过土埋降解试验和土壤悬浊液模拟降解试验,比较完整的探索了海藻干地膜的降解性。试验结果如下：1.全生物降解海藻干地膜的研制。当海藻酸钠粘度为348mPa·s,浓度为1%,丙三醇为增塑剂且其浓度为0.3%,氯化钙作为交联剂,交联浓度为2%,交联2min时,海藻干地膜的综合性能最优。此时,干膜拉伸强度为132.909MPa～146.022 MPa,干膜伸长率为3.58%-4.24%,湿膜拉伸强度为31.856MPa-46.338 MPa,湿膜伸长率为39.84%-55.90%,水蒸气透光性(WVP)为4.384×10-11g/(m.Pa.s)～6.023×10-11g/(m.Pa.s),透光率为86.85%-91.53%,膨胀度为1.0～1.26,水溶性为0.005～0.019,含水率为22.02%～23.65%。2.全生物降解海藻干地膜应用的研究。海藻干地膜覆盖(Alg)显著提高3.5cm处土壤温度,显著提高土壤5cm处的含水率,相对于空白对照组(CK)可提高16.22%,可以缩短花生出苗时间,提高发芽率,同时显著促进花生幼苗的生长,特别是对花生主茎和第一对侧枝的生长有显著性影响。与普通聚乙烯塑料地膜组(PE)相比,海藻干地膜性能与其效果相当。在花生单株带果鲜重,单株不带果鲜重,珠高,根长,株干重方面,Alg组相对于CK组分别提高1.98倍,1.88倍,20.45%,26.49%,1.23倍。与PE组相比,花生单株带果鲜重,单株不带果鲜重,珠高,根长分别提高40.78%,39.47%,12.66%,19.70%。Alg组平均每株花生要比CK组多1.53个花生。Alg组百果重、百仁重要比CK组分别高45.43%、28.78%。Alg组与PE组相比,单株总果数与单株饱果数没有显著差异,但是Alg组相对于PE组,百果重、百仁重要分别高15.88%、8.06%。3.全生物降解海藻干地膜降解性的研究。土埋降解过程中,海藻干地膜失重率的变化,以及海藻酸钠相对分子量,膜机械性能,膜宏观结构的变化,表明海藻干地膜在降解前30天,失重率变化小,但是相对分子量和机械性能变化明显,降解到50天左右的时候膜几乎完全降解。土壤悬浊液降解过程中,海藻干地膜在降解前3天,失重率变化小,但是相对分子量变化明显,降解到9天左右的时候膜完全降解,在此过程中可以发现海藻干地膜由于具有吸附多价金属离子的功能而出现拉伸强度先降低后增大的趋势。土壤悬浊液模拟降解相对于土埋降解缩短了实验周期,同时可以探讨在没有外在物理破坏情况下,海藻干地膜降解情况及性能的变化。总之,采用土埋实验和土壤悬浊液模拟降解实验可以更全面的研究海藻干地膜的降解性,为其实际应用提供理论支持。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TB383.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
0 前言
    0.1 农用塑料地膜
        0.1.1 农用塑料地膜覆盖增产的基本原理
        0.1.2 农用塑料地膜的使用现状
        0.1.3 农用塑料地膜存在的问题
    0.2 可降解地膜
        0.2.1 可降解地膜分类
        0.2.2 可降解地膜在国内外使用现状及研究进展
    0.3 海藻酸钠概述
    0.4 本论文的研究内容及意义
        0.4.1 研究内容
        0.4.2 研究意义
1 海藻干地膜的制备及性质研究
    1.1 引言
    1.2 材料与仪器
    1.3 实验方法
        1.3.1 膜的制备
        1.3.2 膜性能的测定
    1.4 结果与讨论
        1.4.1 不同粘度海藻酸钠对海藻干地膜的影响
        1.4.2 不同浓度海藻酸钠对海藻干地膜的影响
        1.4.3 不同增塑剂对海藻干地膜的影响
        1.4.4 不同浓度丙三醇对海藻干地膜的影响
        1.4.5 不同交联剂对褐藻地膜的影响
        1.4.6 交联剂浓度对褐藻酸膜的影响
        1.4.7 交联时间对褐藻酸膜的影响
    1.5 本章结论
2 海藻干地膜应用的研究
    2.1 引言
    2.2 材料与仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 海藻干地膜的制备
        2.3.2 土壤指标的测定
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 海藻干地膜覆盖对不同土层土壤温度的影响
        2.4.2 海藻干地膜覆盖对不同土层土壤水分的影响
        2.4.3 海藻干地膜覆盖对花生幼苗生长的影响
        2.4.4 海藻干地膜覆盖对花生植株的影响
        2.4.5 海藻干地膜覆盖对花生产量的影响
    2.5 本章结论
3 海藻干地膜降解性的研究
    3.1 引言
    3.2 材料与仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 海藻干地膜的制备
        3.3.2 土埋降解的方法
        3.3.3 土壤悬浊液模拟降解的方法
        3.3.4 地膜降解过程中指标的测定
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 土埋降解
        3.4.2 土壤悬浊液模拟降解
    3.5 本章结论
参考文献
总结
论文创新点
致谢
个人简历
硕士期间发表的论文

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本文编号：2846203