我国多功能液体地膜的现状与展望

专利 CN1114327A[7]介绍了一种多功能农用地膜，该地膜具有光降解性，缓慢溶解性，自腐化分解 性等特点。可以根据作物生长周期的需要，调整光敏剂及光稳定剂的配比获得不同使用周期的地膜。该 地膜由占全部配比重量 40%的胶状粘土，30%的聚乙烯醇和 20%的天然树脂及 10%的光敏剂、光稳定剂、 除草剂、植物生长素等组成，呈粉状物质或溶液状。使用时用水稀释，用喷雾器喷于地面，现场造膜即 可。专利中介绍，利用该工艺进行花生地面覆盖造膜，膜 14 天裂开，24 天全部降解，亩产提高 100～ 140kg/亩，成熟期提前 10～14 天，除草效果为单叶草 80% 双叶草 60%。这种膜的特征是能够调整光敏 剂及光稳定剂的配比，随意的控制农膜的光降解时间，使其适时能够降解，一定程度上避免了白色污染， 但成本较高，并且因聚乙烯醇为水溶性的聚合物，故地膜耐水性能不够理想。
关键词：多功能；液体地膜；降解
引言
地膜覆盖技术是我国北方广泛推广使用的一项农业技术，是继化肥、农药之后的第三大农业生产资 料，它的应用给我国的农业带来了一场革命，对粮食增产和人们菜篮子的丰富做出了重要的贡献[1]。利 用地膜覆盖可以提高地温，提前播种，延长作物的生长期，提高作物的品质和产量，并且可以防止水分 蒸发，提高作物的抗旱能力。生产实践证明，地膜覆盖具有显著的增产效果。然而在地膜覆盖技术大量 推广使用的地区，随着铺膜年限的增加，地膜覆盖技术的负面影响日趋明显。残膜连年得不到回收和降 解，造成了地膜覆盖地区出现了不同程度的“白色污染”；残膜在土壤中存在，严重影响了作物的正常 的生长、发育。通常，如果连续 3～5 年地膜得不到降解和有效的回收，将导致作物减产 10%左右，连 续覆盖的年数越多，土壤中的地膜残留量就越多，作物减产的幅度就越大[2]，严重威胁着我国农业的可 持续发展。本文将介绍一种可以解决“白色污染”，维持生态平衡，集地膜、农药、化肥、降解于一身 的多功能地膜——液体地膜。
1、液体地膜及其作用
液体地膜是相对于固体地膜而言的，其本身是一种液体，喷洒于地表脱水后会固结形成很薄的一层 固化膜，具有增温保墒、涵养水源、保持水土、增加土壤团粒结构和改良土壤物理性状等功效[3-4]，可 有效减缓风、雨、水对土壤的冲刷，减少水土流失，翻耕入土后能改良土壤团粒结构，改善土壤通透性， 从而促进植株生长、早熟、优质和增产[5]。
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我国多功能液体地膜的现状与展望
梁凌云 毛志怀 任广跃 （中国农业大学工学院，北京，100083）
摘要：液体地膜是一种新型地膜覆盖技术，本文详细介绍了液体地膜的作用及我国比较典型的几种液体地膜的工艺 与制作，分析了各种液体地膜的优缺点及其研制中所存在的问题，并在此基础之上，提出了液体地膜研制的发展方向与 趋势。
专利 CNl277228[10]提出以沥青为原料，用阳离子表面活性剂或阴离子表面活性剂，加水、淀粉、稳 定剂、成膜剂等制成沥青乳液。其中以沥青和成膜剂为支撑，以淀粉作为生物降解的诱导剂、成膜增强 剂，并通过淀粉在膜中的含量来控制膜的降解速度和时间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ再辅以化肥和微肥等养分。制成的地膜液用 水稀释 l～2 倍后喷洒于耕地表面，形成薄膜以取代塑料膜。专利中介绍，利用沥青、羧甲基淀粉、阴离 子表面活性剂、化肥和水等配制成地膜液，在玉米地的地表造膜，膜 30 天裂开，60 天降解，亩产提高 20%，成熟期提高 7 天。尽管专利中提到该地膜能够降解，但其采用的原料主要为沥青，较难完全降解， 故对环境的污染仍没有消除，并且产品的稳定性差，稀释时遇硬水很容易破乳。
专利 CN1332198A[8]介绍了一种多功能水解地膜液及其配制工艺。该地膜液利用高分子材料辅以特 种添加剂制成。聚乙烯醇、聚丙烯醇、羟丙基淀粉作为主料，添加山梨醇、硬脂酸镁、乙二醇等挤压搅 拌得到熔融絮凝剂。絮凝剂与水充分混合可得到水解地膜液，喷洒后即可迅速成膜。并且可将适量的化 肥、微量元素以及除草剂、调节剂、杀虫剂等添加剂添加到该地膜液中同时施用。该地膜能集保温、保 墒、增肥、除草、灭虫、辅助作物进行生理调节等多功能于一身，在雨淋的情况下能渐渐降解，能够释 放出其中的添加剂，增加土壤中的氮、钾离子，不会造成环境污染。据专利中的实例介绍，对玉米、花 生、棉花、蔬菜、西瓜等作物连续试验观测，该地膜完全具备普通地膜的增温、保墒作用，符合农作物 的使用要求，作物的长势和产量与普通地膜持平。并且该地膜可控性好，诱导期稳定，经曝晒和农田应 用检测，诱导期在 60 天以上，大开裂时间基本可维持在 70～80 天，降解比较彻底，基本上当年能降解 为粉末状。
○1 降解性能 液体地膜为了能够成膜，常采用聚苯乙烯、聚氯乙烯等，这些材料不易降解而一直散 落于土壤中，对土壤造成污染。有的液体地膜采用沥青和渣油等材料作为原料，这些材料难以降解，易 引起二次污染和生态危机。
○2 价格问题 液体地膜在加工中比普通地膜减少了一道制膜的工序，因此在制作中能够比普通地膜 节约成本，但由于大多数液体地膜的原料比普通地膜原料的价格高，并且在喷施地膜时，液体地膜的厚 度不易控制，厚度通常比普通地膜（标准为 8 微米）厚，因而用量较大，最终使得液体地膜价格高于普 通地膜。
5、结论
综上所述，液体地膜不仅具有普通地膜的保温保墒、提前播种、延长作物生长期及提高作物产量和 品质的作用，还具有防风固沙、防止水土流失的作用。对于干旱地区特别是沙漠地带，液体地膜能够发 挥其独特的作用，充分展示其重要的价值和意义。这在我国人均粮食占有量趋紧，土地沙漠化依旧严峻 的情况下，对液体地膜的开发利用是非常必要的，具有广阔的发展前景。
[参考文献]
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化沥青作为液体地膜液，膜的厚度较厚，孔隙率较大，从而使地膜的保温保墒能力降低。
3、存在的问题
液体地膜的作用如下[6]： ○1 增温保墒 使用液体地膜后，可使土壤温度增加 2~3℃，土表蒸发抑制率在 30%以上，土壤表层 含水量可提高 20%。 ○2 改良土壤 使用液体地膜后，土壤容重可降低 6%~10%，水稳定性团粒数量可增加 10%以上， 0~50cm 土层的含盐量降低 50%左右。 ○3 使用方便 播种后整平地面，将原液稀释，用喷雾器根据需要采用全喷、条喷、穴喷等方式，以 喷均匀为原则，喷施后应避免践踏。作物幼苗可自行破膜而出，不用人工放苗。 ○4 适用面广 液体地膜除应用于农作物以外，还可以用于坡地、盐碱地、沙地、风口、滩涂以及渠 道防渗漏等塑料地膜不易使用的地区。液态地膜可以固持地表沙粒、促进固沙植物生长、减少风蚀影响， 是一种较为经济理想的生态型固沙制剂。 ○5 荒山复垦 液体地膜的保墒改土特性可用于荒山、矿山复垦，以促进植被的恢复和生态环境的重 建，加速环境改善。 ○6 防渗集水 在地表喷施或涂抹液体地膜可减少渗漏，能够有效地保蓄雨水，可用于渠道防渗、护 坡以及集水面建设等节水农业工程领域。 ○7 生态安全 液体地膜在完成了保水、增温、保墒、保苗的功效后，能够自然降解，在进入土壤后 还可发挥土壤结构调理剂的作用，继续发挥其改良土壤之功效。无残膜污染，对作物、人畜无害，对土 壤有改良作用。
专利 CN1415698A[11]提出用减压渣油或沥青、水、阳离子表面活性剂、稳定剂、保护剂、添加剂等， 通过调整配方可使其具有不同的功能。如需提高其稳定性和成膜性，可适当加入稳定剂和保护剂，如需 使其具有营养、保水、杀虫、除草等功能，则可相应加入营养剂、保水剂、杀虫剂、除草剂等。该产品 可作为液态地膜及土壤结构改良剂，起到增温保墒，改善土壤结构，增加土壤的水稳定性团粒，提高肥 效，促进农作物早熟及提高产量等作用。此外该液态地膜还可用于防风固沙、种植草坪、防治水土流失 等。但由于其所用的原料为沥青、渣油等，这些物质难以降解，易引起二次污染和生态危机。并且以乳
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2、液体地膜的研制与发展
液体地膜是一种新型地膜，其研究与应用起步较晚，有关的研究性报道较少，在此介绍我国几个比 较典型的液体地膜专利。
○3 使用性能 目前液体地膜的使用性能不尽人意，主要缺点是降解性能不易控制，耐水性不好，保 温保墒性能不稳定。
4、发展方向
尽管目前液体地膜还存在诸多的缺点，但作为一种新型地膜，其发展和应用正在引起人们广泛的兴 趣和关注。其主要的发展趋势为：