Soil Protection and Restoration Technology Based on Fully Biodegradable Film in Arid Area of Central
admin
2022-09-18
中亚干旱区全生物降解膜土壤环境保护与修复技术
Soil Protection and Restoration Technology Based on Fully Biodegradable Film in Arid Area of Central Asia
技术编号
XJ-023
提供单位
中国科学院新疆生态与地理研究所
技术大类
生态环境保护技术
联系人
于瑞德
技术类型
土壤生态环境改善技术
电话
13319817800
邮箱
ruideyu@ms.xjb.ac.cn
适用范围
农业、环境管理
推荐单位
新疆维吾尔自治区科学技术厅
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技术简要说明中亚干旱区全生物降解膜土壤环境保护与修复技术,通过使用全生物降解膜覆膜,解决了干旱区土壤水分的蒸发和渗漏问题,即提高了干旱区水分利用效率,改良土壤,提高土壤墒情,又提高了作物产量,节约成本费用。该技术产品使用的全生物降解膜,具有生物相容性和可降解性,彻底解决了普通塑料地膜的环境污染问题,能彻底消除土壤白色污染,促进低碳经济,可有效保护土壤生态环境和提高水资源利用效率。
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技术提供方中国科学院新疆生态与地理研究所
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技术主要指标信息技术规格采用GB_T 35795_2017全生物降解标准,主要原料构成,PLA、PBAT、PPC,指标完全符合国际标准。
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商业应用情况由申报单位主持,在我国西部和哈萨克斯坦北部科斯塔奈州和阿克莫拉州进行了示范,4项示范工程包括:(1)“干旱区果树生物降解膜覆膜节水技术示范”(中德合作大众集团公益委托项目2008.1-2010.12)示范面积规模1000亩;(2)“生物降解膜节水利用技术开发与示范“(国家千人计划专项2013.1-2016.12),示范规模2000亩;(3)“基于生物降解膜的干旱区节水造林关键技术开发与示范”(新疆重大专项2013.7-2018.12),示范规模8000亩;(4)“生物降解地膜降解后对土壤环境的影响评价研究“(自治区重点研发计划项目计划2016.1-2019.12),示范规模40000亩。
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希望在技术转移过程中得到的帮助/支持
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商业应用单位联系人/电话/邮箱
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设备投资吹膜机 3台,每台35万元,小计:35万元/台×3台=105万元(降解膜吹膜); 示范面积2000公顷(1000公顷玉米、1000公顷棉花),每10公顷配备覆膜机1台,共计200台,每台1.5万,小计:1.5万元/台×200台=300万元; 项目设备投资合计:105万元+300万元=405万元。
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年运行维护费用材料费用:生物降解膜,覆膜面积2000公顷,每公顷费用0.3675万元(按照每亩覆膜7千克,每千克35元计算,费用:7 kg×35元/亩×15亩=3675.00元=0.3675万元),小计:2000公顷×0.3675万=735万元。 使用全生物降解膜,每亩耗费的人工费(工资)、设备折旧费、修理费、管理费等增加投入,预计每公顷1000元,2000公顷合计200万元(1000元/公顷×2000公顷=200万元)。 项目运行维护费用合计:735万元+200万元=935万元。
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投资回收期项目总投资:405万+935万=1340万元。 项目每年农产品附加值每年预计增加751万元; 预计投资回收期2年。
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附加效益通过该技术在新疆干旱区进行了大范围推广应用,包括棉花、番茄、玉米、甜菜等4种农作物品种推广面积累计20000亩。推广结果显示,在覆降解膜后期,在不同土层剖面降解膜保墒作用高于PE膜,覆降解膜后期,土壤铅、汞、镉、六价铬低于2 mg/kg,一溴联苯、二溴联苯低于5 mg/kg。土壤盐分含量中,在不同土层剖面白色降解膜SO42-、Ca2+、Mg2+、总盐含量等指标均优于PE膜。该技术可以提高全生育期积温200℃以上,平均农作物增产12%以上。棉花、玉米等中亚干旱区主要农作物增产20%以上。
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综合效益项目技术关键材料全生物可降解农用节水膜,其先进性主要表现在使用后能被数种水生细菌逐渐降解成二氧化碳、水和有机物质,降解后不但无环境污染,还可以有效改良土壤,提高土壤墒情。 该技术科学地解决了干旱区水分的蒸发和渗漏问题,通过实施,使玉米生育期提前了5天,产量分别较普通塑料地膜及裸地处理提高了7.9%和23.6%。 综合效益主要表现在:利用全生物降解材料进行干旱区节水农膜应用,替代传统的节水方法,解决了制约农业和生态工程水资源合理利用的关键问题;解决了植物成活后普通节水材料造成植物团根窝根,不能生长而死亡的制约问题;彻底消除普通塑料膜造成的白色污染,对实现高效环保的循环经济增长模式提供了保障。 材料可在使用后12-24月,通过酯基、醚基和酰胺基等生物降解大分子链转化为小分子链,经自然界中各种微生物菌类不断地消化,直至转化为二氧化碳、水和有机物完全自然降解;提高作物的生长成活率80%;产品技术标准铅、汞、镉、六价铬低于2 mg/kg,一溴联苯、二溴联苯低于5 mg/kg。可以提高全生育期积温200℃以上,平均农作物增产12%以上。棉花、玉米等中亚干旱区主要农作物增产20%以上。
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障碍对技术转移影响等级0
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提交日期2020/12/23
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技术成熟度中亚干旱区全生物降解膜土壤环境保护与修复技术,由申请单位中国科学院新疆生态与地理研究所针对生物降解膜在干旱区节水领域的技术开发,进行了长期研究与试验示范,技术成熟稳定。 该技术前期开展的生物降解地膜对不同类型的干旱区土壤安全环境影响评价,分别对棉花、番茄、玉米和甜菜4种农作物品种示范田开展了多年样地调研、数据观测与土壤环境评价工作,筛选出了适合干旱区的经济效益与生态效益兼备的生物降解地膜类型。 前期该技术产品在在国家千人计划和自治区科技支撑项目等支持下,分别在新疆不同区域的干旱区进行了大范围示范应用开发。自2018年起,由申报单位与哈萨克斯坦农业科学研究所合作,在哈萨克斯坦北部科斯塔奈州和阿克莫拉州进行了示范。目前已经形成了工艺流程完善,配套设施和技术成熟的完整系统集成技术。 申报单位与拟实施国家哈萨克斯坦农业科学研究所签署了合作意向,中国科学院中亚生态与环境研究中心挂靠申报单位在哈萨克斯坦建立了分中心,为本项目的顺利实施提供了保障。
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技术适用性与使用条件该技术适用于干旱区农田土壤环境,拟实施地哈萨克斯坦与前期开发示范区域新疆干旱区属于同一类型,完全符合示范推广工作环境,申报单位在拟实施地区哈萨克斯坦建有分中心,与该国农业科学研究所建立了长期合作关系,并签署了合作协议。 针对本项目实施,自2018年开始开展了实验示范,工作条件非常成熟。
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技术稳定性该技术自2018年起,由申报单位与哈萨克斯坦农业科学研究所合作,在哈萨克斯坦北部科斯塔奈州和阿克莫拉州进行了实验示范。对拟示范品种包括棉花、番茄、玉米和甜菜分别进行了监测。数据显示,通过该技术实施,在不同土层剖面降解膜保墒作用高于PE膜,覆降解膜后期,土壤盐分含量中,在不同土层剖面白色降解膜SO42-、Ca2+、Mg2+、总盐含量等指标均优于普通塑料膜。 前期实验示范监测数据显示,该技术在工程运行过程能保持相对稳定,对环境无副作用,适宜在该区域推广。
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技术安全性生物降解材料用于农业生产技术已经非常成熟,将全生物降解膜用于干旱区主要农作物种植,经过申报单位多年研究示范已经取得了非常好的效果,技术上不存在大的风险。 前期示范检测数据表明覆膜后对不同作物无明显负面影响,可彻底解决农业白色污染问题,且在应用中不会发生二次污染及易燃易爆高毒性物质泄露等环境问题。 上游资源生物降解材料在国内生产技术成熟,配套设施完善,不存在大的技术风险和市场接受度不高等系统风险。
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技术转移推广障碍0
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知识产权转让本项目技术知识产权由申报单位中国科学院新疆生态与地理研究所获得多项国家专利。 研究所经过多年开发,在生物降解膜相关产品开发方面,已自主申请获得二十余项国内专利和软件著作权,不存在知识产权转让。