10 则含腐植酸可降解地膜研究成果摘要

20 世纪40 年代，塑料地膜掀起了一场“白色革命”，为农业增产作出了积极贡献。现如今由于塑料地膜的多年使用，废旧地膜在土壤中的残留量逐年增多，成为农田“白色污染”的主要来源，可降解地膜的使用成为替代塑料地膜的首选。在可降解地膜中，含腐植酸可降解地膜因兼有地膜的保墒、保水、增温作用和肥料的提质增效作用脱颖而出。

一、5 则含腐植酸可降解地膜专利技术

截至2021 年3 月底，通过中国专利信息中心专利检索平台，检索到专利摘要中含地膜+腐植酸/腐殖酸/黄腐酸/棕腐酸/黑腐酸的有效专利13 篇，审中专利18 篇，失效专利46 篇。申请日期从2006—2021 年。这些专利技术介绍了含腐植酸可降解地膜的成分、工艺技术及有益特点等内容。现择选近5 年5 则含腐植酸可降解地膜授权专利技术成果摘要分享如下。

【1】江西双佳科技股份有限公司张喜如等发明的一种腐植酸/聚乙烯醇共混改性可降解固态地膜（申请号：CN201410485532.9，授权公告日期：2016 年8 月17 日），制备方法是将聚乙烯醇与水按聚乙烯醇∶水=1 ∶1 ～3 的质量比进行混合，然后在室温下搅拌溶胀1～2 h后，升温至80～100 ℃，加入0.1 ～0.3 倍聚乙烯醇重量的增塑剂，继续升温至150 ～180 ℃搅拌反应0.5 ～1 h，得预增塑的聚乙烯醇溶胶。按聚乙烯醇∶腐植酸=1 ∶0.8 ～1.5的质量比称取200 ～400 目的腐植酸粉末，按质量比腐植酸∶增塑剂∶偶联剂=1 ∶0.1 ～0.3 ∶0.01 ～0.04 混合，加热0.5 ～1 h 得熔融稠液，将其加入到预增塑聚乙烯醇溶胶中，并按质量比腐植酸∶交联剂（硼砂、N，N’-亚甲基丙烯酰胺、三乙烯四胺中的一种或几种）∶润滑剂=100 ∶0.3 ～0.5 ∶0.1 ～0.4 的比例加入交联剂和润滑剂，180 ～200 ℃混炼15 ～60 min 后造粒，吹塑或压延，得腐植酸/聚乙烯醇共混改性可降解固态地膜。该地膜具有良好的力学性能和可降解性，成本低廉，适合大面积推广应用。

【2】中国农业科学院烟草研究所刘好宝等发明的一种采用烟田废弃物制备的可降解液态膜及其使用方法（申请号：CN201310175503.8，授权公告日期：2016 年11 月30 日），包括按照重量份数比如下组分：原料（烟田废弃物发酵废液、磺化木质素、改性淀粉、腐植酸、羧甲基纤维素中的一种或几种）：82 ～97 份，成膜剂：17 ～25 份，增塑剂：3 ～4 份，交联剂：1.1 ～2.15 份，引发剂：0.03 ～0.05 份，pH 调节剂：0.1 ～0.2 份。稀释喷施时，可以再添加微肥：0.1 ～0.2 份，植物源防病治虫药剂0.01 ～0.05 份。本发明工艺简单，安全环保，效果持久，使烟田废弃物变废为宝，同时生产出的液态地膜对土壤地下水、土壤等作物生长环境无不利影响，且降解后可提高土壤的有机质含量，改善土壤的团粒结构，抑制土传病害，而且使用方便，成本低廉，劳动强度小，喷撒后形成的薄膜与地面附着性强，保温保湿效果好。

【3】陕西科技大学宋洁等发明的一种保水增肥可生物降解农用地膜及其制备方法（申请号：CN201710626450.5，授权公告日期：2019 年3 月26 日），技术方案包括（1）将低阶煤研磨后过筛，然后置于反应器中，加入KOH 溶液，加热至40 ～90 ℃，反应30 ～90 min 后，趁热抽滤得滤液，待滤液冷却至室温，调节pH 至酸性，静置至无固定物析出，然后进行减压抽滤，收集滤饼并干燥至恒重，制得低阶煤基腐植酸；（2）将低阶煤基腐植酸、亲水性单体、引发剂及交联剂按质量比为（1 ～5）∶（8 ～20）∶（0.005 ～1）∶（0.01 ～3）的比例混合后，在50 ～80 ℃下反应3 ～10 h，制得低阶煤基腐植酸高吸水树脂；（3）将低阶煤基腐植酸高吸水树脂粉碎、过筛，按可生物降解材料∶低阶煤基腐植酸高吸水树脂＝1 ∶（0.01 ～0.5）的质量比，取可生物降解材料和低阶煤基腐植酸高吸水树脂，在80 ～160 ℃下混合造粒，制得复合母粒，然后将复合母粒吹膜，制得保水增肥可生物降解农用地膜。本发明克服了传统地膜带来的土壤破坏和环境污染等问题，提供一种完全绿色、环保的可生物降解农用地膜，在地膜降解的同时释放出具有保水增肥能力的腐植酸，从而有效促进作物的生长发育。

【4】济南三才塑业有限责任公司陆海荣等发明的实用型环境全降解材料及其制备方法（申请号：CN201710161645.7，授权公告日期：2019 年3 月26 日），包括第一层膜和第二层膜，且所述第一层膜的降解时间大于所述第二层膜的降解时间；其中，所述第一层膜的原料组分按重量份计，包括：高密度聚乙烯32 ～42 份、低密度聚乙烯15 ～20 份、聚乳酸8 ～15 份、氧化镧3 ～5 份、氯化铕1 ～3 份、硝酸钇2 ～5 份、月桂酸锌0.05～0.10份、2，6-二叔丁基对甲酚0.01～0.03份、硅藻土0.01 ～0.05 份、腐植酸0.03 ～0.07 份以及聚丙烯酸酯5 ～8 份；所述第二层膜的原料组分按重量份计，包括：聚丁二酸丁二醇酯30 ～50 份、聚乳酸10 ～20 份、低密度聚乙烯5 ～10 份、线性低密度聚乙烯20 ～30 份、电气石粉3 ～8 份、硼酸1 ～3 份、硝酸钇2 ～5 份、2，4，6-三叔丁基苯酚0.03 ～0.10 份以及纳米二氧化钛0.01 ～0.03 份。本发明提供的全生物降解材料，具有优异的防水性、阻燃性和拉伸强度、断裂伸长率等机械性能；且在用作地膜时具有优异的调温保墒以及提高作物出苗率等功效。此外，本发明提供的全降解材料易于降解，尤其是在用作地膜时，各部分能够同时达到降解终点，从而消除了传统市售地膜在应用过程中各部分降解速率不一的缺陷。

【5】云南云景林纸股份有限公司韩绍中等发明的一种废纸基地膜及其制备方法（申请号：CN201810014754.0，授权公告日期：2021 年3 月21 日），采用松香类表面活性剂与双氧水对废纸进行一步脱墨与重制浆（10 ～20 份），将松香酯（松香甘油酯、松香乙醇酯、松香己戊醇酯等中的一种或多种混合，1 份）、腐植酸（4 ～8 份）、酒糟（2 ～4 份）与脱墨后的废纸浆（按绝干计，10 ～20 份）混合。采用造纸法制备不同厚度的纸基地膜。其优点是：制备工艺简单、地膜成本低、有效利用了废纸资源，可替代常用的不可降解塑料薄膜，减少“白色污染”和解决塑料薄膜对土壤造成破坏；该地膜的降解时间仅需3 至4 个月，较可降解塑料薄膜的降解时间（3 至4 年）大大缩短。还可通过简单改变原料配比，获得具有不同生物降解速率的农用地膜，其降解成分为作物的生长提供养分，促进作物的生长，同时具有良好的机械性能、保墒性能及透光性能，具有广泛的应用前景。

二、5 则含腐植酸可降解地膜科研文献

含腐植酸可降解地膜科研文献最早出现于2005 年山东科技大学化学与环境工程学院黄伟等在《腐植酸》杂志刊发的《以腐植酸和造纸黑液为原料的多功能可降解黑色液态地膜的研制与应用》。截至2021 年3 月底，从中国知网检索到有30 余篇含腐植酸可降解地膜的科研文献信息，内容涉及含腐植酸可降解地膜的制备工艺、膜性能、应用效果等。现择选近5 年5 则含腐植酸可降解地膜科研文献成果摘要分享如下。

【1】昆明理工大学环境科学与工程学院董国丽（2016 年）以玉米淀粉和聚乙烯醇为主要材料，添加光敏剂和腐植酸制备高原可降解营养地膜。在聚乙烯醇、丙三醇、光敏剂的最佳配比分别为40%、25%、0.3%时，高原可降解营养地膜的拉伸强度为19.5 MPa，断裂伸长率为265%。与环保地膜相比，高原可降解营养地膜具有良好的力学性能。该地膜土壤下5 cm 处温度较无地膜覆盖处高0.36 ℃。该地膜的吸水率和失水率随着时间的增加而增大，吸水率总大于失水率，可以起到保湿的作用。地膜使用30 天后开始降解，降解周期80 ～90 天。使用高原可降解营养地膜后，土壤中的营养物质氮、磷、钾含量分别增加了0.32%、0.10% 和0.06%。（来源：《昆明理工大学硕士学位论文》，2016）

【2】塔里木大学生命科学学院王志信等（2017年）研究了腐植酸可降解地膜的降解性能。结果表明，微生物对地膜的降解起促进作用，真菌对地膜降解的影响最为明显，且淀粉含量最高的地膜降解速度最快；地膜降解的中间产物能促进土壤微生物的数量和生化活性，与无地膜填埋土壤相比，埋有含腐植酸50%地膜土壤的细菌数量提高205.1%，真菌数量提高110.4%，土壤的蔗糖酶活性提高198.6%；埋有含腐植酸40%地膜土壤的放线菌数量提高46.9%，土壤过氧化氢酶活性提高156.2%，土壤呼吸强度提高24%，该地膜对土壤微生物和土壤酶活性的影响效果不仅与腐植酸含量有关，还与地膜的降解程度有关。[来源：《中国农业科技导报》，2017，19（5）：92 ～99]

【3】山西农业大学资源环境学院王曰鑫等（2019 年）将腐植酸全降解液态营养地膜在旱作农业中应用，田间试验结果表明，与清水对照相比，腐植酸全降解液态营养地膜，减少了土壤水分蒸发损失，使0 ～200 cm 土壤平均含水量在玉米苗期、拔节期、大喇叭口期均有不同程度提高；使土壤浅层（5 ～25 cm）温度在玉米生长前期高出1 ～3 ℃；使玉米在拔节期、大喇叭口期、灌浆期、成熟期的平均株高显著提高。示范试验结果表明，与清水对照比，喷施腐植酸全降解液态营养地膜使玉米穗长、穗粗、亩穗数均不同程度提高，使玉米增产8.9%；使马铃薯增产14.4%。[来源：《腐植酸》，2019（4）：30 ～34]

【4】辽宁顺屹农业科技有限公司刘国惠等（2021 年）以花生为供试材料，对比腐植酸有机地膜与塑料地膜的应用效果。结果表明，腐植酸有机地膜和塑料地膜一样可以显著提高5、10、15 cm 土层温度，提高0 ～20 cm 土层的保水效果，提高花生出苗率，促进花生根瘤数的增多，促进花生生物量的积累和产量的增加，且腐植酸有机地膜在促进花生根系生长及产量方面较塑料地膜更为显著。[来源：《腐植酸》，2021（1）：29 ～34]

【5】上海市园林科学规划研究院杨娜（2021年）以孔雀草为供试材料，研究含腐植酸液态地膜对土壤物理、化学性质及植株生长量的影响。结果表明，施用腐植酸液态地膜120 天后，土壤容重降低18.5%、通气孔隙度提高22.2%、土壤最大持水量提高26.2%、土壤毛管持水量提高24.8%、毛管孔隙度提高5.7%；水解性氮、有效磷、速效钾含量与对照处理相比分别提高17.7%、17.7%和19.7%；孔雀草生物量显著高于对照，地上部干重是对照的1.20 倍。[来源：《安徽农业科学》，2021，49（4）：65 ～68，72]

三、发展含腐植酸可降解地膜政策利好

在环境保护与经济发展并行的大背景下，农田“白色污染”的治理越来越受到重视。国家出台一系列政策一步步收紧塑料地膜的使用，加大废旧残膜的回收力度。但是塑料地膜的回收费时、费力，广大种植户越来越需要可降解的替代产品，这些因素齐力推动着可降解地膜的研究、推广、应用。2019 年5 月28 日，农业农村部、国家发展改革委、工业和信息化部、财政部、生态环境部、国家市场监督管理总局发布《关于加快推进农用地膜污染防治的意见》，对“减量施用塑料地膜，推动全降解地膜的研发、认证和推广”做了具体规定。2020 年1 月16 日，国家发展改革委和生态环境部发布《关于进一步加强塑料污染治理的意见》，提出“以可循环、易回收、可降解为导向，研发推广性能达标、绿色环保、经济适用的塑料制品及替代产品”“在重点覆膜区域，结合农艺措施规模化推广可降解地膜”。2020 年3 月2 日，农业农村部办公厅印发《2020 年农业农村绿色发展工作要点》通知，提出“深入实施农膜回收行动”“试验示范全生物降解地膜”。2021 年2 月21 日，《中共中央 国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》（中央一号文件），明确指出“加强可降解农膜研发推广”。2021 年3 月13 日，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》发布，指出要“治理农膜污染，提高农膜利用率”。

地膜是重要的农业生产资料。我国地膜覆盖面积大、应用范围广，在增加农作物产量、提高农作物品质、丰富农产品供给结构等方面发挥了重要作用。腐植酸可降解地膜，有专利技术和科研基础支持，在实践中得到验证，可发挥多重作用，予环境友好，必将成为可降解地膜中的佼佼者，为治理农田“白色污染”贡献力量。