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本項(xiàng)目基于熱氧催化劑的可控降解母粒配方的設(shè)計(jì)，開發(fā)一種新型可控降解農(nóng)膜制品。為提高農(nóng)膜的降解可控性，項(xiàng)目針對(duì)北疆主要植棉區(qū)氣候環(huán)境特點(diǎn)，建立生態(tài)區(qū)氣候環(huán)境因子和農(nóng)膜降解規(guī)律之間的內(nèi)在關(guān)系，以實(shí)驗(yàn)室模擬和大田觀測相結(jié)合的方法，開展覆膜區(qū)各環(huán)境因素與農(nóng)膜降解速率變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究，建立農(nóng)膜降解模型和生產(chǎn)施用推薦決策支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)因地制宜、一區(qū)一配方、精準(zhǔn)施用、降解可控。

一、項(xiàng)目方向的確立
新疆是我國重要的棉花生產(chǎn)基地，廣泛采用膜下滴灌模式，但帶來的白色污染已經(jīng)成為制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸問題。為此，政府、企業(yè)、科研院所進(jìn)行了大量的研發(fā)和投入，其中可降解農(nóng)膜是重要的解決方案之一，雖已開展了二十余年的應(yīng)用和示范工作，但至今未能大規(guī)模推廣使用。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在認(rèn)真調(diào)研的基礎(chǔ)上，剖析了前人工作的成敗，從而確立了項(xiàng)目研究方向：提出了以基于熱氧催化劑可降解母粒設(shè)計(jì)合成出發(fā)，引入生態(tài)區(qū)氣候環(huán)境因子，建立其與可降解農(nóng)膜結(jié)構(gòu)、配方、加工和生產(chǎn)施用的內(nèi)在聯(lián)系，以提高可降解農(nóng)膜的降解可控性。
二、項(xiàng)目研究內(nèi)容
1、可控降解母粒及農(nóng)膜產(chǎn)品生產(chǎn)工藝研究：
合成功能性熱氧催化劑，設(shè)計(jì)配方制備可控降解母粒，并進(jìn)行工藝優(yōu)化，獲得原料處理、混料時(shí)間和順序、不同模塊溫度、擠出速率等相關(guān)參數(shù)；將可控降解母粒加入聚烯烴制得可控降解農(nóng)膜產(chǎn)品，獲得吹膜工藝參數(shù)，農(nóng)膜制品進(jìn)行檢驗(yàn)，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2、可控降解農(nóng)膜人工耐老化試驗(yàn)和堆肥試驗(yàn)研究：
研究可控降解農(nóng)膜人工老化和降解過程，獲得人工加速老化和降解的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)測農(nóng)膜在自然條件下的降解周期，為田間試驗(yàn)提供參考。包括人工模擬老化試驗(yàn)和堆肥試驗(yàn)。人工模擬老化試驗(yàn)是對(duì)不同可控降解農(nóng)膜樣品在紫外線耐侯實(shí)驗(yàn)機(jī)中進(jìn)行照射，定時(shí)觀察每個(gè)樣的表觀現(xiàn)象，同時(shí)取樣進(jìn)行紅外測試，并根據(jù)紅外光譜圖計(jì)算羰基指數(shù)，從而得出樣品隨時(shí)間變化的光降解曲線；堆肥試驗(yàn)是在模擬的需氧堆肥條件下，測定試樣最終需氧生物分解能力。根據(jù)實(shí)際測量的總有機(jī)碳（TOC）含量可以計(jì)算出二氧化碳的理論釋放量，得出可控降解農(nóng)膜的生物降解率。
3、不同生態(tài)區(qū)可控降解農(nóng)膜光降解和生物降解過程實(shí)驗(yàn)研究：
研究在不同的試驗(yàn)區(qū)，可降解地膜暴露在外的部分在不同日照時(shí)間、紫外光強(qiáng)、溫度、濕度條件下的降解過程，取得相關(guān)數(shù)據(jù)和農(nóng)膜樣品，分析降解率的時(shí)空變化情況；同時(shí)，研究在不同的試驗(yàn)區(qū)不同土壤質(zhì)地、土壤溫度、酸堿度、鹽度分布對(duì)于可降解地膜生物降解過程的影響，建立土壤中降解農(nóng)膜的降解率在不同季節(jié)的變化規(guī)律。
4、新疆主要植棉區(qū)可控降解農(nóng)膜的降解機(jī)理模型和生產(chǎn)施用推薦決策支持系統(tǒng)的建立：
根據(jù)新疆主要植棉區(qū)日照時(shí)間、溫度、濕度、鹽度等變化的特點(diǎn)，匯總數(shù)據(jù)分析，確定模型參數(shù)，探明可控降解農(nóng)膜的降解規(guī)律，建立可控降解農(nóng)膜降解機(jī)理模型。根據(jù)各地不同日照時(shí)間、紫外光強(qiáng)、溫度、濕度等因素，建立一個(gè)實(shí)際所需誘導(dǎo)期數(shù)學(xué)模型。
根據(jù)可控降解農(nóng)膜的降解規(guī)律、不同地域條件降解模型及確定的相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，制定不同地域條件下降解農(nóng)膜的生產(chǎn)技術(shù)方案用于指導(dǎo)生產(chǎn)配方及工藝，并編寫基于windows平臺(tái)下的可控降解農(nóng)膜生產(chǎn)施用推薦決策支持系統(tǒng)。
5、可控降解農(nóng)膜的應(yīng)用示范：
與相關(guān)公司進(jìn)行合作，在新疆兵團(tuán)團(tuán)場做可控降解農(nóng)膜應(yīng)用示范工作，為地方提供技術(shù)支持，協(xié)同相關(guān)團(tuán)場建立了研究示范基地，已在兵團(tuán)農(nóng)五師81、84、89、90團(tuán)植棉區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用和示范，取得了理想的效果，得到了廣大棉農(nóng)的好評(píng)。
三、項(xiàng)目分工
本項(xiàng)目主要分為四個(gè)方面：可控降解母粒及農(nóng)膜產(chǎn)品生產(chǎn)工藝研究、可控降解農(nóng)膜人工耐老化試驗(yàn)和堆肥試驗(yàn)研究、不同生態(tài)區(qū)可控降解農(nóng)膜光降解和生物降解過程實(shí)驗(yàn)研究、信息的采集分析及模型的建立。我們每個(gè)人重點(diǎn)負(fù)責(zé)一塊兒，但分工不分家，仍通力合作完成了項(xiàng)目。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎(jiǎng)
無