[发明专利]一种淀粉基沼渣生物降解地膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种淀粉基沼渣生物降解地膜及其制备方法。该淀粉基沼渣生物可降解地膜具有较好的拉伸强度、热稳定性以及光、水蒸气和温室气体阻隔特性，能很好的起到土壤保温保湿、促进作物根系发育、去除杂草、增产增收、田间减排的功能。所述淀粉基沼渣生物可降解地膜，原料来源广泛，价格低廉，生产成本低，可减少化学试剂的使用，可以有效减少降解后的化学试剂等残留引起的不良后果，在农业领域的推广具有重要的经济价值和环保价值。

技术领域

本发明属于农业领域，涉及一种淀粉基沼渣生物降解地膜及其制备方法。

背景技术

塑料薄膜技术由于其经济适用、加工容易等优点，正广泛应用于人类生活和社会发展中，尤其在农业生产过程中大规模使用。塑料地膜在覆盖种植业的成功利用，不仅能保障土壤肥力、促进作物生长，更能有效地减少田间温室气体的排放。但是，塑料薄膜在为人类社会带来便利的同时，所引起的环境污染问题也日趋严重。传统的塑料主要是石油基产品，大规模生产不仅消耗大量的化石资源，且难以在自然环境中降解。据有关报道估计，这类塑料制品完全降解可能需要超过200年。现有的人工填埋和焚烧处理，不但成本较高，而且处理过程中所产生的有毒物质会对人体健康和环境造成更大威胁。对于农业发展来说，地膜残余物在田间中的集聚会严重影响作物根系的生长发育、加速土壤有机质分解、减产减收，甚至会对农田生态系统造成破坏。因此，研究并制备一种可降解材料，从根本上减少化石资源的使用并切实解决“白色污染”是十分有必要的，尤其是可降解地膜在田间的利用，必将对保护农田生态系统起到关键作用。

目前常用的可降解材料主要包括生物和光学降解两大种。农业土壤中含有丰富的腐殖质，能为地膜的生物降解过程提供充足的微生物。淀粉基生物可降解膜由于其具有原料来源广、价格低廉、天然可降解、环境友好的特点，受到越来越多研究者和生产商的青睐。但是淀粉的亲水性和吸水性会导致成膜的力学性能变差并极易老化，因此往往需要在淀粉基材料上添加合适的增强剂，以改善其性能。

自20世纪80年代起步以来，沼气的使用解决了我国2亿多人口的炊事取暖用能及粪污处理问题。截至2015年，农村沼气用户超过5000万户，全国沼气年生产能力达到158亿立方米，约为全国天然气消费量的5％。每年可替代化石能源约为1100万吨标准煤。沼气工程在我国发展迅速，数量上以每年7％的速度增长，预计到2020年我国沼气年利用总量将达到440亿开放米。沼气的普及在带来方便、清洁、高品质的能源的同时，伴随着大量沼渣的产生，不经处理的直接排放往往会严重污染环境。且沼渣中含有丰富的功能性成分，如何资源化处理是制约沼气工程发展的关键因素。

沼渣是生物质经厌氧消化反应后的固体产物，处理方法主要是以直接还田或作为肥料为主，不仅经济效益较低，且大量使用易造成农田营养富集。沼渣富含纤维，尤其是秸秆和反刍类动物粪便沼渣，可以作为一种增强剂添加运用于淀粉基生物可降解地膜上，以改善其使用性能。在天然纤维中，纤维素被难以降解的木质素包裹，降解成本较高，致使纤维素利用的困难。沼渣中的纤维经过厌氧消化作用，其结构松散，纤维中及纤维间的非晶体结构遭到破坏，结晶区中存在的分子间氢键断裂，木质素得到了一定程度的降解，使得纤维素得到了释放，具有更佳的膜性能增强效果。但是由于沼渣中还含有腐殖酸，对成膜性能有一定影响，因此需要经过一些预处理去除。

沼渣作为淀粉基可降解地膜性能增强剂的使用，不仅能降低生产成本，提高地膜性能，增产增收，且能资源化利用沼气工程所产生的废弃物。该混合地膜可被土壤中微生物降解为二氧化碳和水，不会对环境造成污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物可降解地膜及其制备方法，本发明生物可降解地膜具有一定的拉伸强度、热稳定性以及光、水蒸气和温室气体阻隔特性，具有土壤保温保湿、促进作物根系发育、去除杂草、增产增收、田间减排的功能。

本发明所提供的生物可降解地膜的制备方法，包括如下步骤：

1)去除沼渣中的腐殖酸、半纤维素和木质素；