石 鑫,楊豫新,牛長河
(新疆農業科學院農業機械化研究所,新疆 烏魯木齊 830091)
地膜、棚膜等的廣泛使用對促進農業持續高產、穩產和增收發揮了顯著作用,農膜已是新疆農業生產不可缺少的生產資料[1-6]。新疆地方農膜覆蓋面積常年達300萬hm2以上。據中國農村統計年鑒顯示,2019年中國地膜覆蓋面積為1 762.8萬hm2,使用量為137.9萬噸,其中新疆地區地膜覆蓋面積達354.8萬hm2,地膜使用量24.27萬噸。從覆蓋面積來看,新疆地膜覆蓋面積在全國占比20.13%;從使用量來看,新疆地膜在全國占比17.6%,新疆農田地膜在覆蓋面積和使用量上都居全國第一。
長期使用地膜,但地膜回收困難,造成農田殘膜污染日益突出,給脆弱的綠洲生態農業持續發展和生態環境帶來了諸多的安全隱患[1-4]。因此項目組成員通過對南北疆主要農膜覆蓋區開展殘膜污染、殘膜回收再利用技術調研,歸納了當前新疆主要農業區地膜使用情況及殘膜污染現狀,對比分析了殘膜回收機械化技術及對后期廢舊地膜資源化再利用的影響,總結當前殘膜回收及資源化再利用的經驗做法,為新疆乃至全國殘膜污染治理工作提供借鑒和參考。
通過調研顯示,我區地膜覆蓋率達80%以上,主要覆膜作物以棉花為主,其他作物有玉米、甜菜、瓜類、制醬番茄和蔬菜等20余種作物。采用的地膜厚度多為0.006~0.008 mm,主要與膜下滴灌技術結合,用量在60 kg/hm2左右。2019年新疆地區(地方)地膜覆蓋面積354.8萬hm2,地膜使用量24.27萬噸,地膜回收量18.45萬噸,全區地膜回收率達到76.04%,實現了2019年地膜回收率75%的目標任務(部分示范縣市達到80%的目標任務),全區農田地膜污染綜合治理體系逐漸完善[5-8]。
我區研究殘膜回收機械歷史較早,上世紀90年代開始開展研發、試驗、推廣工作,經20多年研發、試驗、推廣,到2018年底,全區殘膜回收機保有量為19 036臺(其中:昌吉州3 888臺、塔城地區5 665臺、阿克蘇地區4 268臺、巴州2 481臺、博州985臺、阿勒泰地區896臺、喀什243臺、和田384臺),作業面積近133.33萬hm2(其中:塔城33.33萬hm2、巴州25.73萬hm2、昌吉18萬hm2、博州12.33萬hm2、阿克蘇36.67萬hm2),機械化回收殘膜近7萬噸,占全區農用地膜使用量的50%左右。
2016年《新疆農田地膜管理條例》頒布實施,農田地膜管理工作正式納入法治化軌道。2018年,自治區人民政府辦公廳印發了《自治區關于加強農田廢舊地膜污染治理工作的意見》(新政辦發〔2018〕66號),對農田地膜生產、銷售、使用、回收利用、監督管理等方面進行了規范。
2014年至2019年中央共安排資金7.78億元,對我區40個地膜回收利用示范縣項目區進行了補貼,建立66個廢舊地膜回收加工廠,并對回收企業、農戶及專業合作組織回收廢舊農田膜進行補貼。
通過政策引導,培育殘膜回收網點和加工再利用企業,形成“地膜使用者+合作社+回收網點+回收再利用企業”的回收體系,提高農田殘留廢舊地膜回收加工能力。
全疆各縣市根據各自情況開展了殘膜資源化再利用,通過農機合作社、企業、高校共同努力在廢膜資源化再利用方面取得了一定進展。
阿克蘇地區沙雅縣通過政策引導,產業鏈推動,培育殘膜回收網點和加工再利用企業,形成“地膜使用者+農機合作社+回收網點+回收再利用企業”的回收體系,提高農田殘留廢舊地膜回收加工能力。由農機合作社為種植戶回收地膜,收取作業費,運至鄉鎮地膜回收網點進行雜質初分,再進行打包運至地膜再生顆粒網點,形成較為健全的產業鏈體系。
昌吉市、瑪納斯縣、烏蘇市、沙灣縣、博樂市等縣市依托農機合作社和企業,對機械化殘膜回收作業給與15~20元/667m2的作業費補貼,提高機械化回收殘膜的積極性,鼓勵與科研部門合作,積極探索機械化、專業化回收,不斷改進回收機械,回收率不斷提高。
昌吉農業科技園區與福州大學、福建永順機械有限公司合作,研制了第七代“棉稈拔切與殘膜回收清選打包聯合作業機”,并進行大面積耐久、示范作業,完成作業面積266.67 hm2,作業效果、效率均達到設計指標。
瑪納斯縣樂源農業專業合作社自主研發了膜稈分離彈跳篩,對殘膜中的雜質分離率可達80%,又與石河子大學合作,在原有基礎上進行技術改進,提高了膜稈分離率,進一步攻克殘膜加工利用環節膜稈分離難題。
博樂市與石河子大學合作,試驗研發新型廢舊地膜回收打捆一體機,自動完成殘膜打捆成卷,殘膜幅面完整,基本無碎片,無需二次堆放,可直接田間裝車拉運,節約轉運成本,回收效果明顯提高,一定程度解決以往機械回收的殘膜含雜率高、人工分揀困難的技術難題,日作業量達6.67 hm2,殘膜回收率達到80%以上。
塔城地區引導用戶改變種植方式,合理選用中早熟、抗莖折、籽粒脫水快、適宜機械化收獲籽粒的玉米品種,加強技術服務,指導加強田間管理,加強苗期中耕,提高地溫、促苗早發,加強肥水管理,科學合理運籌肥水,促進玉米無膜栽培節本增效。2019年全地區無膜栽培面積達14.96萬hm2,占玉米播種面積的73.3%。伊犁州通過調整種植結構,減少制種玉米等覆膜作物種植面積;通過精細平整土地、采用滴灌等改進農藝措施;通過玉米苗期揭膜等技術,地膜使用面積逐年減少,從2016年的5.07萬hm2減至2019年的3.75萬hm2,減少26%。
博樂市推廣玉米免耕水肥一體化保護性耕作技術,采取玉米秸稈粉碎后覆蓋農田防風蝕、減少水分蒸發、增加土壤有機質,播種前不犁地、不耙地,不鋪膜直接播種,實現玉米免耕精量播種與水肥一體化農機與農藝技術融合。與常規種植技術相比增產3%~10%,增效150元/667m2左右。該技術可在土壤干旱缺水,年有效積溫2 700℃以上的地區推廣應用。2019年示范推廣226.13 hm2,2020年擴大到0.2萬hm2,并直播甜菜0.187萬hm2,直播玉米0.07萬hm2,不鋪膜農作物面積達到0.453萬hm2。
(1)個別地方政府對殘膜回收的重視程度不高,對殘膜污染帶來的嚴重性認識不到位,對農民、種植戶和合作社宣傳不到位,農民回收殘膜積極性不高。
(2)機械化回收能力薄弱。現可用的殘膜回收機沒有一種能夠達到理想的工作要求,普遍存在邊膜無法撿拾,膜稈分離效果差,回收的殘膜和秸稈、泥土、雜質纏繞在一起,不能直接二次利用等問題;缺少能夠回收0~30 cm耕層內殘膜的機具,缺少玉米、食葵等高稈作物的殘膜回收機械。
(3)缺少地膜、秸稈分離裝備。目前采用的殘膜回收機回收物多是殘膜和秸稈、泥土、雜質纏繞在一起混合物,回收來的殘膜混合物無法再利用,很大部分都堆積在田間,或者直接焚燒給環境造成二次污染。要從根本上解決殘膜污染問題,必須實現廢膜再利用。
(4)廢舊地膜回收再利用利潤低,缺乏市場機制。調研發現,地膜回收再加工企業生產成本高,而利潤非常有限,回收來的殘膜后續多用來生產滴灌帶、花盆等低價產品,因此利潤少。很多已建成的廢舊地膜加工廠基本處于停工狀態,加工企業積極性不高。
(5)降解膜的使用還有待規范。降解膜試驗過程中存在防草效果差、使用量大、成本高等問題,還有一些廠家銷售沒有國家正規檢測報告的可降解膜,為農田地膜污染治理埋下隱患,因此降解膜的使用還有待規范[9]。
(1)加大宣傳力度,提高地方管理機構、合作社及種植戶的環保意識,明確農膜使用者的主體責任,堅持“誰污染、誰治理,誰受益、誰治理”的原則,發動農民履行地膜回收義務,在春秋兩季組織農戶開展地膜回收。
(2)聯合農機科研部門、各地農機合作社開展科研攻關,根據各地不同作物類型、土壤特點、耕作習慣、氣候差異等,盡快研制定型一批能有效回收邊膜,實現膜稈分離、殘膜打包打捆等經濟實用的機械,研發不同耕層殘膜回收機,并加快推廣。
(3)加快研發適用的廢膜秸稈分離裝備。目前國內廢膜秸稈分離裝置的研究還處于空白,廢膜資源化再利用是解決殘膜污染的關鍵,因此要加大科研部門和企業的合作盡快研發出一款經濟適用的廢膜秸稈分離裝備。同時給地膜回收和再利用企業給予一定的補助,降低生產成本,調動企業的生產積極性。
(4)春秋兩季地膜回收作業時間短,建議以當地農機合作社為依托,開展社會化購買服務,大力推進殘膜機械化、專業化回收。加大對種植戶和合作社購置殘膜回收機的補貼力度,對殘膜機械回收作業費給予補貼。
(5)鑒于目前降解膜降解機理不明,降解時間難以掌控,建議應穩妥推進生物降解膜試驗,組織具有監測資質的科研院所和權威機構開展可降解地膜全過程安全風險監測評估,解決安全風險問題。