Пластиковая мульча — это продукт, используемый в пластиковой культуре аналогично мульче , для подавления сорняков и сохранения воды в растениеводстве и ландшафтном дизайне . Некоторые виды пластиковой мульчи также действуют как барьер для удержания бромистого метила , как мощного фумиганта, так и озоноразрушителя, в почве. Урожай прорастает через щели или отверстия в тонкой пластиковой пленке. Пластиковая мульча часто используется в сочетании с капельным орошением . Были проведены некоторые исследования с использованием различных цветов мульчи для воздействия на рост урожая. Использование пластиковой мульчи преобладает в крупномасштабном овощеводстве, при этом миллионы акров по всему миру ежегодно обрабатываются под пластиковой мульчей. [1]
Утилизация пластиковой мульчи является экологической проблемой . Существуют технологии, обеспечивающие переработку использованной/утилизированной пластиковой мульчи в жизнеспособные пластиковые смолы для повторного использования в промышленности по производству пластика. [2] Однако эти методы не очень эффективны из-за загрязнения пластика агрохимикатами . [3] Другие проблемы включают остаточный микропластик в почве , который может оказывать негативное воздействие на почвенную экологию, включая микробов и дождевых червей. [3] [4]
Идея использования полиэтиленовой пленки в качестве мульчи при выращивании растений зародилась в середине 1950-х годов. Доктор Эмери М. Эммерт из Университета Кентукки был одним из первых, кто осознал преимущества использования пленки LDPE ( полиэтилен низкой плотности ) и HDPE ( полиэтилен высокой плотности ) в качестве мульчи при выращивании овощей. Эммерт также писал на другие темы, такие как использование пластика для теплиц вместо стекла и пластика в высоких туннелях для полей. Примерно 2500 квадратных миль (6500 км 2 ) сельскохозяйственных земель используют полиэтиленовую мульчу и аналогичные покрытия рядов для выращивания сельскохозяйственных культур в мире. Укладка пластикового полиэтилена (мульчи) поверх холмов, образованных в почве, также была впервые применена 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 укладываемый вручную. Пластик способствовал росту, сохранял влагу, способствовал раннему плодоношению и ограничивал заражение сорняками. Самые ранние полиэтиленовые укладочные машины использовались в Новой Зеландии к середине 1960-х годов и были очень похожи на машины, продаваемые сегодня. Самые первые машины были спроектированы фермерами и построены небольшими инженерными/производственными мастерскими, как правило, под тщательным руководством и наблюдением фермера. Каждая машина в течение многих лет была в целом похожа на предыдущую, с редкими модификациями для улучшения производительности.
Использование пластиковой мульчи вместе с капельным орошением имеет много преимуществ, таких как:
Использование пластиковой мульчи изменяет температуру почвы. Темная мульча и прозрачная мульча, нанесенная на почву, задерживают солнечный свет и нагревают почву, позволяя проводить более раннюю посадку, а также стимулируя более быстрый рост в начале вегетационного периода . Белая мульча отражает тепло солнца, эффективно снижая температуру почвы. Это снижение температуры может помочь растениям укорениться в середине лета, когда может потребоваться более прохладная почва. [5]
Пластиковая мульча уменьшает количество воды, теряемой почвой из-за испарения . Это означает, что для орошения потребуется меньше воды . Пластиковая мульча также способствует равномерному распределению влаги в почве, что снижает стресс для растений. [ необходима цитата ]
Пластиковая мульча не дает солнечному свету достигать почвы, 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.
Использование капельного орошения в сочетании с пластиковой мульчей позволяет сократить выщелачивание удобрений. Использование капельного орошения исключает использование затопления и бороздкового орошения , которые вносят большие объемы воды в почву, что в свою очередь имеет тенденцию вымывать азот и другие питательные вещества на глубину ниже корневой зоны. Капельное орошение использует меньшее количество воды с впрыскиваемыми удобрениями, и, таким образом, эти удобрения вносятся в корневую зону по мере необходимости. Это также уменьшает количество удобрений, необходимых для адекватного роста растений по сравнению с разбросным удобрением.
Пластиковая мульча не дает плодам созревать на почве. Этот уменьшенный контакт с почвой уменьшает гниение плодов, а также сохраняет фрукты и овощи чистыми. Это полезно для выращивания клубники, например. [6]
Пластиковая мульча, покрывающая почву, уменьшает коркообразование под воздействием дождя и солнечного света. Уменьшение количества сорняков означает снижение потребности в механической обработке. Борьба с сорняками между грядками из пластика может осуществляться с помощью гербицидов прямого нанесения и механическими средствами. Почва под пластиковой мульчей остается рыхлой и хорошо аэрируемой, а мульча защищает почву, которую она покрывает, от эрозии. [1]
Использование пластиковой мульчи создает практически свободную от сорняков зону вокруг растения, устраняя необходимость в обработке почвы, за исключением участков между рядами пластика. Таким образом, устраняется повреждение корней, связанное с обработкой. Благодаря этим факторам использование пластиковой мульчи может привести к улучшению общего роста растения. [7]
Использование пластиковой мульчи в растениеводстве также имеет много недостатков.
Преимущества использования пластиковой мульчи обходятся дороже, чем посадка в голую почву. Эти расходы включают оборудование, пластиковую пленку, используемую в качестве мульчи, рассадопосадочные машины, предназначенные для пластиковых грядок, и дополнительный труд во время установки и удаления мульчирующих пленок. Для установки пластиковых грядок с мульчей на поле необходимо использовать специализированное оборудование для нанесения мульчи. Эти машины формируют почву и наносят пластик на подготовленную почву. Для посадки желаемой культуры можно использовать рассадопосадочные машины, предназначенные для пластиковой мульчи. Ручная пересадка является вариантом, но это довольно неэффективно. Удаление пластиковой мульчи также приводит к более высоким затратам из-за необходимости дополнительной рабочей силы и оборудования. Для удаления пластика с поля после сбора урожая можно использовать специализированное оборудование для подрезания.
Если обычные пластики (например, полиэтилен) используются в качестве мульчирующих пленок, они, вероятно, будут накапливаться в почве, поскольку удаление и правильная утилизация этих пластиков технически и экономически обременительны. [8] Это накопление может привести как к снижению урожайности, так и к проблемам с окружающей средой . [9] Биоразлагаемые полимеры — это полимеры, которые могут разлагаться естественным микробным сообществом в экологической системе. Они представляют собой более устойчивую альтернативу традиционно используемым пластикам для мульчирующих пленок. Предоставляя те же преимущества, что описаны выше, проблема накопления пластика в почвах может быть решена. [10] Алифатические полиэфиры и алифатические-ароматические сополиэфиры показали себя перспективными группами биоразлагаемых полимеров. [11]
Использование пластиковой мульчи требует уникального процесса нанесения, чтобы обеспечить правильное размещение пластиковой пленки. Этот процесс нанесения начинается с подготовки поля таким же образом, как и для плоской грядки. Грядка должна быть свободна от крупных комков почвы и органических остатков. Машина, называемая пластиковым укладчиком или формирователем грядок, протягивается по полю, создавая ряд пластиковой мульчи, покрывающей посадочную грядку. Эти грядки могут быть плоскими, что просто означает, что поверхность пластиковой мульчи находится на одном уровне с поверхностью почвы между рядами. Машины, которые формируют приподнятые грядки, создают пластиковую поверхность выше поверхности почвы между рядами. Основная концепция пластикового формирователя грядок заключается в формовочном ящике, который создает грядку, которая затем покрывается пластиком с помощью ролика и двух сошников , которые покрывают края пластиковой пленки, чтобы удерживать пластик на поверхности почвы. Эти пластиковые слои также размещают линию капельного орошения под пластиком, пока машина укладывает пластик. Довольно важно, чтобы пластик был достаточно плотным. Это становится важным в процессе посадки.
Для посадки также требуется специализированное посадочное оборудование. Наиболее распространенным посадочным оборудованием является рассадопосадочная машина с водяным колесом. Рассадопосадочная машина с водяным колесом использует вращающийся барабан или барабаны с шипами на заданных интервалах. Барабан или барабаны имеют подачу воды, которая непрерывно наполняет барабан водой. Рассадопосадочная машина катит шипованный барабан по пласту пластика. Когда барабан вдавливает шип в пластик, пробивается отверстие, и вода поступает в пробитое отверстие. Затем наездник на рассадопосадочной машине может поместить растение в отверстие. Эти барабаны могут иметь несколько рядов и различные интервалы, чтобы создать желаемое расстояние для этой конкретной культуры.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )Одним из основных недостатков большинства полимеров, используемых в сельском хозяйстве, является проблема с их утилизацией после окончания срока службы. 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 ){{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Загрязнение агроэкосистем микропластиком (МП) в последнее время вызывает большие опасения. Пластиковое мульчирование внесло большой вклад в накопление загрязнения МП на сельскохозяйственных угодьях. Этот метод используется уже несколько десятилетий во всем мире из-за его огромных преимуществ, предпочтительно в более сухих и холодных регионах. Физическое извлечение пластиковой мульчи в конце вегетационного периода очень трудоемко и неэффективно, и поэтому небольшие кусочки мульчи остаются на поле, которые впоследствии преобразуются в частицы МП после старения, выветривания или под воздействием 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 своей поверхности 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 влиять на здоровье человека.
Медиа, связанные с пластиковой мульчей на Wikimedia Commons