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        云南省地膜殘留對土壤和農(nóng)作物的影響及對策研究

        2019-08-21 02:20:08李小敏朱潤云
        鄉(xiāng)村科技 2019年17期
        關(guān)鍵詞:殘膜使用量殘留量

        李小敏 朱潤云

        (1.云南農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟管理學院,云南 昆明 650201;2.云南省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,云南 昆明 650032)

        地膜即地面覆蓋薄膜,被用于土壤表面的覆蓋,具有保持土壤水分以及防蟲害等功能。地膜主要以聚乙稀為原料,同時在生產(chǎn)過程中加入增塑劑形成。聚乙稀無臭、無毒,具有優(yōu)良的耐低溫和耐腐蝕性。我國自1978年從日本引進推廣以來,目前已被廣泛用于蔬菜和棉花等農(nóng)作物生產(chǎn)。地膜對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大影響,我國農(nóng)村經(jīng)濟由于地膜的使用得到了巨大發(fā)展。2001—2015年,我國農(nóng)用地膜使用量不斷上升,云南省的地膜使用量也在不斷增加,但與之帶來的問題是殘留在土壤中的地膜也在不斷積累。殘膜會破壞土壤結(jié)構(gòu),抑制土壤微生物的生長,使農(nóng)作物減產(chǎn),且在自然環(huán)境條件下殘膜極難分解,在土壤中可存在200~400 a。

        1 研究方法

        本研究中全國和云南省地膜使用量數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局(2001—2015年),各年地膜用量如圖1和圖2所示。研究方法上,本研究通過實地調(diào)研,采取問卷調(diào)查的方式,調(diào)查云南省10個縣各戶地膜支出、對地膜效果的評價、當?shù)赜袩o殘膜回收網(wǎng)點、對殘膜的處理方式以及對可降解地膜的使用意愿等情況。

        2 云南省殘膜污染現(xiàn)狀

        圖1 2001年—2015年全國地膜用量統(tǒng)計

        圖2 2001—2015年云南省地膜用量統(tǒng)計

        表1 地膜殘留標準

        通過對云南省10個縣近5年的地膜用量分析發(fā)現(xiàn),大部分農(nóng)戶認為地膜的使用效果很好,且地膜用量在逐年遞增。然而,由于地膜使用量的增加和不恰當?shù)奶幚?,使得殘存在農(nóng)田中的地膜在不斷積累。婁平[4]等通過對云南省紅河州的實地調(diào)研發(fā)現(xiàn),隨著覆膜年限的增加,地膜殘留量隨之增加,紅河州的地膜殘留量每667 m2平均為4.013 kg,地膜殘留處于二級標準(見表1)。張娜[2]等對通??h的調(diào)查發(fā)現(xiàn),通??h土壤地膜殘留量每667 m2平均為8.3 kg。朱麗梅[5]等對保山市的69個鄉(xiāng)鎮(zhèn)和3個園區(qū)進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),保山市農(nóng)作物地膜覆蓋面積全部為10.647萬hm2,地膜使用量7 102 t,每667 m2土地地膜殘留量平均為5.16 kg。吳志林等對易門縣的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn),易門縣全縣總耕地面積為2.43萬hm2,地膜殘留量每667 m2平均為6.25 kg。按80%的耕地覆過膜折算,易門縣全縣覆膜面積1.944萬hm2,土壤中的殘膜量在1 820 t左右。曹利明通過對姚安縣實地調(diào)研得出結(jié)論,姚安縣每年平均有16.35%的地膜殘留在土壤中,即每年平均有80 t地膜殘留,每667 m2土地地膜殘留量平均為7.6 kg。

        總體而言,云南省的地膜殘留量每667 m2平均為4~10 kg。在該標準下,地膜的殘留量對農(nóng)作物的生長和生產(chǎn)沒有太大影響。但是,通過對云南省2018年10個縣的實際調(diào)研數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),農(nóng)戶近5年的地膜使用量在逐漸增加,會導致土壤中的地膜殘留量不斷增加,如果地膜殘留量超過此標準,會對土壤和農(nóng)作物生產(chǎn)造成極大的負面影響。

        3 地膜殘留對土壤和農(nóng)作物的影響

        3.1 地膜殘留對土壤的影響

        地膜的主要成分是聚乙烯,在自然環(huán)境中具有不透氣和不透水的特性。因此,如果地膜殘留在土壤中會形成阻隔層,阻隔空氣和水分進入土壤,導致土壤含水量、土壤孔隙度等發(fā)生變化。蔡金洲[6]通過實驗證明,地膜殘留會對土壤水分向上移動產(chǎn)生影響,土壤水分向上移動的距離隨著殘膜面積的增大而減小。劉海對不同處理的種植前與收獲后的土壤理化性狀比較實驗表明:隨著地膜殘留量的增加,土壤的容重、孔隙度、含水量種植前和收獲后平均下降分別在0.1~0.3 g/cm3、1%~5%、4~23 g/kg,且土壤中的有機質(zhì)、氮、磷以及鉀也都出現(xiàn)下降趨勢。殘留地膜可能會使土壤鹽堿化,pH值升高,而劉海的實驗也證明了這一點。地膜殘留會對土壤中的微生物產(chǎn)生影響,趙雪[1]的模擬實驗表明,隨著殘膜累積年限的增加,土壤中的放線菌數(shù)量呈現(xiàn)出明顯下降趨勢,覆膜的土地對比未覆膜的土地在玉米生長的各階段平均下降了50.5%,且土壤中的細菌、真菌也都呈不同比例下降。

        3.2 地膜殘留對農(nóng)作物的影響

        地膜在生產(chǎn)過程中加入的鄰苯甲酸-2異丁酯會通過破壞植物的葉綠素結(jié)構(gòu)影響農(nóng)作物的光合作用。地膜殘留在土地中會破壞土壤結(jié)構(gòu)形成隔離層,導致水分和空氣難以下移,影響植物根部的正常吸收。劉海[3]測定在留有殘膜的土壤上播種,農(nóng)作物的爛種率達6.85%,爛芽率達5.26%,玉米的株高平均降低6.7~12.9 cm。一公頃地膜殘留量為187.5 kg的土地對比一公頃無殘膜的土地,玉米產(chǎn)量減少923 kg,減產(chǎn)率為9.8%。耿杰通過實驗也表明,殘膜會影響玉米產(chǎn)量。隨著土壤中地膜殘留量的增加,玉米的每公頃穗數(shù)、產(chǎn)量等均呈現(xiàn)出下降趨勢。周瑾偉在對地膜殘留對馬鈴薯產(chǎn)量的實驗中發(fā)現(xiàn),地膜殘留對馬鈴薯的產(chǎn)量也有影響,且殘留量越多,影響越大。地膜殘留量為900 kg/hm2時,對比無殘膜的土地,馬鈴薯減產(chǎn)2 997 kg/hm2,減產(chǎn)率為33.3%。根據(jù)新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團130團的測定,在連續(xù)覆膜5~10 a的土壤上種植小麥和棉花,小麥的產(chǎn)量平均下降3%~6%,棉花產(chǎn)量平均下降15%~25%。

        4 治理地膜殘留的對策

        4.1 研究開發(fā)新材料,大力推進使用可降解地膜

        農(nóng)用地膜的使用可以提高土壤的溫度和濕度,保持土壤水分,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。但現(xiàn)如今,農(nóng)民使用的地膜多為一次性,這種地膜的主要成分是聚乙烯,化學性質(zhì)穩(wěn)定,能在自然環(huán)境條件下存在200~400 a。殘留在土壤中的地膜會形成隔離層,阻隔空氣、水分與農(nóng)作物的交換,使農(nóng)作物減產(chǎn)。而可降解地膜在自然環(huán)境中由于微生物的作用會自動分解成CO2和H2O,對土壤和農(nóng)作物無影響,對生態(tài)環(huán)境也不會造成污染。然而,目前的可降解地膜由于存在強度不夠、成本較高等問題,難以推廣。通過對云南省10個縣的調(diào)查發(fā)現(xiàn),90%以上的農(nóng)戶贊同使用可降解地膜,但可降解地膜的價格較高,農(nóng)戶對可降解地膜的接受價格在10~20元/kg。因此,應(yīng)大力研發(fā)新材料,優(yōu)化可降解地膜的性能,逐步降低成本,從根本上解決地膜殘留的問題。

        4.2 政策扶持,促進地膜的回收利用

        政府應(yīng)該加大對殘膜回收技術(shù)的政策和資金支持。通過對云南省的實地調(diào)查發(fā)現(xiàn),大部分縣農(nóng)戶購買殘膜回收機無補貼也沒有回收網(wǎng)點,因此政府可以制定一些優(yōu)惠政策支持殘膜回收企業(yè)的建立與發(fā)展。如果當?shù)亟埬せ厥掌髽I(yè),政府可以在場地、稅收等方面給予支持。殘膜回收企業(yè)可以提高殘膜收購價格,調(diào)動農(nóng)民回收殘膜的積極性。對于交售殘膜的農(nóng)戶,國家也可以給予適當補貼。企業(yè)通過對殘膜的回收利用將殘膜變成原料,以減少殘膜的污染。

        4.3 加強宣傳教育

        根據(jù)對云南省10個縣的調(diào)查數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),80%以上的農(nóng)戶確認云南省政府以及當?shù)氐钠髽I(yè)沒有對殘膜回收進行宣傳。普通農(nóng)戶的學歷普遍較低,大部分是小學文化。如果沒有對農(nóng)戶進行殘膜回收宣傳,大部分農(nóng)戶很難認識到殘膜的危害。因此,政府以及相關(guān)企業(yè)應(yīng)該深入宣傳,提醒農(nóng)民殘膜長期積累在土壤中的危害,培養(yǎng)農(nóng)戶不隨便把地膜殘留在土地中的習慣,增強農(nóng)戶回收殘膜的積極性。

        4.4 制定新的地膜生產(chǎn)標準

        現(xiàn)今,云南省各縣農(nóng)戶使用的地膜多為薄膜,而薄膜在農(nóng)田中容易破碎形成細小的塊,回收非常困難。因此,相關(guān)部門應(yīng)該制定新的地膜生產(chǎn)標準,提高地膜厚度,使地膜在農(nóng)田中不易破碎,易于回收。

        5 結(jié)論

        ①地膜殘留在土壤中會破壞土壤結(jié)構(gòu),形成隔離層使土壤中的含水量、孔隙度等下降。隨著殘膜的積累,土壤中的微生物也會不斷下降。

        ②殘膜會使農(nóng)作物減產(chǎn)。地膜殘留量越多,對農(nóng)作物的產(chǎn)量影響越大。

        ③目前云南省大部分土壤的地膜殘留量為二級標準。在該標準下,地膜殘留對土壤和農(nóng)作物并沒有太大影響。但調(diào)研分析發(fā)現(xiàn),近5年來,云南省的地膜使用量在不斷上升。可以預見,如果不采取有效措施,云南省的地膜殘留量將會達到三級標準,需引起重視。

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