第 38 卷 第 8 期 2024 年 8 月 中 國 塑 料 CHINA PLASTICS Vol 38 No 8 Aug 2024 蒜莖葉基丙烯酸酯液體地膜的制備及抗蟲性能研究 李 博 馬 軍 李文卓 南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院 南京 200018 摘 要 將蒜莖葉廢棄物 GL 和丙烯酸酯單體通過乳液聚合的方法制備了具有抗蟲功能的可噴涂的GL 丙烯酸酯液 體地膜 GL在制備過程中被充分利用 研究了GL用量對于乳液黏度 可噴涂性 芯吸性 wicking 和成膜性的影響 并 對GL 丙烯酸酯薄膜的力學(xué)性能 保水性和保溫性進(jìn)行評價 采用掃描電子顯微鏡 SEM 紅外光譜和熱重分析技術(shù) 對GL 丙烯酸酯薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征 并且對GL 丙烯酸酯薄膜的生物降解性能和抗蟲性能進(jìn)行評價 實驗結(jié)果表 明 在GL與丙烯酸酯單體的質(zhì)量比為0 5 10時 GL 丙烯酸酯乳液具有優(yōu)異的成膜性和可噴涂性 GL 丙烯酸酯薄膜 具有良好的力學(xué)性能 最小的土壤水分蒸發(fā)率 19 7 和最好的土壤保溫能力 可以提高28 小白菜種子發(fā)芽率 減 少6 的葉片受損面積 降低20 的小菜蛾蟲生存率 關(guān) 鍵 詞 蒜莖葉廢棄物 丙烯酸酯單體 可噴涂液體地膜 抗蟲 中圖分類號 TQ321 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1001 9278 2024 08 0033 07 DOI 10 19491 j issn 1001 9278 2024 08 006 Study on preparation and insect resistance property of garlic stem and leaf based acrylate liquid mulch film LI Bo MA Jun LI Wenzhuo College of Science Nanjing Forestry University Nanjing 200018 China Abstract In this study the sprayable garlic stem and leaf waste GL acrylate liquid mulch film with anti insect function was prepared by emulsion polymerization of GL and acrylic monomer where GL was fully utilized The effects of GL usage on emulsion viscosity sprayability wicking property and film formation were studied and the mechanical proper ties water retention and thermal insulation properties of GL acrylate films were also evaluated The structures of GL ac rylate films were characterized by scanning electron microscopy infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis The biodegradability and pests resistance of GL acrylate film were evaluated The experimental results indicated that when the mass ratio of GL to acrylate monomer was 0 5 10 GL acrylate emulsion had good film forming and sprayabili ty and the GL acrylate film had good mechanical properties the minimum soil water evaporation rate 19 7 and the best soil heat preservation ability which could increase the germination rate of pakchoi seeds by 20 At the same time it reduced the area of leaf damage by 12 and the survival rate of plutella xylostella pests by 20 Key words garlic stem and leaf waste acrylic monomer sprayable liquid mulch film pest resisitance 0 前言 為了提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量 傳統(tǒng)塑料地膜 低密度聚 乙烯塑料地膜 PE LD 已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中不可 缺少的一部分 據(jù)統(tǒng)計 全球農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)相關(guān)部門每年 塑料消耗量為670萬噸 1 然而 如果廢棄地膜得不到妥 當(dāng)處理 就會不可避免地造成田地中的塑料積累 研究 表明 土壤中殘留的塑料碎片不僅會降低土壤質(zhì)量和肥 力 從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量 甚至危害人們的健康 2 針對這一問題 科學(xué)家們一直致力于可生物降解的 地膜材料的研究 最近 一種以可再生生物質(zhì)為原料的 可噴涂可生物降解的液體地膜備受關(guān)注 液體地膜是 一種在使用前可噴灑在土壤表面的液體 該液體風(fēng)干后 能夠在土壤表面形成一層均勻致密的膜 該膜可以阻礙 土壤熱量 水分不向外散失 使用可噴涂液體地膜有很 多優(yōu)點 例如 與PE LD地膜相比 除生物可降解外 它 可以噴灑在各種形狀的土壤上 此外 它可以通過機器 噴涂而不需人工鋪設(shè) 節(jié)省了大量的勞動力 要想制備 出合格的液體地膜 核心是找到合適的生物質(zhì)材料 如 淀粉 3 木質(zhì)素 4 和纖維素 5 等 為了給核心材料增加 收稿日期 2023 12 05 通信作者 李文卓 1972 男 教授 從事功能材料研究 liwzlab0101 中 國 塑 料 更多優(yōu)點 如果它來源于環(huán)境廢物就更好 這樣不僅會 降低液體地膜的生產(chǎn)成本 也減輕了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān) 蒜莖葉是大蒜生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的主要廢棄物之 一 6 蒜莖葉廢棄物 GL 含有大量的纖維素 半纖維 素 木質(zhì)素和大蒜素等 7 是一種重要的可再生生物質(zhì) 資源 然而在大蒜生產(chǎn)過程中 GL被丟棄在田地中 這不僅是對生物質(zhì)資源的浪費 還會造成嚴(yán)重的環(huán)境 污染 GL對環(huán)境的影響主要與GL在分解過程中產(chǎn)生 的大蒜素等含硫活性化合物有關(guān) 它們可以水解產(chǎn)生 各種異硫氰酸酯 有殺蟲和殺線蟲的作用 還會影響動 植物的生長發(fā)育 8 10 因此合理地利用GL開發(fā)高附加 值的產(chǎn)品不僅可以有效回收生物質(zhì)資源 還可以減小 因為對其不合理的處理方式而帶來的環(huán)境污染 本研究通過乳液聚合的方法制備了具有抗蟲功能 的GL 丙烯酸酯乳液 并對制備的乳液和乳液形成的 膜進(jìn)行表征 主要包括 將GL制備成經(jīng)預(yù)處理的漿料 以增強其反應(yīng)活性 將GL漿料與丙烯酸酯單體通過乳 液聚合制備GL 丙烯酸酯乳液 并對乳液的黏度和可 噴涂性 wicking和成膜性進(jìn)行評價 通過SEM 紅外光 譜和熱重分析對乳液形成的膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征 并且對 GL 丙烯酸酯形成地膜的保水性 保溫性和力學(xué)性能等 進(jìn)行評價 在溫室條件下測試了GL 丙烯酸酯地膜對 小白菜種子發(fā)芽生長的影響 還測試了GL 丙烯酸酯 地膜抗小菜蛾蟲能力 1 實驗部分 1 1 主要原料 GL 江蘇省徐州市邳州市邳城農(nóng)場 辛基酚聚氧乙烯醚 10 OP 10 過硫酸鉀 KPS 化學(xué)純 成都市科龍化工試劑廠 甲基丙烯酸甲酯 MMA 丙烯酸丁酯 BA 丙烯 酸 AA 氨水 分析純 成都市科龍化工試劑廠 小白菜種子 北京華耐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司 1 2 主要設(shè)備及儀器 高速萬能粉碎機 15B 常州浩達(dá)干燥工程有限公司 旋轉(zhuǎn)式黏度計 NDJ 1 上海尼潤智能科技有限公司 電子恒溫鼓風(fēng)干燥箱 HG101 2ADC 上海索普儀 器有限公司 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器 DF 101Z 鄭州長城 科工貿(mào)有限公司 紅外光譜儀 FTIR VERTEX 70 德國Bruker 公司 電子萬能試驗機 cmt4204 青島東方嘉儀電子科 技有限公司 SEM JSM 7600F 日本電子株式會社 手持式噴槍 W 71 日本巖田株式會社 篩網(wǎng) 10目 永康農(nóng)輝五金制品有限公司 熱重分析儀 TG TG209F1 德國耐馳儀器制造 有限公司 曲管地溫表 DS 34 北京鼎盛榮和科技有限公司 1 3 樣品制備 GL的預(yù)處理 用去離子水將GL洗凈 在60 下 烘干24 h 使用粉碎機將烘干后的蒜莖葉碎成GL粉 末 然后將GL粉末過篩 放在瓶中備用 向三口燒瓶中 加入0 5 g GL和10 5 g KPS水溶液 0 5 g KPS溶于 10 g去離子水 在85 500 r min下反應(yīng)1 h以氧化 GL 增強GL的反應(yīng)活性 使用氨水將溶液的pH調(diào)節(jié) 至9 10 降至室溫后即得到預(yù)處理的GL漿液 液體地膜的制備 三口燒瓶中加入10 g水 10 g丙 烯酸酯單體 MMA BA AA的質(zhì)量比為3 6 1 1 5 g 乳化劑 OP 10 和一定質(zhì)量的預(yù)處理的GL漿液 升溫 至60 在500 r min的攪拌速度下 滴加4 4 g KPS水 溶液 0 4 g KPS 4 g水 滴加速度為0 6 mL min 滴 加完畢后升溫至80 恒溫反應(yīng)直至乳液呈現(xiàn)淡藍(lán)色 且無明顯味道 使用氨水將體系pH調(diào)為8 9 制得GL 丙烯酸酯乳液 通過改變GL與丙烯酸單體的用量比 來制備5組體系 各組分含量如表1所示 1 4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征 黏度和可噴涂性測試 使用旋轉(zhuǎn)黏度計測量每個 乳液樣品的黏度 設(shè)置溫度25 轉(zhuǎn)速60 r min 黏度 單位記為mPa s 使用手持噴槍 噴嘴直徑2 mm 對乳 液的可噴涂性能進(jìn)行測試 設(shè)置噴槍壓強0 3 mPa 若 乳液樣品以霧狀噴出 且噴涂距離 200 mm時 則認(rèn) 為該樣品具備可噴涂性 Wicking測試 將20 g篩選后的土壤放入玻璃瓶 直徑15 mm 高50 mm 中 然后滴加1 2 mL去離子 水浸濕土壤表面 從而降低其疏水性 接著滴加3 mL 乳液在土壤上 通過測量乳液在土壤中的垂直滲透深 度來表示乳液的wicking值 11 成膜測試 將直徑9 cm 高1 5 cm的培養(yǎng)皿裝滿 表1 樣品1 5 的配方 Tab 1 Formual of sample 1 5 樣品編號 1 2 3 4 5 GL g 0 3 0 5 1 0 1 5 2 0 單體 g 10 10 10 10 10 GL 單體質(zhì)量比 0 3 10 0 5 10 1 10 1 5 10 2 10 乳化劑 g 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 引發(fā)劑 g 0 4 0 4 0 4 0 4 0 4 34 蒜莖葉基丙烯酸酯液體地膜的制備及抗蟲性能研究2024 年 8 月 土壤 然后用少量的去離子水潤濕土壤表面 再將乳液 均勻地噴灑在土壤表面 室溫下干燥24 h 若乳液成膜 性良好 則可在土壤表面形成1層完整的膜 力學(xué)性能測試 根據(jù)EN 13655標(biāo)準(zhǔn) 使用電子萬 能試驗機測試膜的拉伸強度 彈性模量和斷裂伸長率 拉伸速度為20 mm min 每個樣品測試4次 取平均值 為最終結(jié)果 土壤水分蒸發(fā)測試 土壤水分蒸發(fā)實驗在室內(nèi)環(huán)境 25 35 RH 進(jìn)行 200 g經(jīng)篩選后的土壤被放進(jìn)直徑 10 cm 深5 cm的花盆中 乳液被均勻噴灑到土壤表面 用 量0 58 kg m 2 然后監(jiān)控花盆總質(zhì)量隨時間的變化 在t 時刻花盆中土壤的水分蒸發(fā)率 W 按式 1 計算 W W t W 0 100 1 式中 W t 在t時刻花盆累積失重 g W 0 花盆初始質(zhì)量 g 保溫測試 土壤保溫測試在室外進(jìn)行 待土壤表面 的GL 丙烯酸酯乳液風(fēng)干成膜后 使用曲管地溫表測 量土壤深度在5 10 15 cm處的溫度 測試時間為 14 00 16 00 持續(xù)30 d 紅外測試 GL 丙烯酸酯膜在測試前用乙醇清洗3 次 以除去膜中可能存留的丙烯酸酯單體 再將清洗后 的膜在60 下烘干 并研磨成粉 將干粉與溴化鉀粉以 1 100的質(zhì)量比混合 混合粉末被制成用于FTIR的薄 片 使用FTIR對樣品進(jìn)行表征 掃描范圍4 000 500 cm 1 測試分辨率4 cm 1 掃描次數(shù)32 熱重分析 使用TG測定GL 丙烯酸酯膜的主要質(zhì) 量損失溫度 最大質(zhì)量損失速率和最大分解速度溫度 氮氣流速20 mL min 升溫速度20 min 溫度范圍 30 600 形貌分析 使用SEM拍攝GL 丙烯酸酯乳液噴涂 前后的土壤表面形貌 激發(fā)電壓為15 0 kV 生物降解性測試 GL 丙烯酸酯膜生物降解性用土 埋法測試 膜的初始質(zhì)量記為W 0 g 在25 和35 RH的室內(nèi) 將得到的膜埋在10 cm深的土壤中 每10 d 從土壤中取出膜樣 用去離子水洗凈 然后將膜樣在 60 下干燥至恒重 稱重并記為W d g 膜樣的生物降 解率 D 按式 2 計算 D W 0 W d W 0 100 2 式中 W 0 試驗前薄膜的初始質(zhì)量 g W d 試驗后薄膜的剩余質(zhì)量 g 小白菜發(fā)芽生長測試 GL 丙烯酸酯地膜對農(nóng)作物 生長的影響通過小白菜發(fā)芽率測試 在3個花盆中 直 徑20 cm 深度15 cm 分別裝入5 kg土壤并用300 mL 去離子水潤濕土壤表面 在每個花盆中播種100粒小白 菜種子 形成種層 然后覆蓋1層1 cm厚的土層 其中2個 花盆的土壤表面均勻噴施GL 丙烯酸酯乳液 施用量 分別為0 58 kg m 2 和0 8 kg m 2 記為GL 丙烯酸酯地 膜1和GL 丙烯酸酯地膜2 另一個花盆中的土壤不噴 涂乳液記為裸土組作為對照 在播種后第7 d記錄小白 菜種子的發(fā)芽率 然后再監(jiān)測小白菜生長情況8 d 小 白菜生長過程中不使用化肥和水 抗蟲害性能測試 通過測定小菜蛾蟲對小白菜葉片 的破壞程度和幼蟲在溫室環(huán)境 25 35 RH 下的成 活率評價GL 丙烯酸酯膜的抗蟲能力 將從邳城農(nóng)場采 集的小菜蛾3齡中期幼蟲 先與新鮮小白菜一起飼養(yǎng)2 d 以消除其原有食物儲備對后續(xù)試驗的影響 然后選取20只 體型相近的幼蟲 分為2組 每組10只 選取大小長勢相 似的小白菜幼苗8株 移栽到2個花盆 直徑10 cm 深 5 cm 中 每個花盆4株 在其中1個花盆的土壤表面均勻 噴灑GL 丙烯酸酯乳液 另一個花盆為裸土對照組 將 2個花盆放置在同一個溫室中 每個花盆放置10只幼蟲 使用白色尼龍紗網(wǎng) 100目 將花盆和小白菜幼苗整體籠 罩起來 防止小菜蛾幼蟲逃逸 第5 d 使用2D原位方法 測量了被幼蟲損壞的小白菜幼苗葉片面積 該方法通過 相機校正和背景顏色校準(zhǔn)來測量葉片面積 12 并統(tǒng)計不 同覆蓋情況下5 d后小菜蛾幼蟲的存活數(shù)量 13 2 結(jié)果與討論 2 1 黏度和可噴性分析 一般來說 黏度越大的流體分子間的力越大 越不 利于其在噴槍的噴嘴處以霧狀噴出 由表2可知 樣品 1 5 的黏度分別為260 293 346 678 1 242 mPa s 隨 著GL用量的增加 GL 丙烯酸酯乳液的黏度增加 310 1 242 mPa s 樣品5 1 242 mPa s 因為黏度 較大 所以其不能在噴槍的噴嘴處以霧狀噴出 即樣品 5 不可噴涂 表2 樣品1 5 乳液的黏度 可噴涂性和wicking深度 Tab 2 Viscosity sprayability and wicking depth of sample 1 5 emulsion 樣品 1 2 3 4 5 GL 單體質(zhì)量比 3 100 5 100 10 100 15 100 20 100 黏度 mPa s 260 293 346 678 1242 可噴涂性 Wicking深度 cm 1 5 0 8 0 6 0 3 注 表示可噴涂 表示不可噴涂 表示由于不具有可噴 涂性 所以沒有土壤wicking深度值 35 中 國 塑 料 2 2 Wicking分析 乳液的wicking值是指土壤表面的乳液向土層下 方滲透的深度 11 較高的wicking值會使乳液滲透到 土壤內(nèi)部 導(dǎo)致乳液無法在土壤表面形成完整的膜 因此wicking值越小 越有利于乳液在土壤表面形成地 膜 由圖1和表2可知 乳液wicking值隨著GL含量的 增加而變小 樣品1 4 的wicking值分別為1 5 0 8 0 6 0 3 cm 樣品5 由于乳液黏度過大 沒有向土壤 下方滲透 樣品2 4 的wicking值較低 較好的wick ing值 1 cm 其中樣品4 的wicking值 0 3 cm 最小 而樣品1 的wicking值 1 5 cm 最高 2 3 成膜分析 在圖2中 可以清晰看到樣品1 4 在土壤表面都 形成了1層完整的膜 說明樣品1 4 乳液成膜性較 好 樣品5 在土壤表面的膜并不完整 這是因為樣品 5 的黏度過高且不具有可噴涂性 乳液無法均勻覆蓋 在土壤表面所致 2 4 力學(xué)性能分析 由表3可知 隨著GL含量增加 樣品1 5 的拉伸 強度不斷變大 而斷裂伸長率卻在不斷降低 這是因為 GL中的纖維素和淀粉通過接枝和交聯(lián)反應(yīng)增強了膜的 力學(xué)性能 14 然而 當(dāng)?shù)矸酆屠w維素含量進(jìn)一步增加 時 纖維素和淀粉分子之間形成的分子間鍵增加導(dǎo)致膜 的韌性降低 15 即斷裂伸長率降低 在樣品1 5 中 樣 品1 有最小的拉伸強度 10 20 0 13 MPa 最低的 彈性模量 1 42 0 42 MPa 較大的斷裂伸長率 306 2 14 6 樣品2 有較小的拉伸強度 14 31 0 59 MPa 較低的彈性模量 1 75 0 86 MPa 和最高的斷裂伸長率 469 1 23 1 與樣 品1 相比 樣品2 展現(xiàn)了較好的彈性 綜上所述 當(dāng)GL 與單體的質(zhì)量比為0 5 10時 地膜顯示出優(yōu)越的 彈性 2 5 土壤水分蒸發(fā)率 由于樣品5 不具備可噴涂性和成膜性 所以不參 與該測試 在該測試中 噴涂的GL 丙烯酸酯乳液 噴 涂量0 58 kg m 2 在土壤表面形成1層厚度均勻的膜 0 84 mm 0 17 mm 由圖3可知 與裸土相比 樣 品1 4 乳液噴施后形成的膜均降低了土壤水分蒸發(fā) 率 在樣品1 4 中 樣品2 的土壤水分蒸發(fā)率最小 19 7 保水性最好 2 6 土壤溫度分析 從圖4可知 覆蓋了樣品1 4 膜的土壤的溫度明 顯高于裸土 在5 10 15 cm土壤深度 樣品1 覆蓋土 壤平均溫度比裸土平均溫度分別提高了2 25 2 03 和1 34 樣品2 覆蓋土壤平均溫度比裸土平 均溫度分別提高了4 53 4 6 和2 04 樣品3 圖2 樣品1 5 在土壤表面形成的膜 Fig 2 Membranes formed by sample 1 5 on the soil surface 圖1 樣品1 5 乳液向土壤下方滲透的深度 Fig 1 Penetration depth of sample 1 5 emulsions under soil 表3 樣品1 5 膜的力學(xué)性能 Tab 3 Mechanical properties of sample 1 5 films 樣品 1 2 3 4 5 GL g 0 3 0 5 1 0 1 5 2 0 GL 單體質(zhì)量比 0 3 10 0 5 10 1 10 1 5 10 2 10 拉伸強度 MPa 10 20 0 13 14 31 0 59 17 27 0 49 20 14 0 21 21 06 0 47 彈性模量 MPa 1 42 0 42 1 75 0 86 2 31 0 73 2 84 0 45 3 13 0 21 斷裂伸長率 306 2 14 6 469 1 23 1 321 6 27 8 210 7 21 4 151 5 12 3 圖3 裸土和覆蓋樣品1 4 膜土壤的水分蒸發(fā)率 Fig 3 Water evaporation rate of the bare soil and the soil covered with sample 1 4 films 36 蒜莖葉基丙烯酸酯液體地膜的制備及抗蟲性能研究2024 年 8 月 覆蓋土壤平均溫度比裸土平均溫度分別提高了 3 24 3 03 和1 78 樣品4覆蓋土壤平均溫度 比裸土平均溫度分別提高了2 69 2 48 和 1 61 隨著實驗時間的增加 樣品1 4 覆蓋土壤 的溫度與裸土溫度之間的差值逐漸變小 顯示了地膜 保溫能力正逐漸減弱 這是因為地膜部分降解所致 綜合考慮了樣品1 5 的黏度和可噴涂性 wicking 成 膜性 力學(xué)性能和保水保溫能力 我們選擇了在上述各 性能中最優(yōu)的樣品2 進(jìn)行接下來的實驗 2 7 紅外分析 由圖5可知 與丙烯酸酯膜相比 GL 丙烯酸酯膜 除了有1 648 02 cm 1 吸收峰 新增了1 772 15 cm 1 吸 收峰 這2個峰可歸因于C O的伸縮振動 16 因樣品 反應(yīng)結(jié)束后無明顯單體的味道 由此推斷這不是由丙 烯酸單體所引起的吸收峰 可歸因于GL接枝在聚合物 中C O基團(tuán)附近 導(dǎo)致這部分C O基團(tuán)吸收峰發(fā)生 偏移 17 對比丙烯酸酯膜 GL 丙烯酸酯膜在 2 963 86 cm 1 處出現(xiàn)纖維素上飽和 OH的伸縮振動峰 1 460 42 cm 1 處的C H振動吸收峰有明顯增強 這3處 變化可能是由GL中纖維素接枝到聚丙烯酸酯所致 18 2 8 SEM分析 由圖6可知 裸土土壤顆粒之間有明顯的縫隙 而 覆蓋GL 丙烯酸酯膜的土壤顆粒的縫隙消失 且在土壤 顆粒表面覆蓋了1層桔皮狀膜 這種桔皮狀涂層現(xiàn)象是 由被噴涂的土壤表面不光滑和土壤表面對乳液溶劑的 不均勻吸收影響了其在土壤表面的流平性所致 19 圖6 可證實GL 丙烯酸酯液體地膜乳液可在土壤表面形成1 層完整致密的膜 從而起到保溫保水作用 2 9 熱重分析 由圖7可知 GL 丙烯酸酯膜有3個失重階段 第一 個階段失重約為0 84 歸因于膜中殘留水分的蒸 發(fā) 20 第二個質(zhì)量損失峰大約在307 時出現(xiàn) 該階段 失重約為18 04 歸因于GL中所含木質(zhì)素 纖維素 的分解 21 第三個階段發(fā)生在405 左右 約為 76 03 歸因于膜中丙烯酸酯的熱分解 22 2 10 生物降解性分析 由圖8可知 100 d后 GL 丙烯酸酯薄膜的降解率 為44 5 2 1 而PE LD薄膜僅有7 13 2 1 的降解率 這是因為GL 丙烯酸酯膜存在易 被降解的天然生物質(zhì) GL GL易被土壤中的微生物 降解 所降解的有機質(zhì)能夠作為微生物的營養(yǎng) 促進(jìn)微 生物的生長 提高微生物的活性 進(jìn)而提高了土壤微生 物對地膜的降解能力 因此 GL 丙烯酸酯膜具有優(yōu)秀 圖4 樣品膜覆蓋對不同深度土壤溫度的影響 Fig 4 Effects of sample films on the temperature of soil at different depth 圖6 土壤顆粒和覆有樣品2 的土壤表面的SEM照片 Fig 6 SEM images of the surface of bare soil particle and soil covered with sample 2 film 圖7 樣品2 膜的TG和DTG曲線 Fig 7 TG and DTG curves of the sample 2 film 圖5 GL 丙烯酸酯和丙烯酸酯的FTIR譜圖 Fig 5 FTIR spectra of GL acrylic and acrylic 37 中 國 塑 料 的生物降解性 2 11 小白菜出苗率分析 由圖9和表4可知 3種處理方式花盆中的小白菜 種子都在第3 d出苗 在第7 d出苗結(jié)束 覆蓋GL 丙 烯酸酯膜的花盆中小白菜種子發(fā)芽率明顯高于裸土 其中GL 丙烯酸酯乳液使用量為0 58 kg m 2 的花盆中 小白菜種子發(fā)芽率最高為87 3 2 相比裸土提 高28 使用量0 8 kg m 2 花盆中的小白菜種子發(fā)芽 率為72 4 7 相比裸土提高13 說明GL 丙 烯酸酯液體地膜可以促進(jìn)小白菜種子的萌發(fā) 且乳液 最佳施用量為0 58 kg m 2 覆蓋有GL 丙烯酸酯膜花 盆中的小白菜幼苗在第7 12 d生長更快 在12 15 d 時長勢更好 而裸土中的小白菜幼苗則出現(xiàn)枯萎死亡 的狀況 因此 GL 丙烯酸酯液體地膜可以促進(jìn)小白菜 幼苗生長 2 12 抗蟲害能力分析 由圖10可知 樣品2 覆蓋的花盆中小白菜的葉片 損傷面積 21 明顯低于裸土中小白菜的葉片損傷面 積 33 覆蓋了樣品2花盆中的菜蛾蟲生存率 40 明顯低于裸土 60 由圖11可知 在第5天 裸土花盆中的小白菜的葉片被嚴(yán)重破壞 樣品2 中的 小白菜狀態(tài)良好 因此 GL 丙烯酸酯液體地膜具有優(yōu) 秀的抗蟲能力 3 結(jié)論 1 以GL作為生物質(zhì)原料與丙烯酸酯單體通過乳 液聚合方法制備GL 丙烯酸酯乳液 并通過黏度和可 噴涂性 wicking 成膜性 力學(xué)性能和保水保溫測試確 定了GL和丙烯酸酯單體的最佳質(zhì)量比為0 5 10 即樣 品2方案 2 制備的樣品2 液體地膜具有最好的保溫保水 能力 其乳液的最佳施用量為0 58 kg m 2 在此用量下 它可以提高28 小白菜種子發(fā)芽率 3 制備的樣品2 液體地膜具有良好的抗蟲害能 力 可以減少12 的葉片被小菜蛾蟲傷害的面積 降 低20 的小菜蛾蟲生存率 參考文獻(xiàn) 1 DAR S U WU Z ZHANG L et al On the quest for novel bio degradable plastics for agricultural field mulching J Front Bioeng Biotechnol 2022 10 922 974 圖11 小白菜幼苗和小菜蛾幼蟲在樣品2 和裸土覆蓋的花盆中 5 d后的照片 Fig 11 Photographs of pakchoi seedlings and Plutella xylostella larvae after 5 days in pots covered with sample 2 and bare soil respectively 圖8 樣品2 膜和PE LD膜的降解率 Fig 8 Degradation rate of the sample 2 and PE LD films 圖10 樣品2 和裸土對小白菜幼苗葉片損傷和小菜蛾幼蟲存活 率的影響 Fig 10 Effects of sample 2 and bare soil on the leaf damage of pakchoi seedlings and the survival rate of Plutella xylostella larvae 圖9 不同GL 丙烯酸酯乳液使用量下小白菜發(fā)芽和生長情況 Fig 9 Germination and growth of the pakchoi under different GL acrylate emulsion usage 表4 不同GL 丙烯酸酯乳液使用量下小白菜種子播種5 d后 發(fā)芽率 Tab 4 Germination rate of the pakchoi seeds 5 days after sow ing under different GL acrylate emulsion usage 處理方式 GL 丙烯酸酯地膜1 GL 丙烯酸酯地膜2 裸土 GL 丙烯酸酯乳液使用量 kg m 2 0 58 0 80 0 發(fā)芽率 87 72 59 38 蒜莖葉基丙烯酸酯液體地膜的制備及抗蟲性能研究2024 年 8 月 2 LIU Y JIANG S YAN W et al Crystallization morphology reg ulation on enhancing heat resistance of polylactic acid J Ploy mers 2020 12 7 1563 3 CHEN L DAI R SHAN Z et al Fabrication and characteriza tion of one high hygroscopicity liquid starch based mulching materi als for facilitating the growth of plant J Carbohydrhate Polymer 2020 230 115582 4 SARTORE L BIGNOTTI F PANDINI S et al Green com posites and blends from leather industry waste J Polymer Com posites 2016 12 36 3 416 3 422 5 BRAUNACK M V ZAJA A TAM K et al A sprayable biode gradable polymer membrane SBPM technology effect of band width and application rate on water conservation and seedling emer gence J Agricultrual Water Management 2020 230 105900 6 呂玉靖 呂二文 高秀麗 金鄉(xiāng)縣大蒜秸稈青貯及綜合利用現(xiàn)狀 J 中國農(nóng)業(yè)信息 2016 2 136 137 7 詹懷宇 纖維化學(xué)與物理 M 北京 科學(xué)出版社 2005 8 孔雪旺 韓戰(zhàn)強 周 敏 等 大蒜秸稈在肉羊育肥中的應(yīng)用試驗 J 畜牧科學(xué) 2013 6 76 77 9 徐金強 劉慶濤 劉素慧 等 大蒜秸稈還田對溫室番茄連作土壤 理化性質(zhì)及其根系的影響 J 北方園藝 2016 1 152 156 XU J Q LIU Q T LIU S H et al Effect of garlic straw on physical and chemical characteristics of continuous cropping soil and root ac tivity of tomato in solar greenhouse J Northern Horticulture 2016 1 152 156 10 Gong B Bloszies S Li X et al Efficacy of garlic straw applica tion against root knot nematodes on tomato J Sci Hortic 2013 161 49 57 11 ADHIKARI R MINGTARJA H FREISCHMIDT G et al Ef fect of viscosity modifiers on soil wicking and physico mechanical properties of a polyurethane based sprayable biodegradable poly mer membrane J Agricultural Water Management 2019 222 346 353 12 RAZZAK M A SEAL D R STANSLY P A et al A predatory mite Amblyseius swirskii and plastic mulch for managing melon thrips Thrips palmi in vegetable crops J Crop protection 2019 126 104916 13 MORTENSEN A N ELLIS J D A honey bee Apis mellifera colony s brood survival rate predicts its in vitro reared brood sur vival rate J Apidologie 2018 49 5 573 580 14 HUANG Y LU J XIAO C Thermal and mechanical properties of cationic guar gum poly acrylic acid hydrogel membranes J Polym Degrad Stabil 2007 92 6 1 072 1 081 15 HAZROL M D SAPUAN S M ZAINUDIN E S et al Effect of kenaf fibre as reinforcing fillers in corn starch based biocompos ite film J Polymers 2022 14 8 1590 16 柯 杰 魯 沁 于 恒 等 廢棄PET制備水性UV固化聚氨酯 丙烯酸酯涂料的研究 J 涂料工業(yè) 2021 51 7 48 53 KE J LU Q YU H et al Preparation of waterborne uv curable polyurethane acrylate coatings by using waste PET J Paint Coatings Industry 2021 51 7 48 53 17 EREN T N LALEV E J AVCI D Water soluble polymeric photoinitiator for dual curing of acrylates and methacrylates J Journal of Photochemistry and Photobiology A Chemistry 2020 389 112288 18 RANJITHKUMAR B SAFIULLAH S M BABU K et al Synthesis and characterization of methacrylate based antibacterial copolymers for anticorrosive application J Polymer plastics Technology and Engineering 2018 57 7 657 668 19 BHAVSAR R SHREEPATHI S Evolving empirical rheological limits to predict flow levelling and sag resistance of waterborne archi tectural paints J Progress in Organic Coatings 2016 101 15 23 20 TRAVALINI A P LAMSAL B MAGALH ES W L E et al Cassava starch films reinforced with lignocellulose nanofibers from cassava bagasse J International Journal of Biological Macromol ecules 2019 139 1 151 1 161 21 CAI W LIU Q SHEN D et al Py GC MS analysis on product distribution of two staged biomass pyrolysis J Journal of Analyt ical and Applied Pyrolysis 2019 138 62 69 22 OPREA S Effect of structure on the thermal stability of curable polyester urethane