Анализ тенденций развития отрасли нетканых материалов в 2025 году: углубленное применение и развитие нетканых материалов в сельскохозяйственном производстве

На фоне стремительного развития «зелёного» сельского хозяйства нетканые материалы, как новый экологичный и безопасный материал, постепенно вытесняют традиционные сельскохозяйственные мульчирующие плёнки благодаря своим уникальным преимуществам, таким как лёгкость, воздухопроницаемость, теплоизоляция, влагоудерживание и биоразлагаемость. Они становятся ключевой силой в содействии устойчивому развитию сельского хозяйства. Нетканые материалы играют важнейшую роль во многих областях сельского хозяйства, включая тепличные покрытия, утепление рисовых саженцев и консервирование фруктов. Они играют ключевую роль в снижении «белого загрязнения», повышении качества сельскохозяйственной продукции и защите агроэкологической среды.

I. Прогресс в исследованиях сельскохозяйственных нетканых материалов в стране и за рубежом

Сельскохозяйственные нетканые материалы — это нетканые материалы, используемые в сельскохозяйственном производстве. Они состоят из ориентированных или хаотично расположенных волокон, армированных трением, когезией или связыванием между волокнами. В основном они изготавливаются из таких материалов, как полипропилен (ПП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), поливиниловый спирт (ПВС), полистирол (ПС) и полиэтилентерефталат (ПЭТ). Концепция нетканых материалов была впервые предложена в Соединенных Штатах в 1942 году. В 1976 году нетканые материалы были впервые использованы в качестве покрытий для теплиц в некоторых частях Европы, что ознаменовало начало их широкого применения в сельском хозяйстве. В конце 1970-х годов в Японии была разработана легкая, воздухопроницаемая нетканая мульчирующая пленка для покрытия сельскохозяйственных угодий, что вызвало вторую белую революцию в сельском хозяйстве. Ее применение расширилось и теперь включает защиту от насекомых и птиц, профилактику болезней овощей и борьбу с заморозками. В моей стране технология производства бумажных пакетов была внедрена в 1981 году из Японии, и к 1993 году она широко применялась в яблоневых садах региона Цзяодун, а затем и в садоводческих районах на севере и юге Китая. С 1990-х годов развитые страны начали производить биоразлагаемые нетканые мульчирующие плёнки, которые быстро и полностью разлагаются в почве, не загрязняя окружающую среду.

Исследования нетканых материалов в моей стране начались сравнительно поздно. В 1988 году были внедрены и запущены в массовое производство линии по производству нетканых нитей. Впоследствии нетканые материалы использовались для укрытия таких культур, как перец, сельдерей, шпинат и лук-порей, в открытом грунте и теплицах, достигая превосходных результатов выращивания и экономической выгоды. В 1997 году правительство предложило разработку сельскохозяйственных нетканых материалов в соответствующем отраслевом каталоге, что ознаменовало начало первых исследований и разработок нетканых материалов в сельскохозяйственном секторе моей страны. С 2000 года нетканая мульча широко используется в сельскохозяйственном производстве в моей стране. Полный запрет на полиэтиленовые пластиковые пакеты в 2008 году стимулировал рост отрасли нетканых материалов. В 2017 году моя страна обнародовала национальные стандарты для полностью биоразлагаемой мульчи, пересмотрев маркировку существующих мульчирующих пленок. В настоящее время полипропиленовая нетканая мульча является основным материалом в сельскохозяйственном производстве, а вопросы ее старения и деградации стали актуальной темой исследований.

II. Многочисленные эффекты нетканых материалов на физические и химические свойства почвы

(I) Регулирующее действие нетканой мульчи на температуру почвы

Полипропиленовая нетканая мульча обладает отличными теплоизоляционными свойствами и способна эффективно снижать колебания температуры в поверхностном слое почвы. Исследование, опубликованное в «Отчёте об исследовании рынка нетканых материалов и анализе инвестиционных перспектив в Китае на 2025–2030 годы», показывает, что покрытие полей салата нетканой мульчей плотностью 120 г/м² значительно повышает температуру поверхности почвы и температуру поверхностного слоя почвы глубиной 5–20 см зимой. В солнечные зимние дни средняя температура поверхности почвы при мульчировании была на 2°C выше, чем при отсутствии мульчирования. Особенно в прохладные зимние ночи температура поверхности почвы при обработке нетканой мульчей может повышаться на 2,6°C. В эксперименте по выращиванию с ограничением корневой системы на арбузе сорта «Сянсю» использование нетканой мульчи привело к повышению температуры корневой зоны и средней температуры корневой зоны в слое почвы глубиной 5–25 см по сравнению с контрольной группой. Средняя температура корнеобитаемого слоя почвы в слое 15 см увеличилась на 2,43 °C, а средняя температура корнеобитаемого слоя почвы в слое 25 см увеличилась на 2,6 °C. Кроме того, нетканая мульча обеспечивает тень летом, защищая растения от прямых солнечных лучей, что способствует широкому использованию и популяризации выращивания рассады овощей. Температура почвы влияет на рост растений, воздействуя на химические и биологические процессы, связанные с углеродом и азотом в почве. Регулирование температуры почвы имеет решающее значение для сельскохозяйственного производства.

(II) Влияние нетканой мульчи на удержание воды в почве

Внешние метеорологические условия, такие как температура, влажность, интенсивность света и скорость ветра, являются основными факторами, влияющими на испарение почвенной влаги. Нетканая мульча может смягчить воздействие этих условий на почву. Нетканая мульча может блокировать вертикальное испарение, способствовать боковому перемещению влаги, повышать сопротивление испарению и подавлять неэффективное испарение, тем самым изменяя суточные колебания влажности почвы. Эксперименты показали, что нетканая мульча способна значительно удерживать почвенную влагу на глубине 10-15 см. По сравнению с контрольным образцом, почва, покрытая 400 г/м² нетканой мульчи, показала увеличение содержания влаги на 18%. Используя свои влагоудерживающие свойства, нетканая мульча не только предотвращает испарение, но и служит средой хранения для сельскохозяйственных культур. На практике, культуры с высокой стабильностью хранения и низким коэффициентом испарения, такие как фасоль и томаты, можно укрывать нетканым материалом для продления срока их хранения.

(III) Защитное действие нетканой мульчи на питательные вещества почвы

Азот, фосфор и калий в почве являются необходимыми питательными веществами для роста и развития растений и могут напрямую усваиваться и использоваться корнями растений. Мульчирование нетканой пленкой может уменьшить эрозию почвы дождевой водой, увеличить пористость почвы, значительно сократить потери доступного калия, фосфора и щелочного азота, улучшить усвоение удобрений и способствовать росту и развитию растений. Сопутствующие эксперименты показали, что по сравнению с открытой почвой, мульчирование нетканой пленкой может снизить потери азота из почвы на 48,3% и потери фосфора на 21,6%. Кроме того, мульчирование нетканой пленкой может значительно снизить поверхностное засоление почвы, что положительно сказывается на восстановлении засоленных и заброшенных земель.

(IV) Влияние мульчирования нетканым материалом на почвенные микроорганизмы и активность ферментов

Мульчирование изменяет температуру, влажность и воздухопроницаемость почвы, тем самым влияя на активность почвенных ферментов и микробное разнообразие. Эксперименты показали, что по сравнению с чистой обработкой почвы активность почвенной дегидрогеназы увеличилась на 75,09%, а активность арилсульфатазы на 43,32% под мульчей из нетканого материала. Кроме того, по сравнению с немульчированной почвой обилие почвенных бактерий немного увеличилось под мульчей из нетканого материала, но снижение содержания метаболитов сахаров было меньше. На полях зимних бахчей обилие почвенных бактерий увеличилось, а обилие грибов уменьшилось после мульчи из нетканого материала по сравнению с немульчированной почвой. Соотношение бактерий/грибов (Б/Г) увеличилось на 24,8% по сравнению с немульчированной почвой.

III. Многочисленные роли нетканых материалов в сельскохозяйственном производстве

(I) Преимущества нетканой мульчи как эффективного материала для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве

Черная нетканая мульча имеет низкую светопропускаемость. При применении между рядами культур она препятствует эффективному фотосинтезу сорняков, не давая им синтезировать органическое вещество, необходимое для роста, и приводит к апоптозу сорняков. Таким образом, по сравнению с другими цветными мульчами, черная нетканая мульча является превосходным материалом для борьбы с сорняками. Данные показывают, что поля, покрытые черной нетканой мульчей, достигают уровня контроля сорняков 98,2%, что на 97,5% лучше, чем традиционная прозрачная мульча. Испытания также показали, что прорастание и рост сорняков были значительно подавлены на полях, покрытых черной нетканой мульчей. Чистый вес сорняков на покрытых полях составил 10,52 грамма на квадратный метр по сравнению с 369,35 грамма на квадратный метр на открытых полях. Это значительно сокращает количество опрыскиваний гербицидами и трудозатраты на ручную прополку, тем самым снижая затраты на удобрения и рабочую силу во время процесса посадки.

(II) Влияние нетканых мешков на качество фруктов

Упаковка фруктов в мешки – важный метод производства высококачественных фруктов. По сравнению с традиционными бумажными и пластиковыми пакетами, нетканые мешки обеспечивают отличную воздухо- и светопроницаемость, недороги, способствуют сохранению окраски плодов и эффективно защищают их от вредителей, птиц и механических повреждений. В настоящее время нетканые мешки широко используются при выращивании фруктов, значительно снижая заболеваемость ржавчиной и паршой на плодовых деревьях, а также уменьшая количество остатков пестицидов в плодах, тем самым обеспечивая их высокое качество. По сравнению с традиционными бумажными мешками, белые полипропиленовые нетканые мешки меньше подвержены колебаниям температуры и влажности, способны смягчать интенсивность света, уменьшать солнечные ожоги и значительно улучшать качество поверхности плодов. Например, в провинции Шаньдун виноград, яблоки, персики, груши и другие фрукты упаковываются в белые нетканые материалы в процессе их выращивания. Это не только улучшает качество поверхности, вес плодов и вкусовые качества плодовых деревьев, но и снижает количество остатков пестицидов, что приводит к повышению экономической выгоды для фермеров, выращивающих фрукты.

(III) Стимулирующее действие нетканой мульчи на рост и развитие растений

По сравнению с традиционной полиэтиленовой мульчей, нетканая мульча, как экологически чистый материал, не только регулирует температуру и влажность почвы, но и значительно улучшает микросреду почвы, повышая плодородие почвы и, таким образом, способствуя росту и развитию растений. По сравнению с чистой обработкой почвы нетканая мульча может увеличить сырую массу, высоту растения, площадь листьев и длину ветвей плодовых деревьев. Сопутствующие эксперименты показали, что ветви персикового дерева вырастали на 7 см длиннее, когда они были покрыты нетканой мульчей по сравнению с непокрытыми. Укладка нетканой мульчи при выращивании соломенных шампиньонов сократила время, необходимое для достижения мицелием полного роста, до 9,1 дня, что на 3,3 дня короче, чем без покрытия. Средняя урожайность достигла 6,21 кг/м2 по сравнению с 4,12 кг/м2 с мульчей, что на 50,72% больше. Мицелий также становился толще и плотнее.

(IV) Влияние нетканых материалов на снижение заболеваемости и вредителей сельскохозяйственных культур

Мульча почвы, покрытая нетканым материалом, эффективно блокирует прямой контакт между почвенными патогенами и вредителями и культурами, значительно сокращая распространение вредителей и болезней и сокращая использование пестицидов. Укрытие риса нетканым материалом эффективно блокирует вирусные заболевания, распространяемые бурыми цикадками, предотвращая возникновение полосатой пятнистости риса. Исследования показали, что заболеваемость полосатой пятнистостью риса на участках, полностью покрытых нетканым материалом, составила 7,00%, а заболеваемость растений 0,75%. На участках без покрытия заболеваемость составила 19,00%, а заболеваемость растений 1,94%. Использование нетканого материала для укрытия таких культур, как табак, томаты и клубника, может эффективно снизить распространение вирусных заболеваний тлей, снизить заболеваемость и улучшить общие экономические выгоды. В связи с растущим вниманием к безопасности пищевых продуктов и защите окружающей среды, минимизация использования пестицидов при обеспечении качества и безопасности урожая является ключевым направлением развития.

IV. Проблемы и перспективы продвижения и применения полипропиленового нетканого мульчирующего материала

Моя страна является крупнейшим в мире производителем и потребителем сельскохозяйственной мульчи, занимая около 50 миллионов гектаров. Однако в настоящее время нетканая мульча занимает лишь 1% от общего объёма сельскохозяйственного использования, что открывает обширный рынок и многообещающие перспективы. Например, в городе Жичжао площадь посевов составляет около 476 000 му (яблони, персики, груши, вишни, клубника, киви, черника и другие сорта), но использование нетканой мульчи очень мало – около 12 000 му (яблони, персики, груши, вишни, клубника, киви, черника и другие сорта), в основном в клубничных садах.

Традиционные сельскохозяйственные мульчирующие пленки наносят ущерб и загрязняют окружающую среду, оставаясь на полях десятилетиями без разложения. Оставшиеся фрагменты пленки могут вызывать уплотнение почвы и снижать воздухопроницаемость, серьезно влияя на рост и урожайность сельскохозяйственных культур. Полипропиленовые нетканые мульчирующие пленки, с другой стороны, со временем разлагаются на воду и углекислый газ, что делает их более экологичными. Природные факторы, такие как свет, температура, влажность, микроорганизмы и насекомые, являются основными причинами старения и разрушения нетканых мульчирующих пленок. Старение и стоимость являются основными препятствиями для широкого внедрения нетканых мульчирующих пленок. Поэтому разработка устойчивых к старению, биоразлагаемых и недорогих полипропиленовых нетканых материалов стала актуальным исследовательским приоритетом. В то же время необходимо усилить рекламу и финансовое субсидирование нетканых мульчирующих пленок для постоянного продвижения экологичного и устойчивого развития сельского хозяйства моей страны.

Подводя итог, можно сказать, что производство нетканых материалов, являясь экологически чистым и безопасным сельскохозяйственным материалом, демонстрирует многочисленные преимущества в сельскохозяйственном производстве, играя незаменимую роль в регулировании физических и химических свойств почвы, повышении урожайности и качества сельскохозяйственных культур, а также в снижении загрязнения окружающей среды от рассредоточенных источников. Несмотря на некоторые трудности в процессе продвижения, благодаря постоянному технологическому прогрессу и политической поддержке применение нетканых материалов в сельском хозяйстве, несомненно, получит более широкое распространение, что придаст мощный импульс развитию экологичного и высококачественного сельского хозяйства моей страны.