基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜及制备方法与流程

1.本发明提供一种基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜及制备方法，属于新材料技术领域。


背景技术：

2.20世纪中期，随着塑料工业的蓬勃发展，催生了塑料地膜在农业中的广泛应用，塑料地膜的迅速推广与应用，客观上讲，对粮食增产及减灾抗灾起到了不可估量的作用，尤其是干旱半干旱地区的旱作农业，作用更为突出和关键，长期以来，亦是主要的农业生产资料即关键技术。但是，随着塑料地膜碎片化的加剧及累积，已成为农业耕作的主要障碍之一。有关数据表明，连续20年铺设塑料地膜的农田，塑料碎片累积可达2公斤以上，这些地膜碎片100年都不降解，直接影响到耕种与出苗率，进而出现了粮食减产的势头，而且越来越严重。
3.塑料地膜“白色污染”的问题引起了全世界的广泛关注。很多研究机构寻找替代产品，其核心内容主要体现在两点：其一，替代产品必须继承塑料地膜的增温保湿的主要功能；其二，实现地膜的可降解。关于这方面的研究，大部分集中在有机物料的地膜化的方面。其中有代表性的研究成果如下所示：一是以固体废弃物为地膜原材料的研发产品，包括造纸产生的黑色废料的利用、腐植酸有机物的开发利用，秸秆、玉米等淀粉加工产生的废渣；二是以石油化工、生物废弃物相结合的开发利用，这种利用方式某种程度上，维系“膜”覆盖的研发理念，只是缩短了降解过程，但是价格一直居高不下。
4.目前市面上用煤炭腐殖酸生产的可降解地膜，在生产时用到的胶联剂主要还是要聚乙烯醇等化学物质为主，而且价格一直居高不下，在实际推广中受到价格的制肘。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供一种基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜及制备方法，达到以下的技术目的：
6.1、解决了塑料地膜对土地和环境污染，本发明液态地膜是基于土壤胶体以及煤炭腐殖酸作为原材料，可全部降解，且降解后可转化为肥料被作物吸收，还可以改善土壤结构
7.2、解决目前市场可降解地膜价格较高的问题。
8.本发明具体技术方案为：
9.基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜，是以腐殖酸原粉为基础材料，复合胶联剂制备的一种地膜，喷洒到土壤上在表面形成一层薄薄的黑褐色多分子化学保护膜，土壤表面粘结成一个封闭体，阻止土壤水分的挥发，但可以使雨水、农药、营养物质等充分渗入，后经过田间低温氧化和微生物的作用，喷施50天后逐渐自然降解，2到3个月降解为腐植酸类(有机质)，翻压入土后，是优质的土壤改良剂。
10.具体制备方法如下：
11.基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，包括以下步骤：
12.s1、将风化煤、褐煤精选去杂后，加入到研磨机中，研磨成300目以上的粉末；
13.s2、制备胶联剂：将次生黏土矿物与水混合形成混浊液，并进行高速搅拌，混浊液在水平的空间进行流动，收集流出最远距离的浑混浊液，并抽取其上清液，静置48小时，随后取其沉淀物，烘干，得到腐殖酸粉末，研磨至300目；
14.s3、将研磨好的腐殖酸粉末与胶联剂进行均匀混合，作为腐殖酸可降解地膜原粉；
15.s4、将腐殖酸可降解地膜原粉与水均匀混合，在喷膜机罐体内保持水溶不沉淀状态；
16.s5、喷膜机内安装高压泵，且喷膜口为多喷头作业，对种植的地面均实现全覆盖。
17.s1中腐植酸总质量大于55％，其游离酸含量大于50％，黄腐酸含量大于1.2％。
18.s2中次生黏土矿物与水按照质量1:5的比例进行混合形成混浊液。
19.s3中将研磨好的腐殖酸粉末与胶联剂按照质量比2-3:98-97。
20.s4中将腐殖酸可降解地膜原粉与水按照质量1:10的比例进行混合。
21.本发明具有的技术效果：
22.具有良好的增温保湿功能，在北方地区春季，与对照相比，可提高土温4-6℃，含水量增加8-10％；
23.产品可完全降解，在北方地区春季喷洒120日之内可完全降解；
24.覆盖后雨水回渗率高，降雨量的80％均可回渗；
25.免中耕除草，地膜中复合了有机除草剂，同时地膜已形成壳，对禾本科以外的其他植物自然覆盖；
26.具有自动修复功能，人或动物踩踏破裂后，遇水会回复到壳的状态；
27.免放苗；
28.产品价格相当便宜，相当于塑料地膜价格的三分之二。
具体实施方式
29.结合实施例说明本发明的具体技术方案。
30.本实施例包括以下步骤：
31.s1、将风化煤、褐煤精选去杂后，加入到研磨机中，研磨成300目以上的粉末，其中腐植酸总量大于55％，其游离酸含量大于50％，黄腐酸含量大于1.2％，以备用；
32.s2、制备胶联剂：将次生黏土矿物与水按照1:5的比例进行混合形成混浊液，并进行高速搅拌，让其在水平的空间进行流动，收集流出最远距离的浑混浊液，并抽取其上清液，随后静置48小时，随后取其沉淀物，烘干，研磨至300目；
33.s3、将研磨好的腐殖酸粉末与胶联剂按照质量2-3:98-97进行均匀混合，作为腐殖酸可降解地膜原粉；
34.s4、将腐殖酸可降解地膜原粉与水按照质量1:10的比例进行均匀混合，在喷膜机罐体内保持水溶不沉淀状态，力保在喷洒过程中，喷洒均匀、顺畅；
35.s5、喷膜机内安装高压泵，且喷膜口为多喷头作业，对种植的各类地面均可实现全覆盖。
36.本发明具有以下特点：
37.材料的选择方面：腐植酸地膜选择与土壤同源性的腐植酸作为基础材料，既可确
保“地膜”保温保湿功能的发挥，同时可保障土壤的纯洁性，不给土壤增加任何外来材料负担，100％可降解，降解后即为土壤腐殖质的组成部分。
38.胶联剂方面：黏土矿物是目前具粘性的一种土，起主要原因是土壤胶体占其总比例的10％-20％之间(土壤胶体为直径为2～0.001μm颗粒，多数情况下是有机矿质复合体，即核心部分是黏粒矿物，外面是有机胶膜，被吸附在矿质胶体表面。其特性是:其比表面积相当大，具有相当大的反应活性和吸附性；带电荷，有很强的离子交换性)，故通过水洗、静置等方法可获得具有大量土壤胶体的混合物，继而烘干用于胶联剂的制备。
39.技术方面：腐植酸地膜属液态地膜，以液态的方式喷洒覆盖地表，与传统的地膜相比可称为“壳”。有以下几个有点：
①
地面覆盖全，腐植酸地膜是粉剂，与水1：10混合后，在高压泵和多喷头的作业下，对垄耕农业可实施全覆盖，歪地形不影响正常作业；
②
腐植酸地膜颗粒细(大于300目)，粘结性强，可形成稳定的壳(可抗鼠类的踩压)雨水回渗率高，腐植酸为球网状结构，疏松多孔，下雨时可充分吸回渗水，回渗率达80％以上，可有效增加土壤水分，不易形成地面径流；
③
腐植酸为黑色有机材料，增温效果明显，尤以北方早春可极大极高3-5度；
④
腐植酸地膜完全可降解，降解时间可依据胶联剂与腐植酸含量的比例实时调整，以玉米为例5月1号喷洒，8月底完全降解。


技术特征：
1.基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将风化煤、褐煤精选去杂后，加入到研磨机中，研磨成300目以上的粉末；s2、制备胶联剂：将次生黏土矿物与水混合形成混浊液，并进行高速搅拌，混浊液在水平的空间进行流动，收集流出最远距离的浑混浊液，并抽取其上清液，静置48小时，随后取其沉淀物，烘干，得到腐殖酸粉末，研磨至300目；s3、将研磨好的腐殖酸粉末与胶联剂进行均匀混合，作为腐殖酸可降解地膜原粉；s4、将腐殖酸可降解地膜原粉与水均匀混合，在喷膜机罐体内保持水溶不沉淀状态；s5、喷膜机内安装高压泵，且喷膜口为多喷头作业，对种植的地面均实现全覆盖。2.根据权利要求1所述的基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，其特征在于，s1中腐植酸总质量大于55％，其游离酸含量大于50％，黄腐酸含量大于1.2％。3.根据权利要求1所述的基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，其特征在于，s2中次生黏土矿物与水按照质量1:5的比例进行混合形成混浊液。4.根据权利要求1所述的基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，其特征在于，s3中将研磨好的腐殖酸粉末与胶联剂按照质量比2-3:98-97。5.根据权利要求1所述的基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜的制备方法，其特征在于，s4中将腐殖酸可降解地膜原粉与水按照质量1:10的比例进行混合。6.基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜，根据权利要求1到5任一项所述的制备方法所得。

技术总结
本发明提供一种基于土壤胶体胶联剂的腐殖酸全降解液态地膜及制备方法，将风化煤、褐煤精选去杂后，研磨成300目以上的粉末；将次生黏土矿物与水混合形成混浊液，并进行高速搅拌，混浊液在水平的空间进行流动，收集流出最远距离的浑混浊液，并抽取其上清液，静置取其沉淀物，烘干，得到腐殖酸粉末与胶联剂进行均匀混合，作为腐殖酸可降解地膜原粉，与水均匀混合，喷膜机内安装高压泵，且喷膜口为多喷头作业，对种植的地面均实现全覆盖。本发明具有良好的增温保湿功能，在北方地区春季，与对照相比，可提高土温4-6℃，含水量增加8-10％；产品可完全降解，在北方地区春季喷洒120日之内可完全降解；覆盖后雨水回渗率高，降雨量的80％均可回渗。80％均可回渗。


技术研发人员：张伟华 刘丽霞 张瑞平 闫伟
受保护的技术使用者：张伟华
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/8/3