地膜覆蓋殘留的危害及防治對策研究

曹玉軍，程兆東，鄭百行，仝恩忠，王玉梅(.河南省臺前縣農(nóng)業(yè)局，河南臺前57600;.河南省濮陽市華龍區(qū)農(nóng)業(yè)局，河南濮陽5700;.河南省濮陽市華龍區(qū)科協(xié)，河南濮陽5700;.河南省濮陽市農(nóng)業(yè)局，河南濮陽57000)

20世紀50年代日本科學家發(fā)明了地膜覆蓋技術，70年代末開始陸續(xù)傳入中國，80年代中期我國在地膜覆蓋栽培高產(chǎn)機理及應用技術研究方面取得了重大突破，直接帶動了地膜覆蓋技術的應用和發(fā)展，掀起了一場“白色革命”。白色革命在促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展，確保農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收的同時，由于缺乏對土壤中殘留膜有效的防治措施，廢舊地膜在農(nóng)田土壤中逐年增多，污染持續(xù)加劇，農(nóng)田殘膜污染呈日趨嚴重態(tài)勢，白色革命逐漸演變成了“白色污染”。作物產(chǎn)量隨土壤中殘留膜數(shù)量的增加呈下降趨勢。治理土壤中殘留膜污染已呈刻不容緩之勢。

1 地膜覆蓋的作用機理及增產(chǎn)效果

1.1 地膜覆蓋的作用機理 地膜覆蓋的作用機理是通過提高地溫、抑制地表水分蒸發(fā)、抑草滅草、抑鹽保苗、增加冠層下光照均勻程度和增加反射光，有效改善農(nóng)作物生長發(fā)育條件，抗御不良環(huán)境，充分利用有限的光、熱、水和養(yǎng)分，促進種子萌發(fā)出土、加速根系和地上部生長，延長有效生育期，從而獲得早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質的良好效果。

一般情況下，地膜覆蓋能夠使作物生育期平均地溫提高3～6℃，增加地積溫300℃左右，使0～20 cm土壤含水量提高2.6～3.5個百分點，農(nóng)田降水利用率大幅度提高?？梢愿淖冏魑锷L小環(huán)境，擴大農(nóng)作物種植區(qū)域。可使部分喜溫作物的栽培北界北移2～5個緯度，使作物種植海撥向上提升500～1 000 m［1］，可使部分蔬菜上市時間提前5～15 d。地膜覆蓋作物的種類也從最初的經(jīng)濟作物擴大到棉花、玉米、小麥和水稻等大田作物。

1.2 增產(chǎn)效果 地膜覆蓋技術的應用在大范圍內(nèi)提高了作物產(chǎn)量，能使糧食作物增產(chǎn)20% ～35%，經(jīng)濟作物增產(chǎn)20%～60%［1］。對保障我國糧食安全作出了重大貢獻。

2 地膜覆蓋的應用現(xiàn)狀和地膜殘留的主要危害

2.1 我國地膜覆蓋的現(xiàn)狀 近20多年來，我國地膜覆蓋面積和使用量一直位居世界第一，每年差不多要用120萬t以上，覆蓋面積超過0.23億hm2，涉及棉花、玉米、花生、大蒜等40多種農(nóng)作物，并呈逐年遞增趨勢。由于長時間大面積使用地膜，而沒有有效地回收利用，致使現(xiàn)在農(nóng)田里隨處可見地膜殘留。由于地膜厚度不夠，清理起來非常困難，農(nóng)民也只能簡單清理一下，堆在路邊，所以路邊隨風飄舞、隨處可見的地膜碎片在農(nóng)村已是司空見慣。

目前，我國地膜污染最嚴重的地方要數(shù)新疆的棉花種植區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，2008年新疆地區(qū)棉田中，地膜殘留量平均265.3 kg/hm2，并且隨著覆膜年限越長，污染越嚴重。在新疆，連續(xù)覆膜10 a、15 a和20 a的棉田，地膜殘留量分別為262 kg/hm2、350 kg/hm2、430 kg/hm2，最嚴重污染田塊農(nóng)用地膜殘留量高達597 kg/hm2［2］。農(nóng)田土壤中的殘膜碎片每667 m2在幾千至20多萬塊之間，已對農(nóng)田土壤造成了不可逆轉的危害。

2.2 地膜殘留的主要危害

2.2.1 對土壤環(huán)境的危害。農(nóng)用塑料薄膜都是聚乙烯烴類化合物，自然條件下極難降解，在土壤中可存在200～400 a，降解過程中還會溶出有毒物質。隨著地膜應用量和使用年限的提高，就會有大量地膜碎片殘留在土壤中，大量的殘膜存在就會導致土壤的物理結構層次改變，使得土壤水分、養(yǎng)分向下運輸受到阻礙，土壤間隙和通透性降低，不利于土壤空氣循環(huán)和澆灌，最終造成土壤肥力下降，影響作物對水分、養(yǎng)分的充分利用，從而造成作物營養(yǎng)不良，產(chǎn)量下降。據(jù)測定，殘膜污染嚴重的土壤會使小麥產(chǎn)量下降2% ～3%，玉米產(chǎn)量下降11% ～28%，棉花產(chǎn)量則下降10% ～23%［2］。

2.2.2 地膜殘留對農(nóng)作物的危害。由于殘膜影響和破壞了土壤理化性狀，必然導致作物出苗慢，出苗率低，缺苗斷壟，影響作物地上部分的生長發(fā)育。

2.2.3 殘膜對牲畜的危害。殘膜的回收率不高，將會使地面露天的殘膜與作物殘茬、牧草混在一起，被牛羊誤吃以后，阻隔食道，影響消化，甚至導致牲畜死亡。

2.2.4 殘膜對農(nóng)村環(huán)境的影響。由于回收殘膜的局限性，加上回收殘膜的不徹底，方法欠妥，部分清理出來的殘膜被人為地棄于田邊、地頭、溝渠、林帶之中，成為白色污染的主要來源，嚴重影響了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境景觀。

2.2.5 殘膜對耕作的影響。土壤中殘留的大量地膜，還會影響農(nóng)事操作，在進行整地、耕地、播種等農(nóng)事時殘膜經(jīng)常纏繞在農(nóng)具上或堵塞播種機，從而影響農(nóng)事操作或播種的質量。

3 農(nóng)田地膜殘留污染的防治對策

3.1 增加農(nóng)用地膜的強度和厚度，建立完善的回收體系在選購地膜的時候，要購買相對厚實一點的地膜(0.008～0.012 mm)。我國的地膜厚度最低標準為0.008 mm，加之標準中允許的偏差值，厚度在0.005 mm甚至0.004 mm的地膜也能合格流通。0.008 mm的地膜厚度可以在增溫保墑的同時，最大限度降低造價，利于推廣增收。0.004～0.005 mm的地膜抗拉強度低，容易老化，破碎率高，不易收集。國外農(nóng)膜的厚度一般為0.01 mm，有利于覆膜和收膜，地膜厚度從0.008 mm增加到0.01 mm，抗拉強度增加25%。因此，要修訂完善地膜標準和加強質量監(jiān)管，盡量規(guī)范農(nóng)膜的質量和厚度，提高可回收性，避免過多使用超薄膜，給殘膜回收帶來困難。同時，要制定一些優(yōu)惠政策以鼓勵回收、加工、利用廢舊地膜企業(yè)的發(fā)展，要調(diào)動他們的積極性，為了不增加政府負擔，同時體現(xiàn)“誰污染、誰治理”的原則，應要求地膜銷售部門和地膜消費者自行回收利用。國外對回收地膜的做法是，普通地膜是使用者用1 kg，就得交回1 kg，強制回收。這事可由專業(yè)公司做，但要付費。農(nóng)民也可以選擇用生物降解地膜，雖然價格貴些，但可以省掉回收地膜的錢，算下來成本差不多。不管用哪種，都不能留下白色污染，這有嚴格的法律規(guī)定。而那些生產(chǎn)可降解地膜的企業(yè)還可以享受政府補貼。我國的國情不可能做到這樣，但這也是發(fā)展趨勢。

3.2 大力推廣適期揭膜技術 在地膜完成功能以后就把它揭掉，這樣既能回收地膜也能使土壤空氣進行交換，使雨水直接被植物吸收，同時也會提高中耕和施肥的效果。當前在可降解、無污染的地膜還沒有大面積推廣應用的情況下，適期揭膜技術是防治殘膜污染的有效措施。此技術能提高回收率，防治地膜污染，保護耕地肥力，因此，要加強宣傳教育，提高各級領導和農(nóng)民群眾的環(huán)保意識，大力推廣適期揭膜等地膜污染防治技術，減少殘膜留量，確保農(nóng)業(yè)持續(xù)豐收。

3.3 機械回收 我國使用的地膜很薄，厚度一般為0.006～0.008 mm，強度小，覆蓋期長，清除時易碎，不易回收，收卷式地膜回收機具難以適應我國實際情況。根據(jù)我國地膜殘留污染的特殊性，現(xiàn)已開發(fā)出了滾筒式、彈齒式、吃鏈式、滾輪纏繞式和氣力式等殘膜回收機具，但總體上給殘膜回收作業(yè)增加了生產(chǎn)成本，農(nóng)民難以接受;部分機型不適應當前的農(nóng)業(yè)技術要求，作業(yè)性能還有待于進一步提高。

3.4 應用可降解地膜或液態(tài)地膜 現(xiàn)行的各種地膜在大氣、水域、土壤環(huán)境下都不易分解，尋求能自動降解的新型降解塑料用于農(nóng)田地面覆蓋，就成為解決農(nóng)田殘膜危害問題的出路之一。生物降解地膜是一種用淀粉和纖維素等原料制作出的生物降解地膜，價格是普通塑料地膜的2～3倍?？山到獾啬るy以推廣的原因就是“貴”，農(nóng)民們的日子不寬松，不愿意從自己腰包里多花錢，這與超薄膜難以禁絕的原因是一樣的。如果政府能從資金上給使用可降解地膜的農(nóng)民或生產(chǎn)可降解地膜的企業(yè)一些補貼，情況將會大有好轉?；驅ι锝到獾啬さ男阅苓M行改進和優(yōu)化，逐步降低成本，以利于推廣和應用。山東科技大學研發(fā)而成的多功能可降解黑色液態(tài)地膜，是以富含腐殖酸的風化煤為主要原料添加活性劑、交聯(lián)劑、除草劑等混合而成的。該液態(tài)地膜既具有塑料地膜的增溫、保墑、保苗的作用，又有較強的粘附能力，可將土粒聯(lián)結成理想的團聚體;提高土壤微粒的毛管作用，改善土壤的通透性，成為土壤改良劑。而且操作簡單，可現(xiàn)場噴施造膜，省工省時，也可將相應作物所需要的除草劑摻混到液體膜中一起噴施。噴施后，作物可以自然出苗，不用人工引苗放苗，節(jié)省勞動力，且適用于各種地形地貌。

3.5 加強宣傳教育，提高全民環(huán)保意識 防治地膜殘留污染是一個系統(tǒng)工程，需要各部門、各行業(yè)和廣大農(nóng)民群眾的共同努力和支持，要大力開展宣傳教育，提高各級領導和農(nóng)民群眾對地膜污染危害的長遠性、嚴重性，恢復困難性的認識，從而提高回收地膜的自覺性，降低殘膜污染。

4 小結

總之，采用地膜覆蓋栽培技術可以達到保墑、豐產(chǎn)的目的，但同時留在土壤中的殘膜也使耕地受到污染，土壤資源的生產(chǎn)能力受到破壞，如不及早治理，人們賴以生存的土地將不再有豐收，也必然遭到大自然的懲罰。所以，有效治理地膜污染，應做到防治結合，這才是確保地膜種植持續(xù)發(fā)展的關鍵。

［1］嚴昌榮，劉恩科，舒凡，等.我國地膜覆蓋和殘留污染特點與防控技術［J］.農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學報，2014，31(2):96，97.

［2］王春蘭.淺析地膜覆蓋對環(huán)境污染的防治與建議［J］.農(nóng)業(yè)與技術，2013，33(7):18.