地膜因具有提高地温、防旱、防养分流等作用而为农产品增产增收,目前地膜覆盖技术在我国越来越普及。据统计,1982年我国农用地膜使用量为0.6万吨,覆盖面积11.7万公顷,到2018年,达到了140.9万吨,1176.5万公顷,涉及各种经济作物及粮食作物[1]。

   有利必有弊。地膜带来高产的同时,因其材料、质量等原因,长时间不会分解,而其残留不断累积,会对作物生长、环境和人体健康等带来危害,主要体现在以下方面:

   (1)破坏土壤环境健康,阻碍水肥输导,影响作物的生长。据农业部测定,当地膜量残留达到4kg/亩时,作物将减产10%以上;

   (2)废旧地膜残留物随风漂浮,造成环境污染;

   (3)被家畜、野生动物等误食造成其肠胃功能紊乱或者死亡;

   (4)焚烧处理残膜时,会产生大量有毒有害的气体,影响着环境健康,进而对人类和动物健康构成威胁[2]。

   2017年第二次全国污染源普查数据显示,全国种植业中地膜多年累积残留量达118.48万吨,与2010年第一次全国污染源普查数据相比,增加了近10倍。有研究预测,湖北省在使用地膜覆盖技术36年后,所带来的减产率将超过其带来的增长率,可见治理地膜残留问题迫在眉睫[3]。为应对地膜残留问题,各个国家在积极探索相关技术,主要集中在以下几个方面:

   (1)增加地膜厚度,提高回收。地膜残留主要原因之一便是地膜质量过差,容易破碎,给回收工作带来了困难。为此,很多国家在地膜厚度上规定,比如日本、韩国、欧洲等地区使用的地膜厚度高于或等于0.02 mm[3];我国制定颁布的强制性标准《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》(GB13735-2017)中规定地膜最低厚度不得低于0.010 mm。

   (2)应用旧膜重复利用技术。即收获后免耕不揭膜,在前茬作物地膜上播种后茬作物的一种栽培技术[4]。这种技术具有投入少、地膜利用率高等特点,能够有效降低地膜的使用量。

   (3)研发利用可降解地膜,减少二次污染。可降解地膜相比塑料地膜,在一定条件下能够以化学、物理或生物等方式自行降解,大大降低了地膜对环境、作物生产等带来的危害。

   (4)推广秸秆替代覆盖技术,即将作物秸秆整株或者粉碎后覆盖于地表,保墒效果明显,还能调温、提高土壤养分等[9]。

   (5)施用保水剂代替地膜。保水剂是一种能够反复释水-吸水,施用后可全部降解为二氧化碳、水和矿物肥料的高分子材料,主要有树脂类、天然高分子类等类型[9]。

   当然,除上述外,还有其他可行的方法,比如改良耕作和农艺等。尽管可采用的技术方法很多,但多受限于成本、应用场景等等,目前在我国还未能全面推广利用。要解决地膜残留问题,不仅需要从技术上改进,还需要从科学研究、法律制度、国家政策、用户意识等多个层面上去提升。


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