水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化.pdf

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1、第27卷第3期2422011年3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．3Mat．201l水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化韩永俊，陈海涛※，刘丽雪，李皓(东北农业大学工程学院，哈尔滨150030)摘要：为规模化生产与塑料地膜除草和保墒等同、价格相当的生物质基生物降解地膜提供技术支撑，该文对用水稻秸秆纤维制取地膜的工艺进行了探讨。以水稻秸秆纤维为主要原料，添加KP浆板(木材纤维)、湿强剂、松香以及矾土等环保助剂，利用常规抄纸工艺，采用五因素五水平1／2实施正交旋转中心组合试验设计的方

2、法，以打浆度、混合比、定量、湿强剂、调节剂为影响因素，选取干抗张力、湿抗张力、施胶度为性能指标，进行了试验研究。研究结果表明：在定量90g／ms，调节剂0．2％，湿强剂0．8％，混合比低于68％，打浆度大于450sR的参数组合下，水稻秸秆纤维地膜的干抗张力大于30N，湿抗张力大于lON，施胶度大于100s。优化后的参数可满足地膜田间覆盖机械性能要求。关键词：秸秆，优化，试验，可降解地膜doi：10．39698．issn．1002—6819．2011．03．046中图分类号：$216．2文献标志码：A文章编号：1002

3、-6819(20111—03-0242-06韩永俊，陈海涛，刘丽雪，等．水稻秸秆纤维地膜制造工艺参数优化[J]．农业工程学报，2011，27(3)：242--247．HanYon由un，ChenHaitao，LiuLiuxue，eta1．Optimizationoftechnicalparametersformakingmulchfromricestrawt目ber[J]．TransitionsoftheCSAE，201l，27(3)：242--247．(inChinesewithEnglishabstracO0引言

4、地膜覆盖技术以其保温、保墒，减少水肥流失，给全世界农民带来了巨大的经济效益，但是，目前中国使用的地膜，大都是厚度为0．008rnl"1．'l的超薄聚乙烯和聚氯乙烯地膜，难于回收，大量残留在土壤中的碎片不能自行分解，土壤结构遭到破坏，影响了农作物的播种、生长和发育，并造成严重的水土污染和环境污染，因此研发可降解无污染的地膜覆盖技术，对提高农产品产量、品质，保护环境，促进农业可持续发展具有重要意义11‘51。目前各国对可降解地膜的研究主要集中在以下几个方面：1)光降解地膜；2)生物降解地膜；3)双降解地膜：4)植物纤维地

5、膜。前3种地膜经过多年的研究，虽然取得了一定的进展，但仍然存在着看不到的环境污染。植物纤维地膜，其主要原料是植物纤维，能够完全被土壤中的微生物分解，分解物可增加土壤肥力，是目前各国研究的重点[1¨9】。如日本、韩国、美国、英国等国家进行了主要以废弃包装物等二次纤维和部分原浆纤维为基料制造再生纸膜的研究。研究成果表明，此种地膜具有抑制杂草、保墒和增产效果与塑料地膜相当，同时可提高产品质量，并且无需收膜，无环境污染现象。但上述研究成果由于成本太高，阻碍了推广应用。中国是一个农业大国，农地膜覆盖量在22000hm2收稿日期

6、：2010-07．12修订日期：2010-09．15基金项目：黑龙江省教育厅海外学人科研资助重点项目(1152hql8)；黑龙江省科技攻关重大课题(GA098501．1)作者简介：韩永俊(1967一)，女，河北沧州人，副教授，主要从事机械设计与生物质工程研究。哈尔滨东北农业大学工程学院，150030※通信作者：陈海涛(1963一)，男，教授，博士，博士生导师，主要从事农业机械化及生物质工程研究。哈尔滨东北农业大学工程学院，150030以上，塑料地膜年消费量居世界首位，是其他所有国家总和的1．6倍。为解决日趋严重的污染

7、问题，湖南、湖北、天津、河南、浙江、黑龙江等地都积极研发可降解无污染植物纤维地膜，如麻纤维地膜、二次纤维地膜等，但其技术性和经济性，阻碍了研究成果的推广和发展睁10】。本文以水稻秸秆纤维为主要原料，通过组合试验，寻求制造水稻秸秆纤维地膜工艺优化参数组合，为高值化利用水稻秸秆，研发一种技术、经济可行、保墒、抑草性能和塑料地膜等同、可完全生物降解的环保地膜提供理论依据。1试验材料及方法1．1试验材料、设备和仪器1．1．1试验材料水稻秸秆纤维，KP浆板(木材纤维)，湿强剂，调节剂(松香和矾土，矾土是松香的4．5倍)。1．1

8、．2试验设备和仪器PL．15筛浆机，ZT4．00瓦利打浆机，ZCX—A纸页成型器，zJG．100肖伯氏打浆度测试仪，ZL一300摆锤式纸张抗张力试验机，DGG一9070AD干燥箱，YB502电子秤。1．2试验方法采用五因素五水平1／2实施正交旋转中心组合优化试验方法，选择打浆度、混合比(水稻秸秆纤维干物质占总浆量干物质之比)、定量(地膜每平方米