Effects of Seedling Cutivation with Mat-fiber Mulch on Quality and Quantity of Early-season Rice

[Objective] The aim was to explore effects of tray mat of fiber mulch on quality and yield of early rice-season rice transplanted by machine. [Method] Seedling quality, the rate of leaked rice, density of mechanical transplanting rice, mature rate and yield covered with fiber mulch were compared with groups not covered with mulch. Furthermore, different indices of cultivated rice with and without fiber mulch were analyzed and compared. [Result] The rice yield in the group with fiber mulch improved by 11.9% and rice quality enhanced as wel . What＇s more, rice plants were much easier to be col ected, and the rate of leaked rice lowered by machine. [Conclusion] The research provides theoretical references for seedling transplanting and cultivation of early-season rice by machine with tray mats.

全降解植物纤维地膜在农业环境领域的研究动态

地膜在我国农业生产中发挥着重要作用,能够促进作物的生长发育,提高农业生产力。然而随着地膜的广泛应用,其造成的环境问题日益严重。近年来,伴随着可降解材料的不断开发与膜材料加工工艺的不断更新,为全降解植物纤维地膜的发展提供了契机。本文就纤维地膜出现的背景、现状、面临的问题及未来的发展趋势进行了分析与探讨。随着制备工艺的不断改进和人们对于环境问题的愈渐关注,植物纤维地膜将成为未来农业新材料发展的重要领域。

可降解地膜对大棚内土壤温湿度和草莓产量及品质的影响初探

冬季大棚草莓种植常用地膜覆盖,塑料残膜危害严重,试验以塑料地膜为对照,研究两种PBAT地膜(PBAT地膜1、PBAT地膜2)和一种环保型麻地膜对大棚内土壤温湿度和草莓产量及品质的影响,验证可降解地膜在草莓种植中应用的可行性。结果表明:PBAT地膜1草莓苗穴处温湿度较高,麻地膜膜下湿度最低;可降解地膜早期开花率和结果率高于塑料地膜;PBAT地膜1和麻地膜栽培的草莓早期产量显著高于塑料地膜,分别高出33.37%和22.98%,草莓总产量各处理间无显著差异;结果盛期各处理的草莓甜度和硬度无显著差异,塑料地膜、PBAT地膜1和麻地膜草莓单果重更高。试验初步表明,PBAT地膜和麻地膜可以用于冬季大棚草莓种植,其中PBAT地膜1和麻地膜效果最优。

沙柳/麦秸复合纤维地膜制备与性能研究

主要研究沙柳纤维与麦秸纤维的质量比对共混干膜的力学性能的影响规律,以及添加助剂对其干、湿抗张强度的影响。采用化学机械打浆法将沙柳纤维与麦秸纤维制备成可降解地膜,同时测定了复合地膜对水的接触角的影响。结果表明:当沙柳纤维的叩解度为40°SR、麦秸纤维的叩解度为50°SR、沙柳浆液和麦秸浆液的质量比为7∶3时,所制备的60 g/m^(2)复合地膜原膜,其干抗张强度为2.50 kN/m,撕裂度为540 mN。在此基础上,在其浆液中添加阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)和烷基烯酮二聚物(AKD),探究助剂对其力学性能与抗水性能的影响。结果表明:在浆液中添加1.5%CPAM、1.5%PAE和0.4%AKD后,复合纸基地膜干抗张强度达到3.24 kN/m,湿抗张强度为1.27 kN/m,水接触角为109.7°。

氯化胆碱/尿素预处理水稻秸秆及其解离纤维结构性能的表征

采用氯化胆碱/尿素低共熔溶剂(DES)体系预处理水稻秸秆,协同盘磨机械均质化处理对秸秆纤维进行解离,当DES添加量为秸秆质量的1.5%、2.5%、3.5%、4.5%时,制备的解离纤维浆料分别标记为DES-1.5%、DES-2.5%、DES-3.5%和DES-4.5%,并以未添加DES处理得到的样品为对照样(CK)。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜和荧光显微镜对解离纤维的性能进行表征,通过NREL法分析不同DES添加量处理的解离纤维的化学组分,并计算盘磨机械能耗及解离纤维的成膜力学性能。结果表明:DES体系协同盘磨机械均质化预处理可通过氢键的竞争作用破坏LCC的连接,从而促进秸秆纤维的解离,利于纤维分丝帚化。与CK相比,当DES添加量为3.5%时,微纤丝角和结晶度分别由35.84°、41.3%提高至47.61°、50.1%,木质素质量分数下降了5.3个百分点,且秸秆纤维表面层断裂加剧,盘磨加工能耗降低了160 kW·h/t,该条件下制备的秸秆纤维地膜加权力学性能最好。荧光显微镜观察结果表明DES预处理可加速木质素向秸秆纤维表层的迁移和溶出。

五种常见可降解地膜的研究应用现状和展望

地膜覆盖是广泛应用的农业技术,但目前使用的传统塑料地膜在带来巨大经济效益的同时,存在严重的生态环境污染问题,影响农业的可持续发展,发展可降解环保地膜是必然趋势。本研究系统阐述了国内外光降解地膜、生物降解地膜、光/生物双降解地膜、液态地膜和植物纤维地膜制备材料、制备技术和产品的研究进展与应用现状,以及五种可降解地膜的优势和不足,并对植物纤维地膜的研究方向和发展前景进行了展望。本研究结果为进一步发展绿色环保、可完全生物降解的农用地膜,促进农业的绿色可持续发展提供了理论依据。

麻地膜覆盖与灌水量对春秋季设施栽培西瓜产量和品质的影响

为了探究地膜覆盖和灌水量对设施栽培西瓜产量及品质的影响,试验在大棚滴灌栽培条件下设置两种地膜:黑色塑料地膜(F_(1))、白色麻地膜(F_(2)),3个水分处理:标准灌水量(W_(1))、2/3标准灌水量(W_(2))、1/2标准灌水量(W3),分别在西瓜伸蔓期、开花坐果期和膨瓜期进行处理。结果表明:不同地膜覆盖和灌水量对春季及秋季西瓜植株的主蔓长、主茎粗、果实单果重、中心及边缘可溶性固形物含量的影响均无明显规律。在春季,相同地膜覆盖条件下,开花坐果期西瓜的叶面积与灌水量呈正相关。不同地膜覆盖条件下,相同灌水量处理的秋季西瓜中心及边缘可溶性固形物含量表现为塑料地膜>麻地膜。综合分析:F_(2)W_(2)(白色麻地膜+2/3标准灌水量)可作为武汉地区春季西瓜的栽培模式;F_(1)W_(2)(黑色塑料地膜+2/3标准灌水量)、F_(2)W_(2)可作为武汉地区秋季西瓜的栽培模式。

塑料大棚草莓麻地膜覆盖效应研究

为了探究麻地膜覆盖栽培在草莓上的应用效果,通过对比试验比较不同膜覆盖条件对草莓形态、糖度及产量的影响,进而为麻地膜在设施栽培中的应用提供理论依据。试验以“甜查理”为供试材料,设置麻地膜、塑料地膜和不覆膜3种种植方式,采用单因素随机区组排列方式开展田间试验。结果表明:相较于无膜,麻地膜覆盖能显著提高10 cm土层处土壤温湿度,土壤温度提高6.00%~41.72%,土壤湿度提高12.81%~77.25%;同时提高了草莓果实大小、单果重量及产量,其中果长提高0.37%~27.45%,果宽提高10.16%~39.27%,果厚提高1.70%~25.75%,单果重量提高2.56%~54.93%,且其糖度显著增加,达到2.66%~57.44%,产量增幅达到34.6%。

不同地膜类型与灌溉量对棉花光合参数和产量、品质的影响

采用双因素随机区组试验,探索不同地膜类型(普通地膜、生物降解地膜、液体地膜)与灌溉量(6000、4500、3000 m^(3)·hm^(-2))对棉花光合参数、产量和品质的影响。结果表明:在0~25 cm土层,与不覆膜相比,普通地膜和生物降解地膜均可显著(P<0.05)提高土壤温度。不同类型地膜下,均以6000 m^(3)·hm^(-2)灌溉水平下棉花产量、品质与叶片光合能力的表现较好。与不覆膜的处理相比,生物降解地膜和普通地膜处理的棉花单株产量分别显著提高19.97%和21.15%。综合叶片光合性能、棉花产量与品质判断,生物降解地膜与普通地膜相比并无显著不利影响,可用于替代普通地膜以减少棉花生产中的白色污染。相关分析和灰色关联度分析结果表明,叶片的SPAD值、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率与马克隆值、纤维长度、单株产量呈显著正相关;SPAD值与马克隆值、成熟度、衣分率,蒸腾速率与单株产量,气孔导度与纤维长度、整齐度指数的灰色关联度最高;净光合速率与马克隆值、整齐度指数、单株产量的灰色关联度较高。可考虑将SPAD值、蒸腾速度、气孔导度、净光合速率这4个指标作为评价地膜类型与灌溉量对棉花产量和品质影响的重要筛选指标。

巨菌草秸秆纤维纸地膜制备及工艺研究

为解决土壤白色污染问题及寻找利用非木材纤维制备纸基地膜,以巨菌草秸秆外壳、内穰和全杆为原料分别制备三种纸地膜,选出一种最适用于制备纸地膜的原料。通过对三种地膜原料的浆料中各纤维组成成分含量进行测定,并且对三种纸地膜进行抗张强度和透气性进行测试。结果表明,巨菌草外壳各组成成分含量为纤维素33.79%、半纤维素16.4%、木质素13.15%、灰分1.7%,以巨菌草外壳为原料制备的纸地膜抗张强度最高为5.084 MPa,并远高于以巨菌草内穰和全杆为原料制备的纸地膜,而且三种纸地膜的透气度都符合C类生物可降解地膜的要求。综合分析认为巨菌草秸秆外壳是最适合用于制备纸地膜的原料。

麻地膜降解对土壤性质和作物产量影响的研究

为了研究麻地膜在土壤中的降解特性以及麻地膜降解后对土壤物理、化学及生物学特性和作物产量的影响,分别在春、夏、冬3个季节条件下观测RC麻地膜、JC麻地膜和塑料地膜在土壤中的降解特性;JC麻地膜分别设2层(JC2)、4层(JC4)、8层(JC8)、12层(JC12)、16层(JC16)、塑料地膜4层(P4)、8层(P8)、12层(P12)共9个处理,另设未使用地膜作对照(CK),用盆栽试验方法研究了麻地膜在土壤中的降解及对土壤性质和作物产量的影响。结果表明,麻地膜在土壤中能充分降解,温度升高可加速其降解;麻地膜降解可降低土壤容重和增加孔隙度,改善土壤三相比例,增加土壤养分,提高土壤微生物数量,培肥土壤。麻地膜埋入明显促进红麻根系生长,改善根冠比,提高了植株的养分积累量;红麻的日生长量、株高、茎粗、皮厚以及干物质量均高于对照,红麻干皮产量均明显高于CK,并且有随着麻地膜埋入量的增加而提高之势。塑料地膜的埋入则恶化了土壤生态环境,影响了红麻生长发育而造成减产。因此,麻地膜的埋入能够改善土壤生态环境,同时促进作物生长发育及产量的提高。

环保型麻地膜的试制

将非织造布制造工艺与特有的浸渍等后整理工艺相结合,以苎麻、黄麻等麻类纤维为主要试制原料,研究成网方法、固结方法、拒水整理等对环保型麻地膜的影响。结果表明,采用梳理成网与气流成网相结合的成网工艺、使用丙烯酸脂胶乳或醋酸乙烯胶乳为固结剂的化学固结方法,产品表面浸渍有机氟防水剂等组合工艺,试制的麻地膜产品面密度为30～50 g/m^2、抗拉强力为629～1 532 N.m、顶破强力为81～203 N、撕破强力为56～82 N、渗透系数为7.79×10^-4～1.76×10^-3,产品力学性能指标满足使用要求。

塑料大棚内麻地膜覆盖草莓效应的初步研究

为明确麻地膜在大棚内覆盖栽培对作物的影响特点,在大棚和露地同时进行不同地膜覆盖草莓的比较试验。结果表明:麻地膜在大棚内覆盖的增温、保水效应比在露地大,能够提早草莓开花结果,显著提高产量。大棚和露地不同种植环境与不同覆盖处理间的互作效应极显著。麻地膜在大棚内的增产效果更好,比无覆盖增产12.8%,比塑料地膜增产1.73%。麻地膜比无覆盖在大棚内的增产幅度要比在露地多增产4.3%。

麻地膜覆盖保温特性及对白菜生长和产量的影响

为了明确不同季节麻地膜覆盖栽培保温特性及对作物生长和产量的影响,分别在冬季、春季和夏季进行不同地膜覆盖白菜对比试验。结果表明:不同季节麻地膜覆盖均能提高土壤温度,增温效果平缓,夏季不会出现膜下高温情况。麻地膜覆盖能够促进白菜出叶速率、增加株高和叶片数、增大叶面积。不同季节和不同覆盖处理间互作效应极显著(P<0.01),春季和夏季麻地膜覆盖的增产效果比冬季明显。春季和夏季麻地膜覆盖下白菜产量分别比无覆盖高45.97%和48.89%,均呈显著差异(P<0.05);分别比塑料地膜覆盖的高6.66%和51.05%,也均达显著差异(P<0.05)。

麻纤维地膜还田对土壤-蔬菜系统养分和重金属含量的影响

通过田间微区试验,模拟研究长期麻纤维地膜还田(0~10次)对土壤养分、有效态重金属、小白菜生长及其养分和重金属含量的影响。设麻纤维地膜埋入量0(T0)、35(T1)、70(T2)、175(T3)和350 g·m^-2(T 4)5个处理,分别模拟使用麻纤维地膜并残膜还田0、1、2、5和10次。结果表明,麻纤维地膜还田可显著提升土壤速效氮磷钾含量,最大增幅分别为4.47%、20.70%和24.62%,还可有效提高小白菜生物量(鲜重)和氮磷钾含量,最高分别增加110.79%和18.31%、14.76%和39.99%,其效应随地膜还田量增大呈增强趋势;麻纤维地膜还田对土壤有效态铅、镍、锌含量以及植株锌和锰含量无明显影响,但可显著降低植株铅和镍的含量,最大降幅可达24.95%和21.77%,麻纤维地膜还田在一定程度上提高了小白菜植株镉含量。总体来看,麻纤维地膜还田能改善土壤氮磷钾的供应水平,促进小白菜生长和氮磷钾的吸收,而对微量营养元素和重金属有效性的影响相对较小。

环保型麻地膜保水特性研究

环保型麻地膜具有强度较高,在土壤中降解性能良好,无污染的特点,是塑料地膜良好的替代产品,在农业可持续发展中具有广阔的应用前景。保水是麻地膜覆盖作物增产的重要机理之一,研究麻地膜覆盖对田间土壤含水率变化的影响,对土壤蒸发的影响和麻地膜覆盖秋玉米的节水效果,结果表明:麻地膜覆盖能增加土壤对降雨的储蓄能力,减少土壤水分的蒸发,提高作物的水分利用效率。

基于PSO-SVR的植物纤维地膜抗张强度预测研究

为快速、准确地对生产过程中植物纤维地膜抗张强度进行预测,降低生产成本,提高原料利用率,以植物纤维地膜中试平台为依托,基于粒子群算法(PSO)优化支持向量机回归(SVR)模型,结合正交试验设计L25(56)方法,以纤维打浆度、施胶剂添加量、湿强剂添加量、地膜定量、混合比作为模型输入参数,以植物纤维地膜抗张强度为输出进行模拟预测,并将模拟结果与SVR、BP、RBF智能算法模型进行对比分析。结果表明:PSO-SVR模型能够较好地表达植物纤维地膜抗张强度与模型参数间的非线性关系,并能根据输入参数快速准确地对植物纤维地膜抗张强度进行预测,测试集样本中预测值与实际值间均方误差、决定系数和均方根误差为0.117 N2、0.915、0.342 N;与其他智能算法(SVR、BP、RBF)相比,PSO-SVR算法模型具有更高的适用性与稳定性。研究结果可为生产过程中不同抄造工艺参数下植物纤维地膜抗张强度的在线监控提供参考依据。

用于地膜原料的大豆秸秆粉碎预处理工艺参数优化

为了满足植物纤维制取机对大豆秸秆原料长度的要求，采用改进的揉切式粉碎机对大豆秸秆进行预处理，选取揉切机的主轴转速、喂入量以及秸秆的含水率为试验因素，以大豆秸秆粉碎长度为响应函数，对大豆秸秆原料的预处理工艺参数进行了组合试验研究。结果表明：1）各因素对于秸秆粉碎长度影响的贡献率从高到低排序为主轴转速、含水率和喂入量；2）预处理工艺的最优参数组合为喂入量168 kg/h、大豆秸秆含水率处于36%～58%、揉切机主轴转速处于1100～1300 r/min。在此工艺参数条件下，大豆秸秆粉碎长度分布符合植物纤维制取机所要求的70～85 mm的理想范围。研究结果为完善植物纤维地膜制造工艺体系提供了参考。

环保型麻地膜的研究进展与展望

本文在分析我国农用地膜的应用以及可降解地膜研究现状的基础之上,介绍了我国环保型麻地膜的研究与开发进展,分析了环保型麻地膜产业化和推广应用前景及意义,提出了进一步研究开发的设想。

麻地膜覆盖对作物生长发育和产量影响的研究

通过田间试验研究了麻地膜覆盖对不同作物生长发育和产量的影响。结果表明,麻地膜覆盖提前出苗期,加快出叶速度。麻地膜覆盖明显促进作物根系的生长发育以及地上部生长,显著提高株高、茎粗以及干物质重,增加作物产量。