湖北省典型區域地膜使用與殘留現狀分析

摘要：選取湖北省4個典型區域作為研究對象，通過開展問卷調查和典型樣點采集的方式，對湖北省地膜的使用與殘留現狀進行了分析。結果表明，湖北省4個典型區域覆膜比例為10%～88%，地膜厚度為0.005～0.014 mm，每年地膜使用量為17.29～50.16 kg/hm2，地膜使用量與覆膜比例有關，地膜使用后均不作回收；0～30 cm土層地膜殘留量為10.72～38.20 kg/hm2，殘留的地膜主要集中在0～20 cm土層中，該土層殘膜量占0～30 cm土層殘膜量的92%及以上；0～30 cm土層殘留的地膜為18.83萬～80.47萬片/hm2，0～20 cm土層殘膜數量占0～30 cm土層殘膜數量的78%及以上；殘留的地膜主要以中塊膜（4～25 cm2）和大塊膜（>25 cm2）為主，小塊膜（<4 cm2）相對較少。

關鍵詞：地膜殘留；現狀；典型區域；湖北省

中圖分類號：X71 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）11-2500-05

20世紀70年代中國引進地膜覆蓋技術，由于地膜覆蓋具有顯著的保溫保墑、增強光照、促進土壤養分釋放、促進作物早熟、防治病蟲、抑制雜草生長、保持土壤疏松、抑鹽保苗等多種功能[1-4]，使用后不但能擴大作物適作區，而且還能增加作物產量和提高經濟效益[3]，因此地膜被廣泛應用于農業生產[5]。據統計，2010年中國地膜使用量達到了112.8萬t，覆膜面積達到1 550萬hm2[6]。但由于地膜材料在自然條件下降解速度緩慢[7]，在土壤環境中降解周期為200～400年[8，9]，因而隨著地膜用量和地膜覆蓋面積的逐年增加，殘留的地膜越來越多，污染面積也逐漸擴大。殘留的地膜會對土壤理化性質、土壤微生物、農作物的生長和產量以及農事耕作等產生不利影響[4，10-12]。

近年來國內研究者對中國華北[13-16]和西北[17-19]的地膜殘留現狀、殘留特點等內容做了較多研究。湖北省從20世紀80年代開始推廣地膜覆蓋技術，至今已有30年，主要用于蔬菜和棉花等經濟作物。近20年湖北省地膜使用量和地膜覆蓋面積整體呈逐年上升的趨勢，2009年地膜使用量為3.5萬t，覆膜面積為69.1萬hm2，分別是1991年的1.5倍和1.7倍，年增長率分別為3.25%和3.14%[20]。目前有關湖北省地膜殘留狀況的報道較少，僅李秋洪等[21]在湖北省覆膜初期對農用塑料薄膜殘留與污染狀況開展過調查，但覆膜多年后湖北省地膜使用與殘留情況還未見報道，為了弄清湖北省當前地膜的使用情況以及多年覆膜后地膜的殘留現狀和分布特點，特對湖北省典型區域農用地膜展開調查、取樣，分析了湖北省的地膜殘留現狀和殘留分布特點，為湖北省今后的地膜污染防治工作提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域采樣點選擇

選取湖北省4個典型覆膜種植區作為研究區域，4個區域基本情況見表1。在4個區域內選擇25個典型樣點進行農戶問卷調查，每個區域再分別從25個調查的典型樣點中選取3個不同覆膜年限范圍（<5年、5～10年和>10年）的地塊作為代表該區域地膜殘留情況的采集樣點。

1.2 研究方法

1.2.1 地膜使用情況 采用問卷調查的方法進行，每個區域發放問卷25份，共計100份，回收100份，有效問卷95份。主要調查地膜使用量、覆膜年限、覆膜作物、覆膜比例、地膜厚度和是否回收地膜等信息。其中，覆膜比例=覆膜寬度/地塊寬度×100%。

1.2.2 地膜殘留情況 每個地塊隨機選取5個采樣點，每個采樣點大小為100 cm×200 cm，采用人工邊挖邊撿的方式分別對0～20 cm和20～30 cm土層的殘膜進行收集，收集的殘膜帶回實驗室用超聲波清洗儀進行洗滌，洗凈后用吸水紙吸干殘膜上的水分，小心展開卷曲的殘膜，放在干燥處自然陰干后利用萬分之一的電子天平稱重。然后根據土壤深度（0～20 cm和20～30 cm）分類統計殘膜的數量和不同面積（<4 cm2、4～25 cm2、>25 cm2）殘膜的數量。

1.3 數據統計分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件對數據進行處理與統計分析。

2 結果與分析

2.1 4個典型區域地膜使用與回收現狀

調查結果（表2）表明，4個典型覆膜種植區覆膜方式有很大差異，紅安縣地膜花生的覆膜寬度為180 cm，覆膜比例高達86%～88%；洪湖市地膜棉花的覆膜寬度為60 cm，覆膜比例為60%～70%；浠水縣地膜棉花的覆膜寬度為50 cm，平均覆膜比例為50%；嘉魚縣地膜南瓜、冬瓜的覆膜寬度為80 cm，覆膜比例僅為10%～19%。此外，調查區域所用地膜的厚度也不同，除嘉魚縣地膜外，其余3個區域的地膜厚度均低于國家標準水平（0.008 mm）。由于覆膜方式和地膜厚度的不同，4個區域的地膜使用量有很大差別，其中地膜使用量最大的為紅安縣，為50.16 kg/hm2；嘉魚縣地膜使用量最小，僅為17.29 kg/hm2。此外，4個區域的地膜覆蓋后均不作回收。

2.2 4個典型區域地膜污染現狀

2.2.1 地膜殘留量及分布特點 對4個典型區域3個地塊0～30 cm土層的地膜殘留量調查結果（表3）表明，紅安縣地膜花生的地膜平均殘留量最大，為38.20 kg/hm2；浠水縣地膜棉花的地膜平均殘留量最小，為10.72 kg/hm2；洪湖市（地膜棉花）和嘉魚縣（地膜南瓜）地膜平均殘留量分別為16.31和12.04 kg/hm2。

對4個區域0～20 cm和20～30 cm土層地膜殘留量的分析結果（表3）表明，4個典型區域殘留的地膜主要集中在0～20 cm土層中，紅安縣和洪湖市殘留的地膜在兩個土層中均有分布，0～20 cm土層地膜殘留量占0～30 cm土層地膜殘留量的比例分別為95%和92%，浠水縣和嘉魚縣殘留的地膜全部集中在0～20 cm土層，20～30 cm土層中無地膜殘留。

2.2.2 殘膜數量及分布特點 4個典型區域不同覆膜年限地塊0～30 cm土層的殘膜數量調查（表4）結果表明，紅安縣地膜花生的殘膜數量最多（80.47萬片/hm2），3個地塊的殘膜數量差別較大，為13.20萬～122.10萬片/hm2；浠水縣地膜棉花的殘膜數量最少，為18.83萬片/hm2，3個地塊之間殘膜數量差別相對較小，為11.20萬～23.00萬片/hm2；洪湖市（地膜棉花）和嘉魚縣（地膜南瓜）的殘膜數量分別為54.07萬和49.07萬片/hm2。

因0～20 cm土層地膜殘留量所占比例較大，故0～20 cm土層中殘膜數量明顯多于20～30 cm土層，紅安縣和洪湖市0～20 cm土層平均殘膜數量占0～30 cm土層平均殘膜數量的比例分別為80%和78%，由于浠水縣和嘉魚縣的地膜全部集中在0～20 cm土層，因此0～20 cm土層的殘膜數量占0～30 cm殘膜數量的比例均為100%。

2.2.3 不同面積殘膜的數量及分布特點 對4個典型區域不同覆膜年限地塊0～30 cm土層不同面積殘膜的數量進行分析，結果（表5）表明，浠水縣0～30 cm土層不同面積殘膜的數量大小關系為大塊膜（>25 cm2）>中塊膜（4～25 cm2）>小塊膜（<4 cm2），其他3個區域不同面積殘膜的數量大小關系與浠水縣不同，大小關系為中塊膜>大塊膜>小塊膜。

4個區域0～20 cm和20～30 cm土層中不同面積殘膜的數量統計分析結果（圖1）表明，浠水縣0～20 cm土層以大塊膜最多，其次是中塊膜，小塊膜最小，其他3個區域0～20 cm土層為中塊膜>大塊膜>小塊膜；而在20～30 cm土層中不同面積殘膜的數量均為中塊膜>小塊膜>大塊膜（浠水縣和嘉魚縣20～30 cm土層中無殘留的地膜）。

3 討論

湖北省4個典型區域的主要覆膜作物為棉花、花生、南瓜和冬瓜，不同作物覆膜方式不同，棉花、南瓜和冬瓜種植采用單壟覆膜的方式，花生種植采用全地塊覆膜的方式，覆膜方式決定覆膜比例，覆膜比例越大，單位面積地塊的地膜使用量也就越大。4個典型區域中，地膜年平均使用量和覆膜比例均為紅安縣>洪湖市>浠水縣>嘉魚縣，并且地膜使用量越大其殘留量也越大。可見，覆膜比例是影響地膜使用量的主要因素，地膜使用量決定土壤中的地膜殘留量，與成振華等[13]和何文清等[22]的研究結果一致。

4個區域均不回收地膜，農戶調查結果表明主要由以下幾個因素所致：①目前農民環保意識差，對殘膜的危害普遍認識不夠，不注重殘膜回收[23]；②4個區域使用的地膜厚度都低于日美和西方國家農膜厚度標準（0.015～0.020 mm）， 且除嘉魚縣外，其他3個區域均低于國家標準（0.008 mm），使用低于國家標準的地膜雖然節約了生產成本，但由于地膜太薄，無論是人工回收或機械回收均難以進行[24]；③人工拾撿田間地膜工作量大，區域對殘膜收購的價格低或不收購，無法調動農民的積極性[25]。

馬輝等[26]的研究顯示，殘膜數量隨覆膜年限延長而增加，與此次調查結果基本一致，研究所選擇的4個區域中，平均覆膜年限從小到大依次分別為5年（嘉魚縣）、7年（浠水縣）、12年（洪湖市）和14年（紅安縣），對應區域0～30 cm土層的殘膜數量分別為49.07萬、18.83萬、54.07萬和80.47萬片/hm2，雖然嘉魚縣平均覆膜年限小于浠水縣，殘膜數量反而多于浠水縣，但是從4個區域整體來看，殘膜數量仍然隨著覆膜年限的增加呈現增加趨勢。

殘留在土壤中的地膜具有明顯的層次性，地膜殘留量和分布情況是影響農田質量的一個重要特征[27]。4個典型區域殘留的地膜主要集中在0～20 cm土層，與之前研究結果[1，18，22，26，27]一致。農藝措施是影響地膜層次分布的主要因素，何文清等[22]的研究結果顯示，新疆地區殘膜污染層次明顯深于河北邯鄲地區，造成這一結果的主要原因是新疆地區以大型農場為主，機械化程度高，每年翻耕整地大型機械作業的幅度深，而湖北省以小型機械為主，整地幅度多集中在0～20 cm土層，因而地膜大多殘留在0～20 cm土層。本研究所選擇的4個區域中，隨著覆膜年限增加，對應區域20～30 cm土層的地膜殘留量分別為0、0、1.27和1.95 kg/hm2，殘膜數量分別為0、0、12.10萬和16.13萬片/hm2，可見，隨著覆膜年限的增加，殘留的地膜有向深層轉移的趨勢，這與何文清[22]的研究結果一致。

4 結論

1）湖北省4個典型區域平均覆膜比例為紅安縣（86%～88%）>洪湖市（60%～70%）>浠水縣（50%）>嘉魚縣（10%～19%）；紅安縣和浠水縣使用的地膜厚度均為0.006 mm，洪湖市和嘉魚縣使用的地膜厚度分別為0.005 mm和0.014 mm；每年地膜投入量大小關系為紅安縣（50.16 kg/hm2）>洪湖市（33.25 kg/hm2）>浠水縣（28.50 kg/hm2） >嘉魚縣（17.29 kg/hm2），地膜投入量主要與覆膜比例有關。此外，4個典型區域地膜使用后都不進行回收。

2）4個典型區域0～30 cm土層的地膜殘留量為10.72～38.20 kg/hm2，大小關系為紅安縣（38.20 kg/hm2）> 洪湖市（16.31 kg/hm2）>嘉魚縣（12.04 kg/hm2）>浠水縣（10.72 kg/hm2）；殘留的地膜主要集中在土壤0～20 cm土層，該土層地膜殘留量占0～30 cm土層地膜殘留量的92%及以上。

3）4個典型區域0～30 cm土層殘留的地膜為18.83萬～80.47萬片/hm2，紅安縣殘膜數量最多（80.47萬片/hm2），其次分別是洪湖市（54.07萬片/hm2）、嘉魚縣（49.07萬片/hm2）和浠水縣（18.83萬片/hm2）；0～20 cm土層殘膜數量多于20～30 cm土層，占0～30 cm土層殘膜數量的78%及以上。

4）0～30 cm土層殘留的地膜主要以中塊膜（4～25 cm2）和大塊膜（>25 cm2）為主，小塊膜（<4 cm2）相對較少；浠水縣0～20 cm土層大塊膜最多，其他3個區域0～20 cm土層中塊膜最多，而20～30 cm土層均以中塊膜最多。

致謝：調查工作得到了浠水縣農業局高立、嘉魚縣農業局劉宏斌、紅安縣農業局農技推廣中心馮旭東和洪湖市農業局李循早等的支持與幫助。特此致謝。

參考文獻：

[1] 陳 晶，黃邦升，紀洪彥，等.殘留地膜對農業環境影響的研究初報[J].農業環境保護，1989，8（2）：16-19.

[2] 孫文英，張 生，劉德玉.殘留地膜對農作物及土壤影響的研究[J].農業環境保護，1989，8（5）：19-21，32.

[3] 嚴昌榮，何文清，梅旭榮，等.農用地膜的應用與污染防治[M].北京：科學出版社，2010.

[4] 鄭積榮，孫家華.農用地膜開發現狀和發展前景[J].今日科技，1996（10）：7.

[5] 申麗霞，王 璞，張麗麗.可降解地膜對土壤溫度、水分及玉米生長發育的影響[J].農業工程學報，2011，27（6）：25-30.

[6] 中華人民共和國國家統計局.各地區農用塑料薄膜和農藥使用量情況（2010年）[EB/OL].http：//www.stats.gov.cn/was40/gjtjj_detail.jsp？searchword=%B5%D8%C4%A4channelid=6697record=4，2010-12-29/2012-9-24.

[7] 沈雨生，柏柳青.聚乙烯是否能生物降解[J].塑料，1998，27（1）：32-33.

[8] 王 頻.殘膜污染治理的對策和措施[J].農業工程學報，1998， 14（3）：185-188.

[9] 吾甫爾江·托乎提，艾海提·牙生，巴雅爾.論地膜污染與防治對策[J].新疆環境保護，2000，22（3）：176-178.

[10] 程桂蓀，劉小秧，劉淵君，等.農田地膜殘片允許值的研究[J].土壤肥料，1991（5）：27-30.

[11] 何文清，嚴昌榮，趙彩霞，等.我國地膜應用污染現狀及其防治途徑研究[J].農業環境科學學報，2009，28（3）：533-538.

[12] 尉海東，倫志磊，郭 峰.殘留農膜對土壤性狀的影響[J].生態環境，2008，17（5）：1853-1856.

[13] 成振華，劉淑萍，孫占潮，等.天津市農用地膜殘留狀況調查及影響因素分析[J].農業環境與發展，2011（2）：90-94.

[14] 馬 輝.典型農區地膜殘留特點及對玉米生長發育影響研究[D].北京：中國農業科學院，2008.

[15] 南殿杰，解紅娥，高兩省，等.棉田殘留地膜對土壤理化性狀及棉花生長發育影響的研究[J].棉花學報，1996，8（1）：50-54.

[16] 楊彥明，傅建偉，龐 彰，等.內蒙古農田地膜殘留現狀分析[J].內蒙古農業科技，2010（1）：10-12.

[17] 牟明泉，石學軍，王靈燕，等.南疆棉田地表殘膜調查[J].中國棉花，2006，33（11）：43.

[18] 嚴昌榮，王序儉，何文清，等.新疆石河子地區棉田土壤中地膜殘留研究[J].生態學報，2008，28（7）： 3470-3474.

[19] 張江華，蔣平安，申玉熙，等.新疆農田地膜污染現狀及對策[J].新疆農業科學，2010，47（8）：1656-1659.

[20] 湖北省統計局.2009年湖北農村統計年鑒[M].北京：中國統計出版社，2009.

[21] 李秋洪，袁國寶.湖北省農用塑料薄膜殘留狀況及其防治對策[J].農業環境保護，1987，6（6）：40-41.

[22] 何文清，嚴昌榮，劉 爽，等.典型棉區地膜應用及污染現狀研究[J].農業環境科學學報，2009，28（8）：1618-1622.

[23] 劉金軍，王 環.農用地膜的污染及其治理對策研究[J].山東工商學院學報，2009，23（6）：9-13.

[24] 劉桂珍.關于治理耕地“白色污染”的措施和建議[J].新疆農業科技，2008（4）：11-12.

[25] 魏迎春，唐 琳.農用地膜對土壤的污染及其防治[J].西藏科技，2010（3）：19-21.

[26] 馬 輝，梅旭榮，嚴昌榮，等.華北典型農區棉田土壤中地膜殘留特點研究[J].農業環境科學學報，2008，27（2）：570-573.

[27] 齊小娟，顧延強，李文重，等.內蒙古農田殘留地膜對農作物的危害調查[J].內蒙古農業科技，2001（2）：36-37.