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专题论述

可降解塑料农业地膜对于中国有多重要?

发布时间:2021/6/7 14:20:46 来源:生物基能源与材料

中国是世界上地膜使用量、覆盖面积最大的国家,这片薄薄的塑料薄膜,为中国的粮食安全保障、蔬菜周年供应等贡献了巨大的力量,但同时,它也在土壤中留下了巨量难以降解的白色垃圾。从增产增收的“白色革命”到难以治理的“白色污染”,短短几十年中,地膜究竟经历了怎样的故事?近日,新京报记者邀请中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所研究员、农业农村部农膜污染防控重点实验室主任、国际农业塑料协会主席严昌荣,请他讲述地膜背后的故事。

地膜改变农业生产的发明

传统地膜,是由聚乙烯吹制的薄膜,我国的地膜厚度一般在10微米左右,薄的可达5微米。它是塑料工业发展的结果,也就是说,它是现代工业的产品。“最早的地膜,是由英国和日本的科学家在上世纪50年代研究出来并用于农业上的。”严昌荣介绍。

薄薄的一层地膜,它的功能却异常强大,尤其是增温、保墒、杂草防除、压盐等,极大地改变了农作物的生长环境,改变了农业种植模式,它使得一些原本在高寒地区不能种植,或者种植效益不高的作物,可以良好生长。“比如玉米,在我国西南、西北一些旱寒区,玉米生长所需要的温度和水分不够,很难成熟,只能作为饲料。但应用了地膜覆盖技术,在这些区域种植玉米就可以正常成熟和收获了。地膜还有很多作用,比如除草,生活中常见黑色地膜、绿色地膜对透过的光线具有选择性,可以抑制杂草萌发和生长,银灰色地膜还具有驱虫效果。”

1978年,我国开始引进地膜,在地膜的引进应用过程中,代表性的人物一是时任农业部的副部长朱荣,他从日本带回了第一卷地膜,并领导了地膜覆盖技术在中国的推广应用;二是日本友人石本正一先生,他是最早向中国传授地膜覆盖技术的人,曾获得国务院颁发的“十位杰出国际友人”“中国国际科技合作奖”等;三是中国农业科学院的王耀林研究员,他是我国最早从事地膜覆盖技术研究的专家,在地面覆盖栽培高产机理及应用技术方面,取得了重大突破,直接带动了地膜覆盖技术的应用和发展。

应用我国粮食产量增加30%左右

从1979年到1984年,是中国地膜发展史的第一阶段,主要为引进实验阶段,重点是地膜产品的引进和模仿。1985年到1992年的第二阶段,主要是技术完善阶段,包括种植模式、覆膜机具研制等等。“实现机械化铺膜,是一个节点,”严昌荣介绍,“在西南和西北的山区、丘陵地带,确实可以人工铺膜,哪怕现在,也有很多人工铺膜的。但在新疆、东北等平原地块长度可达1000米,人工铺膜非常难,而机器铺膜技术的突破,使得地膜覆盖大面积应用成为可能。”

从1993年开始,此后近20年中,可以称为第三阶段,技术应用阶段。“这一阶段,地膜覆盖技术在中国高速发展,近年来,农作物覆膜面积近3亿亩,使用了全球75%的地膜。”严昌荣说。

在许多区域,地膜覆盖改变了农业的种植模式,“地膜覆盖使作物水分利用率提高了30%左右,产量增加30%左右,这对保障我国农产品安全供给做出了巨大贡献。”

不仅如此,地膜覆盖技术还改变了我国一些农作物的区划分布,如许多原本不适宜在旱寒区种植的农作物可以正常种植,“最典型的是棉花,”严昌荣介绍,“上世纪80年代,我国棉花主产区主要分布在黄河流域和长江流域,新疆内陆棉花种植面积不到全国播种面积的5%。而目前新疆内陆棉区占全国棉花播种面积的70%以上,产量的80%以上,我国每年600多万吨棉中,有超过500万吨产自新疆,地膜覆盖技术,尤其是膜下滴灌技术的应用对新疆棉区至关重要。”

污染地膜的另一面

但地膜的使用,并非全是好处,在增产增效,保障粮食、蔬菜、经济作物生产同时,地膜大量使用的副作用开始显现,这就是地膜污染。

“2012年以后,农田地膜残留污染问题受到社会各界的高度重视,地膜使用也因此进入了第四个阶段,技术升级阶段。”严昌荣说。

为何地膜会造成污染,污染情况有多严重?严昌荣介绍,“地膜的原料是聚乙烯,它在土壤中降解非常慢,可能需要百年才能降解。长时间、大规模的地膜应用,加之回收困难,导致我国农田地膜残留污染问题日益严重。这主要来自三方面的原因。第一,回收没有直接经济效益,是纯粹的投入,如果是小面积使用,回收还有可能,但如果是大规模使用,回收就要投入非常多的人力,种植者不愿意做。第二,使用的地膜太薄,最薄的可能只有5微米,在经过作物生长期后,碎片化很严重,很难回收,尤其是两边埋在土里的,回收更难,因此大量地膜被留在土壤中。第三,回收地膜出路不畅,没办法处理。回收以后怎么办呢?烧了,填埋?都有很多问题和困难。”

监测数据显示,我国农田地膜残留量很高,尤其是新疆、内蒙古等省区,造成了严重的“白色污染”,“塑料污染全球都有,但地膜污染只有我们有,所以需要格外重视。”

2017年,农业农村部启动农膜回收行动,并出台强制性国家标准《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》,标准规定,提高了地膜厚度、力学性能、耐候性能和在产品合格证明显位置标示“使用后请回收利用,减少环境污染”字样。新标规定,地膜厚度不得小于0.010毫米,也就是10微米。

2020年7月,农业农村部再次发布《农用薄膜管理办法》,要求“ 农用薄膜使用者应当在使用期限到期前捡拾田间的非全生物降解农用薄膜废弃物,交至回收网点或回收工作者,不得随意弃置、掩埋或者焚烧。”

治理推广可降解地膜

地膜新国标于2018年5月1日正式实施,然而,至今仍有不达标的地膜在销售和使用,各地也时常会曝出地膜抽查不合格的新闻。而农膜的回收问题,同样存在诸多困难。

为何新标准推行情况不尽如人意?严昌荣介绍,“第一,成本问题,随着地膜的减薄,单位耕地的投入地膜量少,生产成本就较低,而新标准下,单位农田地膜投入量必然增加,成本也必然提高。第二,回收和处理方面,目前确实没有太好的办法进行回收和处理,还需要进一步探索。”

近年来,我国也一直在开展生物降解地膜的研发和推广,2021年的中央一号文件,还特别提出要“加强可降解农膜研发推广”。

生物降解地膜是否是未来解决地膜污染的重要方向?严昌荣介绍,“生物降解地膜是替代传统地膜、解决地膜残留污染的一种有效措施和手段之一,但目前还存在一些技术、经济方面的问题需要解决。”

已有的试验结果显示,生物降解地膜在马铃薯、花生、烟草和水稻生产上已显示出良好的效果,严昌荣介绍,“总体上来说,生物降解地膜的研发和推广还面临巨大挑战,未来要解决的问题,包括进一步提高生物降解地膜机械强度、提高产品破裂和降解的可控性、改善其增温保墒能力等。此外,还需要进一步降低生物降解地膜的综合成本。不过,从长远看,随着技术的改进和提高,生物降解地膜部分替代传统地膜是解决地膜残留污染的重要措施之一。”

那么,当前又该如何缓解乃至解决地膜污染问题呢?严昌荣建议,“第一,少用。地膜的使用对农业生产的作用非常大,在全国范围,完全不用是不可能的,但在部分可用可不用的地方,应该能减下来。第二,加强相关政策法规的执行和监督力度,改善传统地膜质量,提高可回收性,加强研究,突破地膜回收和回收地膜处理的关键技术瓶颈。第三,探索建立地膜应用回收处理全产业链的责任共担机制,明确整个产业链上各方的责权,寻求合理的处理办法和途径。”




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