杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造关键技术研究

发布时间：2020-04-26 08:09

【摘要】：化学农药在农业生活中是必不可少的,但由于农药使用过量,而且施用方法不够科学,带来了药物残留、药害严重、环境污染、生产成本增加等问题。在传统施药方式中,大约90%的农药都没有在恰当的时间以合适的量到达靶标生物,农药有效利用率不到40%。由于秸秆纤维基膜是由农作物秸秆制成的完全可降解的覆盖膜,覆盖栽培过程具有提高温度,保湿,抑草,保肥,防止土壤侵蚀的作用。如果以秸秆纤维基地膜为载体,将农药负载于其上,可利用膜下避光环境提高药剂的稳定性,并产生缓释的效果,延长持效期,提高药效,形成多功能全降解地膜。然而目前相关研究鲜有报道。为减少农药的大量施用,提高农药的有效利用率,本研究以水稻秸秆纤维和针叶木质纤维为原料,借鉴制浆造纸工艺流程,通过探索将杀菌剂负载于地膜表面的缓释模型和最佳工艺参数组合,减少了农药的施用量,增加了农药的有效利用率,具体研究如下:(1)杀菌型水稻秸秆纤维基地膜缓释模型试验研究。应用全因子试验设计的方法,以壳聚糖胶黏剂的浓度和涂层的厚度为试验因素,以干抗张力、湿抗张力和涂布误差为评价指标实施试验;应用曲线拟合的方法,研究多菌灵的累积释放量随时间的变化。结果表明:当涂布工艺参数组合选择为20μm的涂层厚度和2.0%的胶黏剂浓度时,干抗张力为48.41 N,湿抗张力为14.24 N,涂布误差为0.0μm,此时,杀菌型秸秆纤维基地膜的累积释放可达到83%,累积释放曲线符合Ritger-Peppas模型,释放机制是离子交换,物理扩散和药物溶解的协同效应。(2)杀菌型水稻秸秆纤维基地膜制造工艺试验研究。应用四因素五水平二次正交旋转中心组合的试验方法,研究以湿强剂、施胶剂、胶黏剂浓度和涂层厚度对杀菌型水稻秸秆纤维基地膜的干抗张力、湿抗张力、透气度、降解周期、农药有效利用率等指标的影响。结果表明:当工艺参数优化组合为湿强剂质量分数0.8%~0.9%、施胶剂质量分数0.5%~0.7%、胶黏剂浓度2.0%、涂布厚度20μm时,杀菌型水稻秸秆纤维基地膜干抗张力≥35 N、湿抗张力≥15 N、透气度≤2μm/Pa.s、降解周期≥60 d、农药的有效利用率≥80%。(3)杀菌型水稻秸秆纤维基地膜栽种韭菜盆栽试验研究。采用不完全随机区组试验对药膜、裸地、塑料地膜以及原膜进行三次重复对比试验,以病情指数、农药有效利用率、抑草性能、植株高度、韭菜产量、降解周期为评价指标,结果表明:药膜由于其缓释作用,防治病害的效果最显著,作物的病情指数比原膜低30.2%,比塑料膜低35.4%;药膜对农药的有效利用率最大,比原膜高10%,比塑料膜高7%;药膜的抑草性能各个时期均优于其他处理,营养旺盛期比原膜提升了43.6%,比塑料膜提升了52.4%;药膜各个时期植株涨势最好,营养旺盛期比原膜高4.0%;药膜的韭菜质量相较于原膜高5.0%。相较于原膜,药膜对农药的有效利用率、对病害的防治和抑草作用均得到了提升,为植株生长提供了有益的条件。杀菌型水稻秸秆纤维基地膜具有优良的完全生物降解性能,在温室盆栽试验中的降解周期为100 d。研究结果表明,按照农艺要求以及机械化作业要求,在经济可行性的基础上,杀菌型水稻秸秆纤维基地膜能有效提升农药的利用率,降低农药的使用量,研究结果为大田的推广应用提供了参考依据。
【图文】：

标准曲线,多菌灵,标准曲线,二氯甲烷

东北农业大学工学硕士学位论文能测定试验灵标准曲线的制备溶液 100 mg L-1 配制：量取多菌灵 50.0 mg 放于玻璃器皿中，并溶于移至 50 ml 容量器皿中，并定容；重复使用 5 ml 上述溶液，转移至 5化氢溶液（1 + 11）补足体积。准确使用 0，0.1，0.3，0.5 毫升多菌灵，50 μg 多菌灵）置于预先填充有 20 ml 氯化氢溶液（1+11）的分液漏次。每次 10 ml，除去二氯甲烷层，用氨水（1 + 7）将水溶液调节至）。然后使用二氯甲烷两次，每次 20 毫升，，混合二氯甲烷溶液，用二氯甲烷加入其他干净的分液漏斗中。准确加入 10 毫升氯化氢溶液成两层，倒出二氯甲烷层。将氯化氢溶液倒入 1 cm 石英比色杯中并）。分光光度计的零点分别测量 260 nm，282 nm 和 290 nm 处的吸光和 290 nm 形成的线上的 282 nm 处的吸光度值 A1 分类，假设 282 nm标上绘制多菌灵含量。调整吸光度 A（A=A -A1）以绘制纵坐标的标 0～50 μg 含量内，曲线的回归方程为 Y=0.0095X+0.0032，Y 是校正 μg，相关系数 r=0.9975。

微观形态,缓释,秸秆,基地

a)缓释试验局部图 b）缓释试验整体图图 2-2 杀菌型秸秆纤维基地膜缓释试验Fig.2-2 Sterilization type straw fiber membrane base sustained-release experiment对未浸泡的杀菌型秸秆纤秸秆纤维地膜与连续浸泡 10 天后的杀菌性秸秆纤维基地膜进行电子显微镜扫描进行对比观察，浸泡前后微观结构如图 2-3 所示。a)浸泡前药膜微观形态 b)浸泡后药膜微观形态图 2-3 浸泡前后抄片 SEM 扫描电镜下纤维形态（实验温度 25℃，放大倍数 400×，标尺 100 μm）Fig.2-3 Fiber morphology under scanning electron microscope with before and after soaking(Images were obtained at 25 °C, Magnification 400×, The bar accounts for 100 μm)采取释放动力学方程对缓释制剂的释放过程进行拟合，通过拟合程度来探讨药物的释放机
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ450.1;TB383.2

【参考文献】