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在农作物春播前和秋收后，中国农村往往会上演一幅壮观的景象：全家老小弯着腰下田挑拣残留在泥土中的塑料地膜。由于具有保温保湿功能，覆盖在农作物上的透明塑料地膜可以增产增收，但它却带来了泛滥成灾的白色污染。 农民在捡拾残留的农膜 1979年我国从日本引进了地膜覆盖栽培技术，这项技术能有效实现农业的增产增效，因此地膜在我国获得广泛使用，目前地膜是我国仅次于农药、化肥、种子的第四大农药生产资料，有关数据统计显示，2017年我国地膜使用量为143.7万吨，据预测到2020年地膜覆盖面积达3.05亿亩，年使用量199.3万吨。2025年地膜覆盖面积3.51亿亩，使用量达227.9万吨。 地膜主要有4种通用功效，即保温、保湿、保肥、除草。地膜有黑膜、白膜和双面膜，双面膜一面是银膜或白膜，另一面是黑膜。银膜可反射光，防蚜虫，适合种瓜果类农作物时使用。此外，还有专用除草地膜。使用专用除草地膜能减少杂草生长，避免人因除草而被甘蔗等锋利的叶片割伤。使用农用地膜，可有效控制土壤的温度和湿度，减少水分和营养物的流失，促进农作物高产或稳产，增加农业生产效益。 但与此同时，由于地膜的一次性使用，每年会有大量的残膜留在土壤里。而塑料地膜多为分子量数万至数十万的聚乙烯，它们在自然界中很难降解。地膜残留物埋在土壤里，种子播下后一旦被包裹缠绕，根系扎不下去，就会死苗。这些地膜碎片可在土壤中形成阻隔层，使土壤中的水、气、肥等流动受阻，造成土壤结构板结，严重危害生态环境，造成白色污染。有关数据统计显示西北黄土汉源区平均地膜残留每亩7公斤，严重的地方超过了每亩15公斤。解决残膜污染土壤问题已成为地膜覆盖栽培技术的当务之急。 为研究可降解地膜农田应用效果，探索农田地膜污染治理新途径，2015～2017年农业农村部农业生态与资源保护总站联合中国农科院农业环境与可持续发展研究所在全国13个省（区、市）34个试验点开展了可降解地膜对比试验，覆盖了我国东北风沙区、西南山区、华北平原区、西北旱塬区、西北绿洲5个主要覆膜区带，所选地区农业气候类型丰富，地理分布均匀，具有较强的代表性。共涉及玉米、花生、马铃薯、棉花、烟草、蔬菜等6种主要覆膜作物，试验材料来自27家企业生产的两大类可降解地膜产品：一类是全生物降解地膜，以聚酯或二氧化碳——环氧化物以及其他可全生物降解树脂为主要成分吹塑而成，共20家；二类是氧化降解地膜（也称光降解地膜、热氧降解地膜等），是在PE塑料基础上，添加具有引发和促进氧化反应作用的助氧化剂吹塑而成，共7家。 从试验结果来看，氧化降解地膜主要原料为聚乙烯，最终裂解成分仍是聚乙烯，存在二次污染问题，其各项性能与普通PE地膜差异不大，但是降解性能不稳定，覆土部分降解难，“白色污染”问题无法解决。新国标出台后，氧化降解地膜使用价格将低于普通PE地膜，极具市场竞争优势，但是存在较大的环境风险，应慎重推广使用。 全生物降解地膜可全部降解，以生物降解材料为原料，经二次聚合、改性加工而成。能在1-2个植物生长周期内完全被细菌、微生物分解，最终形成二氧化碳和水，对土壤和农作物零危害，彻底解决了传统地膜对土壤的污染。该地膜在部分作物上表现良好，且具有较好的经济效益，可大面积示范推广。全生物降级农膜技术早在2007年即已研发问世，目前该地膜仍处于起步试验阶段，目前每亩成本高达160-200元，是常规地膜的3-4倍，短时间内难以完全替代普通PE地膜。现阶段国内市场的全生物降解地膜产品有如下几种： 在秸秆纤维基地膜应用中，经过加装的水稻插秧机可实现覆膜插秧一次完成 秸秆纤维基地膜：这项科研成果是东北农业大学工程学院院长陈海涛教授团队十年研究的结晶，是在“十二五”国家科技支撑计划课题“秸秆制备农用地膜生产关键技术研究”、黑龙江省攻关计划重点项目“农作物秸秆综合利用关键技术研究与开发”等的支持下取得的，包括系列秸秆原料加工和秸秆纤维基地膜制造工艺技术及配套关键设备技术两部分。 秸秆纤维基地膜以水稻、玉米、大豆等各类农作物秸秆为原料，通过专利技术D200型组合式秸秆纤维清洁制取机制造秸秆纤维原料，加以辅料和功能助剂，依据特殊工艺混抄制成。这种技术使该产品具有诸多优点：原料资源丰富且价格低廉；纤维制取过程采用纯物理方法，不需要化学助剂，不会造成污染；地膜制造可借用现有造纸设备，便于大面积推广。 稻田铺设该可降解地膜亩均成本为300余元，传统塑料薄膜虽然亩均成本约120元，但需在后期投入人工捡拾等后续成本，整体上使用可降解地膜成本与传统塑料地膜投入差异并不大；同时该降解地膜降解后实现有机质还田，可增加土壤肥力。目前该产品已进入海南、宁夏、湖北、江苏、山东、湖南、吉林、辽宁、内蒙古等地。预计2019年，该地膜产品销量将达到20万亩。 全生物降解渗水地膜：产品主料采用中科院长春应用化学所研制生产的PPC和PBAT生物降解树脂，辅料采用山西微通渗水生物科技公司研发生产的可降解强力渗水助剂等配方。科研人员在全生物降解渗水地膜制备方面，基本上攻克了薄型全生物降解地膜和生物降解渗水地膜产品纵向直角撕裂强度小的难题，形成完善的生产工艺，完成了薄型全生物降解渗水地膜中试，大幅度降低了用量成本和亩投资成本，在耐候性方面做了改进，研制成的薄型全生物降解渗水地膜产品性能优良，最终降解产物是二氧化碳、水和矿物质，符合地膜的研究发展方向。 生物液态地膜：“新型液态地膜研制及在农林领域的应用”是杨凌明瑞公司和西北农林科技大学教授通过多年联合攻关取得一项科研成果，获陕西省林业厅科技成果二等奖。这种新型地膜是一种可完全降解的液态地膜，喷施后在土壤表面形成一层黑色的高分子保护膜，可接收自然降雨，经过光照和微生物作用，40天到60天可逐渐自然降解为有机肥，不仅避免了“白色污染”，还给土地增加肥力，同时具有塑料地膜增温、保湿、保苗的作用，其费用也比塑料地膜减少32％。它还具有很好的增产效果。因其透水透气性强，有利于作物根系生长，在花生、土豆、棉花等作物大田应用中，能促进根系生长，增强抗旱性，减少病害发生，增产效果显著。 目前，液态地膜已在黑龙江、吉林、辽宁、新疆、河南等地广泛应用于玉米、土豆、花生等农作物种植，推广面积近10万亩。 地膜的使用对于提高土壤温度、保墒、改善土壤性状，改善光照条件、减轻杂草和病虫害等都有重要作用，但是常规地膜的不可降解属性也会给农业生产带来负面作用。随着科技的不断进步，可降解地膜替代传统地膜，必将成为农业生产的趋势，农业依靠科技，我们还有很长的路要走。 |
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