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“白色污染”对农业环境的影响及解决途径
2016-10-11 10:19:50

  一、农业“白色革命”的发展
  
  20世纪中叶,人类一项划时代的发明——塑料问世,没多久农用塑料薄膜走向市场。一些工业发达的国家如日本、法国、美国等最开始利用塑料薄膜进行地面覆盖,前期主要用在产值高、效益大的蔬菜及其他经济作物上,前苏联在上世纪七八十年代开始在低温、干旱地区进行薄膜地面覆盖栽培实验,并取得了很好的增产效果。很快,地膜覆盖栽培技术在欧洲、美洲及亚洲部分地区得到了巨大的推广。
    我国于上世纪七十年代初从日本开始引进地膜覆盖技术,起初只小面积栽培种植一些蔬菜、棉花等作物。到七十年代末我国开始在华北、东北、西北及长江流域一些地区进行试验、示范、推广。经过三十多年的发展,我国地膜覆盖面积和使用量已居世界首位。2010年我国普通地膜的用量达到118.4万吨,覆盖面积达3亿亩。2015年地膜用量达124.5万吨,覆盖面积达3.5亿亩,且以年均5%的速度持续增长,群众称它为“不推自广”的措施。以我省为例,该省2013年仅大田作物地膜覆盖面积就达472万亩,地膜使用量高达14160吨,其中共涉及全省的11个市,400多个乡镇的64万农户。
    二、“白色污染”对农业环境的影响
  
  物极必反,地膜覆盖技术在促进我国农业发展的同时,随着覆盖面积的扩大,农田地膜残留给土壤和环境造成的污染也越来越严重。众所周知,地膜的主要化学成分是聚乙烯,这种大分子材料降解的速度特别慢,有的甚至在田间残留几十年。
    地膜残留在田间后,造成土壤板结,通透性变差,根系生长受阻,土壤微生物的活动减慢,最直接的后果就是造成作物减产。且残留量越大,农作物减产就越明显。有研究表明,作物覆膜种植7—10年,会造成棉花减产10%—23%,花生减产10%—15%,玉米减产10%—21%、蔬菜减产15%—59%。除了农作物减产外,农膜残留还会对土壤、地下水造成某种未知的危害,只是现在还没有明确的证据说明。
    那么,农用地膜的残留量为什么那么大呢?因为现在大部分农民用的都是超薄膜,一扯就破,碎成指甲盖大小,这就为农民从地里捡拾回收带来了巨大困难。这个过程费时又费力,还无人收购,这就造成了农膜的白色污染。那有没有更方便的地膜回收办法呢?近年来,甘肃、宁夏等多个省份相继研究推出了机械残膜回收法,省时省力,在把废膜捡尽的同时,又翻了地,除了杂草,一举多得。但是回收的实际情况并不乐观,因为农户为了减少种地投入,大量使用超薄膜(0.005mm),这种膜即使采用机器回收,也有近一半的残膜碎在地里,无法捡回。
    三、“白色污染”的解决途径
  
  随着对白色地膜的深入研究,可降解地膜问世。山东科技大学研发的可降解黑色液态地膜,经历前四代地膜的改进、创新,制造出了今天市场上的第五代液态地膜。该液态膜是以腐殖酸和植物秸秆为主要原料,在活性剂和交联剂的作用下形成高分子,并添加微量元素、农药、除草剂等多种化学物质混合而成。此地膜集保水、保肥、除草、杀菌、增肥等多功能于一身,对环境又好,发展前景不错。目前,陕西、山东等多省份都已成功研发出这种可降解地膜并已成功推广,黑龙江、吉林、辽宁、新疆、河南、四川等地的玉米、土豆、花生等产区均能看到液态地膜的影子。
    山西省农科院农业资源与经济研究所研究人员经过多年的钻研与改进,研制出了既能渗水又能减轻白色污染的渗水降解地膜。该产品即可使雨水下渗又能防止雨水蒸发,在雨量少的地区用该产品,作物的增产效果非常明显。2013年,该地膜在我省干旱城市大同、朔州、忻州、太原、吕梁等地的谷子、玉米、大豆种植区示范推广,通过与普通地膜覆盖栽培作物的产量对比,增幅均在30%以上。目前,该产品已推广到省内的40多个县和省外的10多个县、市,取得了良好的示范效果。
    目前,国内开发研究的另一种可控降解地膜也已面世,这类地膜主要有三种:光降解地膜、生物降解地膜和光、生物双降解地膜。
    光降解地膜。光降解地膜的原理是在合成树脂中加入光催化剂,通过光照射使地膜大分子发生变化,从而实现分解。并且通过调控地膜中光催化剂含量的多少,可实现在1-12个月内分解。我国于20世纪80年代初才开始研发,目前也取得了很好的成果。现在一个年产5万吨、年销售收入8亿元的可控-光分解农用地膜项目已在山东莱阳开工生产。
    生物降解地膜。生物降解地膜是以生物降解塑料为基本材料,通过加入可生物降解的填料(纤维素和甲壳素)及其他加工助剂制备而成。它兼有普通地膜的保水、保温、增产增收的作用,且田间使用后能在土壤中微生物作用下最终分解为二氧化碳和水,为作物生长提供原料,且不污染环境。
    光-生物双降解生态地膜。光-生物双降解生态地膜也是以聚乙烯为基材,只是在生产过程中添加不同比例的光敏感剂和微生物敏感物质(如淀粉、甲壳素等)。田间使用后,该膜在光敏剂的敏化作用下,大分子物质(聚乙烯)被降解为低分子化合物,此时加入的微生物敏感物质被土壤中的微生物降解二氧化碳、水和腐殖质,回归生态圈。光-生物降解地膜具有完全降解性,不仅光照部分发生光降解,而且埋土部分也可以通过生物降解和热降解的综合作用几乎完全降解,兼有光降解地膜和生物降解地膜的双重优点。目前,我国山东天壮环保科技有限公司在这方面就做得比较好,已成为我国该技术的领头羊。
    地膜回收也是解决“白色污染”的一个重要途径,研究表明,当农膜的厚度达到0.008mm以上的时候,回收效果就大大提高,如果厚度达到0.01mm,回收率就可以达到90%。所以鼓励督促厂家坚持改进地膜的质量,才能大大降低地膜对土壤和环境的危害。

  我国解决农用地膜“白色污染”问题也有十几年了,但目前并没有得到大多数农民的认可,也没有大面积的实施推广,主要有几个原因:1、认识不够,农民对土壤、环境的保护意识还不是很强,他们只考虑自己眼前利益,不顾及整个农业生态环境,所以推广具有较大难度。2、使用性能方面不稳定,受外界环境因素影响太大。如光降解地膜中的光敏感剂的量、自然光的强弱都严重影响地膜的降解速度,有的时候地膜可能会在还没有完全发挥功效的时候就被分解了,所以这些都是影响推广的原因。3、经济方面,由于新产品科技含量高,价格也贵,农民投入会增加,同时,回收成本也很高,影响了回收率的提高。
    总之,解决“白色污染”问题是大势所趋,不仅每一个农民都要自觉使用环保地膜,回收地膜,还需要国家财政和技术上的大力扶持以及每一个关心社会环境的人的支持。如果能做到了这些,那么地膜造成的“白色污染”就有望得到永久解决,就能还土壤一片整洁! 
  
(作者单位:静乐县环保局)常贵萍

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