李金在,趙桂桃,楊瑞軍
(鄂爾多斯市達拉特旗種子與經濟作物工作站,內蒙古 樹林召014300)
達拉特旗是鄂爾多斯市的農業大旗,也是內蒙古自治區33個產糧大縣之一,現有耕地面積15.02萬hm2。達拉特旗自80年代開始推廣使用地膜覆蓋技術,主要覆蓋農作物有玉米、小麥、馬鈴薯、葵花、瓜類、蔬菜等。隨著現代農業的發展和種植業結構調整,農用地膜使用量逐年增加,到2019年鋪膜農作物面積達到3.27萬hm2。隨著地膜使用量逐年增加,隨之產生大量廢膜,到2016年末,全旗廢舊地膜保守估計達到2000多噸。逐年殘留的地膜不僅造成農作物大量減產、牛羊誤食而亡,而且造成了嚴重污染。達拉特旗廢舊地膜回收利用加工水平較低。據調查統計,達拉特旗農膜年殘留量高達2000多噸。其中回收利用廢舊地膜僅僅占地膜使用量的15%(賣到垃圾收購點),土壤中殘留地膜占25%,其余60%的地膜處理方式為焚燒、隨意丟棄。2017年達拉特旗承擔了“鄂爾多斯市農用地膜回收利用示范試點”項目,通過項目的帶動,達拉特旗的農業地膜回收利用得到了快速發展。現已建成年加工能力1000噸的廢舊農膜加工廠1座,在全旗范圍內設置了4個廢舊地膜回收點,回收點購置了先進的廢舊回收機械開展地膜回收,截止2019年4月底,示范回收廢舊地膜面積達到1.3萬hm2,回收率達到72%[1]。
目前,達拉特旗尚未建立農膜回收體系,大量廢舊農用塑料薄膜隨意棄置或焚燒,回收利用率極低,嚴重影響了農村環境衛生和農業可持續發展。加強廢舊農膜殘留監測和回收利用,既是防治農業面源污染、保護生態環境的關鍵環節,也是發展循環農業、推進農村文明建設的重要內容,更是推進農業可持續發展[2]的迫切需要。
達拉特旗主要針對玉米、馬鈴薯、向日葵等主要覆膜作物開展地膜殘留污染定位監測工作。綜合考慮地形地貌特征、覆膜作物、種植制度、地塊面積、覆膜年限、回收方式等情況,以主要覆膜類型區主導覆膜作物為監測對象,在全旗王愛召新民堡村、樹林召鎮二河灘村、展旦召蘇木黃木獨、天義昌村、昭君鎮和勝村4個蘇木鎮的5個村選取5個采樣點地塊開展農膜回收行動示范監測,測定樣方地膜殘留量。
選擇主要覆膜區域、主要覆膜作物、典型覆膜地塊(地塊覆膜集中連片區)作為檢測地塊。采樣點符合土壤殘膜污染背景值研究的要求。在覆膜作物、地膜投入量、地膜覆蓋方式等基本一致的條件,均勻布點。采樣點選在相對平坦、穩定的農田里,以便長期監測。采樣點避開池塘、溝渠等,離鐵路、省級以上公路至少300 m以上。采樣點的布設綜合考慮覆膜年限(分為≤5年,5~10年,10~20年,20年以上)[3]、回收方式(人工回收、機械回收、人工-機械回收)等因素。
每個采樣點每次取5個樣方,每個樣方距離為15 m左右。根據地塊面積大小和形狀,選用梅花點法采樣。
在2020年4月初進行采樣,采樣時農田未翻耕或旋耕,同時揭除當季地表仍覆蓋的地膜。每個采樣點每年采樣一次,采樣時對每個樣方都詳細留存現場照片。
3.4.1 王愛召鎮新民堡村采樣點。農業基本生產情況:該樣點在王愛召鎮新民堡村杜春林的承包地上,地塊離村莊3 km,地塊經度110°174779’,緯度40°170377’,耕地而積0.53 hm2,播種面積0.53 hm2,土壤質地為壤土[4],灌溉方式為滴灌,當地年平均降雨量300 mm,日照時數3000 h,無霜期135~150 d。地膜使用情況:該樣點覆膜作物為玉米,面積0.53 hm2,覆膜用量28 kg,最早覆膜年份2005年,覆膜年限15年,采用機械覆膜,地膜使用周期為7個月,地膜生產廠家為內蒙古烏拉特前旗蘇獨侖農場三連地膜廠,地膜標識厚度0.008 mm、寬度700 mm。地膜回收情況:該樣點地膜回收采用機械回收(耬膜機)方式,回收量為22.4 kg,機械回收每畝費用為20元。回收殘膜80%被收購,20%雜質與地膜無法分離作為農村垃圾處理,采樣點距回收網點5.8 km,殘膜收購價6元/kg。
3.4.2 展旦召蘇木黃木獨村采樣點。農業基本生產情況:該樣點在展旦召蘇木王義軍的承包地上,地塊離村 莊2.5 km,地 塊 經 度109°460575’,緯 度40°265848’,耕地而積0.4 hm2,播種面積0.4 hm2,土壤質地為粘土,灌溉方式為滴灌,年平均降雨量300 mm,日照時數3000 h,無霜期135~150 d。地膜使用情況:該樣點覆膜作物為玉米,面積0.4 hm2,覆膜用量21 kg,最早覆膜年份2005年,覆膜年限15年,采用機械覆膜,地膜使用周期為7個月,地膜生產廠家為山東濟寧市中區歷塑料制品廠,地膜標識厚度0.008 mm、寬度700 mm。地膜回收情況:該樣點地膜回收采用機械回收(耬膜機)方式,回收量為17 kg,機械回收每畝費用為20元。回收殘膜80%被收購,20%雜質與地膜無法分離作為農村垃圾處理,采樣點距回收網點3.5 km,殘膜收購價6元/kg。
3.4.3 昭君鎮和勝村采樣點。農業基本生產情況:該樣點在昭君鎮和勝村楊存的承包地上,地塊離村莊4 km,地塊經度109°362587’,緯度40°263381’,耕地而積0.4 hm2,播種面積0.4 hm2,土壤質地為壤土,灌溉方式為滴灌,當地年平均降雨量300 mm,日照時數3000 h,無霜期135~150 d。地膜使用情況:該樣點覆膜作物為玉米,面積0.4 hm2,覆膜用量21 k,最早覆膜年份2005年,覆膜年限15年,采用機械覆膜,地膜使用周期為7個月,地膜生產廠家為山東濟寧市中區歷塑料制品廠,地膜標識厚度0.008 mm、寬度700 mm。
地膜回收情況:該樣點地膜回收采用機械回收(耬膜機)方式,回收量為17 kg,機械回收每畝費用為20元。回收殘膜80%被收購,20%雜質與地膜無法分離作為農村垃圾處理,采樣點距回收網點11 km,殘膜收購價6元/kg。
3.4.4 樹林召鎮二河灘村采樣點。農業基本生產情況:該樣點在樹林召鎮二河灘村張二子的承包地上,地塊離 村 莊3 km,地 塊 經 度109.°553083,緯 度40°271223,耕地而積0.2 hm2,播種面積0.2 hm2,土壤質地為黏土,灌溉方式為滴灌,當地年平均降雨量300 mm,日照時數3000 h,無霜期135~150 d。地膜使用情況:該樣點覆膜作物為玉米,面積0.2 hm2,覆膜用量11 kg,最早覆膜年份2005年,覆膜年限6年,采用機械覆膜,地膜使用周期為7個月,地膜生產廠家為山東濟寧市中區歷塑料制品廠,地膜標識厚度0.008 mm、寬度700 mm。地膜回收情況:該樣點地膜回收采用機械回收(耬膜機)方式,回收量為8 kg,機械回收每畝費用為20元。回收殘膜80%被收購,20%雜質與地膜無法分離作為農村垃圾處理,采樣點距回收網點5.2 km,殘膜收購價6元/kg。
3.4.5 展旦召蘇木天義昌村采樣點。農業基本生產情況:該樣點在展旦召蘇木天義昌村李星亮的承包地上,地塊離村莊2.5 km,地塊經度109.°493507,緯度40.°272662,耕地而積0.67 hm2,播種面積0.67 hm2,土壤質地為壤土,灌溉方式為滴灌,當地年平均降雨量300 mm,日照時數3000 h,無霜期135~150 d。地膜使用情況:該樣點覆膜作物為玉米,面積0.4 hm2,覆膜用量35 kg,最早覆膜年份2015年,覆膜年限6年,采用機械覆膜,地膜使用周期為7個月,地膜生產廠家為山東濟寧市中區歷塑料制品廠,地膜標識厚度0.008 mm、寬度700 mm。地膜回收情況:該樣點地膜回收采用機械回收(耬膜機)方式,回收量為28 kg,機械回收每畝費用為20元。回收殘膜80%被收購,20%雜質與地膜無法分離作為農村垃圾處理,采樣點距回收網點10.4 km,殘膜收購價6元/kg。
每個樣方清揀出的殘留地膜分別收集保存,去除附著在地膜樣品上的泥土。將地膜樣品放入水中浸泡1 h左右后進行清洗,清除地膜上的泥土和其他雜質在陰涼干燥處自然晾干,期間隨時稱量地膜樣品的重量,直至恒重后,利用萬分之一天平稱量土層樣品殘留地膜的總重量。
每個監測地塊選擇5個規格長為1 m、寬為1 m、深40 cm的樣方,測定耕層地膜殘留量,共計25個樣方。各樣方處理結果顯示,王愛召鎮新民堡村樣方地膜平均殘留量為130.413 kg/hm2,按照國家標準分級達到三級污染,土壤中地膜殘留量較多,已經造成耕地土壤污染,使農作物減產;昭君鎮和勝村樣方地膜平均殘留量為75.682 kg/hm2,展旦召蘇木黃木獨村樣方地膜平均殘留量為82.151 kg/hm2。樹林召鎮二河灘村張二子樣方地膜平均殘留量為75.156 kg/hm2,展旦召蘇木天義昌村李星亮樣方地膜平均殘留量為68.995 kg/hm2。上述4個監測地塊按照國家標準分級達到二級污染,有一定量的地膜殘留,對農作物生長和產量基本沒有負影響,但超過120 kg/hm2,可導致農作物減產。并且展旦召蘇木天義昌村的監測點地膜殘留量低于其他3個村的監測點地膜殘留量,表明天義昌村的監測地塊覆膜年限較短,在10年以下;王愛召鎮新民堡村監測點地膜殘留量達到國家農業三級污染標準是由于該監測點的殘膜沒有進行回收清理。達拉特旗年平均氣溫6~8℃,年降水量300 mm,當地水源豐富、土地肥沃、氣候適宜,以種植玉米為主。玉米年種植面積穩定在8萬hm2左右,隨著玉米膜下滴灌技術的廣泛應用,覆膜面積逐年擴大,目前全旗85%的玉米覆膜年限不足10年,暫時對農作物未造成負影響。但農民對田間地膜污染和地膜回收這個問題不夠重視,不會及時撿拾或清理農田中的殘留地膜。隨著地膜覆蓋栽培年限的延長,殘留地膜回收率低,土壤中殘膜量逐步增加,極易造成農作物減產和嚴重的地膜污染[5]。
農田地膜殘留監測是地膜污染綜合防治的一項重要的長期性、基礎性工作。各級各部門要充分認識農田殘膜污染監測“一張網”的重大意義,相關單位要認真落實責任、協調配合,加強組織實施,按時、高標準的完成農田地膜殘留監測任務。
農田地膜殘留監測工作是一項長期性工作,包括監測點農戶基本情況調查、田間調查、樣品采集、樣品處理、田間質量控制、樣品信息整理、樣品報送等工作,比較細致繁雜,野外工作量較大,需投入較多的人力、物力,要有經費的持續穩定投入才能保證監測工作順利完成,達拉特旗每年的農田地膜殘留監測費用預算需要5萬元。