赤峰地區(qū)農(nóng)用地膜回收率調(diào)查及應(yīng)用回收現(xiàn)狀分析

楊 薇

(赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究所，內(nèi)蒙古 赤峰 024031)

農(nóng)用地膜是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的投入品。地膜覆蓋栽培不僅明顯保溫保墑，且具有保持土壤水分、控制土壤蒸發(fā)的作用，能夠顯著增加作物產(chǎn)量[1]。自1979年引入后，中國地膜使用量呈現(xiàn)顯著持續(xù)增長趨勢，到2015年約占全世界地膜使用總量近90%[2]。赤峰市是典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，全市現(xiàn)有耕地140多萬hm2，其中旱耕地87萬hm2，占總耕地面積的62%左右[3]。水資源短缺且分布不均是赤峰市農(nóng)業(yè)發(fā)展最大的制約因素，而地膜覆蓋栽培技術(shù)有效地提高了赤峰市水資源利用率，促進(jìn)了農(nóng)作物增產(chǎn)及種植面積的擴(kuò)大，對增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品供給能力和促進(jìn)農(nóng)民增收作出了巨大貢獻(xiàn)。據(jù)調(diào)研統(tǒng)計(jì)，赤峰市應(yīng)用地膜面積最高峰時約40萬hm2，占耕地面積的28%以上，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)程中，地膜已儼然成為農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要手段之一。然而，長期的應(yīng)用殘膜污染問題也逐步突顯，伴隨產(chǎn)生的廢舊殘膜不僅對農(nóng)村生活環(huán)境帶來了“白色污染”，同時也破壞了土壤結(jié)構(gòu)[4]，影響農(nóng)機(jī)作業(yè)，還會抑制農(nóng)作物生長發(fā)育，阻礙水肥輸導(dǎo)，威脅著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[5]。面對農(nóng)業(yè)地膜污染日益加劇的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)，在全國農(nóng)膜回收行動的政策指導(dǎo)下，赤峰市也積極響應(yīng)，認(rèn)真執(zhí)行，開展了農(nóng)業(yè)面源污染防治行動，也取得了相關(guān)的進(jìn)展。

在農(nóng)業(yè)地膜回收政策推進(jìn)多年的背景下，本研究通過對赤峰市松山區(qū)典型地膜覆蓋區(qū)，開展農(nóng)戶調(diào)查及定點(diǎn)監(jiān)測的方式，對地膜的使用、回收及處理情況開展全面的調(diào)查和監(jiān)測，確定不同監(jiān)測點(diǎn)農(nóng)膜的回收效率和回收率，掌握農(nóng)業(yè)地膜回收利用的第一手資料，對目前地膜應(yīng)用回收現(xiàn)狀有真實(shí)了解，對如何更好服務(wù)農(nóng)業(yè)有著直接幫助，同時為上級部門制定相關(guān)政策提供依據(jù)，對助推農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古赤峰市松山區(qū)，位于N41°17′54″，E118°51′55″，屬于溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。降水主要集中在6—8月，雨熱同季，年平均降雨量在300～500mm，多年平均蒸發(fā)量為1600～2500mm，≥10℃積溫2900～3200℃，土壤類型為砂壤土。

試驗(yàn)地點(diǎn)選取赤峰市松山區(qū)玉米種植區(qū)域8個監(jiān)測點(diǎn)。農(nóng)戶正常回收地膜后，取1m2調(diào)查樣點(diǎn)5點(diǎn)，取樣深度不少于機(jī)械作業(yè)深度，取代表性樣方中殘留地膜，洗干凈放入紗網(wǎng)種子袋中，自然風(fēng)干后，攤平在紅色A4紙上，照相，標(biāo)號為“樣品標(biāo)號-照片序號，計(jì)算殘留農(nóng)膜面積，進(jìn)行分析。

2 測定方法計(jì)算公式

以往的研究一般利用地膜使用重量及殘膜重量來計(jì)算地膜的回收率，但地膜重量因長時間的深埋、殘留的根系和土壤等影響并不準(zhǔn)確，本研究是利用地膜使用量及殘膜面積計(jì)算地膜回收率及回收效率，統(tǒng)計(jì)方法更科學(xué)合理。

2.1 計(jì)算公式

2.1.1 地膜使用量計(jì)算公式

不同作物的地膜使用量可以按式(1)核算獲得。地膜的用量由地膜比重、厚度、覆蓋面積和理論覆蓋共同決定。

地膜使用量=地膜比重×覆膜面積×地膜厚度×田間覆蓋度

(1)

式中，地膜使用量是指單位面積地膜使用量,kg；地膜比重為0.925g·cm-3；覆膜面積是指某種作物的地膜覆蓋種植面積，667m2；地膜厚度是指所用聚乙烯地膜的標(biāo)識厚度，可參照產(chǎn)品說明書上標(biāo)識部分，mm；田間覆蓋度為單位面積內(nèi)地膜的面積與農(nóng)田面積的比例，根據(jù)區(qū)域作物種植模式計(jì)算所得，%。

2.1.2 地膜回收量計(jì)算公式

地膜回收量計(jì)算公式：

地膜回收量=667m2均地膜使用量×回收作業(yè)面積×回收作業(yè)效率(人工、機(jī)械)

(2)

式中，地膜回收量是單位面積通過人工或機(jī)械等回收作業(yè)方式回收的廢舊農(nóng)膜量，kg；667m2均地膜使用量是指每667m2地所用聚乙烯地膜總量，kg·667m-2；回收作業(yè)面積是指采用人工或機(jī)械等方式使地膜離田的作業(yè)面積，667m2；回收效率是指農(nóng)膜離田量占使用量的比例，%。

2.1.3 地膜回收率計(jì)算公式

地膜(棚膜)回收率(%)=地膜(棚膜)回收量/地膜(棚膜)使用量

(3)

式中，地膜使用量為式(1)核算結(jié)果；地膜回收量為公式(2)核算結(jié)果。

2.2 關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算方法

2.2.1 田間覆蓋度

田間覆蓋度為單位面積內(nèi)地膜的面積(包括交叉和壓土部分)與農(nóng)田面積的比例,%。

田間覆蓋度(%)=單位面積內(nèi)農(nóng)膜面積/單位面積

(4)

2.2.2 回收效率

回收效率是指地膜離田量占使用量的比例。調(diào)查代表性田塊，選擇5個樣方，分別測定殘留在表層的地膜面積,%。

回收效率(%)=100%-(單位面積內(nèi)殘留地膜面積/單位面積×田間覆蓋度)

(5)

3 研究結(jié)果

3.1 松山區(qū)主要農(nóng)作物地膜應(yīng)用及回收整體調(diào)研情況

表1 松山區(qū)主要作物農(nóng)膜使用回收情況調(diào)查表

赤峰市松山區(qū)主要農(nóng)作物中玉米、谷子、馬鈴薯、向日葵、煙草、甜菜、露地蔬菜和設(shè)施蔬菜都有大量的農(nóng)膜使用，其中，玉米、馬鈴薯和煙草農(nóng)膜使用面積都在總播種面積的50%以上，除馬鈴薯基本不回收外，其它作物農(nóng)膜回收率效都在80%以上；露地蔬菜和設(shè)施蔬菜使用農(nóng)膜占總播種面積分別為80%和100%，收回效率都95%以上，主要由于蔬菜栽培以棚膜應(yīng)用為主，棚膜的厚度大，回收可再利用率高。而本研究中以地膜回收調(diào)配為主，實(shí)際松山區(qū)農(nóng)用地膜平均回收率為80.8%。

從全區(qū)農(nóng)膜使用數(shù)據(jù)量上來看，玉米生產(chǎn)應(yīng)用地膜量占全區(qū)總用膜量的34.61%，谷子占15.38%，露地蔬菜和設(shè)施蔬菜分別占16.41%和23.93%，其余作物用膜量僅占總用膜量的1.03%～3.08%，占比較小。雖然蔬菜用膜量較大，但其農(nóng)膜回收再利用率高，回收效率均在95%以上。綜合來看，要提高農(nóng)膜回收效率的關(guān)鍵，最主要是規(guī)范和解決玉米生產(chǎn)中地膜應(yīng)用及回收問題。

3.2 農(nóng)用地膜回收率統(tǒng)計(jì)分析

對松山區(qū)8個地塊在春季播種前農(nóng)膜回收后進(jìn)行取樣調(diào)查，地塊分別位于松山區(qū)安慶鎮(zhèn)、柴胡欄子、城子、木頭溝、榆樹林以及河南營子3個樣點(diǎn)。取樣點(diǎn)種植作物均為玉米，應(yīng)用覆膜技術(shù)為全膜覆蓋技術(shù)，應(yīng)用地膜厚均為0.008mm，使用量5kg·667m-2左右；地膜回收方式為當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的機(jī)械回收(拖拉機(jī)牽引自制地膜回收耙)，回收費(fèi)用約300元·hm-2。

圖1 殘膜處理后拼貼計(jì)算殘膜面積

取樣后在對樣點(diǎn)殘膜進(jìn)行清洗、晾干、拼貼，見圖1。利用Image J軟件計(jì)算殘膜面積，得到面積后再通過農(nóng)用地膜的使用量、回收率公式進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2。

表2 農(nóng)用殘膜回收情況調(diào)查表

8個樣點(diǎn)中都是采用玉米全膜覆蓋技術(shù)，應(yīng)用地膜標(biāo)準(zhǔn)一致，使用地膜量均為4.94kg·667m-2，從表2調(diào)查數(shù)據(jù)可知，取樣地塊的地膜回收率在70.85%～96.36%，其中木頭溝樣點(diǎn)的地膜回收率最低僅為70.85%，8點(diǎn)中80%以下的樣點(diǎn)有4個，90%以上的樣點(diǎn)有2個，地膜平均回收率為80.62%，地膜平均回收效率為81.75%，整體情況達(dá)到國家規(guī)定水平。

4 討論與分析

赤峰市是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大市，又是典型的干旱半干旱地區(qū)，地膜的使用不僅能夠提高地溫、保水、保土、保肥提高肥效，而且還有滅草、防病蟲、改進(jìn)近地面光熱條件等多項(xiàng)功能，所以農(nóng)民對地膜的使用熱情居高不下，農(nóng)膜應(yīng)用技術(shù)已非常成熟，并且目前情況看還沒有一項(xiàng)對地膜的可替代技術(shù)，地膜的應(yīng)用還將保持一定的面積。

根據(jù)國家和市政府的相關(guān)規(guī)定，農(nóng)膜必須回收。在本研究數(shù)據(jù)中可以看到，大部分農(nóng)戶回收地膜，農(nóng)膜殘存會影響下一年作物產(chǎn)量，這是農(nóng)戶回收地膜的內(nèi)在動力，但回收中還存在諸多問題。

目前的地膜回收缺少專用農(nóng)機(jī)，除大型農(nóng)場或合作社外，一般農(nóng)戶多使用自制摟膜機(jī)械回收為主，雖整體回收率達(dá)到80%以上，但也存在個別小農(nóng)回收不干凈、不徹底，仍有大量殘留，取樣點(diǎn)中回收率低的僅為70.85%。連年種植，農(nóng)膜在土壤中慢慢累積造成土壤結(jié)構(gòu)破壞、妨礙植物生長、對牲畜健康造成危害、造成環(huán)境污染等。研究中還發(fā)現(xiàn)，赤峰地區(qū)農(nóng)戶收獲后地膜并不及時處理，幾乎全部在春耕前再回收。一個漫長的冬季，田間殘膜隨風(fēng)飛落，所以每到冬末春初，田間地頭的影像極不盡人意。此外，農(nóng)膜回收后的殘膜處理也存在極大的問題。農(nóng)民對于回收后的廢舊地膜主要采用堆置、焚燒、深埋方式處理，更有一部分任其飄落在田間地頭，不僅造成農(nóng)業(yè)面源污染，而且造成了生態(tài)環(huán)境污染問題。目前沒有對殘膜后處理的延續(xù)對策或政策，回收殘膜的工廠少，對回收的標(biāo)準(zhǔn)要求高，農(nóng)民回收成本高于回收所得。總之沒有健全回收后的服務(wù)體系，所以導(dǎo)致回收效果不佳。

5 對策分析

5.1 從使用源頭控制地膜生產(chǎn)流通標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)落地實(shí)施

保證流通的地膜質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是影響可回收性的關(guān)鍵因素，如地膜厚度、抗拉伸強(qiáng)度等指標(biāo)。超薄和劣質(zhì)地膜的大量使用，是造成殘留污染的重要原因。所以要加強(qiáng)農(nóng)膜的生產(chǎn)流通市場監(jiān)管，嚴(yán)格生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外，國家倡導(dǎo)可降解膜使用，極大減少污染，也是未來塑料地膜應(yīng)用發(fā)展方向。

5.2 推廣應(yīng)用回收效率更高的專用地膜回收機(jī)械，減少農(nóng)膜殘膜存量

目前市場地膜回收機(jī)械種類和型號雖多，但其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相似，如果能在該技術(shù)上有所突破，并推廣應(yīng)用較實(shí)用的殘膜回收機(jī)械，提高地膜回收效率，將極大改善土壤質(zhì)量，減少環(huán)境污染。

5.3 建立健全殘膜回收利用體系

盡管國家正在探索地膜回收延伸的機(jī)制，試行“誰生產(chǎn)、誰回收”[6]，但在實(shí)際運(yùn)行中阻礙重重，如松山區(qū)的殘膜回收廠家農(nóng)膜回收難，回收后再利用加工成本高，我國新疆殘膜回收工廠多，但回收工作鞭長莫及。殘膜回收的妙訣在于建立一條高效且充滿激勵政策的商業(yè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)。

5.4 加強(qiáng)監(jiān)管，提高農(nóng)膜殘膜回收處置模式標(biāo)準(zhǔn)

相關(guān)部門加強(qiáng)殘膜回收的監(jiān)管工作，加強(qiáng)回收標(biāo)準(zhǔn)，在沒有有效機(jī)制前，對農(nóng)戶農(nóng)用地膜回收做出必要的懲罰機(jī)制，引導(dǎo)農(nóng)戶回收殘膜。

5.5 加強(qiáng)資金和政策支持

加強(qiáng)殘膜回收利用方面資金扶持，積極爭取相關(guān)項(xiàng)目資金，加強(qiáng)對殘膜回收加工企業(yè)的扶持力度；強(qiáng)化相關(guān)職能部門的配合協(xié)作，相關(guān)職能部門要切實(shí)做好農(nóng)膜回收利用的規(guī)劃指導(dǎo)、協(xié)調(diào)服務(wù)、宣傳引導(dǎo)等，必要時采取以獎代補(bǔ)的辦法，形成殘膜回收利用的良好氛圍。