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生物降解地膜

全生物降解農(nóng)用地膜

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全生物降解農(nóng)用地膜

生物降解農(nóng)用地膜才可能是聚乙烯地膜的替代技術(shù)。

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生物降解地膜

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產(chǎn)品描述

全生物降解地膜所要解決的問題

功能：確保作物生育期間對地膜的功能要求，全生物降解地膜在使用期內(nèi)必須具備保溫、保墑和壓草等作用

殘留：在作物收獲獲后，全生物降解地膜要解決傳統(tǒng)聚乙烯地膜殘膜污染的問題，在作物完成收獲后無膜化或碎片化，且碎片翻到土壤后在較短的時間內(nèi)完全降解

白色革命：地膜離不了

基本作用

● 保溫：提高低溫季節(jié)的土壤溫度；
● 保墑：保持土壤水份，滿足作物水份要求，減少因蒸發(fā)而造成的的水份流失，減少水資源浪費；
● 保肥：地膜覆蓋后，土壤中的氮肥以揮發(fā)形式損失減少；膜下溫度高提高了微生物活性；
● 抑制雜草：黑膜透光率低，抑制膜下草的光合作用，膜下溫度高不利于雜草嫩芽生長；
● 防止病早害：阻隔了一些病蟲害的傳播途徑。

地膜為什么被稱作白色革命

● 同一作物種植區(qū)域北移3--5 個緯度、或海撥抬高1000米
● 作物增產(chǎn)30 ％--50 ％
● 農(nóng)業(yè)凈收益增值40 ％--60％
● 被人們稱譽為農(nóng)業(yè)上的白色革命

白色污染：地膜危害大

● 對土壤的危害：阻礙土壤毛管水和自然水的滲透，降低土壤通透性，影響土壤微生物活動和土壤肥力水平；農(nóng)膜殘留量增加使土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力，甚至導(dǎo)致地下水難下滲，引起土壤次生鹽堿化等嚴(yán)重后果。
● 對農(nóng)作物的危害： 由于殘膜影響破壞了土壤理化性狀，使作物根系生長發(fā)育困難，使根系串通受阻，影響正常吸收水分和養(yǎng)分；作物株間施肥時，有大塊殘膜隔離則隔肥，影響肥效，致使產(chǎn)量下降，最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降，地膜殘留高的農(nóng)田減產(chǎn)率8.3%-54.2%。
● 對環(huán)境的影響： 由于回收殘膜的局限性，加上處理回收殘膜不徹底，部分清理出的殘膜棄于田邊、地頭，大風(fēng)刮過后，殘膜被吹至家前屋后、田間、樹梢、影響環(huán)境景觀，形成環(huán)境污染。
● 對機(jī)具作業(yè)的影響： 播種時，殘膜容易纏繞開溝器導(dǎo)致播種質(zhì)量下降，如種子播在殘膜上，影響發(fā)芽生長，造成缺苗斷壟引起減產(chǎn)。
● 對牲畜的危害： 殘膜與牧草收在一起，牛、羊等牲畜誤吃殘膜后，阻隔食道影響消化，甚至死亡。

如不加以治理，地膜將變身為“地魔”，“白色革命”演變?yōu)?ldquo;白色污染”

增產(chǎn)與耕地保護(hù)：回收和降解

傳統(tǒng)聚乙烯地膜：殘膜回收機(jī)機(jī)制

● 使用達(dá)標(biāo)地膜。達(dá)標(biāo)地膜韌性增強(qiáng)、厚度提高到0.01毫米以上，延緩地膜使用后的破碎程度，加強(qiáng)殘留地膜回收技術(shù)研究，提高殘膜的回收率，從而減輕地膜污染；
● 國家規(guī)定的回收率目標(biāo)為80%，地膜殘留不可避免，且80%回收目標(biāo)事實上難以達(dá)到。

生物降解地膜：分解免回收機(jī)制

● 生物降解地膜使用后完全分解成二氧化碳、水等成份，對土壤無污染；
● 生物降解地膜最終是被微生物分解，不依賴光照條件，因此無論是暴露于地表或是埋入土壤，均可完全降解；
● 生物降解地膜可實現(xiàn)完全降解，無殘膜積累。

全生物降解地膜是一作一膜的差異性地膜

由于作物生育期、生育季節(jié)的差異，不同作物、不同季節(jié)、不同種植環(huán)境、不同區(qū)域?qū)Φ啬すδ芷诘囊缶煌?，因此與“一膜打天下”的傳統(tǒng)聚乙烯地膜不同，生物降解地膜需要根據(jù)作物及作物的生長環(huán)境改變地膜性能，保證功能及降解的協(xié)調(diào)。

● 上圖可見，由于作物生育期的不同，必須有不同的全生物降解地膜與之配套；
● 除生育期因素外，季節(jié)不同、地域不同、環(huán)境不同、土壤酸堿度不同，均需要研制不同的全生物解地膜。
● 全生物降解地膜是研發(fā)難度較高的生物降解材料制品。

可降解有多種類型

光降解地膜

材料：
在傳統(tǒng)塑料樹脂（如聚乙烯）中加入適量的光敏感劑。將光降解劑與塑料粒子混合吹制成地膜。

降解原理：
利用光對降解地膜的照射作用使地膜吸收光能量而破碎，使地膜逐步破碎化直至成為微顆粒，從而使地膜實現(xiàn)崩潰式降解。

缺點：也許比傳統(tǒng)地膜污染更大

● 主要成份仍然是聚乙烯等材料，只是所加入助劑在光作用下引起分子鏈斷裂從而持續(xù)碎片化，降解受紫外線強(qiáng)度、地理環(huán)境、季節(jié)氣候、農(nóng)作物品種等因素的制約較大，降解速率很難準(zhǔn)確控制；
● 地膜暴露在地表的部份受陽光照射引起降解解，埋入土壤中的部分不能接受紫外作用不能被降解；
● 降解過程主要是不斷的碎片化，形成微塑料顆粒，可能引起二次污染，因此它的應(yīng)用受到限制；
● 農(nóng)業(yè)部一些專家認(rèn)為：考慮到其主要成份仍是塑料，在沒有探明其產(chǎn)品穩(wěn)定性和安全性之前，不宜進(jìn)行推廣應(yīng)用。

光/生雙降解地膜

材料：
將微生物敏感物質(zhì)（如淀粉），與合成樹脂（如聚乙烯塑料）共混，同時向體系內(nèi)引入光敏劑；

降解原理：
通過光敏劑的敏化作用，將合成樹脂降解（如聚乙烯）為微小顆粒；同時加入的微生物敏感物質(zhì)（如淀粉）自然被微生物降解，也就是同時引進(jìn)光降解、微生物兩種降解方式引起地膜中不同成份的降解，因此也稱雙降解地膜。

缺點：存在光降解地膜同樣的問題

● 微生物敏感物質(zhì)是無害降解，但光降解部分只是把地膜降解成小顆粒；
● 無法清除降解后的塑料小顆粒，微顆?？赡芪廴舅w；
● 埋土部分接受不到光照，不能降解；
● 實際上，雙降解地膜存在著光降解地膜相同的問題。

生物降解地膜

材料：
以可被自然界中存在的微生物分解的環(huán)境友好材料如PBAT、PLA、PBS、PPC等為主要材料，填加少量的可分解助劑。

降解原理：
所用材料在陽光照射、水份、氧化、熱作用下斷開，微生物酶侵蝕使分子量變小，自然界中的某些細(xì)菌、真菌、藻類等微生物會吸收高分子作為食物，利用他們來完成代謝過程，并轉(zhuǎn)為化水、二氧化碳、甲烷等單分子成份。這些代謝過程最終產(chǎn)物將會融入到大自然。

優(yōu)點：

● 使用后能為自然界中細(xì)菌、真菌、海藻等微生物作用分解成低分子化合物，并最終分解成水和二氧化碳等無機(jī)物的高分子材料。
● 生物降解地膜的降解最終產(chǎn)物為二氧化碳和水等，完全無污染。
● 生物降解地膜透水、透氣性能高于傳統(tǒng)聚乙烯地膜，更利于作物根系的呼吸，更有利于提高覆蓋作物的根系活力，提高覆蓋作物的產(chǎn)量。

三類降解地膜的比較

● 生物降解地膜所用材料最終分解為二氧化碳和水等成份，不產(chǎn)生任何對土壤和環(huán)境有害的成份，不在土壤中累積；
● 光降解地膜事實上是一個不斷碎片化的過程，最終降解為肉眼不可見的微塑料顆粒，并對土壤、水體構(gòu)成污染；
● 雙降解地膜僅僅是其中的微生物敏感物質(zhì)被生物分解，其余的成份也是碎片化，同樣對土壤、水體構(gòu)成污染；
● 國家已明確“可降解”塑料不能含有聚乙烯、聚氯乙烯等不可降解塑料成份，光降解地膜、雙降解地膜不是真正的降解地膜；
● 國家制定了生物降解地膜的標(biāo)準(zhǔn)，其降解機(jī)理、產(chǎn)品要求已有明確的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的應(yīng)用、推廣有依據(jù)。

結(jié)論：如不加以治理，地膜將變身為“地魔”，“白色革命”演變?yōu)?ldquo;白色污染”

全生物降解地膜的研發(fā)（一）

● 我們把引起地膜降解的因素進(jìn)行了充份的分析，發(fā)現(xiàn)光照、氧氣、水份、溫度、土壤酸堿度、土壤鹽、土壤微生物及機(jī)械外力，是引起地膜降解的基本因素；
● 我們把以上因素歸結(jié)為光氧降解、熱氧降解、電化學(xué)降解、生物降解及外力崩解5種降解原理；
● 分析不同作物、區(qū)域上地膜主要降解因素及降解原理，通過不同的材料改性途徑及工藝的變化，檢測其對降解因素的抑制能力；
● 通過田間測試觀察地膜在野外環(huán)境下的實際表現(xiàn)，為地膜適用性改進(jìn)提供依據(jù)。

全生物降解地膜的研發(fā)（二）--全生物降解地膜的應(yīng)用結(jié)果

同一地塊上，壟溝內(nèi)濕度及微生物活躍度不同，降解周期不同，溝內(nèi)已“無膜化”，壟上基本完整

西紅柿收獲后，碎片化的地膜用西紅柿秧覆蓋，30天后殘膜已完全降解

把收集到的地膜集埋在土下，半年后，地膜基本完全降解，殘余的少量地膜成極小的碎片狀

成果

產(chǎn)品性能：全面超越《全生物降解地膜覆蓋農(nóng)用薄膜》國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：
● 生物分解率達(dá)到96%以上，高于國標(biāo)規(guī)定的90%的要求；
● 力學(xué)指標(biāo)高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各個厚度區(qū)間的指標(biāo)要求；
厚度：可生產(chǎn)0.005毫米以上的各類地膜，在禁止使用超薄聚乙烯地膜的前提下解決了河南省大蒜、花生等作物對超薄地膜的需求；
壽命期：已研制40-80天的不同壽命期的地膜，基本可滿足主要作物對地膜的功能需要；
應(yīng)用場景：產(chǎn)品已在露天、設(shè)施、水田、旱地等各種使用場景對全生物降解地膜的需求。
領(lǐng)先性：目前為止，我公司是河南省具有全生物降解地膜市場投放能力的企業(yè)。

生產(chǎn)能力

● 公司目前擁有1300、1800、2200幅寬吹膜設(shè)備各一套，每天可生產(chǎn)3-4噸不同寬度地膜，年生產(chǎn)能力約1200噸，相當(dāng)于25萬畝；
● 目前總產(chǎn)能尚不高的主要原因在于需求不足，由于全生物降解地膜的核心在于配方和工藝技術(shù)，在市場需求擴(kuò)張的前提下，生產(chǎn)能力可以迅速擴(kuò)張。
● 2022年，農(nóng)業(yè)部“全生物降解地膜科學(xué)使用試點”工作給予河南省50萬畝的推廣任務(wù)，并劃撥了相應(yīng)的資金，為全生物降解地膜的應(yīng)用提供了良好條件，公司獲得了前所未有的發(fā)現(xiàn)機(jī)遇。