王新早 徐 婕

（江蘇省連云港市贛榆區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，江蘇連云港 222100）

花生覆蓋地膜具有提溫保墑、保持水肥、改善土壤理化性質(zhì)、提高土壤肥力、減輕病蟲草害、提產(chǎn)增收、改善品質(zhì)的作用，是我國從日本引進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)新技術(shù)。1982年，農(nóng)業(yè)部油料處在遼寧省錦州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所舉辦了為期30 d的全國花生地膜覆蓋栽培技術(shù)培訓(xùn)班，由此展開了花生地膜覆蓋栽培技術(shù)的試驗示范及推廣。由于當(dāng)時我國的塑料工業(yè)落后，生產(chǎn)的地膜為高壓聚乙烯（LDPE）原料，厚度均在0.15 mm左右，用量達(dá)10 kg/667 m2以上，加之所用化學(xué)除草劑拉索（美國杜邦）、都爾（瑞士汽巴嘉基公司）均為進(jìn)口，成本較高，推廣難度較大。

20世紀(jì)90年代初，隨著塑料工業(yè)水平的提高，地膜厚度降低到0.01 mm以下，加上國產(chǎn)除草劑50%乙草胺乳油上市，地膜覆蓋成本大幅下降至60元/667 m2左右。同時，各級部門加大了宣傳推廣力度，花生地膜覆蓋技術(shù)得以大面積快速實施，至20世紀(jì)初，贛榆地區(qū)1.66萬hm2的春夏花生覆膜面積已達(dá)90%以上，徐淮地區(qū)的春夏花生覆膜率也達(dá)到80%以上，平均單產(chǎn)320 kg/667 m2。相關(guān)調(diào)查顯示：覆膜比裸地增產(chǎn)75～100 kg/667 m2，增收200元/667 m2左右，對提高花生產(chǎn)量、提高農(nóng)民收入做出了巨大貢獻(xiàn)。隨著時間的推移，花生地膜覆蓋大面積應(yīng)用已達(dá)30 a，十幾年前所用地膜厚度已達(dá)0.007 mm以下，土壤殘膜回收困難，殘留量大。2017-2019年，贛榆地區(qū)連續(xù)3 a進(jìn)行大面積取樣調(diào)查，對于應(yīng)用地膜覆蓋20 a以上的地塊，0～30 cm耕作層的殘留地膜平均為1.89 kg/667 m2，土壤和環(huán)境污染嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)和社會效益逐年降低。

1 花生地膜覆蓋存在的主要問題

1.1 地膜殘留量大，污染嚴(yán)重 目前，花生田常用的地膜類型為聚乙烯（PE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜，為節(jié)本增效，普遍應(yīng)用厚度為0.004～0.006 mm的超薄低密度聚乙烯膜（PE），由于地膜厚度低、延展性差、易破碎、在田中分離回收異常艱難，加上殘膜回收機(jī)具落后、人工回收效率低、作業(yè)強(qiáng)度大、殘膜收購價又低、渠道不暢，農(nóng)戶自主收回殘膜沒有能動性，只是將田中表面的大塊殘膜撿收，在田頭燒埋或作垃圾處理，而土中的碎膜則長期殘存在耕作層中，造成土壤環(huán)境污染及資源浪費。覆膜年限越長，地膜用量越多、覆膜比例越高，土壤殘膜數(shù)量越大，污染也就越嚴(yán)重；還有部分未撿拾的殘膜，被風(fēng)吹到空中、道路溝渠、樹林及房前屋后，造成“視覺污染”。少部分混雜、黏連在花生莖葉上的殘膜，在飼喂家畜后，會影響生長，甚至造成死亡。

1.2 土壤鹽漬化嚴(yán)重，有機(jī)質(zhì)含量下降 在長期覆蓋地膜后，由于雨水不能直接淋溶土壤，加上大量使用化肥、農(nóng)藥，土壤鹽漬化嚴(yán)重，土壤重金屬及有害物質(zhì)大量積聚，嚴(yán)重影響作物出苗及苗期生長，每年都會出現(xiàn)大面積花生苗期僵苗不發(fā)的現(xiàn)象?；ㄉ锷w膜后，因土壤溫度提高，土中的微生物數(shù)量增多，活力上升，土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率增加，在不增施有機(jī)肥的情況下，土壤有機(jī)質(zhì)含量每年下降達(dá)0.1%，造成土壤逐步沙質(zhì)化，保水保肥能力下降。據(jù)測定：覆膜后花生的根瘤菌數(shù)量多，質(zhì)量好，固氮能力加強(qiáng)，每100 g土的堿解氮比不蓋膜增加1.3 mg，但速效磷、鉀分別降低0.24、0.15 mg。

1.3 土壤理化性質(zhì)惡化，微生物種類減少 地膜是由聚烯烴類的高分子化合物加工而成，具有不透水、不透氣的特點，殘留土中不見光很難分解，不與土壤相容，過多殘留會嚴(yán)重改變土壤理化結(jié)構(gòu)，影響土壤水、氣、熱循環(huán)，降低土壤的透氣透水性、熱容和持水量。殘膜會使土壤產(chǎn)生更多的隔離空間，減少土粒之間的接觸面積，降低和切斷土壤中的毛細(xì)管系統(tǒng)，改變土壤水肥運(yùn)移途徑，降低運(yùn)移速度，嚴(yán)重影響土壤吸附水肥的能力，土壤易于板結(jié)，抗旱抗?jié)衬芰档?。同時，殘膜還會影響土中原有微生物的種群、數(shù)量以及正常活動，破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。相關(guān)試驗研究發(fā)現(xiàn)，隨著花生田殘膜數(shù)量的累積，土中真菌與細(xì)菌數(shù)量均呈降低趨勢，土壤中的酶活性大大降低，遲效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化率明顯降低。

1.4 殘膜影響作物出苗和根系生長 一是大量殘膜會使土壤理化性質(zhì)發(fā)生較大變化，導(dǎo)致作物種子發(fā)芽和出苗所需的水、肥、氣不能得到保障；二是種子種在殘膜上或者被殘膜遮住而不能發(fā)芽、扎根、出苗，造成爛芽爛種；三是由于土中殘膜的韌性和延展性較強(qiáng)，花生根系無法扎透，導(dǎo)致根系彎曲，原有根系構(gòu)型發(fā)生改變甚至畸變。據(jù)研究，隨著花生地膜覆蓋年限增加和土中殘膜數(shù)量的累積，花生生長發(fā)育遲緩，根系變短，數(shù)量與重量減少，活力下降，作物減產(chǎn)達(dá)7%～10%。另外，殘膜還會釋放有毒、有害物質(zhì)到土壤中，影響作物根系生長，造成作物營養(yǎng)不良、株型矮小。

1.5 重金屬、塑化劑等污染土壤和食品 地膜生產(chǎn)過程中會添加一定數(shù)量的重金屬穩(wěn)定劑和增塑劑等，這些物質(zhì)殘留在土壤中會隨著時間的推移不斷析出，增加土壤、水及植物體中的重金屬、塑化劑等含量。地膜滲出的無機(jī)污染物主要有鉛（Pb）、鎘（Cd）等重金屬鹽類，它們以范德華力與高分子化合物連接，性質(zhì)很不穩(wěn)定。地膜溶出有機(jī)污染物主要有鄰苯二甲酸酯類（PAEs）增塑劑，PAEs與高分子化合物用氫鍵和范德華力連接而非化學(xué)鍵連接，在光照、雨水淋溶、風(fēng)寒等環(huán)境因素的影響下，也會逐漸析出，進(jìn)入土壤、大氣和水體中，再通過花生根系或葉片吸收進(jìn)入作物體內(nèi)，最終進(jìn)入人類食物鏈中。

2 解決花生地膜覆蓋問題的對策

雖然花生地膜覆蓋可以提高花生產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入、保障國家食用油安全，但地膜殘留污染與危害問題也日益顯現(xiàn)，必須采用“減量、替代及回收”的思路來解決問題，同時大力推廣可降解地膜，以保障土壤及環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的健康及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展。

2.1 逐步減少花生地膜覆蓋 為降低環(huán)境污染、修復(fù)土壤、提高花生產(chǎn)品的品質(zhì)，有條件的地區(qū)應(yīng)逐步縮小花生地膜的覆蓋面積，意實現(xiàn)生態(tài)、優(yōu)質(zhì)、高效。

2.2 輪作換茬，增施有機(jī)肥 通過糧油輪作換茬可以減少地膜單位面積平均覆蓋率，進(jìn)而達(dá)到降低地膜用量、減輕殘膜污染的目的。實施水旱輪作，不僅可有效淋溶、清洗、排出土壤中的有害物質(zhì)，還能夠改善土壤結(jié)構(gòu)，減輕次生鹽漬化危害。通過增施有機(jī)肥，可以逐步提升土壤的有機(jī)質(zhì)含量，增加土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和有益微生物菌群，平衡土壤中各營養(yǎng)元素的比例。

2.3 完善地膜標(biāo)準(zhǔn)，從源頭減輕污染 第一，科學(xué)制定地膜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法，對生產(chǎn)原料、助劑、工藝及地膜厚度等制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)厚度適中、強(qiáng)度較高、韌性較好、抗老化能力較強(qiáng)的地膜的生產(chǎn)和使用。第二，禁止小規(guī)模和不規(guī)范生產(chǎn)，堅決杜絕生產(chǎn)銷售厚度0.01 mm以下的地膜，以改善農(nóng)田地膜的應(yīng)用質(zhì)量，降低回收難度，從源頭控制地膜污染。

2.4 創(chuàng)新回收機(jī)械，加快機(jī)收推廣 花生生產(chǎn)全程機(jī)械化已大面積推廣應(yīng)用，但地膜回收機(jī)械還不成熟。殘膜回收機(jī)械設(shè)計要在提高殘膜回收率的基礎(chǔ)上，依據(jù)不同區(qū)域及農(nóng)藝措施，設(shè)計出符合該地地形地勢、土壤質(zhì)地類型、作物品種及種植模式等的多功能機(jī)具，以滿足不同地區(qū)，不同季節(jié)、不同品種的需求。同時，還要重點解決膜土分離、膜雜分離、邊膜及耕層回收、殘膜壓縮及裝運(yùn)等技術(shù)難點，提高殘留地膜的回收率，降低儲運(yùn)勞動強(qiáng)度，提高運(yùn)儲效率及便利性，防止二次污染。

2.5 加大回收利用力度，促進(jìn)資源、能源化應(yīng)用 第一，大力推進(jìn)殘膜回收利用專業(yè)化、系統(tǒng)化建設(shè)，完善農(nóng)膜公共回收系統(tǒng)，實行最低保護(hù)價收儲，引導(dǎo)農(nóng)民主動回收殘膜，加快殘留地膜資源化、能源化應(yīng)用技術(shù)的研究，將收回的殘膜高溫催化制得汽油、柴油等可用燃料，或?qū)⑵浼庸こ稍偕芰项w粒，制成各類塑料制品。第二，進(jìn)一步完善地膜產(chǎn)業(yè)鏈條，在收獲、耕耙地與播種時及時回收地膜，減輕殘膜污染，保護(hù)耕地，提高花生品質(zhì)，促進(jìn)油料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.6 大力推廣可降解地膜 聚乙烯地膜的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在土壤中不易分解和降解，污染嚴(yán)重，盡快推廣無污染、可降解地膜，是解決問題的根本辦法。目前，可降解地膜主要有兩大類。一類是崩解型地膜，由PE混入光敏劑、氧化催化劑等助劑和部分可降解物質(zhì)吹塑而成，主要原理是利用光敏劑、氧化催化劑等催化作用加快PE地膜的降解。崩解型地膜同樣具有提高地溫、保水保肥、增產(chǎn)提效的作用，但是其尚存在一些不足：一是其主體原料為PE，崩解受光強(qiáng)度、殘膜深度、季節(jié)和作物品種等要素的制約較大，崩解速度較難準(zhǔn)確控制；二是從標(biāo)準(zhǔn)上看，部分崩解地膜產(chǎn)品無法達(dá)到降解地膜的標(biāo)準(zhǔn)；三是其降解性能飽受詬病，其分解過程實質(zhì)是PE材料的裂解，只改變了地膜的物理性狀，分解成更小的PE顆粒，并未改變其化學(xué)性質(zhì)，不能徹底根除污染。另一類是全生物降解地膜，又分為合成型生物降解地膜和天然生物聚合型生物降解地膜。生物降解地膜通過生物分解后，變成無毒無害的水和二氧化碳，可有效解決地膜的殘留污染問題，又能促進(jìn)農(nóng)作物的生長發(fā)育，市場潛力巨大，但目前仍然存在不少技術(shù)、效益問題。

2018-2020年，連云港市贛榆區(qū)班莊鎮(zhèn)河洼村開展了PBAT、PLA、PPC及強(qiáng)化耐候地膜與普通地膜對比試驗（地膜厚度均為0.01 mm），結(jié)果表明生物可降解地膜與普通PE地膜一樣具有增溫保墑的作用。在改善土壤理化性狀、抑制病蟲草害及促進(jìn)作物生長方面不亞于普通PE地膜，但與PE膜相比，生物可降解地膜的斷裂伸長率較低，水蒸氣的滲透率稍高，強(qiáng)度與延展性偏差，單位面積用膜量大（10 kg/667 m2），成本高（280元/667 m2），自然風(fēng)化導(dǎo)致裂解較快（試驗的4種生物降解膜均需要30～40 d才能降解，在花生田使用時間偏短），影響使用效果，因此生物降解膜的物理和力學(xué)性能需要進(jìn)一步改進(jìn)，以利于降低用量和成本，在花生大面積生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。