北疆棉田地膜殘留現(xiàn)狀與回收治理方案淺析*

程衛(wèi)東

（兵團(tuán)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆奎屯833200）

北疆棉田地膜殘留現(xiàn)狀與回收治理方案淺析*

程衛(wèi)東

（兵團(tuán)第七師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆奎屯833200）

本文介紹了北疆棉區(qū)地膜利用和殘膜污染情況，分析了殘膜污染原理以及殘膜對(duì)土壤生態(tài)和棉花生長(zhǎng)發(fā)育的影響，對(duì)殘膜回收過程中存在的一些問題，提出了合理建議與有效措施。

棉田；地膜殘留；土壤；污染回收處理

新疆是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，多年來(lái)，棉花種植面積保持在166.67萬(wàn)hm2左右，占全國(guó)棉花種植面積的近40%，產(chǎn)量則占全國(guó)總產(chǎn)量55%左右。北疆是新疆重要的早熟陸地棉生產(chǎn)基地，種植面積約為63.33萬(wàn)hm2。20多年來(lái)，地膜覆蓋技術(shù)因其增溫、保墑、抑制雜草等顯著特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，已成為確保棉花生產(chǎn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要手段之一，進(jìn)而在棉花種植中全面應(yīng)用。

1 北疆棉花種植地膜利用現(xiàn)狀

從2005年到2015年，隨著對(duì)棉花栽培技術(shù)的不斷研究，棉花種植方式發(fā)生了一系列變革。如膜下播種、膜上點(diǎn)播、精量播種、超高密度種植、寬膜種植、超寬膜種植、雜交棉稀植、寬窄行種植等等。與此相適應(yīng)，地膜應(yīng)用規(guī)格也經(jīng)歷了系列變化，地膜幅寬從65 cm窄膜發(fā)展到90 cm、120 cm寬膜，再發(fā)展到205 cm超寬膜，地膜厚度從0.007mm轉(zhuǎn)變到0.008mm、0.01mm以及0.012mm，地膜用量也由最初的2.5 kg/667m2左右達(dá)到現(xiàn)在的4.2 kg/667m2左右。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近幾年北疆棉田地膜年用量平均可達(dá)4萬(wàn)t左右，地膜應(yīng)用呈現(xiàn)數(shù)量大、范圍廣、面積多的特點(diǎn)。

2 棉田殘膜污染現(xiàn)狀

地膜在促進(jìn)棉花增產(chǎn)的同時(shí)，因其回收不到位，產(chǎn)生大量的地膜殘留，進(jìn)而造成較嚴(yán)重的殘膜污染。據(jù)調(diào)查，連續(xù)種植棉花3～5年的土地，耕作層平均地膜殘留量8.99 kg/667m2，8～10年的土地，平均殘留量為12.5 kg，種植13年以上的土地，平均殘留量為22.87 kg[1]。對(duì)北疆大部分地區(qū)特別是兵團(tuán)各植棉團(tuán)場(chǎng)來(lái)講，大多數(shù)棉田連續(xù)種植15年以上，有些達(dá)到20年甚至30年[1]。殘膜污染已嚴(yán)重影響到土壤的微生態(tài)環(huán)境，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、土壤通氣性、土壤微生物活動(dòng)等造成了較大破壞。而且，隨著地膜的持續(xù)應(yīng)用，覆蓋年限的持續(xù)增加，土壤殘膜量將會(huì)不斷上升，土壤殘膜污染將變得日趨嚴(yán)重。

3 殘膜污染對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響

多年的殘膜因未能回收，與土壤混雜在一起，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)時(shí)殘膜纏繞在犁頭、耙齒和中耕機(jī)桿齒上，影響田間作業(yè)，不利于土壤翻耕，導(dǎo)致土壤耕性變差；在土壤耕作層中形成不透氣、不返墑的板結(jié)層，影響到棉花根系的發(fā)育和均勻分布；影響了水分、養(yǎng)分的流動(dòng)，阻礙了棉花對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收；影響到棉種的下播、發(fā)芽、出苗，造成爛種、爛芽，使幼苗黃口甚至死亡，對(duì)棉花生長(zhǎng)發(fā)育造成嚴(yán)重影響[2]。據(jù)測(cè)定，棉種播在殘膜上，爛種率達(dá)6.92%，爛芽率達(dá)5.17%，棉苗側(cè)根比正常減少4.8～7.6條，2～3片真葉期棉苗死亡1.19%，子葉期棉苗死亡3.08%，現(xiàn)蕾期推遲3～5 d，株高降低6.7～12.9 cm。據(jù)調(diào)查，連續(xù)種植棉花8～l0年的土地，平均殘留量12.5 kg/667m2，棉花減產(chǎn)達(dá)7%，種植13年以上的土地，平均殘留量22.87 kg/667m2，減產(chǎn)達(dá)17%[2]。可見殘膜污染嚴(yán)重地影響了棉花的生長(zhǎng)發(fā)育，防治地膜污染已成為改善農(nóng)業(yè)生態(tài)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)十分重要的工作[1]。

4 殘膜污染原理分析

地膜屬于聚乙烯高分子化學(xué)聚合物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中不易分解和降解。地膜碎片與土壤混雜在一起，形成不透氣、不返墑的板結(jié)層，切斷了土壤孔隙的連續(xù)性，使土壤通氣性變差，土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成受阻，破壞了農(nóng)田土壤空氣的循環(huán)和交換，影響到土壤微生物活動(dòng)的正常進(jìn)行，降低了土壤肥力水平；同時(shí)，阻礙了土壤毛管水和自然水的滲透，阻礙了棉田土壤水分運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致土壤次生鹽堿化，土壤理化性狀變差，危及到棉花的正常生長(zhǎng)發(fā)育。

造成殘膜污染的主要原因在于殘膜回收不力，殘膜清理不徹底。長(zhǎng)年種植棉花導(dǎo)致大量的殘膜積累在土壤中，殘膜與土壤混雜嚴(yán)重，殘膜在土壤中的比例逐年增加，不斷影響土壤的理化性狀，進(jìn)而加劇了殘膜污染程度。

5 當(dāng)前殘膜回收存在的問題

5.1 對(duì)殘膜危害認(rèn)識(shí)不足

雖然棉農(nóng)、團(tuán)場(chǎng)職工對(duì)地膜污染的危害有一定的認(rèn)識(shí)，但仍然注重當(dāng)年效益，忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，不愿意多花費(fèi)人力、財(cái)力去回收殘膜，有些即使進(jìn)行了殘膜回收，也是粗枝大葉，致使殘膜回收不徹底。

5.2 殘膜機(jī)械回收效果不佳

當(dāng)前棉花種植從播種到收獲基本實(shí)現(xiàn)了全程機(jī)械作業(yè)，對(duì)人力的需求大幅度降低。地膜回收大多采用秸稈粉碎還田與殘膜回收機(jī)聯(lián)合作業(yè)，但由于殘膜回收機(jī)械在土地適應(yīng)性、零部件磨損、應(yīng)用成本、回收效果等方面還有待提高，殘膜回收率較低，殘膜回收效果不佳。

5.3 地膜與土壤粘合緊密，不利于殘膜回收

隨著對(duì)鋪膜機(jī)械的不斷研發(fā)，現(xiàn)代機(jī)械鋪膜作業(yè)質(zhì)量顯著提高。為了防止春播時(shí)節(jié)大風(fēng)吹起地膜造成災(zāi)害，現(xiàn)代機(jī)械鋪膜時(shí)，地膜邊行深入土層5～8 cm，經(jīng)過生育期間的澆水過程，地膜與土壤粘合緊密，不利于殘膜回收。

5.4 殘膜回收成本高

機(jī)械回收殘膜每小時(shí)完成0.67～1.00 hm2/h，支出4元/667m2，殘膜回收率約為65%；人工頭水前每小時(shí)揭膜0.13～0.20 hm2，支出5～6元/667m2，殘膜回收率可達(dá)到95%。雖然人工揭膜殘膜回收率高，但工作效率低，勞動(dòng)力成本高，特別是在機(jī)械化程度越來(lái)越高的情況下，人工揭膜方式逐漸被淘汰。

5.5 新產(chǎn)品研發(fā)不夠深入

一些地方雖然開展了降解農(nóng)膜試用，如生物降解膜、光降解膜等，但由于成本過高或者技術(shù)不完全成熟等其它原因，還未能大面積推廣使用，新產(chǎn)品研發(fā)還有待進(jìn)一步深入。

6 提高殘膜回收的措施

6.1 加強(qiáng)宣傳，提高認(rèn)識(shí)

發(fā)揮政府職能，充分利用電視、廣播、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)等媒體，廣泛宣傳殘膜對(duì)農(nóng)作物和土壤環(huán)境的危害，引導(dǎo)農(nóng)民提高認(rèn)識(shí)，轉(zhuǎn)變種植生產(chǎn)方式，采取多種方式主動(dòng)加強(qiáng)殘膜回收意識(shí)。

6.2 從技術(shù)革新上提高殘膜回收能力

加強(qiáng)農(nóng)用地膜研究，提升棉田地膜強(qiáng)度，降低易碎性，提高機(jī)械摟膜效果。2014年在七師一二六團(tuán)開展了厚度分別為0.01mm和0.008mm的地膜比較試驗(yàn)，在同樣的種植模式和機(jī)械摟膜方式下，0.01 mm的地膜較0.008mm的地膜殘膜回收率高5.2個(gè)百分點(diǎn)，殘膜回收效果較好。

6.3 從回收方式上提高殘膜回收效率

大力推廣應(yīng)用立稈摟膜與耙地?fù)は嘟Y(jié)合，在秋季棉田打稈前實(shí)施立稈摟膜（棉花采摘完畢后，不打稈，立即使用專用機(jī)械進(jìn)行摟膜作業(yè)，之后才打稈、翻地）。根據(jù)在七師各團(tuán)場(chǎng)2013—2014年秋季立稈摟膜效果調(diào)查，立稈摟膜大約可實(shí)現(xiàn)殘膜回收65%以上，配合秋翻后以及開春的耙地?fù)ぃ尢餁埬せ厥章士商岣咧?8%以上，可大幅度提高殘膜回收效果。

6.4 從栽培模式上提高殘膜回收效果

根據(jù)棉花品種及其性狀合理采用栽培模式。2014年在七師一二六團(tuán)和一二七團(tuán)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，按照一膜三行方式種植的雜交棉棉田，采取立稈摟膜與耙地?fù)は嘟Y(jié)合，殘膜回收率平均達(dá)到90.2%，較常規(guī)棉一膜六行種植方式提高12.5%，回收效果明顯。

6.5 加強(qiáng)輪作倒茬力度

通過農(nóng)作物輪作倒茬以及農(nóng)作制度的改變，減少地膜總覆蓋量。如通過糧棉、菜棉輪作倒茬，在有效改良土壤的同時(shí)，減少地膜單位面積平均覆蓋量，適當(dāng)降低殘膜污染危害。

6.6 加強(qiáng)殘膜回收機(jī)械研發(fā)

在當(dāng)前地膜應(yīng)用范圍廣、面積大的形勢(shì)下，殘膜機(jī)械回收是發(fā)展主流，必須加大投入，努力加強(qiáng)殘膜回收機(jī)械的研發(fā)，進(jìn)一步提高殘膜回收效率。

6.7 加強(qiáng)新產(chǎn)品研發(fā)

研究開發(fā)新材料，尋找功效相同、成本相對(duì)低廉的農(nóng)膜替代品。加大對(duì)可降解膜的研究，大力開發(fā)無(wú)污地膜。

[1]努爾比艷.烏蘇市農(nóng)田地膜殘留量現(xiàn)狀及存在的問題[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2013（11）：116.

[2]劉志鋒.淺談殘膜污染對(duì)棉花生長(zhǎng)的影響及應(yīng)對(duì)措施[J].石河子科技，2009（6）：21.

2015—09—30

國(guó)家棉花產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，項(xiàng)目編號(hào)：CARS-18-48。