地膜覆蓋技術(shù)引入我國后，有效地提高了干旱、半干旱地區(qū)的水資源利用率和糧食生產(chǎn)能力，促進(jìn)了這些地區(qū)的農(nóng)作物增產(chǎn)和農(nóng)民增收，在保障國家糧食安全方面發(fā)揮了重要的作用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，曾被譽(yù)為“白色革命”。然而，隨著使用量的增加和使用范圍的擴(kuò)大，農(nóng)田殘膜污染問題也變得越來越嚴(yán)重，成為了農(nóng)村“白色污染”的主要來源。

當(dāng)前，我國的地膜總體使用情況如何?在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上起到了什么效果?地膜殘留的現(xiàn)狀和危害是什么?地膜污染防控和治理回收又該如何著手?近日，記者圍繞上述問題采訪了相關(guān)專家。

年使用量達(dá)145萬噸，覆蓋 12%的耕地

地膜覆蓋技術(shù)是20世紀(jì)50年代由日本科學(xué)家發(fā)明的，70年代末被引入中國。據(jù)中國工程院院士、新疆農(nóng)墾科學(xué)院研究員陳學(xué)庚回憶，“早在1980年，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師石河子墾區(qū)就引進(jìn)了地膜覆蓋技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)了地膜植棉機(jī)械化。目前，新疆以及新疆兵團(tuán)覆膜種植的農(nóng)作物已由棉花擴(kuò)展到番茄、玉米、甜菜、辣椒、瓜類等，總面積5000余萬畝，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。”

我國干旱、半干旱地區(qū)水資源總量不足，而且降水時(shí)空分布不均，60%以上集中在7、8、9三個(gè)月，冬春降水少，春旱發(fā)生頻率高、危害大。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心主任劉天金認(rèn)為，地膜覆蓋保墑技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了秋雨春用，能夠有效緩解春旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提高自然降水的糧食生產(chǎn)能力。“我國北方玉米種植主要分布在降雨量450毫米以上、海拔1800米以下的地區(qū)。通過推廣地膜覆蓋技術(shù)，玉米種植范圍已擴(kuò)大到降雨量300毫米以上、海拔2350米以下的地區(qū)。”
在中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員嚴(yán)昌榮看來，地膜覆蓋解決了干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期受缺水制約，提高了資源利用效率，擺脫了年年抗旱的被動(dòng)局面。“不僅使玉米種植區(qū)北移了2~5個(gè)緯度，而且增產(chǎn)30%~50%。我們通過對(duì)全國756個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)、2644對(duì)(覆膜與不覆膜)田間對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析表明，地膜覆蓋能夠明顯提高農(nóng)作物產(chǎn)量和水分利用效率。”此外，地膜覆蓋可以保持良好的土壤結(jié)構(gòu)，能夠抑制土壤鹽堿，杜絕病害隨水傳播，抑制雜草和病蟲害，節(jié)省了農(nóng)藥、肥料、灌溉水和勞動(dòng)力的投入;可以增溫保墑，調(diào)整水果和蔬菜的播種及生育期，實(shí)現(xiàn)反季節(jié)生產(chǎn)，改善冠層光照，提高果蔬品質(zhì)。

國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示：2015年，我國地膜覆蓋面積達(dá)2.75億畝，使用量達(dá)145.5萬噸。而據(jù)預(yù)測(cè)，到2024年，我國地膜覆蓋面積將達(dá)3.3億畝，使用量超過200萬噸。嚴(yán)昌榮憂心忡忡地表示，“這意味著我國每年12%以上的耕地在使用地膜，在棉花產(chǎn)量占全國70%的新疆，所有的棉田都使用地膜，全國93%的烤煙田也使用地膜。而且使用地膜的作物種類，正不斷從蔬菜向經(jīng)濟(jì)作物乃至大宗糧食作物發(fā)展。”

“白色革命”衍生出了“白色污染”

如此大規(guī)模的地膜使用有利也有弊，一方面在農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效方面起到了巨大的作用，另一方面卻也對(duì)土壤環(huán)境造成嚴(yán)重危害，導(dǎo)致“白色革命”衍生出了“白色污染”這樣的負(fù)面產(chǎn)物。

嚴(yán)昌榮說：“普通的聚乙烯地膜(PE地膜)是高分子化合物，在自然條件下很難分解或降解。隨著使用年限的增加以及殘膜回收措施的不力，土壤中殘膜積累越來越多，局部地區(qū)形成了嚴(yán)重的殘留污染，導(dǎo)致了一系列生產(chǎn)和環(huán)境問題，如：破壞土壤結(jié)構(gòu)，影響作物生長和農(nóng)事操作，導(dǎo)致作物減產(chǎn)，增加勞動(dòng)投入，造成資源浪費(fèi)。”劉天金也表示，“當(dāng)前我國地膜殘留問題突出，根據(jù)典型調(diào)查，西北黃土旱塬區(qū)平均地膜殘留7公斤/畝，嚴(yán)重的地方超過15公斤/畝，地膜殘留破壞了土壤結(jié)構(gòu)，影響水肥運(yùn)移、作物出苗和生長發(fā)育，降低了農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。”

一項(xiàng)研究結(jié)果表明，當(dāng)土壤中地膜殘留量達(dá)到每公頃120公斤的時(shí)候，小麥、玉米、棉花的產(chǎn)量將分別下降17.8%、13.2%和16%。當(dāng)前，由于機(jī)采棉的不斷推廣，地膜進(jìn)入棉花已成為影響棉花品質(zhì)的一個(gè)重要因素，這會(huì)導(dǎo)致棉花印染困難，商品率降低。另外，許多作物秸稈都是重要的牲畜飼料，比如花生秸稈就是非常優(yōu)質(zhì)的飼料，但近年來，山東、東北部分地區(qū)采地膜覆蓋技術(shù)種植花生以后，使花生秸稈中夾雜地膜的問題十分突出，只要是地膜花生，老百姓都不敢用其秸稈作飼料。

而在同樣大面積使用地膜的歐洲和日本，卻不存在“白色污染”問題。嚴(yán)昌榮解釋說：“除了日本和歐洲的法律規(guī)定聚乙烯地膜必須按照產(chǎn)業(yè)廢棄物回收和處理外，他們的地膜多是厚度在0.018~0.03毫米之間的高成本、高強(qiáng)度地膜，容易回收。而我國主要使用的是0.005~0.01毫米之間的超薄地膜，既難以回收，也不可降解。”

其實(shí)，1992年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，地膜的厚度為0.008±0.003毫米。但在實(shí)際的生產(chǎn)和應(yīng)用中，為了降低成本，0.005毫米厚的地膜成了我國市場上的主流產(chǎn)品。2017年10月，新修訂的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《聚乙烯吹塑農(nóng)用地面覆蓋薄膜》發(fā)布。與1992年版的標(biāo)準(zhǔn)相比，變化主要表現(xiàn)為“三提高一標(biāo)示”，即提高了地膜厚度、力學(xué)性能、耐候性能和在產(chǎn)品合格證上明顯位置標(biāo)示“使用后請(qǐng)回收利用，減少環(huán)境污染”字樣。特別是明確規(guī)定地膜厚度不得小于0.01毫米，并規(guī)定自2018年5月1日起新國標(biāo)正式實(shí)施后，未達(dá)標(biāo)的地膜不再允許生產(chǎn)和銷售。專家表示，新國標(biāo)為用好地膜、解決地膜殘留問題、減少“白色污染”提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和法律保障，有利于地膜機(jī)播作業(yè)和回收再利用。
“因?yàn)闅埬るy回收而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，不少農(nóng)民將殘膜直接翻到地下，常年積累下來對(duì)土壤和農(nóng)作物的危害不可小覷。”擔(dān)憂之余，陳學(xué)庚也認(rèn)為，缺乏適用的殘膜回收機(jī)械也是“白色污染”愈演愈烈的原因之一，“其實(shí)我國從上世紀(jì)80年代就開始研發(fā)殘膜回收機(jī)械，先后涌現(xiàn)了100多種機(jī)械，但是能真正達(dá)到使用要求的不多。”

推廣替代技術(shù)、降解膜、機(jī)械回收逐步減量

2017年5月，農(nóng)業(yè)部印發(fā)《農(nóng)膜回收行動(dòng)方案》的通知，加強(qiáng)農(nóng)膜污染治理，提高廢舊農(nóng)膜資源化利用水平，提出到2020年，全國農(nóng)膜回收網(wǎng)絡(luò)不斷完善，資源化利用水平不斷提升，農(nóng)膜回收利用率達(dá)到80%以上，“白色污染”得到有效防控。那么，如何治理地膜污染?增加其回收利用率，專家們也談了自己的看法。

劉天金提出，“堅(jiān)持減量、增效、替代、降解、循環(huán)五措并舉，抓好殘膜治理。開展地膜覆蓋技術(shù)適宜性評(píng)價(jià)，科學(xué)規(guī)劃，合理退減部分地膜玉米種植，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)。開展旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，集成地膜替代技術(shù)，以秸稈覆蓋、生草覆蓋、保水劑、抗旱抗逆制劑、集雨補(bǔ)灌、水肥一體化等技術(shù)替代地膜覆蓋，實(shí)現(xiàn)地膜減量，從源頭上控制殘膜危害。”
對(duì)此，陳學(xué)庚建議，在農(nóng)田地膜減量化應(yīng)用方面，覆膜種植生產(chǎn)的效益不是很明顯、而且生長期能滿足作物成熟要求的，建議不使用地膜覆蓋栽培。嚴(yán)昌榮也提出，盡量減少地膜覆蓋度，防止地膜覆蓋濫用，提倡一膜多用，降低覆蓋比例，減少地膜投入量，“選用厚度適中、韌性好、抗老化能力強(qiáng)的地膜產(chǎn)品，在第一次使用后基本沒有破損，第二次可以直接在上面打孔免耕播種，實(shí)現(xiàn)減少地膜投入和耕作用工，達(dá)到省時(shí)省工又環(huán)保的目的。比如在湖北恩施，先是地膜覆蓋種植烤煙，煙葉收獲后在原來的覆膜壟上種植白菜、蘿卜等;甘肅隴東地區(qū)在覆膜玉米收獲后，第二茬種植油菜、小麥等。”

專家們都認(rèn)為，推廣生物降解地膜是今后解決地膜殘留污染問題的重要途徑。盡管近年來我國在降解地膜研發(fā)上取得了很大進(jìn)展，但嚴(yán)昌榮也坦陳，目前降解膜的價(jià)格要高出不少，而且在增溫保墑方面較普通聚乙烯地膜有較大差異，加之拉伸強(qiáng)度不夠難以滿足農(nóng)機(jī)覆膜的要求。“需要進(jìn)一步加強(qiáng)降解地膜在原材料、配方、工藝和技術(shù)等方面的研究，提高產(chǎn)品質(zhì)量并降低產(chǎn)品成本，另外，要根據(jù)不同的作物和區(qū)域，選擇合理的降解地膜，并配套合適的農(nóng)藝技術(shù)和應(yīng)用模式，推廣應(yīng)用降解地膜。”嚴(yán)昌榮說。

陳學(xué)庚說：“降解膜替代聚乙烯地膜是最終趨勢(shì)，但聚乙烯地膜在未來10~15年內(nèi)仍是主流，兩者存在相當(dāng)長的共存期。要將當(dāng)年新鋪地膜全回收和耕層內(nèi)殘留地膜逐步回收放在同等重要位置，不欠新賬，逐步還老賬，土壤中的殘膜含量就會(huì)逐漸減少，而實(shí)現(xiàn)殘膜機(jī)械化回收是必然舉措。”他認(rèn)為，先進(jìn)適用的殘膜回收機(jī)應(yīng)滿足5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：要容易操作，不需要對(duì)機(jī)具進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整，駕駛員進(jìn)行簡單調(diào)整后即可正常作業(yè);作業(yè)效率高、使用可靠性高;殘膜回收率能達(dá)90%以上，回收作業(yè)費(fèi)成本不超過20元/畝;具備自動(dòng)卷膜功能，回收的殘膜卷可方便集中堆放;回收后的殘膜含雜率要偏低，為資源化利用創(chuàng)造基本條件。2015年以來，陳學(xué)庚的團(tuán)隊(duì)先后研制出16種殘膜回收機(jī)，獲得多項(xiàng)發(fā)明專利。在去年10月的現(xiàn)場作業(yè)演示中，部分機(jī)械的殘膜回收率可達(dá)80%~90%，這使我國機(jī)械回收殘膜有了很好開端。“接下來，我打算進(jìn)一步完善這些殘膜回收機(jī)，爭取到2020年進(jìn)入實(shí)用階段。真正實(shí)現(xiàn)對(duì)‘白色污染’的有效治理，還農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一片凈土。”

陳學(xué)庚最后建議，“國家盡快制定相應(yīng)的政策和法規(guī)，逐步用法律法規(guī)去約束地膜的使用和回收，形成規(guī)矩。確立‘誰使用誰回收’的原則，嚴(yán)格規(guī)定當(dāng)年新鋪地膜的殘膜回收率，達(dá)不到回收標(biāo)準(zhǔn)的，用經(jīng)濟(jì)手段予以處罰，達(dá)到回收標(biāo)準(zhǔn)的，明確給予獎(jiǎng)勵(lì)和補(bǔ)貼。”他最后表示：“殘膜回收是世界性難題，估計(jì)到2020年，我國會(huì)有新的起色，如果能夠做到增量不增加，存量就會(huì)逐漸減少。”

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