地膜覆盖带来的残膜污染与解决对策
李开宇 杨宁 冯良山 肖继兵 于景春
摘?要：地膜覆盖带来的残膜污染问题日益严重，它所造成的危害的严重性必须引起高度警惕和重视。阐述了农田残膜污染的状况及所造成的危害，分析了农田残膜污染产生的原因，提出了解决对策。
关键词：地膜覆盖;残膜污染;解决对策
中图分类号：S565文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.02.018
地膜覆盖栽培技术是采取农用塑料薄膜覆盖在地表，实现保水、增温、高产栽培技术，是20世纪80年代从日本引进我国，在全国29个省、市、自治区推广应用。采用地膜覆盖栽培技术在干旱、半干旱地区应用，可调节地温，节约水资源，改善农田生态环境，提高粮食产量，增加农民收入。地膜覆盖栽培技术在保障国家粮食安全方面发挥了重要的作用，产生了巨大的经济效益，曾被誉为“白色革命”。然而，由于对残膜所造成的危害认识不足，残膜回收技术和机械的研究开发严重滞后，被誉为“白色革命”的地膜覆盖栽培技术在创造出可观的经济和社会效益的同时，也带来了严重的“白色污染”。对此，必须引起高度警惕和重视。
1?农田残膜污染的状况
地膜覆盖栽培技术不仅对我国农业耕作制度改革、种植结构调整和高产优质高效农业的发展产生了重大而深远的影响，而且对千百万贫困农民脱贫致富奔小康也作出了直接贡献。近年来，地膜覆盖栽培技术由一开始的高附加值的经济作物栽培向低附加值的粮食作物覆盖栽培发展。地膜覆盖栽培技术在我国的发展速度之快，应用作物品种之多，推广普及面积之广，在我国农业新技术推广史上是十分罕见的。地膜使用量从1981年的0.6万t增加到2015年的145.5万t，使用量增长约250倍，且占世界地膜使用总量的近90%。
20世纪90年代初，覆盖地膜的农田均出现不同程度的地膜残留，1990年浙江省对多年的覆盖棉田调查结果指出，0～20 cm深的土层中，每亩残膜量至少为3.2 kg。湖北省农用塑料薄膜残留调查，地膜的残留量随覆盖时间的递进而增高，覆盖1年的平均残留量为0.98 kg/亩，覆盖2年的为1.79 kg/亩，覆盖3年的为2.94 kg/亩。经测算，该省8年地膜累计残留量达3147.3 t，平均残留量为0.7 kg/亩·年，残留率为12.3%。新疆建设兵团对连续覆盖3年的棉田调查结果，30 cm的耕层每平方米平均有残膜187块，重15.078 g，折合每亩残膜量10.052 kg。2014年调查结果表明，华北地区土壤耕作层残膜量每亩为0.014～5.1 kg，其平均值为1.8 kg/亩。
2?农田残膜污染的危害
2.1?对土壤的危害
地膜易碎但不易分解，残留在农田土壤中的地膜对土壤特性会产生不利影响。残留地膜会影响农田土壤水分的渗透性，造成土壤含水量降低。农田土壤中的地膜还可能使土壤孔隙度下降、通透性降低，在一定程度上破坏农田土壤气相交换。
2.2?对作物生长的危害
残留在土壤中的地膜会对土壤的理化性状产生影响，进而影响农作物根系伸展，造成根部吸水及养分运输的能力下降，影响作物出苗保苗、生长发育，导致农作物减产。山西省棉花研究所通过模拟试验，将不同量的残膜混入土壤后，土壤的容重表现为下降的趋势。土壤容重减少，虽是土壤性状良好的一项指标，但因塑料的不透性，又给土壤带来新的问题。从出苗情况看，棉花的出苗率和死苗率与不同残膜量之间虽无明显的规律性，但地面上的残膜对棉花出苗过程则有显著的抑制，残膜盖苗率和残膜压苗不出苗率，均随残留量的增加而加重，最高者达到17.3%。造成不出苗和死苗的原因，同样与种子播在残膜上，因吸不到足够的水分而不能出土，种子萌发后，因幼苗的根系穿不透残膜，使水分、养分亏缺，因而干枯死亡。
3?导致农田残膜污染的原因
（1）农民环保意识淡薄。长期以来人们只追求土地产量的最大化，人们经济收益的最大化，农业生产上只注意地膜覆盖栽培技术的推广应用，没把其产后的清膜回收工作，有组织有计划地落实下来。只注意了一时一季的經济效益，忽视了残膜给农业生产所带来的潜在危害。长期大量残膜累积于土壤中，破坏环境的同时影响作物的正常生长。
（2）残膜回收再利用产业链不健全。农用地膜回收价格偏低，影响了农民的回收积极性，加之收购网点少、加工企业少，加工技术不成熟、成本较高、经济效益较低等，加上农民对废膜残留的危害认识不足，不愿意把时间花费在回收工作上，导致回收再利用难度大。
（3）人工回收困难较大。农作物地膜栽培时，为了固定地膜和保证其密闭，周围一般都要用土压实。随着时间的推移，一部分地膜粘附在地面，一部分则埋入土中。特别是薄膜受风吹日晒和机具耕作后，变得很小，人工捡拾起来十分困难。而国内残膜回收设备，没有得到足够的重视，没有大范围推广应用，残膜的机械回收率不高。
（4）地膜超薄不易捡拾。农用地膜材质结构稳定，难以分解，自然条件下难以降解，在土壤中可残存200～400年。国际上地膜的厚度标准一般为12～20 μm，而我国目前推广的地膜厚度只有5～6μm，甚至更薄。用超薄地膜取代普通地膜虽可大幅度地降低生产成本，获得更大的经济效益，但它老化速度快，易破碎，不易捡拾。
4?控制农田残膜污染的建议与措施
（1）提高农民的环保意识。
政府部门要对地膜使用和残膜回收工作给予足够的重视，加大宣传力度，提高农民的环保意识，充分调动广大农民参与农田残膜污染治理的积极性。利用广播、电视、官方微博、微信公众号、手机客户端等宣传途径，向社会与农民群众宣传残膜对农作物、土地环境以及子孙后代造成的危害。
（2）研究生产可降解地膜。科学家们研制出三种可可降解地膜：光降解膜、生物降解膜、光—生物降解膜。这种薄膜在微生物或光作用下能降解成无机物、CO和水后进入土壤，进而避免残留危害。这些新型塑料是避免残膜污染的一个方向，包括我国在内的许多国家，都已研制出来，例如中国科学院长春应用化学研究所研制的可光解地膜、兰州化学研究所研制的可溶解地膜、北京塑料研究所研制的非淀粉可控光—生物降解塑料膜等。但目前这种新型可降解地膜推广范围还是很小，主要原因是成本高，可降解地膜价格比普通地膜高15%左右，影响了农民使用的积极性。希望国家能重视这种环保地膜的使用，给予一定的补贴，支持农民购买使用可降解地膜，使其范围逐步扩大，代替普通塑料地膜的使用，减少土地的白色污染。
（3）加大机械清膜力度。我国地膜污染残留量大、范围广，要彻底回收土壤中的残膜，仅靠人工回收是不够的，必须采用机械的方式来解决。机械清膜具有速度快、效率高等优点，20世纪80年代，我国已经开展了残膜回收机械的研制，以残膜回收的工作原理来分有搂集式、揭膜式、捡拾式等。辽宁省农机研究所研制的残膜清除机，可与小型拖拉机配套，适用于人工和机械铺膜的田块，清除率达70%～80%，每小时工作效率为7.3亩比工清膜提高工效15倍。沈阳农业大学研制的起膜、拾膜协同作业的铲齿组合式残膜回收装置。机械清膜工作效率高，使用成本也比较高，希望地方政府给予相关政策予以扶持。
（4）加大废旧残膜的深加工利用。当前许多国家都把开发废旧塑料的回收处理，作为塑料工业技术发展的重要战略之一。废膜回收加工，是地膜栽培新技术带来的新产业，其原料充足，经济效益高，大有发展前途。同时应适当提高废膜的收购价格，以鼓励农民回收旧膜的积极性。
5?结束语
残膜污染已严重制约我国农业可持续发展，对农业生态环境造成严重影响，解决这一问题刻不容缓。政府部门应建立健全长效机制，制定有效的政策法规，约束残膜污染行为;提高农民的环保意识，充分调动广大农民参与农田残膜污染治理的积极性;加大可降解地膜的研制生产;同时加大机械残膜回收力度等措施;从“资源—产品—废弃物—再生资源”产业链全面考虑，进一步推进残膜回收再利用技术创新。
参考文献：
[1] 赵玺，周彦芳，张亚萍.农用残膜危害及其防治措施研究进展[J].安徽农业科学，2018（4）.
[2] 张佰秋.农用塑料地膜污染现状与防控对策[J].吉林农业，2017（6）.
[3] 马少辉，张学军.废膜收获机的研究现状和发展趋势[J].农机化研究，2006（5）.
摘?要：地膜覆盖带来的残膜污染问题日益严重，它所造成的危害的严重性必须引起高度警惕和重视。阐述了农田残膜污染的状况及所造成的危害，分析了农田残膜污染产生的原因，提出了解决对策。
关键词：地膜覆盖;残膜污染;解决对策
中图分类号：S565文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.02.018
地膜覆盖栽培技术是采取农用塑料薄膜覆盖在地表，实现保水、增温、高产栽培技术，是20世纪80年代从日本引进我国，在全国29个省、市、自治区推广应用。采用地膜覆盖栽培技术在干旱、半干旱地区应用，可调节地温，节约水资源，改善农田生态环境，提高粮食产量，增加农民收入。地膜覆盖栽培技术在保障国家粮食安全方面发挥了重要的作用，产生了巨大的经济效益，曾被誉为“白色革命”。然而，由于对残膜所造成的危害认识不足，残膜回收技术和机械的研究开发严重滞后，被誉为“白色革命”的地膜覆盖栽培技术在创造出可观的经济和社会效益的同时，也带来了严重的“白色污染”。对此，必须引起高度警惕和重视。
1?农田残膜污染的状况
地膜覆盖栽培技术不仅对我国农业耕作制度改革、种植结构调整和高产优质高效农业的发展产生了重大而深远的影响，而且对千百万贫困农民脱贫致富奔小康也作出了直接贡献。近年来，地膜覆盖栽培技术由一开始的高附加值的经济作物栽培向低附加值的粮食作物覆盖栽培发展。地膜覆盖栽培技术在我国的发展速度之快，应用作物品种之多，推广普及面积之广，在我国农业新技术推广史上是十分罕见的。地膜使用量从1981年的0.6万t增加到2015年的145.5万t，使用量增长约250倍，且占世界地膜使用总量的近90%。
20世纪90年代初，覆盖地膜的农田均出现不同程度的地膜残留，1990年浙江省对多年的覆盖棉田调查结果指出，0～20 cm深的土层中，每亩残膜量至少为3.2 kg。湖北省农用塑料薄膜残留调查，地膜的残留量随覆盖时间的递进而增高，覆盖1年的平均残留量为0.98 kg/亩，覆盖2年的为1.79 kg/亩，覆盖3年的为2.94 kg/亩。经测算，该省8年地膜累计残留量达3147.3 t，平均残留量为0.7 kg/亩·年，残留率为12.3%。新疆建设兵团对连续覆盖3年的棉田调查结果，30 cm的耕层每平方米平均有残膜187块，重15.078 g，折合每亩残膜量10.052 kg。2014年调查结果表明，华北地区土壤耕作层残膜量每亩为0.014～5.1 kg，其平均值为1.8 kg/亩。
2?农田残膜污染的危害
2.1?对土壤的危害
地膜易碎但不易分解，残留在农田土壤中的地膜对土壤特性会产生不利影响。残留地膜会影响农田土壤水分的渗透性，造成土壤含水量降低。农田土壤中的地膜还可能使土壤孔隙度下降、通透性降低，在一定程度上破坏农田土壤气相交换。
2.2?对作物生长的危害
残留在土壤中的地膜会对土壤的理化性状产生影响，进而影响农作物根系伸展，造成根部吸水及养分运输的能力下降，影响作物出苗保苗、生长发育，导致农作物减产。山西省棉花研究所通过模拟试验，将不同量的残膜混入土壤后，土壤的容重表现为下降的趋势。土壤容重减少，虽是土壤性状良好的一项指标，但因塑料的不透性，又给土壤带来新的问题。从出苗情况看，棉花的出苗率和死苗率与不同残膜量之间虽无明显的规律性，但地面上的残膜对棉花出苗过程则有显著的抑制，残膜盖苗率和残膜压苗不出苗率，均随残留量的增加而加重，最高者达到17.3%。造成不出苗和死苗的原因，同样与种子播在残膜上，因吸不到足够的水分而不能出土，种子萌发后，因幼苗的根系穿不透残膜，使水分、养分亏缺，因而干枯死亡。
3?导致农田残膜污染的原因
（1）农民环保意识淡薄。长期以来人们只追求土地产量的最大化，人们经济收益的最大化，农业生产上只注意地膜覆盖栽培技术的推广应用，没把其产后的清膜回收工作，有组织有计划地落实下来。只注意了一时一季的經济效益，忽视了残膜给农业生产所带来的潜在危害。长期大量残膜累积于土壤中，破坏环境的同时影响作物的正常生长。
（2）残膜回收再利用产业链不健全。农用地膜回收价格偏低，影响了农民的回收积极性，加之收购网点少、加工企业少，加工技术不成熟、成本较高、经济效益较低等，加上农民对废膜残留的危害认识不足，不愿意把时间花费在回收工作上，导致回收再利用难度大。
（3）人工回收困难较大。农作物地膜栽培时，为了固定地膜和保证其密闭，周围一般都要用土压实。随着时间的推移，一部分地膜粘附在地面，一部分则埋入土中。特别是薄膜受风吹日晒和机具耕作后，变得很小，人工捡拾起来十分困难。而国内残膜回收设备，没有得到足够的重视，没有大范围推广应用，残膜的机械回收率不高。
（4）地膜超薄不易捡拾。农用地膜材质结构稳定，难以分解，自然条件下难以降解，在土壤中可残存200～400年。国际上地膜的厚度标准一般为12～20 μm，而我国目前推广的地膜厚度只有5～6μm，甚至更薄。用超薄地膜取代普通地膜虽可大幅度地降低生产成本，获得更大的经济效益，但它老化速度快，易破碎，不易捡拾。
4?控制农田残膜污染的建议与措施
（1）提高农民的环保意识。
政府部门要对地膜使用和残膜回收工作给予足够的重视，加大宣传力度，提高农民的环保意识，充分调动广大农民参与农田残膜污染治理的积极性。利用广播、电视、官方微博、微信公众号、手机客户端等宣传途径，向社会与农民群众宣传残膜对农作物、土地环境以及子孙后代造成的危害。
（2）研究生产可降解地膜。科学家们研制出三种可可降解地膜：光降解膜、生物降解膜、光—生物降解膜。这种薄膜在微生物或光作用下能降解成无机物、CO和水后进入土壤，进而避免残留危害。这些新型塑料是避免残膜污染的一个方向，包括我国在内的许多国家，都已研制出来，例如中国科学院长春应用化学研究所研制的可光解地膜、兰州化学研究所研制的可溶解地膜、北京塑料研究所研制的非淀粉可控光—生物降解塑料膜等。但目前这种新型可降解地膜推广范围还是很小，主要原因是成本高，可降解地膜价格比普通地膜高15%左右，影响了农民使用的积极性。希望国家能重视这种环保地膜的使用，给予一定的补贴，支持农民购买使用可降解地膜，使其范围逐步扩大，代替普通塑料地膜的使用，减少土地的白色污染。
（3）加大机械清膜力度。我国地膜污染残留量大、范围广，要彻底回收土壤中的残膜，仅靠人工回收是不够的，必须采用机械的方式来解决。机械清膜具有速度快、效率高等优点，20世纪80年代，我国已经开展了残膜回收机械的研制，以残膜回收的工作原理来分有搂集式、揭膜式、捡拾式等。辽宁省农机研究所研制的残膜清除机，可与小型拖拉机配套，适用于人工和机械铺膜的田块，清除率达70%～80%，每小时工作效率为7.3亩比工清膜提高工效15倍。沈阳农业大学研制的起膜、拾膜协同作业的铲齿组合式残膜回收装置。机械清膜工作效率高，使用成本也比较高，希望地方政府给予相关政策予以扶持。
（4）加大废旧残膜的深加工利用。当前许多国家都把开发废旧塑料的回收处理，作为塑料工业技术发展的重要战略之一。废膜回收加工，是地膜栽培新技术带来的新产业，其原料充足，经济效益高，大有发展前途。同时应适当提高废膜的收购价格，以鼓励农民回收旧膜的积极性。
5?结束语
残膜污染已严重制约我国农业可持续发展，对农业生态环境造成严重影响，解决这一问题刻不容缓。政府部门应建立健全长效机制，制定有效的政策法规，约束残膜污染行为;提高农民的环保意识，充分调动广大农民参与农田残膜污染治理的积极性;加大可降解地膜的研制生产;同时加大机械残膜回收力度等措施;从“资源—产品—废弃物—再生资源”产业链全面考虑，进一步推进残膜回收再利用技术创新。
参考文献：
[1] 赵玺，周彦芳，张亚萍.农用残膜危害及其防治措施研究进展[J].安徽农业科学，2018（4）.
[2] 张佰秋.农用塑料地膜污染现状与防控对策[J].吉林农业，2017（6）.
[3] 马少辉，张学军.废膜收获机的研究现状和发展趋势[J].农机化研究，2006（5）.
