農業生產中全生物降解地膜的推廣與應用前景分析

劉利民 韓翔宇

摘 要：全生物降解地膜可以在自然界中被微生物活動徹底分解，不會對生態環境產生任何影響，但其保溫保墑性能比常規的聚乙烯地膜要差一些，而且其降解性能也不受控制，使得全生物降解地膜的推廣工作目前仍停留在實驗和演示階段，要將其推廣到農業領域，還有待于更多探索和改進。由于常規地膜難以循環利用，導致部分區域出現“白色污染”，影響農田生態環境。文章通過對目前國內外地膜使用情況和應用前景的探討，對該領域的發展提出相關建議，為今后全生物降解地膜在農業生產中進一步研究和開發奠定基礎。

關鍵詞：農業生產；全生物降解；地膜

引言：地膜覆蓋是一種較為成熟的農業生產技術，對于保障作物的高質、豐產具有十分關鍵的意義。但是，因為地膜材料中存在難以降解的大分子，在分解過程中很容易溶出有毒物質，同時，殘存的地膜也會妨礙作物根部對水分和養分的吸收，從而導致土壤的肥力下降，進而影響作物的品質和產量。而全生物降解地膜的普及和應用，可以有效地緩解以上問題，既可以保障作物的正常生長，又可以促進農業的可持續綠色發展。

1 全生物降解地膜

目前，可降解材料的種類不斷增多，其制造技術也日趨完善。當前用于生產可降解塑料的材料包括：已二酸丁二酯與對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（PBAT），聚乳酸（PLA），聚甲基丙烯酸酯（PPC），聚酯（PBS），聚酯（PHA），纖維素，淀粉等。經過實驗比較，最終選擇PBAT作為全生物降解地膜的最佳原材料[1]。宣威中博公司研制的以聚苯胺、聚乳酸、聚己內酯等為主要材料的全生物降解地膜，能達到下列目的：①可控制降解，能夠充分符合作物的生長需求；②實現對作物生長所必需的增溫、保水、保墑、保肥、除草等作用；③徹底分解，無殘渣；④不含有毒有害物質，安全可靠。經過幾年的比較研究，結果表明：在覆蓋后40～150天的退化期中，其在冬季和春季時間較長，在夏天退化期較短；當地膜厚度增加到2微米時，其分解推遲5～15天。

2 我國全生物降解地膜的應用現狀及前景分析

近幾年來，完全可降解的地膜經研究開發與使用，可適應部分地區的特殊環境，為取代傳統的塑料地膜、促進“白色污染”防控起到了積極的促進作用，具有良好的發展潛力。到2020年，全世界約有4億噸的塑膠生產，全生物可降解的塑膠生產只有122.7萬噸，占0.3%左右，所以生物可降解地膜生產具有很好的發展潛力。近年來，生物降解地膜在世界范圍內已取得了較大進展，并已形成了一批具有較強原料協作能力的優質企業，如：上海弘睿生物技術有限公司，蘭州鑫銀環橡膠塑料有限公司。

全生物降解地膜指的是以生物降解材料作為主體，加入合適比例的淀粉、纖維素以及其它對環境沒有任何危害的無機填充物、功能性助劑等，利用吹塑或流鑄等工藝來生產，其被用在作物生長時在土壤表面覆蓋的具有生物降解性能的薄膜。當前，以聚苯胺（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚碳酸丙烯酯（PPC）、聚羥基脂肪酸（PHA）為代表的生物可降解材料，其降解過程的可控、保溫、保水性能顯著提高；PBAT同時具有PBA、PBT兩種性能，且具有良好的塑性、斷裂延伸性，同時具有良好的高溫、抗沖擊性能[2]。

由于全生物降解地膜良好的可生物降解性，成為一種極具發展前景的可降解高分子材料，我國PBAT年生產能力已超過30萬噸。然而，全生物降解地膜造價昂貴（約為普通塑料薄膜的3倍）和隔熱保水能力比聚乙烯薄膜差，使我國可降解地膜在推廣中作用尚不明確，尚處在實驗和示范階段。近幾年，人們對可降解地膜的降解特征及田間適用條件進行大量研究，獲得一些結果。在有關政策的促進下，全生物降解地膜產業也獲得很大發展，該產業的發展具有很好的前景。

3 全生物降解地膜的應用建議

3.1 加強基礎研發：目前全生物降解地膜在我國的推廣使用中難以滿足生產實際的需要，最大程度上制約著發展。為提高該材料的功能與應用價值，亟待開展該地膜的降解機制與控制技術研究，并進一步加強原材料、配方以及與全生物降解地膜和覆膜機械相匹配的高性能制造工藝的研究，例如，淀粉和PLA等，它們都是PBAT理想的強化改性材料。

3.2 加大政策扶持：在全生物降解地膜產業的發展過程中，政府職能部門的政策支持起到了關鍵作用，尤其是在全生物降解地膜的初期發展時期，因此，可以加強對全生物降解地膜相關行業研發、應用的補貼或優惠政策。在中國，覆蓋的作物有很多種，要針對重點作物、重點區域，建立起一套地膜的科學利用和回收示范區，并將財政資金集中起來，根據當地的實際情況，對加厚高強度地膜和全生物降解地膜進行分類指導、精準施策、循序漸進，并對存在的問題進行及時發現解決，從而持續加強其示范帶動的作用，并以穩健的態度，將示范推廣的范圍逐步擴大[3]。

3.3 適應市場需求進行針對性生產：全生物降解地膜具有巨大的應用前景，政府的導入將推動塑料薄膜使用的大規模替代。當前，全生物降解地膜只適用于生長期較短的作物和在薄膜上覆土種植的作物，比如馬鈴薯、水稻、蔬菜、加工番茄、花生和鮮食玉米等。因此，制造企業應以各地氣候特征和各種作物對地膜覆蓋的安全需求為基礎，制造出與各種作物相匹配的全生物降解地膜產品，在確保保溫保墑前提下，盡量增強全生物降解地膜的可控性。

結語：隨著全國地膜科學應用與循環利用示范項目的實施，全生物降解地膜的研發將迎來新的發展機遇，可望改變長久以來PE地膜在工業生產及使用量上存在較大差異的困境。若能在原材料研究和制備技術上有所突破，并進一步提高其制備和產業化水平，則可使其在我國農田上得到更多推廣。

參考文獻

[1] 張凱，郭繼民，王坤，等.全生物降解地膜在農業生產中的推廣應用前景分析[J].中國果菜，2023，43（4）：5.

[2] 陳玉平，何甜，杜儒學.可降解地膜在馬鈴薯生產中的應用分析[J].農村科學實驗，2021（11）：3.

[3] 朱文博，姚顏瑩，王美萱，等.吉林省生物降解地膜應用現狀及對策探討[J].南方農業，2022，16（21）：4.