Effect of Agri-Environmental Conditionson the Degradation of Spunbonded Polypropylene Nonwoven with a Photoactivator in Mulched Organically Managed Zucchini

Bucki, P.; Siwek, P.; Domagała-Świątkiewicz, I.; Puchalski, M.

doi:10.5604/01.3001.0011.5739

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Effect of Agri-Environmental Conditionson the Degradation of Spunbonded Polypropylene Nonwoven with a Photoactivator in Mulched Organically Managed Zucchini

Autorzy

Bucki P. , Siwek P. , Domagała-Świątkiewicz I. , Puchalski M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

8_bucki_siwek_domagala_puchalski_fibres_2018_2.pdf

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0011.5739

Warianty tytułu

Wpływ warunków rolno-środowiskowych na degradację włókniny polipropylenowej z fotodegradantem w uprawie ekologicznej cukinii ze ściółkowaniem.

Języki publikacji

Abstrakty

An experiment with non-degradable and degradable soil mulching materials in zucchini cultivation was carried out in 2016 and 2017 in the organic field of the Vegetable Experimental Station, Agricultural University of Kraków. Two kinds of polypropylene (PP) nonwoven of 50 g m-2 were used: PP standard and PP with 0.1% photoactivator. The control treatment were plots without mulching. The marketable yield obtained in 2016 was 21% and 15% higher on the plots mulched with PP nonwoven and PP nonwoven with a photoactivator, respectively, in comparison with the non-covered plots. Mulching the soil with PP nonwoven increased the water resistance index of the soil structure in comparison with the Control and photodegradable PP nonwoven mulch. The progress of degradation over a two-month period showed a 40% reduction in the mass of the PP nonwoven with a photoactivator, and at the end of vegetation the mass of the PP nonwoven used was 52% lower than that of a new one. Tensile parameters of the PP nonwovens and their supramolecular structure were measured.

W pracy zaprezentowano wyniki doświadczenia z degradowalnymi i niedegradowalnymi materiałami do ściółkowania gleby w uprawie cukinii, które zostało przeprowadzone w 2016 i 2017 roku na polu ekologicznym Warzywniczej Stacji Doświadczalnej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Do badań wykorzystano dwa rodzaje polipropylenu o masie powierzchniowej 50 g m-2: PP Agro i PP z 0,1% fotodegradantem. Obiekt kontrolny stanowiły poletka bez ściółkowania. Uzyskany plon handlowy w 2016 roku był odpowiednio o 21% i 15% większy z poletek ściółkowanych PP i PP z fotodegradantem, w porównaniu do poletek nieosłanianych. Ściółkowanie gleby włókniną PP zwiększyło wskaźnik wodoodporności struktury gleby w porównaniu do obiektu kontrolnego i ze ściółką PP fotodegradowalną. Postęp degradacji włókniny z fotodegradantem oceniony po okresie 2 miesięcy stosowania wskazuje na 40% ubytek masy, a pod koniec sezonu masa użytej włókniny była mniejsza o 52% od masy nowej. Zmierzono także wytrzymałość na rozciąganie i określono zmiany w strukturze supramolekularnej włóknin.

Słowa kluczowe

photodegradation polypropylene nonwoven zucchini soil mulching organic farming

fotodegradacja włóknina polipropylenowa mulczowanie gleby rolnictwo organiczne

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny

Czasopismo

Fibres & Textiles in Eastern Europe

Rocznik

2018

Tom

Vol. 26, no. 2 (128)

Strony

55--60

Opis fizyczny

Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bucki P.

Department of Vegetable and Medicinal Plants, Faculty of Biotechnology and Horticulture, University of Agriculture in Krakow, Kraków, Poland

autor

Siwek P.

Department of Vegetable and Medicinal Plants, Faculty of Biotechnology and Horticulture, University of Agriculture in Krakow, Kraków, Poland

autor

Domagała-Świątkiewicz I.

Unit of Plant Nutrition, Institute of Plant Biology and Biotechnology, Faculty of Biotechnology and Horticulture, University of Agriculture in Krakow, Kraków, Poland

autor

Puchalski M.

Center of Advanced Technologies of Human Friendly Textiles PRO HUMANO TEX, Department of Material and Commodity Sciencs and Textile Metrology, Technical University of Lodz, Łódź, Poland

Bibliografia

1. Siwek P. Warzywa pod folią i włókniną, Hortpress Sp. z o.o, Warszawa, Poland, 2010.
2. Siwek P, Libik A. Plastics covers in Polish horticulture. Plasticulture 2012; 9, 131: 6573.
3. Siwek P, Domagała-Świątkiewicz I, Kalisz A. The influence of degradable polymer mulches on soil properties and cucumber yield. Agrochimica 2015; 59, 2: 108-123.
4. Martín-Closas L, Costa J., Pelacho AM. Agronomic effects of biodegradable films on crop and field environment. In: Soil degradable bioplastics for a sustainable modern agriculture. Malinconico M. (ed.), Springer-Verlag, GmbH, Germany, 2017: 67-104.
5. Kosterna E, Zaniewicz-Bajkowska A, Rosa R, Franczuk J, Borysiak-Marciniak I, Chromińska K. Effect of black synthetic mulches on the fruit quality and selected component of nutritive value of melon. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 2010; 9, 3: 2736.
6. Zawiska I, Siwek P. The effects of PLA biodegradable and polypropylene nonwoven crop mulches on selected components of tomato grown in the field. Folia Hort. 2014; 26, 2: 163-167.
7. Kołota E, Balbierz A. Yield potential and fruit quality of scallop squash (Cucurbita pepo L. var. patissonina Greb. f. radiata Nois.) cultivars grown for processing. Acta Agrobot 2015; 68, 3: 261-266.
8. Moreno MM, Moreno A. Effect of different biodegradable and polyethylene mulches on soil properties and production in a tomato crop. Sci. Hortic. 2008; 116: 256-263.
9. Haapala T, Palonen P, Tamminen A, Ahokas J. Effects of different paper mulches on soil temperature and yield of cucumber (Cucumis sativus L.) in the temperate regime. Agr. Food Sci. 2015; 24: 52-58.
10. López JC, Pérez Parra J, Morales MA. Plastics in agriculture, Almeria, Spain, 2009: 5560.
11. Siwek P, Libik A, Twarowska-Schmidt K, Ciechańska D, Gryza I. Zastosowanie biopolimerów w rolnictwie. Polimery 2010; 55, 11-12: 10-15.
12. Penczek S, Pretula J, Lewiński P. Polimery z odnawialnych surowców, polimery biodegradowalne. Polimery 2013; 58, 11-12: 835-846.
13. Tan Z, Yi Y, Wang H, Zhou W, Yang Y, Wang C. Physical and degradable properties of mulching films prepared from natural fibers and biodegradable polymers. Appl. Sci. 2016; 6, 147.
14. Ammala A, Bateman S, Dean K, et al. An overview of degradable and biodegradable polyolefins. Prog. Polym. Sci. 2011; 36: 1015-1049.
15. Roy PK, Surekha P, Raman R, Rajagopal C. Investigating the role of metal oxidation state on the degradation behaviour of LDPE. Polym. Degrad. Stabil. 2009; 94: 10331039.
16. Pablos JL, Abrusci C, Marín I, et al. Photodegradation of polyethylenes: Comparative effect of Fe and Ca-stearates as pro-oxidant additives. Polym. Degrad. Stabil. 2010; 95: 2057-2064.
17. Gutiérrez-Villarreal MH, Zavala-Betancourt SA. A comparative study of the photodegradation of two series of cyclic olefin copolymers. Int. J. Polym. Sci. 2017.
18. Zenteno A, Lieberwirth I, Catalina F, et al. Study of the effect of the incorporation of TiO2 nanotubes on the mechanical and photodegradation properties of polyethylenes. Compos Part B 2017; 112: 66-73.
19. García-Montelongo XL, Martínez-de la Cruz A, Vázquez-Rodríguez S, Torres-Martínez LM. Photo-oxidative degradation of TiO2/polypropylene films. Mater. Res. Bull. 2014; 51: 56-62.
20. López-Tolentino G, Cárdenas-Flores A, Ibarra-Jiménez L, Guerrero-Santos R. Field performance of a foto-biodegradable film for soil mulching in zucchini crop. R.I.I.I.T. 2016; 3, 19: 11-19.
21. Waterer D. Evaluation of biodegradable mulches for production of warm-season vegetable crops. Can. J. Plant Sci. 2010; 90: 737-743.
22. Siwek P, Libik A, Kalisz A, Domagała-Świątkiewicz I. Zastosowanie prototypów wyrobów z PLA, PP z fotoaktywatorem i PBS w rolnictwie. W: Biodegradowalne wyroby włókniste. Krucińska I. (ed.), Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, Polska, 2014: 392-416.
23. PN-R-04032. Soil and mineral materials. Sampling and determination of particle size distribution. 1998.
24. Yoder RE. A direct method of aggregate analysis of soils and a study of the physical nature of erosion losses. J. Am. Soc. Agron. 1936; 28: 337-351.
25. Domagała-Świątkiewicz I, Siwek P. The effect of direct covering with biodegradable nonwoven film on the physical and chemical properties of soil. Pol. J. Environ. Stud. 2013; 22, 3: 667-674.
26. Domagała-Świątkiewicz I, Siwek P. Effect of plastic mulches and high tunnel raspberry production systems on soil physicochemical quality indicators. Int. Agrophys. 2018; 32.
27. Siwek P. Modyfikacja warunków środowiska w uprawie ogórka i selera naciowego poprzez ściółkowanie gleby i bezpośrednie osłanianie roślin, Zesz. Nauk. AR w Krakowie, Ser. Rozprawy 2002; 279.
28. Kijchavengkul T, Auras R, Rubino M, Ngouajio M, Fernandez RT. Assessment of aliphatic–aromatic copolyester biodegradable mulch films. Part I: Field study, Chemosphere 2008; 71: 942–953.
29. Snyder K, Grant A, Murray C, Wolff B. The effects of plastic mulch systems on soil temperature and moisture in central Ontario. Horttechnology 2015; 25, 2: 162-170.
30. Dvořák P, Hamouz K, Kuchtová P, Tomásek J, Erhartová D. Black polypropylene nonwoven textile as mulch in organic agriculture. Bořivoj Šarapatka (ed.) Bioacademy. Proc. Organic farming - a response to economic and environmental challenges, Olomouc, Czech Republic, 2009.
31. Kołota E, Adamczewska-Sowińska K. Application of synthetic mulches and flat covers with perforated foil and agrotextile in zucchini. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 2011; 10, 4: 179-189.
32. Marcinčin A, Hricová M, Körmendyová E, Ujhelyiová A, Broda J, Janicki J. Polypropylene/(polyethylene terephthalate/polybuthylene terephthalate) blend fibres: phasestructure and mechanical properties. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2006; 14, 5(59): 92-97.
33. Rabiej M. Application of immune and genetic algorithms to the identification of a polymer based on its X-ray diffraction curve. J. Appl. Cryst. 2013; 46, 1136-1144.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-78890cee-8f3b-43a3-9e22-7399733ca1b7