郁兵 韓益飛 丁建平 陳名蔚 潘國云 郁冬
導讀:從地膜覆蓋對土壤及農作物的污染為害和成因著手,細致分析了地膜殘膜回收工作中存在的問題,并提出了較為可行的解決對策,為地膜殘膜回收工作奠定了理論與可操作技術基礎。


地膜覆蓋技術于20世紀50年代興起,并在日本、歐美等國迅速推廣普及。該技術具有增溫護根、防凍保濕、調節光照、抑制雜草生長的作用,在農業生產中能顯著降低人工成本、提高產量和質量。目前市場廣泛使用的地膜不易降解,而可降解地膜成本高、降解效果不盡如人意,盡管國內外對降解地膜的研究較活躍,但均處在研究開發和試驗階段,因而尚未能夠大規模推廣普及。目前,需解決好地膜回收利用問題,或者及早研發價格低廉、降解效果好、降解產物無污染的可降解地膜,才能更好地促進農業綠色、可持續發展。
在農業發展過程中,人們長期以來追究經濟效益最大化,在充分享受覆膜栽培技術帶來紅利的同時,環保意識沒有跟上,忽視了地膜殘膜在土壤中長期累積,可能會給農業生產帶來的一系列潛在為害。在購買地膜的時候,片面追求低價,如在實際生產中對常用的0.004 mm地膜進行回收難度系數大、花工量大,種植戶基本放棄回收,直接旋耕入土。長年累月,地膜自然降解速度跟不上,地膜殘膜就越來越多,且在日曬風吹和機具耕作的促動下,地膜殘膜在降解過程中分解出的有害物質直接進入土壤,隨水分和養分進入作物體內,再次影響作物生長和農產品質量,形成一個惡性循環。同時,地膜殘膜回收點少、回收價格偏低,甚至抵不上回收所需的人工費用,影響農戶回收積極性。
土壤滲透是指水分因重力向下移動,進入深層土壤。大量廢棄地膜在秸稈還田過程中或整地過程中被直接旋耕進入土壤,阻礙水分在土壤中的滲透作用,降低土壤含水量,削弱耕地的抗旱能力。同時,地膜日益積累,這些高分子化合物難以分解,導致土壤孔隙度和通透性降低,破壞土壤氣相交換。
作物吸收水分靠的是土壤的毛細管作用,而地膜殘膜在土壤中積累,增加了土壤隔離空間,使土粒間的接觸面減小,從而切斷了土壤中的毛管系統,阻隔了水肥運移途徑、降低了水肥移動速度,嚴重影響了土壤毛管和土粒表面吸附、提升水分和養分的能力,這些影響隨著土壤中地膜殘膜量的增加而加劇[1~3]。
①地膜殘膜降低出苗率及幼苗成活 地膜殘膜在對土壤特性產生不利影響的同時,還為害作物生長。地膜殘膜日益增多,將降低種子出苗率,并影響幼苗成活。辛靜靜等[4]通過不同覆膜量對玉米生長發育的研究發現,種子發芽率和幼苗成活率隨殘膜量增加而降低,主要原因有3個:一是種子播在殘膜上時,不能吸收足夠的水分,影響萌發;二是種子播在殘膜下時,根尖不能穿透地膜,水分、養分匱乏,幼苗因饑餓而死亡;三是多株幼苗將同一殘膜頂出地面,膜下高溫使幼苗死亡。
②地膜殘膜影響作物根系發育 據報道,地膜殘膜刺激棉花上層根系大量增生,使得根系吸收的養分大量消耗在增生根系上,削弱了根系下扎的力量,造成下層根系不能正常生長,下層根表面積減少,削弱了棉花對深層水分的吸收和利用,從而使整體植株的抗旱能力減弱。同時,上層根系大量增生,加劇了根系對水分和養分的競爭,可能誘發早衰;下層根系密度小,上層根系過分發達,也造成根系整體結構不合理,根冠比減小,不利于植株的防風抗災,易倒伏,棉花單株鈴數和單鈴質量顯著受到影響,最終降低產量。
長期以來,農戶使用的基本都是厚度0.004 mm的地膜,強度低、韌性差、易破碎。直至2018年5月1日,國家質量監督檢驗檢疫局和國家標準化管理委員會于2017年10月14日共同發布的中華人民共和國國家標準 《聚乙烯吹塑農用地膜覆蓋薄膜》(GB 13735-2017)才正式實施。該標準明確規定,地膜的最小標稱厚度不得小于0.010 mm,并對厚度偏差、寬度極限偏差、凈質量極限偏差、外觀、力學性能和耐候性能等進行了嚴格規定。標準意識的落后,使得產品質量無法跟上綠色可持續生產的要求。地膜質量差,在回收過程中出現人工撿拾不易、無合適配套回收農機等問題,回收熱情隨之降低。
地膜用量的增加,源于地膜覆蓋技術帶來的產量大幅度增長。據統計,1982-1995年,糧食覆膜栽培增產2642萬t,蔬菜增產2090萬t,花生增產335萬t,累計增值950億元。據相關部門統計,1979年我國地膜覆蓋面積僅44 hm2,1997年地膜覆蓋面積已超667萬hm2,至2015年,我國地膜用量達145.5萬t,覆蓋面積2000萬hm2。因為政策的滯后性,加之回收熱情低,這2項數據至2018年仍在增加。
為適應除草、殺蟲、透光、保水等不同生產需求,有色地膜、單一彩色(黑、銀灰、綠)地膜、雙面異色復合地膜、配色地膜、化學除草地膜、鏡面地膜、滲水地膜等種類齊全,為農業生產提供了更為精準的農資配備。與此同時,各研究部門、企業還研制出快速鋪設地膜的各種型號農用機具,方便生產,推動了地膜覆蓋技術的進一步推廣。
地膜回收不僅是農戶生產自身需求,更是農業綠色循環可持續發展的要求。政府要及時出臺地膜殘膜量標準,配套回收補貼政策,定時普查地膜殘留情況,加大項目投入力度,樹立回收典型和利用典型,充分調動種植戶回收熱情、提升企業回收利用力度。省、市、縣、鎮各級農業部門要加大宣傳力度,分析地膜殘膜污染為害,讓農戶充分認清地膜殘膜回收的重要性和急迫性,從觀念、意識上著手統一思想,共同推進。
從源頭上把控地膜質量,嚴格按照《聚乙烯吹塑農用地膜覆蓋薄膜》國家標準進行生產和銷售,是推進地膜標準化生產使用的重點工作。工商部門和農業部門要協調工作機制,相互配合,暢通舉報投訴渠道,嚴厲查處不合格農膜生產、銷售企業和經銷商,清掃小、黑作坊,堵住不合格產品的源頭。
根據各地耕作習慣和地理條件,有針對性地研發地膜回收農用機具,使回收盡可能由機械操作,充分保障回收率,降低回收成本。在各地區人才培訓中,增加地膜回收利用相關理論及專業技能培訓的內容,充分貫徹“誰污染、誰治理”的政策理念,提升農戶綠色發展的素質,提高技術推廣人員的專業素養。對于回收過程中不配合、不推廣或者違規操作及失誤的人員,相關部門要制定相應的懲罰制度,促動回收工作順利開展。
在地膜殘膜回收利用過程中,要進一步完善地膜回收網絡,保護好已建成的回收加工利用網絡,不斷規范這些回收利用點的標準化操作。對積極推動地膜殘膜回收的組織或企業,進行稅收、用水用電等政策性減免或補貼,調動下游企業積極性。
推進地膜回收利用是一項漫長又艱難的任務,然而,目前我國農業發展和環境發展已經到了必須要開展這項任務的關鍵時刻。為進一步加快農業轉型升級,盡早實現綠色可持續發展,必須把地膜殘膜污染治理工作擺在戰略性突破位置,著力解決好地膜殘膜回收利用相關問題,才能更好地推動我國農業可持續發展。