20世紀80年代初,我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開始采用地膜技術(shù),特別是近年來膜下滴灌技術(shù)的應用,對作物的增產(chǎn)增效做出了重大貢獻。業(yè)界有一種說法,農(nóng)用地膜的發(fā)明是一次“白色革命”,對農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了巨大作用。
然而,由于傳統(tǒng)農(nóng)用膜不可降解,而且回收利用比較困難,土壤里殘留的地膜越來越多,對土壤造成了嚴重破壞,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來極大隱患。曾經(jīng)為農(nóng)業(yè)增收做出巨大貢獻的農(nóng)用地膜,如今卻成為阻礙農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因子。
為了破解這個難題,推動農(nóng)業(yè)的綠色化可持續(xù)發(fā)展,相關(guān)的機構(gòu)及公司紛紛投入研發(fā)試驗。位于廣州的金發(fā)科技股份有限公司(以下簡稱金發(fā)科技),經(jīng)過十多年的潛心鉆研,終于生產(chǎn)出可完全生物降解的農(nóng)用地膜,為破解農(nóng)用地膜污染問題尋找到了出路。
2017年12月,冬種時節(jié),位于惠州市博羅縣的不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)戶正在地里開展新一輪耕種。在公莊鎮(zhèn)一片農(nóng)田里,兩位農(nóng)戶相互協(xié)作,忙著將一大捆地膜拉開并覆蓋在壟面上。農(nóng)戶們表示,地膜在他們的耕種中必不可少,種玉米、蔬菜等都要用到地膜。
“農(nóng)用地膜是一次農(nóng)業(yè)的‘白色革命’,對農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動作用?!苯鸢l(fā)科技戰(zhàn)略項目總監(jiān)郭德凡提到,地膜主要有4種通用功效,即保溫、保濕、保肥、除草?!霸谖鞑康貐^(qū),地表蒸發(fā)量大,農(nóng)業(yè)耕種中,水分的保持十分重要,農(nóng)用地膜可以說是幫了大忙?!惫路步榻B說,覆蓋上地膜之后,水分可以保持住。而除草地膜的作用也是非常大,使用專用除草地膜能控制雜草生長,可以減少除草劑的使用,“少用除草劑可以讓食品安全更有保障?!?/p>
我國地膜覆蓋面積約3億畝,每年使用量超過120萬噸,均居世界第一。然而,地膜的廣泛使用也帶來了新的問題。目前傳統(tǒng)農(nóng)用塑料地膜材料主要是聚乙烯(PE),在自然環(huán)境條件下難以降解,加之缺乏有效的治理措施,廢舊地膜在農(nóng)田土壤中逐年增多,污染持續(xù)加劇。據(jù)統(tǒng)計,我國農(nóng)田每年會新增20萬至30萬噸不能降解的殘留地膜,使土壤板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn),破壞生態(tài)環(huán)境。
“由于傳統(tǒng)PE地膜廢棄后難以徹底回收,在自然環(huán)境中難以降解,土壤中的殘膜會阻礙土壤毛管水和自然水的滲透,降低土壤通透性,破壞土壤結(jié)構(gòu),危害農(nóng)村生態(tài)環(huán)境,影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?!惫路脖硎?,塑料地膜會在土壤中形成阻隔層,使土壤中的水、氣、肥等流動受阻,造成土壤板結(jié),嚴重危害生態(tài)環(huán)境,造成白色污染。
據(jù)測定,播在殘膜上的種子,爛種率可達6.92%,爛芽率達5.17%,減產(chǎn)量為12%左右。此外,殘膜碎片可能與農(nóng)作物秸稈和飼料混在一起,牛、羊等家畜誤食后造成腸胃功能不良甚至死亡;漫天飛舞的殘膜還會影響環(huán)境景觀,造成“視覺污染”等。
“現(xiàn)在不管是農(nóng)戶還是政府,都非常關(guān)注農(nóng)膜污染問題,也呼吁大家進行回收,但是難度特別大?!惫路舱f,在國外,政府對農(nóng)膜厚度有嚴格標準,“都是要求做得比較厚,使用后不那么容易破損,回收起來就很方便。”但是在國內(nèi),由于沒有標準,大家為了節(jié)省原料跟成本,地膜越做越薄,一季用完都爛在地里,“回收太難了,成本很高。就算回收回來,由于含有大量沙土,也無法利用,還是只能燒掉,污染很大。”
為有效治理農(nóng)田的白色污染,金發(fā)科技從10多年前開始研發(fā)可完全生物降解塑料。金發(fā)科技董事長袁志敏說:“作為從事高分子材料生產(chǎn)的企業(yè),我們也想在環(huán)保上盡一個高分子材料人的力量,解決塑料不可降解這個世界難題?!?/p>
歷經(jīng)12年時間,投入10億多元研究破解之道后,金發(fā)科技研究的可完全生物降解地膜技術(shù)取得了重大突破,可有效解決農(nóng)田面源污染,同時其增溫、保墑、增產(chǎn)等效果已接近傳統(tǒng)地膜,獲得了有關(guān)部門的認可。
“可完全生物降解地膜,關(guān)鍵就在于它的原材料可以被自然界的生物進行分解?!惫路脖硎?,“可完全生物降解地膜最終成為自然循環(huán)中的一環(huán),不會產(chǎn)生新的污染?!边@種地膜使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環(huán)境下被微生物或動植物體內(nèi)的酶的作用下最終分解為二氧化碳和水,對環(huán)境友好,是根治傳統(tǒng)塑料“白色污染”的良方。
“目前市場上也有可降解光/氧降解地膜、淀粉基PE地膜,但是這里面是有區(qū)別的。”郭德凡說,雖然都是打著可降解的概念,但是并沒有真正得到降解?!肮?氧降解地膜是在助劑作用下,不斷崩解,分子量降低,但是它只是把大的塑料變成小微塑料,實際上還是存在于自然界,沒有消解掉,污染沒有得到解決,而且變成微塑料之后污染更嚴重。而淀粉基PE地膜最終只是淀粉基分解了,PE地膜仍然存在,其實是換湯不換藥。”
而可完全生物降解地膜采用的是生物降解材料,只要在有陽光、水和微生物的條件下,就可以自動分解?!安牧现械木酆衔锏姆肿渔溤诿?、水以及熱的作用下斷開,某些細菌和真菌之類的微生物會吸收高分子作為食物,并利用他們來完成代謝過程。這種代謝過程最終產(chǎn)物將會融入到大自然的產(chǎn)品周期中去?!惫路脖硎?,可完全生物降解地膜最終的產(chǎn)物就是水和二氧化碳。
地膜研發(fā)成功之后,金發(fā)科技也開始在全國各地開始試
驗。2014年,在新疆生產(chǎn)建設兵團14個師進行14萬畝示范種植試驗,這是全國最大的生物降解地膜示范種植項目。種植完成后經(jīng)過降解,土地中沒有發(fā)現(xiàn)農(nóng)膜殘余。
為徹底解決農(nóng)業(yè)面源污染,2014年青島市聯(lián)合金發(fā)科技進行完全生物可降解地膜示范性的鋪設,涵蓋作物有馬鈴薯、花生、大蒜、番茄、甘藍等,耕作方式有滴灌種植、大田種植、保護地種植、越冬種植,示范面積達200畝。經(jīng)試驗驗證,金發(fā)科技完全生物降解地膜在保障作物產(chǎn)量的基礎(chǔ)上,降解時間與降解程度達到了預期的效果;在大棚土豆種植試驗中,使用完全生物降解地膜區(qū)域測得大幅增產(chǎn)。
雖然完全生物降解地膜有諸多好處,但是在實際的推廣運用過程中,卻并不盡如人意。“關(guān)鍵還是在價格上。”郭德凡坦言,由于金發(fā)科技所開發(fā)的新地膜價格比傳統(tǒng)地膜高,嚴重影響農(nóng)民的使用積極性,同時又缺乏政府扶持,導致這一技術(shù)難以推廣開來。
郭德凡算了一筆賬,完全生物降解地膜一畝的使用成本是200元,而傳統(tǒng)地膜成本僅為90元/畝。如果傳統(tǒng)地膜算上回收成本,則每畝要加上50元~60元,這樣算下來還是傳統(tǒng)地膜比較便宜。農(nóng)戶種植看重的更多只是效益,算的是經(jīng)濟賬,所以一般都不會主動使用?!斑@是一種惡性循環(huán),而如果用的人多了,成規(guī)模生產(chǎn),價格是可以降下來的。”
但是從更高的層面來看,完全生物降解地膜可以解決白色污染難題,能解決環(huán)境問題,這一方面不容忽視;而且如果使用傳統(tǒng)地膜造成的土地板結(jié)、肥力下降等問題也會限制農(nóng)業(yè)發(fā)展,如果把這些成本都算上,實際上采用完全生物降解地膜技術(shù)的綜合成本反而更低。此外還有部分農(nóng)作物能取得增產(chǎn)增收的效果。但使用者目前還不關(guān)注這些方面。
對此,郭德凡希望政府能加大引導力度,鼓勵人們逐步采用生物降解地膜這個新技術(shù)新產(chǎn)品;同時提供政策支持、財政補貼、金融保障、社會保障等方面的扶持。
一些業(yè)內(nèi)人士認為,國家應盡快出臺相應政策法規(guī),采取切實可行的措施,進行宣傳引導,加強市場監(jiān)管,完善健全推廣應用生物降解地膜激勵機制。對嚴重污染環(huán)境的產(chǎn)品,完全禁止生產(chǎn)使用;對可用全降解材料替代的老產(chǎn)品提高征收稅率,或征收環(huán)境資源費,以支持環(huán)境友好新產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn),推動產(chǎn)業(yè)升級。