روش‌های تولید، مزایا و معایب فیلم‌ مالچ در صنعت کشاورزی (بخش دوم)

    در بخش اول مقاله فیلم‌های مالچ، توضیحاتی درباره انواع آن، مواد اولیه مورد نیاز و کاربردهای فیلم مالچ داده شد. در این مقاله روش‌های تولید، مزایا، معایب و افزودنی‌های مورد استفاده در تولید فیلم مورد بحث قرار خواهند گرفت.

روش‌های تولید

• قالبگیری دمشی

    فیلم‌های مالچ اغلب به‌ روش قالبگیری دمشی (Blow molding) تولید می‌شوند که این فرآیند شامل چندین مرحله است:

• اختلاط: در این مرحله اغلب مواد اولیه تشکیل‌دهنده فیلم شامل ماده پایه پلیمری، رنگ‌دانه‌ها، پایدار کننده‌ها و سایر افزودنی‌ها مخلوط می‌شوند.
• اکستروژن: مواد مخلوط‌شده در مرحله قبل، به یک دستگاه اکسترودر وارد شده و در آنجا ذوب می‌شوند. سپس پلاستیک از طریق یک قالب استوانه‌ای عبور کرده و با دمیدن هوا یک حباب با دیواره نازک را تشکیل می‌دهد که در شکل زیر نشان داده شده است.

شکل 1. فرآیند تولید فیلم به روش دمشی

• خنک‌سازی: فیلم پلاستیکی پس از خروج از دستگاه اکسترودر، با عبور دادن آن از غلتک‌های خنک‌کننده یا با استفاده از هوا شروع به سرد شدن می‌کند.
• فشردگی: این فیلم با عبور از غلتک‌های در حال چرخش، به‌صورت فیلم صاف و فشرده در می‌آید.
• پیچاندن و جمع‌آوری: فیلم برای فرآیندهای ثانویه یا استفاده در صنعت هدف روی رول‌ها پیچیده می‌شود.

    به‌طور کلی ساخت فیلم به روش دمشی برای تولید محصولاتی که به خواص یکنواخت در طول و عرض محصول نیاز دارند، عالی است. این روش یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌های تولید فیلم‌ است که ممکن است برای دستیابی به تمامی خواص مورد نظر، علاوه بر استفاده از افزودنی‌های مخصوص فیلم‌های چند لایه که هر کدام از لایه‌ها خواص منحصربه‌فردی را ایجاد می‌کنند، استفاده شود.

• روش CAST

    در این روش تولید، هنگامی که فیلم داغ است، روی سطح آن فرآیند‌هایی انجام می‌شود که در نتیجه آن، سطح فیلم دچار تغییراتی شده و به آن انعطاف‌پذیری، نرمی و استحکام بیشتری می‌بخشد.

شکل 2. فرآیند تولید فیلم به روش cast

    در این روش، مواد پس از مخلوط شدن وارد اکسترودر شده و در آنجا ذوب شده و به سمت جلو حرکت می‌کنند و به دای می‌رسند. دای مورد استفاده در این روش slit die است. فیلم پس از خروج از دای توسط غلتک‌هایی کشیده و خنک می‌شود.

مزایای استفاده از فیلم مالچ

    استفاده از فیلم مالچ در کشاورزی و باغبانی مزایای زیادی دارد که می‌تواند به‌طور قابل توجهی تولید و کارایی محصول را بهبود بخشد. در اینجا برخی از مزایای کلیدی ذکر شده است:

• حفظ رطوبت: فیلم مالچ با کاهش تبخیر به حفظ رطوبت خاک کمک می‌کند و منجر به نیاز کمتر به آبیاری و در نتیجه حفظ منابع آب می‌شود.
• جلوگیری از رشد علف‌های هرز: با جلوگیری از رسیدن نور خورشید به سطح خاک، فیلم مالچ به‌طور مؤثری از رشد علف‌های هرز جلوگیری می‌کند و نیاز به وجین دستی یا استفاده از علف‌کش‌های شیمیایی را کاهش می‌دهد.
• تنظیم دما: عایق‌سازی خاک در برابر گرمای شدید در طول روز و گرم نگه داشتن آن در شب‌های خنک‌تر، به حفظ دمای پایدارتر خاک کمک می‌کند که می‌تواند به ویژه برای جوانه‌زنی بذر و رشد گیاه مفید باشد.
• پیشگیری از بیماری: فیلم مالچ با عمل به‌عنوان یک مانع بین خاک و شاخ و برگ گیاه، می‌تواند بروز بیماری‌ از خاک را کاهش دهد و منجر به تولید محصولات سالم‌تر شود.

شکل 3. کاشت توت فرنگی با استفاده از فیلم مالچ

• کاهش فرسایش خاک: فیلم مالچ می‌تواند به جلوگیری از فرسایش خاک ناشی از باد و آب، حفظ خاک سطحی و حفظ سلامت خاک کمک کند.
• کارایی کود: استفاده از فیلم مالچ می‌تواند با کاهش آبشویی، کارایی کودها را بهبود بخشد و در نتیجه اطمینان حاصل شود که مواد مغذی در خاک باقی می‌مانند و در دسترس گیاهان هستند.

    این مزایا فیلم مالچ را به ابزاری ارزشمند برای کشاورزان و باغ‌دارانی تبدیل می‌کند که به دنبال بهینه‌سازی شرایط رشد و دستیابی به نتایج بهتر هستند.

معایب استفاده از فیلم مالچ

    درحالی‌که فیلم مالچ مزایای بی‌شماری را برای کشاورزی ارائه می‌دهد، برخی از معایب استفاده از آن باید در نظر گرفته شود. در اینجا معایب اصلی استفاده از فیلم مالچ آورده شده است.

• اثرات زیست‌محیطی: فیلم‌های مالچ، پلاستیکی غیرقابل تخریب به آلودگی زیست‌محیطی اضافه می‌کنند، زیرا به‌طور طبیعی در محیط تجزیه نمی‌شوند. حذف و دفع این فیلم‌های پلاستیکی می‌تواند چالش‌برانگیز باشد و ممکن است منجر به مشکلات زیست‌محیطی طولانی‌مدت، از جمله آلودگی خاک و آب شود.
• هزینه: هزینه اولیه خرید و نصب فیلم مالچ، به‌خصوص برای فیلم‌های با کیفیت بالا یا زیست‌تخریب‌پذیر می‌تواند بالا باشد.
• وابستگی به پلاستیک: تکیه بر فیلم‌های مالچ پلاستیکی می‌تواند وابستگی به محصولات مبتنی بر نفت را تداوم بخشد.
• محدودیت‌های فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر: اگرچه فیلم‌های مالچ زیست‌تخریب‌پذیر یک جایگزین سازگار با محیط زیست هستند؛ با این حال ممکن است برای همه اقلیم‌ها یا انواع خاک مناسب نباشند، زیرا میزان تخریب آنها می‌تواند بسیار متفاوت باشد.
• نصب و حذف: نصب و برداشتن فیلم مالچ به زمان و کار، به‌ویژه در زمین‌های بزرگ نیاز دارد. در مورد فیلم‌های غیرقابل تجزیه، حذف باید به‌طور کامل انجام شود تا از باقی ماندن قطعات پلاستیکی در مزرعه و تأثیر بر سلامت خاک جلوگیری شود.

    در نتیجه افزودنی‌های مختلفی برای تولید فیلم مالچ استفاده می‌شوند تا برخی از ویژگی‌های خاص محصول نهایی را اصلاح کنند یا افزایش دهند.

افزودنی‌های مورد استفاده در تولید فیلم مالچ

    استفاده از افزودنی‌های پلیمری در تولید فیلم‌های مالچ مزایای بسیاری را برای حل مسائل مربوط به دوام و اثربخشی فرآیند ارائه می‌کند.

    در این بخش 5 نوع از رایج‌ترین افزودنی‌های پلیمری برای تولید فیلم‌های مالچ آورده شده است:

1- مستربچ آنتی یووی

    پایدارکننده‌های نور UV افزودنی‌های مهمی هستند که در تولید فیلم‌های مالچ برای بهبود دوام و مقاومت آنها در برابر نور UV استفاده می‌شوند. فیلم‌های کشاورزی در معرض شرایط سخت و در فضای باز قرار می‌گیرند و نور UV می‌تواند باعث تخریب مواد پلاستیکی در طول زمان شود.

    در نتیجه مستربچ آنتی یووی برای جذب و مسدود کردن اشعه ماوراء بنفش طراحی شده‌ و از تخریب فیلم جلوگیری و یکپارچگی آن را برای مدت طولانی حفظ می‌کنند. این افزودنی می‌تواند به افزایش طول عمر فیلم، کاهش نیاز به جایگزینی، بهبود حفاظت کلی از محصول و در نتیجه محفاظت از خاک کمک کند.

2- افزودنی ضد مه (anti fog)

    افزودنی‌های ضد مه اجزای مهمی در تولید فیلم‌های کشاورزی هستند، زیرا باعث جلوگیری از تشکیل قطرات آب روی سطح فیلم می‌شوند. در محیط‌های با رطوبت بالا، این قطرات می‌توانند یک لایه مه مانند روی فیلم ایجاد کرده و دید و نظارت بر محصولات را کاهش دهند. افزودنی‌های ضد مه در طول فرآیند تولید به فیلم اضافه می‌شوند و با کاهش کشش سطحی فیلم، از تشکیل و تراکم قطرات جلوگیری می‌کنند. این می‌تواند به بهبود دید کمک کند و به کشاورزان این امکان را می‌دهد که محصولات خود را به طور مؤثرتری نظارت کنند.

3- مستربچ مشکی

    مستربچ مشکی با جذب نور خورشید باعث افزایش دمای خاک می‌شود. همچنین با جلوگیری از تابش مستقیم نور خورشید به علف‌های هرز، از رشد آن‌ها جلوگیری می‌کند. مصرف بیشتر مستربچ مشکی، رنگ یکنواخت‌تری در فیلم مالچ ایجاد می‌کند.

شکل 4. مستربچ مشکی در تولید فیلم مالچ

4- افزودنی مستربچ پرکننده 

    افزودنی‌های مستربچ پرکننده ترکیباتی هستند که برای بهبود خواص فیزیکی و عملکرد فیلم‌های مالچ به آنها اضافه می‌شوند.

    رایج‌ترین نوع افزودنی مستربچ پرکننده، کربنات‌کلسیم است که برای افزایش سفتی و استحکام کششی آن به فیلم اضافه می‌شود. کربنات‌کلسیم همچنین به کاهش شفافیت فیلم کمک می‌کند، انتقال نور را کاهش می‌دهد و حفظ گرما را بهبود داده و محیط رشد بهینه‌تری را برای محصولات ایجاد می‌کند. افزودن مستربچ پرکننده همچنین می‌تواند به کاهش هزینه کلی فیلم کمک کند، زیرا افزایش سختی، نیاز به فیلم‌های ضخیم‌تر را کاهش می‌دهد.

    این نوع افزودنی پلیمری، افزودنی ارزشمندی برای فیلم‌های مالچ است و مزایای متعددی را ارائه می‌کند که می‌تواند عملکرد محصول را بهبود و ضایعات را کاهش دهد.

5- مستربچ لیزکننده

    مستربچ لیز برای کاهش مشکلات در هنگام دمش فیلم برای تولید فیلم‌های پلی‌اتیلن استفاده می‌شود. نقش مستربچ لیزکننده عبارت است از کاهش مقاومت فیلم برای لغزش روی خود یا روی قسمت‌های دستگاه تولید فیلم مالچ. بدین صورت که ضریب اصطکاک فیلم را بهبود و صافی آن را افزایش می‌دهد و باعث بهبود فرآیندپذیری فیلم می‌شود.

گردآورنده: آریا مرادی – محمد ابراهیمی

منابع

1. Mansoor, Zinnia, et al. “Polymers use as mulch films in agriculture—a review of history, problems and current trends.” Polymers23 (2022): 5062.
2. Garnaud, J. C. “” Plasticulture” magazine: a milestone for a history of progress in plasticulture.” (2000): 30-43.
3. https://www.mohantarp.com/benefit-usage-mulch-films-agriculture-sector/
4. https://sotrafa.com/en/what-is-mulching-film/
5. https://solexcorp.com/Blog/Post/402/The-Pros-and-Cons-of-Using-Mulch-Film
6. https://europlas.com.vn/en-US/blog-1/top-5-polymer-additives-for-agricultural-films
7. https://dallasplastics.com/blog/blown-film-extrusion-manufacturing-process/
8. https://ginegar.com/product/mulch/