Пластиковая мульча

Пластиковая мульча – это продукт, используемый в пластиковом культуре аналогично мульче , для подавления сорняков и сохранения воды в растениеводстве и ландшафтном дизайне . Некоторые виды пластиковой мульчи также служат барьером для удержания бромистого метила , мощного фумиганта и истощателя озонового слоя, в почве. Урожай растет через прорези или отверстия в тонкой пластиковой пленке. Пластиковую мульчу часто используют в сочетании с капельным орошением . Некоторые исследования были проведены с использованием мульчи разных цветов, чтобы повлиять на рост сельскохозяйственных культур. Использование пластиковой мульчи преобладает в крупномасштабном овощеводстве: каждый год во всем мире под пластиковой мульчей обрабатываются миллионы акров земли. ^[1]

Утилизация пластиковой мульчи является экологической проблемой . Существуют технологии, обеспечивающие переработку использованной/выброшенной пластиковой мульчи в жизнеспособные пластиковые смолы для повторного использования в промышленности по производству пластмасс. ^[2] Однако эти методы малоэффективны из-за загрязнения агрохимикатами . пластика ^[3] Другие проблемы включают остаточный микропластик в почве , который может иметь негативное воздействие на экологию почвы, включая микробы и дождевых червей. ^[3]^[4]

История

Идея использования полиэтиленовой пленки в качестве мульчи при производстве растений зародилась в середине 1950-х годов. Доктор Эмери М. Эммерт из Университета Кентукки был одним из первых, кто осознал преимущества использования пленок LDPE ( полиэтилен низкой плотности ) и HDPE ( полиэтилен высокой плотности ) в качестве мульчи при производстве овощей. Эммерт также писал на другие темы, такие как использование пластика в теплицах вместо стекла и пластика в высоких полевых туннелях. Примерно 2500 квадратных миль (6500 км²). ²) сельскохозяйственных угодий во всем мире используют полиэтиленовую мульчу и аналогичные междурядные покрытия для растениеводства.Укладка пластикового полиэтилена (мульчи) на холмики, образовавшиеся в почве, также была впервые использована в Новой Зеландии в середине пятидесятых годов производителями клубники в районе Окленда .К 1960-61 годам вся клубника, выращиваемая в коммерческих целях в Новой Зеландии, выращивалась через черный полиэтилен, обычно уложенный вручную. Пластик способствовал росту, сохранял влагу, способствовал раннему плодоношению и ограничивал заражение сорняками.Первые машины для укладки полиэтилена использовались в Новой Зеландии в середине 1960-х годов и были очень похожи на машины, продаваемые сегодня. Самые первые машины были спроектированы фермерами и построены небольшими инженерными/производственными мастерскими, обычно под тщательным руководством и контролем фермера. Каждая машина на протяжении многих лет в целом была похожа на предыдущую, с периодическими модификациями для улучшения характеристик.

Преимущества

Использование пластиковой мульчи вместе с использованием капельного орошения имеет множество преимуществ, таких как:

Температура почвы

Использование пластиковой мульчи изменяет температуру почвы. Темная и прозрачная мульча, наносимая на почву, перехватывает солнечный свет и нагревает почву, позволяя проводить более раннюю посадку, а также стимулируя более быстрый рост в начале вегетационного периода . Белая мульча отражает солнечное тепло, эффективно снижая температуру почвы. Такое снижение температуры может помочь растениям прижиться в середине лета, когда может потребоваться более прохладная почва. ^[5]

Удержание влаги в почве

Пластиковая мульча уменьшает количество воды, теряемой из почвы из-за испарения . потребуется меньше воды Это означает, что для орошения . Пластиковая мульча также способствует равномерному распределению влаги в почве, что снижает стресс растений. ^{[ нужна ссылка ]}

Борьба с сорняками

Пластиковая мульча предотвращает попадание солнечного света в почву, что может подавлять большинство однолетних и многолетних сорняков. Прозрачный пластик предотвращает рост сорняков. Отверстия в мульче для растений, как правило, являются единственным путем для роста сорняков.

Снижение вымывания удобрений

Использование капельного орошения в сочетании с пластиковой мульчей позволяет снизить вымывание удобрений. Использование капельного орошения исключает использование паводкового и бороздкового орошения , при котором в почву поступает большое количество воды, что, в свою очередь, имеет тенденцию выщелачивать азот и другие питательные вещества на глубину ниже корневой зоны. Капельное орошение требует меньшего количества воды с впрыскиваемыми удобрениями, поэтому эти удобрения вносятся в корневую зону по мере необходимости. Это также уменьшает количество удобрений, необходимых для адекватного роста растений, по сравнению с внесением удобрений по разбросу.

Улучшенное качество урожая

Пластиковая мульча предотвращает попадание созревающих фруктов в почву. Этот уменьшенный контакт с почвой уменьшает гниение фруктов, а также сохраняет фрукты и овощи чистыми. Это выгодно, например, для производства клубники. ^[6]

Уменьшение уплотнения почвы

Пластиковая мульча, покрывающая почву, уменьшает эффект образования корки от дождя и солнечного света. Уменьшение количества сорняков означает снижение потребности в механической обработке. Борьбу с сорняками между грядками из пластика можно осуществлять с помощью гербицидов прямого применения или механическими средствами. Почва под пластиковой мульчей остается рыхлой и хорошо аэрируемой, а мульча защищает почву, которую она покрывает, от эрозии. ^[1]

Уменьшение повреждения корней

Использование пластиковой мульчи создает практически свободную от сорняков территорию вокруг растения, устраняя необходимость в культивации, за исключением между рядами пластика. Таким образом, исключается повреждение корней, связанное с культивацией. Благодаря этим факторам использование пластиковой мульчи может привести к улучшению общего роста растения. ^[7]

Недостатки

Использование пластиковой мульчи в растениеводстве также имеет множество недостатков.

Расходы

Преимущества использования пластиковой мульчи обходятся дороже, чем посадка в голую почву. Эти затраты включают оборудование, пластиковую пленку, используемую в качестве мульчи, рассадопосадочные машины , предназначенные для пластиковых грядок, а также дополнительную рабочую силу при установке и удалении мульчирующей пленки. Для установки грядок из пластиковой мульчи на поле необходимо использовать специальное оборудование для внесения мульчи. Эти машины формируют почву и наносят пластик на подготовленную почву. Рассадопосадочные машины, предназначенные для пластиковой мульчи, можно использовать для посадки желаемой культуры. Пересадка рук является вариантом, но это довольно неэффективно. Удаление пластиковой мульчи также увеличивает затраты из-за необходимости дополнительной рабочей силы и оборудования. Для удаления пластика с поля после сбора урожая можно использовать специальное подрезное оборудование.

Экологические проблемы

Если в качестве мульчирующей пленки используются обычные пластики (например, полиэтилен), они, скорее всего, будут накапливаться в почве, поскольку удаление и правильная утилизация этих пластиков являются технически и экономически обременительными. ^[8] Такое накопление может привести как урожайности к снижению , так и к экологическим проблемам . ^[9]Биоразлагаемые полимеры — это полимеры, которые могут разлагаться естественным микробным сообществом в окружающей среде. Они представляют собой более экологичную альтернативу традиционно используемому пластику для мульчирующих пленок. Обеспечивая те же преимущества, которые описаны выше, можно решить проблему накопления пластика в почве. ^[10] Алифатические полиэфиры и алифатико-ароматические сополиэфиры оказались перспективными группами биоразлагаемых полимеров. ^[11]

Приложение

Использование пластиковой мульчи требует уникального процесса нанесения, обеспечивающего правильное размещение пластиковой пленки. Процесс внесения начинается с подготовки поля так же, как и для ровного семенного ложа. Грядка должна быть очищена от крупных комьев почвы и органических остатков. Машина, называемая укладчиком пластикового слоя или формирователем грядки, протягивается по полю, создавая ряд пластиковой мульчи, покрывающий посадочную грядку. Эти грядки могут представлять собой плоскую грядку, что просто означает, что поверхность пластиковой мульчи находится на одном уровне с поверхностью почвы между рядами. Машины, формирующие приподнятые грядки, создают пластическую поверхность выше поверхности междурядья почвы. Основная концепция формирователя пластиковой гряды – это формовочная коробка, из которой создается грядка, которая затем покрывается пластиком с помощью катка и двух сошников , которые закрывают края пластиковой пленки и удерживают пластик на поверхности почвы. Эти пластиковые слои также помещают линию капельного орошения под пластик, пока машина укладывает пластик. Несколько важно, чтобы пластик был достаточно плотным. Это становится важным в процессе посадки.

Посадка

Для посадки также требуется специальное посадочное оборудование. Наиболее распространенным посадочным оборудованием является рассадопосадочная машина с водяным колесом. В рассадопосадочной машине с водяным колесом используется вращающийся барабан или барабаны с шипами, установленными через определенные промежутки времени. Барабан или барабаны имеют систему подачи воды, которая непрерывно наполняет барабан водой. Рассадопосадочная машина катит барабан с шипами по пластиковой подушке. Когда барабан вдавливает шип в пластик, пробивается отверстие, и в него течет вода. Затем наездник на рассадопосадочной машине может поместить растение в яму. Эти барабаны могут иметь несколько рядов и различные интервалы для создания желаемого расстояния для конкретной культуры.

См. также

Пластиккультура - Использование пластиковых материалов в сельском хозяйстве.
Резиновая мульча – мульча из переработанной резины.
Живая мульча - покровная культура, выращиваемая с использованием основной культуры в качестве мульчи.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Брэдни, Лорен; Виджесекара, Хасинта; Болан, Нанти С.; Киркхэм, МБ (2020). «Источники твердых частиц пластика в наземных экосистемах». Частицы пластика в наземной и водной среде (1-е изд.). ЦРК Пресс. п. 9. ISBN 978-0-367-51140-1 .
^ Процесс переработки пластиковой мульчирующей пленки. Архивировано 18 мая 2008 г. на веб-сайте Wayback Machine по переработке сельскохозяйственного пластика, по состоянию на 07.03.08.
^ Jump up to: ^а ^б «Почему проблема пищевого пластика серьезнее, чем мы думаем» . www.bbc.com . Проверено 27 марта 2021 г.
^ Некс, Салли (2021). Как заниматься садоводством с низким уровнем выбросов углерода: шаги, которые вы можете предпринять, чтобы помочь в борьбе с изменением климата (Первое американское издание). Нью-Йорк. ISBN 978-0-7440-2928-4 . OCLC 1241100709 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
^ «За пределами цвета мульчи (Белая/Черная мульча) – Сообщество агропластиков» . 31 августа 2018 г.
^ Дешам, Стивен С.; Уитакер, Вэнс М.; Агехара, Синсуке (3 января 2019 г.). «Пластиковая мульча с белыми полосами снижает температуру корневой зоны во время укоренения и увеличивает урожайность однолетней озимой клубники в начале сезона» . Наука садоводства . 243 : 602–608. doi : 10.1016/j.scienta.2018.09.018 . ISSN 0304-4238 . S2CID 91724681 . Проверено 20 января 2022 г.
^ «Что такое мульча? - Важные вещи, которые вы должны знать - Ребята, детали» . 18 июня 2021 г. Проверено 9 октября 2022 г.
^ Кирику И. и Бриассулис Д. (2007). «Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор» . Журнал полимеров и окружающей среды . 15 (2): 125–150. дои : 10.1007/s10924-007-0053-8 . S2CID 195331133 . Одним из основных недостатков большинства полимеров, используемых в сельском хозяйстве, является проблема с их утилизацией после окончания срока их полезного использования. Неразлагаемые полимеры, будучи устойчивыми к разложению (в зависимости от полимера, добавок , условий и т. д.), имеют тенденцию накапливаться в виде пластиковых отходов , создавая серьезную проблему управления пластиковыми отходами. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Риллиг, MC (2012). «Микропластик в наземных экосистемах и почве?». Экологические науки и технологии . 46 (12): 6453–6454. Бибкод : 2012EnST...46.6453R . дои : 10.1021/es302011r . ПМИД 22676039 .
^ Токива Ю., Калабия Б.П., Угву К.У. и Айба С. (2009). «Биоразлагаемость пластмасс» . Международный журнал молекулярных наук . 10 (9): 3722–3742. дои : 10.3390/ijms10093722 . ПМК 2769161 . ПМИД 19865515 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Мюллер, Р.Дж. (2006). «Биологическая деградация синтетических полиэфиров - ферменты как потенциальные катализаторы переработки полиэфиров». Технологическая биохимия . 41 (10): 2124–2128. doi : 10.1016/j.procbio.2006.05.018 .

Дальнейшее чтение

Ламонт, У.Дж. младший (1993). «Пластиковая мульча для производства овощных культур» . ХортТехнологии . 3 (1): 35–39. дои : 10.21273/HORTTECH.3.1.35 .
Марр, К.В. 1993. Пластиковая мульча для овощей. Канзасский государственный университет. Октябрь: 1-3.
МакКроу, Д. Моутс, Дж. Э. 2007. Использование пластиковой мульчи и покрытия рядов в производстве овощей. Информационные бюллетени по расширению кооперативов Оклахомы. 1-5.
Райс, П.Дж.; и др. (2001). «Потери пестицидов и почвы со стоком: сравнение растительной мульчи и пластиковой мульчи в системах производства овощей» . Дж. Энвайрон. Качество . 30 (5): 1808–1821. дои : 10.2134/jeq2001.3051808x . ПМИД 11577890 .
Штайнмец, З.; Воллманн, К.; Шефер, М.; Бухманн, К.; Дэвид, Дж.; Трегер, Дж.; Муньос, К.; Фрёр, О.; Шауманн, GE (2016). «Пластиковое мульчирование в сельском хозяйстве: обмен краткосрочных агрономических выгод на долгосрочную деградацию почвы?» . наук. Тотальная среда . 550 : 690–705. Бибкод : 2016ScTEn.550..690S . doi : 10.1016/j.scitotenv.2016.01.153 . ПМИД 26849333 .
Виттвер, С.Х. (1993). «Всемирное использование пластмасс в садоводческом производстве» . ХортТехнологии . 3 (1): 6–19. дои : 10.21273/HORTTECH.3.1.6 .
Халид, Норин; Акил, Мухаммед; Номан, Али; Фатима Ризви, Заррин (2023). «Воздействие мульчирования пластиком как основного источника микропластика в агроэкосистемах». Журнал опасных материалов . 445 . Elsevier BV: 130455. doi : 10.1016/j.jhazmat.2022.130455 . ISSN 0304-3894 . Загрязнение агроэкосистем микропластиком (МП) в последнее время вызывает серьезную обеспокоенность. Мульчирование пластиком во многом способствовало увеличению загрязнения МП на сельскохозяйственных угодьях. Этот метод используется на протяжении десятилетий во всем мире из-за его огромных преимуществ, предпочтительно в более засушливых и холодных регионах. Физическое извлечение пластиковой мульчи в конце вегетационного периода очень трудоемко и неэффективно, поэтому на поле остаются небольшие кусочки мульчи, которые позже превращаются в частицы MP после старения, выветривания или воздействия солнечной радиации. МП не только влияют на физические, химические или биологические свойства почв, но и снижают урожайность сельскохозяйственных культур, что может представлять угрозу нашей продовольственной безопасности. Они также взаимодействуют и накапливают на своих поверхностях другие загрязнители окружающей среды, такие как микробные патогены, тяжелые металлы и стойкие органические загрязнители, что увеличивает риск их токсичности для окружающей среды. МП также переходят с одного трофического уровня на другой в пищевой цепи и в конечном итоге могут повлиять на здоровье человека.

Внешние ссылки

СМИ, связанные с пластиковой мульчей , на Викискладе?

[Particulate-1] Jump up to: ^а ^б Брэдни, Лорен; Виджесекара, Хасинта; Болан, Нанти С.; Киркхэм, МБ (2020). «Источники твердых частиц пластика в наземных экосистемах». Частицы пластика в наземной и водной среде (1-е изд.). ЦРК Пресс. п. 9. ISBN 978-0-367-51140-1 .

[2] Процесс переработки пластиковой мульчирующей пленки. Архивировано 18 мая 2008 г. на веб-сайте Wayback Machine по переработке сельскохозяйственного пластика, по состоянию на 07.03.08.

[:0-3] Jump up to: ^а ^б «Почему проблема пищевого пластика серьезнее, чем мы думаем» . www.bbc.com . Проверено 27 марта 2021 г.

[4] Некс, Салли (2021). Как заниматься садоводством с низким уровнем выбросов углерода: шаги, которые вы можете предпринять, чтобы помочь в борьбе с изменением климата (Первое американское издание). Нью-Йорк. ISBN 978-0-7440-2928-4 . OCLC 1241100709 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )

[5] «За пределами цвета мульчи (Белая/Черная мульча) – Сообщество агропластиков» . 31 августа 2018 г.

[Scientia_Horticulturae_2019_pp._602–608-6] Дешам, Стивен С.; Уитакер, Вэнс М.; Агехара, Синсуке (3 января 2019 г.). «Пластиковая мульча с белыми полосами снижает температуру корневой зоны во время укоренения и увеличивает урожайность однолетней озимой клубники в начале сезона» . Наука садоводства . 243 : 602–608. doi : 10.1016/j.scienta.2018.09.018 . ISSN 0304-4238 . S2CID 91724681 . Проверено 20 января 2022 г.

[7] «Что такое мульча? - Важные вещи, которые вы должны знать - Ребята, детали» . 18 июня 2021 г. Проверено 9 октября 2022 г.

[8] Кирику И. и Бриассулис Д. (2007). «Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор» . Журнал полимеров и окружающей среды . 15 (2): 125–150. дои : 10.1007/s10924-007-0053-8 . S2CID 195331133 . Одним из основных недостатков большинства полимеров, используемых в сельском хозяйстве, является проблема с их утилизацией после окончания срока их полезного использования. Неразлагаемые полимеры, будучи устойчивыми к разложению (в зависимости от полимера, добавок , условий и т. д.), имеют тенденцию накапливаться в виде пластиковых отходов , создавая серьезную проблему управления пластиковыми отходами. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[9] Риллиг, MC (2012). «Микропластик в наземных экосистемах и почве?». Экологические науки и технологии . 46 (12): 6453–6454. Бибкод : 2012EnST...46.6453R . дои : 10.1021/es302011r . ПМИД 22676039 .

[10] Токива Ю., Калабия Б.П., Угву К.У. и Айба С. (2009). «Биоразлагаемость пластмасс» . Международный журнал молекулярных наук . 10 (9): 3722–3742. дои : 10.3390/ijms10093722 . ПМК 2769161 . ПМИД 19865515 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[11] Мюллер, Р.Дж. (2006). «Биологическая деградация синтетических полиэфиров - ферменты как потенциальные катализаторы переработки полиэфиров». Технологическая биохимия . 41 (10): 2124–2128. doi : 10.1016/j.procbio.2006.05.018 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]