八月,湖北蕲春县迎来再生稻收割期,千重稻浪随风起伏,一派丰收的景象。
望着沉甸甸的稻穗,蕲春县云杰再生稻专业合作社联合社吕云清乐得合不拢嘴,他说:“今年4月,我们在再生稻田里铺上了华中农大李强教授团队的秸秆地膜,效果令人惊喜。不仅节省了除草剂、农药和化肥,还可预计增产10%到15%,更神奇的是,现在田里的地膜已经在降解中了。”
李强团队在开展田间试验。华中农业大学供图
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作为我国重要的农业生产资料,农业地膜在助力农业增产增收方面发挥着重要作用。然而,传统聚乙烯(PE)地膜难以生物降解,回收难度大,随着地膜使用量的逐年递增,残留地膜导致的“白色污染”问题也日益严峻,对农业生产和生态环境构成了潜在威胁。
农用地膜需要承受田间复杂的环境条件,包括风力、光照老化、机械铺设时的拉伸、农作物生长过程中的摩擦、土壤的侵蚀等,对材料的拉伸强度、断裂伸长率、耐穿刺性都有着较高要求。研发低成本、高覆膜性能的生物降解材料是当前产业发展的迫切需要。
“我们的技术核心是‘变废为宝’,让秸秆成为地膜的主角,实现秸秆回收—地膜生产—田间应用—降解还田’的绿色农业闭环。”项目负责人、华中农业大学工学院、湖北洪山实验室教授李强介绍,团队通过秸秆细胞壁超分子构造原位调谐技术,实现秸秆粉末与客体高分子高通量复配,直接将原料成本降低40%。同时开发秸秆源木质素绿色塑化剂技术,替代传统工业塑化剂,使地膜拉伸强度、断裂伸长率等力学性能提升至国家标准的2-4倍,可耐受农作物全生长期的田间覆膜需求。
值得一提的是,秸秆源木质素不仅有助于地膜材料塑化成型,还能显著促进作物生长发育。作为土壤有机质组分,木质素还田后还可显著肥田。据测算,该技术能精准调控地膜降解周期在40-180天,可匹配不同作物生长周期,既增温保墒,又环保经济,解决了地膜行业的多个痛点。
目前,相关技术已落地云南、湖北、新疆、四川、江苏等多个种植场景,并在水稻、油菜、烟草、甘蔗、棉花、玉米等作物上完成百亩级示范应用,增产增收效益显著。
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