內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)田地膜殘留現(xiàn)狀及特征研究

王金玲 武 巖 劉宏金 劉 會 郭曉宇* 春 蘭 劉俊鵬 孫德華 劉波

（1扎賚特旗農(nóng)村能源工作站，內(nèi)蒙古扎賚特旗 137600；2內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)生態(tài)與資源保護中心，內(nèi)蒙古呼和浩特 010011；3扎賚特旗農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，內(nèi)蒙古扎賚特旗 137600；4興安盟農(nóng)村能源管理站，內(nèi)蒙古烏蘭浩特137400）

1979年內(nèi)蒙古首次在蔬菜種植中應(yīng)用地膜覆蓋技術(shù)，1983年地膜覆蓋技術(shù)在內(nèi)蒙古12個盟市、60余個旗縣大面積推廣應(yīng)用，對內(nèi)蒙古糧食安全、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增收發(fā)揮了重要作用[1-3]。隨著內(nèi)蒙古地膜覆蓋技術(shù)的不斷推廣，覆膜作物種類不斷豐富，覆膜區(qū)域逐漸向北擴張，地膜用量從20世紀90年代初的0.57萬t上升至2019年的8.8萬t，地膜殘留造成的“白色污染”問題日益嚴重，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重危害[2-4]。內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜殘留受覆膜年限、土壤質(zhì)地類型和地膜厚度等諸多因素影響[5-8]。本研究在內(nèi)蒙古典型覆膜地區(qū)布設(shè)農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點，分析當前農(nóng)田地膜殘留現(xiàn)狀，研判農(nóng)田地膜殘留特征，為內(nèi)蒙古地膜殘留污染防治政策的制定和治理措施的高效實施提供參考。

1 材料與方法

1.1 地膜殘留監(jiān)測點布設(shè)

根據(jù)內(nèi)蒙古各盟市的覆膜面積，在覆膜方式、作物具有區(qū)域代表性且集中連片的典型覆膜地塊布設(shè)農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點，監(jiān)測0～30 cm土壤中的地膜殘留量。2020年各盟市監(jiān)測點位布設(shè)情況見表1。

表1 2020年內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點布設(shè)情況單位：個

1.2 地膜殘留調(diào)查取樣方法

1.2.1 地膜殘留監(jiān)測點信息調(diào)查。根據(jù)2020年內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點布設(shè)情況，按照“一點一表”原則調(diào)查統(tǒng)計監(jiān)測點覆膜年限、土壤質(zhì)地類型和地膜使用厚度等信息，共獲得調(diào)查表164份。

1.2.2 地膜殘留監(jiān)測取樣方法。農(nóng)田殘膜回收后，每個采樣點用梅花點法或?qū)蔷€法挖取5個樣方。用鐵簽或木簽作四角支撐點，用工程線連接成100 cm×100 cm的正方形。向外擴展約10 cm，沿著四邊挖深度約40 cm的溝，形成一個110 cm×110 cm的樣方（初步）。削去多余土壤，最終形成100 cm×100 cm的樣方。用卷尺從地表測量標記，取樣至30 cm深度。將土壤樣品放置在帆布上，用8～10目的篩子篩去土壤，收集篩內(nèi)的殘留地膜。采樣完成后，將土壤分層回填，恢復(fù)原貌。

1.2.3 殘膜樣品處理方法。收集的農(nóng)田殘膜帶回實驗室后，初步去除附著在殘膜上的雜質(zhì)，隨后將殘膜樣品使用無腐蝕作用的洗滌劑反復(fù)沖洗，沖洗干凈后在陰涼干燥處自然陰干，用萬分之一天平稱量殘膜樣品至恒重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件和SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)蒙古各盟市農(nóng)田地膜殘留現(xiàn)狀

由表2可知，2020年內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜平均殘留量達到101.7 kg/hm2，各盟市平均農(nóng)田地膜殘留量分為4個層次。錫林郭勒盟、赤峰市、巴彥淖爾市、阿拉善盟平均地膜殘留量顯著高于其他盟市（P＜0.05），地膜殘留量為127.66～145.83 kg/hm2；鄂爾多斯市、興安盟、包頭市、呼倫貝爾市和呼和浩特市平均地膜殘留量顯著高于通遼市和烏蘭察布市（P＜0.05），地膜殘留量為73.10～91.05 kg/hm2；烏蘭察布市平均地膜殘留量顯著高于通遼市（P＜0.05），地膜殘留量為44.20 kg/hm2；通遼市平均地膜殘留量最小，僅為19.05 kg/hm2。

表2 2020年內(nèi)蒙古各盟市農(nóng)田地膜殘留量單位：（kg·hm-2）

2.2 不同土壤質(zhì)地類型對農(nóng)田地膜殘留的影響

如圖1所示，不同土壤質(zhì)地類型平均地膜殘留量差異顯著（P＜0.05）。平均地膜殘留量從高到低依次為黏土＞沙土＞壤土，其中黏土平均地膜殘留量為137.40 kg/hm2，顯著高于沙土和壤土平均地膜殘留量（P＜0.05）；沙土平均地膜殘留量為 108.48 kg/hm2，顯著高于壤土的平均地膜殘留量（P＜0.05）。

2.3 覆膜年限對農(nóng)田地膜殘留的影響

根據(jù)內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點覆膜年限情況，共劃分＞1年且≤10年、＞10年且≤20年、＞20年且≤30年、＞30年且≤40年4組。由圖2可見，隨著覆膜年限的延長，其平均地膜殘留量呈增加趨勢，覆膜年限在30年以上的監(jiān)測點其平均地膜殘留量顯著高于其他組（P＜0.05）。

2.4 不同地膜厚度對農(nóng)田地膜殘留的影響

當前，內(nèi)蒙古農(nóng)田地膜使用厚度主要為0.004～0.008 mm、0.01 mm和＞0.01 mm且≤0.02 mm，其中0.004～0.008 mm與0.01 mm地膜厚度平均殘留量無顯著差異（P＞0.05）；隨著地膜厚度的增加，＞0.01 mm且≤0.02 mm厚度地膜平均殘留量顯著低于0.004～0.008 mm和0.01 mm地膜的平均殘留量（P＜0.05）。

2.5 不同因素對農(nóng)田地膜殘留的相關(guān)性分析

由表3可知，土壤質(zhì)地和覆膜年限與地膜殘留量成極顯著正相關(guān)（P＜0.01），相關(guān)系數(shù)分別為0.431 3和0.207 6；農(nóng)田地膜殘留量隨壤土、沙土、黏土變化顯著增加；覆膜年限的延長極顯著增加了農(nóng)田地膜殘留量。地膜厚度雖然與地膜殘留量成負相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著（P＞0.05）。

表3 不同因素與地膜殘留量的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

3.1 不同因素對農(nóng)田地膜殘留的影響

土壤質(zhì)地、覆膜年限和地膜厚度是影響農(nóng)田地膜殘留量的重要因素。杜澤玉等[8]研究表明，覆膜年限是影響地膜殘留量空間變異的主要因素，連續(xù)覆膜10年以上地膜殘留量顯著增加（P＜0.05），本研究也得出了覆膜年限與地膜殘留量成極顯著正相關(guān)的結(jié)論（P＜0.01）；同時該研究還得出了不同土壤質(zhì)地間地膜殘留量差異極顯著的結(jié)論（P＜0.01），表現(xiàn)為沙土地膜殘留量顯著高于壤土和黏土（P＜0.01）。本研究中以黏土平均地膜殘留量最大，究其原因可能是2020年全區(qū)54個黏土農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點有39個分布在巴彥淖爾市，其土壤多伴隨有鹽漬化和板結(jié)問題，不利于農(nóng)田地膜回收，導(dǎo)致農(nóng)田地膜殘留量增加。嚴昌榮等[9]研究表明，應(yīng)用0.012 mm厚度的地膜可明顯提高地膜回收率，減少地膜殘留量；張智優(yōu)等[10]研究發(fā)現(xiàn)，0.008 mm厚度的地膜殘留量較0.004 mm厚度的地膜減少1.85 kg/hm2。本研究中＞0.01 mm且≤0.02 mm厚度的地膜平均殘留量顯著低于0.004～0.008 mm和0.01 mm厚度的地膜（P＜0.05）；＞0.01 mm 且≤0.02 mm 厚度的地膜拉伸性能好，有利于當季地膜回收，可減少當季地膜殘留量，但0～30 cm土層主要為以往地膜殘留，故地膜厚度與地膜殘留量未表現(xiàn)出顯著相關(guān)性。

3.2 不同盟市地膜殘留差異

錫林郭勒盟和巴彥淖爾市農(nóng)田地膜殘留量主要由當?shù)赝寥蕾|(zhì)地類型決定，沙土和黏土農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測點數(shù)量占比高于60%；赤峰市和阿拉善盟農(nóng)田地膜殘留量主要由覆膜年限決定，其中覆膜年限超過20年的監(jiān)測點位占比高于74.5%；其他盟市平均地膜殘留量均低于內(nèi)蒙古平均水平，其中通遼市平均地膜殘留量最低，這主要與當?shù)胤N植結(jié)構(gòu)調(diào)整和推廣玉米無膜淺埋滴灌節(jié)水栽培技術(shù)有關(guān)，農(nóng)田地膜用量驟減，農(nóng)田地膜殘留量明顯降低[3]。

內(nèi)蒙古自治區(qū)2020年農(nóng)田平均地膜殘留量達到101.7 kg/hm2，各盟市地膜殘留量差異顯著，主要受土壤質(zhì)地類型和覆膜年限影響。建議各盟市繼續(xù)加強地膜源頭管控工作，大力推廣＞0.01 mm且≤0.02 mm厚度的地膜，提高當季地膜回收率；建立地膜回收利用常態(tài)化工作機制，每年開展地膜回收利用工作，防止當季殘膜翻入土壤耕層造成深度污染；大力推廣無膜淺埋滴灌、一膜兩用等地膜源頭減量增效技術(shù)，減少地膜覆蓋用量；加強土壤改良培肥，依托高標準農(nóng)田建設(shè)、東北黑土地保護、鹽堿地改良等項目資金，進一步改善土壤緊實度，降低農(nóng)田殘膜回收難度。