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【农城之光】西北农林科技大学
治理总动员,科技降伏白色“地魔”
17-06-09 作者:张晴丹   编辑:校方人员

  6月5日,是第46个世界环境日,加强推动绿色发展依然是永恒不变的主旋律,环境污染中的“白色污染”重回公众视野,其中的农膜污染问题是多年来困扰土壤环境的噩梦,地膜变“地魔”,成为了严重的生态问题,治理已刻不容缓。

  近日,农业部印发《农膜回收行动方案》(以下简称《方案》)的通知,要求加强农膜污染治理,提高废旧农膜资源化利用水平。《方案》提出到2020年,全国农膜回收网络不断完善,资源化利用水平不断提升,农膜回收利用率达到80%以上,“白色污染”得到有效防控。

  《方案》是否能够发挥作用,拔除农膜污染这个“钉子户”,让“白色污染”变绿色发展?哪些又是治理农膜污染行之有效的方式?在接受《中国科学报》记者采访时,专家表示,农膜污染非一朝一夕,治理不能一蹴而就,应该从源头抓起,尽量减少使用,加强回收力度,提升机械化水平,加快寻找替代方案,一步步踏踏实实地走出一条科学治理之路。

  功过并存让农民“又爱又恨”

  农膜是农业生产的重要物质资料之一,农膜主要分为棚膜和地膜。2015年,我国农膜使用总量达260多万吨,其中地膜用量为145万吨,地膜覆盖技术应用带动了我国农业生产力的显著提高和生产方式的改变。

  该技术应用扩大了玉米种植区域,北界北移2~3个纬度,播种时间提前5~10天,每年增产玉米100亿~150亿公斤,贡献了相当于全国玉米总产量的5%~8%。

  此外,地膜覆盖使西北内陆棉区迅速扩大,棉花播种面积从上世纪80年代不到全国棉花总面积的10%上升到现在的近40% ,每年增产棉花150万~200万吨,贡献了相当于全国棉花产量的20%~30%。

  在蔬菜生产上,更是由于这项技术应用而产生了革命性的变化。

  “地膜覆盖优点众多、作用巨大,可以提高地温、抑制地表水分蒸发、抑草灭草、抑盐保苗、增加冠层下光照均匀程度和增加反射光等功能,有效改善农作物生长发育条件,抗御不良环境,充分利用有限的光、热、水和养分,促进种子萌发和作物生长。”中国农科院农业环境与可持续发展研究所研究员严昌荣在接受《中国科学报》记者采访时表示。

  正是由于地膜覆盖解决了“蓄住天上水、保住地里墒、用好用活天然降水”,以及春季低温和积温不足等生产难题,使其成为广大旱作区抗旱节水增粮的主推技术。

  不过,这项技术让农民“又爱又恨”,随着地膜覆盖技术普及和应用,地膜残留污染问题日益严重,威胁着农业生产和生态环境。

  目前,全国农膜回收率不足2/3。残膜弃于田间地头,被风吹至房前屋后、田野树梢,影响村容村貌,造成视觉污染。“不仅如此,地膜残留导致土壤水分和养分运移受阻,土壤通透性降低,土壤微生物活动和土壤肥力下降,导致作物出苗慢,缺苗断垄的现象严重。”严昌荣表示。

  “这在新疆的棉田里十分明显,问题也非常突出。”中国科学院植物研究所研究员蒋高明告诉《中国科学报》记者,地膜残片还会导致一些优质饲料秸秆(花生)无法利用。

  蒋高明表示,不合格地膜里的塑化剂是一种环境激素,会引发人体内分泌生殖系统病变。不仅如此,当农膜积累多了以后,许多农民则用一把火点燃,火烧带来的是更加严重的污染。

  因此,加快推进农膜治理行动,十分紧迫和重要。

  从源头上发力增加可回收性

  传统地膜不能降解的弊端,给农业生产和土壤环境带来了巨大危害,自然状态下残留地膜能够在土壤中存留200年以上,这颗“毒瘤”让科学家十分头疼。

  近年来,覆膜农田土壤均有不同程度的地膜残留,局部地区长期覆膜农田亩均残膜量达4~20公斤,新疆、内蒙古西部地区尤为严重,长期覆膜农田每亩地膜残留量达14~15公斤。

  专家表示,回收是目前最直接有效的方式之一。

  《方案》指出,推进农膜回收,生产再生塑料制品,变废为宝,有利于资源节约,改善农村人居环境,有利于防治农田土壤残膜污染,保护宝贵的耕地资源,有利于提升产品品质,提高农业生产效益。

  然而,将废旧地膜回收是一项十分艰巨的任务。超薄地膜由于成本低、价格便宜广受农民喜爱,近年来大面积使用,一到收获季节,超薄地膜很容易破损呈碎片状态沉积在土壤里,难以捡拾起来。

  回收需要耗费的人力和成本都大大地打击了农民的积极性。据严昌荣介绍,目前回收地膜的工作强度太大,并且没有直接的经济效益,所以地膜回收主要是被动回收,靠其他农事活动附带上回收农膜的比例要比专门回收比例还要多。

  因此,提高地膜回收效率亟须提升机械化水平。然而,目前我国地膜厚度小、强度低,直接导致机械化难以实现。“应该从源头上发力,增加地膜可回收性,这个是前提和基础。”严昌荣说。

  此次《方案》明确规定要推动地膜新国家标准颁布实施,地膜厚度标准由0.008mm提高到0.01mm,增加拉伸强度、断裂伸长率,从源头保障地膜的可回收性。配合有关部门加强监管,严格地膜标准执行,严禁生产和使用不合格地膜产品。各地推动出台地膜地方标准,推进0.01mm以上加厚地膜应用。

  专家指出,国家还应加强地膜回收机具研发和技术集成,加快地膜回收机具的推广应用,加大地膜回收机具补贴力度。在有条件的地区,将地膜回收作为生产全程机械化的必需环节,推动组建地膜回收作业专业组织,全面推进机械化回收。

  蒋高明表示,耕地是农民的命根子,我们应当像保护眼睛那样保护耕地。农民不要只局限于眼前的短期利益,要从源头上控制和减少地膜的使用,能不用最好不用,突出地膜使用减量化发展。

  提升科研水平研发可替代产品

  “未来,要真正彻底解决地膜残留污染,生物可降解地膜的研发肯定是一个非常好的手段,是未来发展的重点。”严昌荣说。

  从世界范围看,欧洲和日本是降解材料技术和生物降解地膜研发和应用最先进的国家和地区。随着生物降解材料和加工工艺技术进步,生物降解地膜应用越来越广泛。

  目前,日本和欧洲生物降解地膜在地膜市场的份额不断上升,而PE地膜和PVC地膜则逐渐下降。这些生物降解地膜主要用于园艺和蔬菜生产方面,如日本现在每年有约2000吨生物降解地膜用于南瓜、莴苣、大白菜、甜薯、土豆、洋葱、萝卜和烟草等,欧洲也基本如此。

  近年来,我国也开始了一系列对生物可降解材料的研究,取得了不错的成绩。

  比如,国家农业废弃物循环利用创新联盟与山东省青岛市农委环能站合作示范的生物可降解地膜,是一种环境友好、无污染的新型地膜。

  “目前,我们将这种地膜应用到了蔬菜、马铃薯等作物上,事实证明,生物可降解地膜既能满足作物前期所需的增温保墒功能,也能取得地膜降解和保护环境的效果。”青岛市农委环能站高级农艺师李海萍在接受《中国科学报》记者采访时表示。

  严昌荣表示,生物降解地膜是解决地膜残留污染问题的重要途径,潜力巨大,但目前技术问题不少,仍然处于起步阶段。“需要加强生物降解地膜的原材料、配方和生产工艺的研究,提高产品质量和降低产品成本,尤其是要研发出分区域和分作物的生物降解地膜产品,以满足和适应农业生产多样性的要求。”

  此外,在加强生物降解地膜产品研究的同时,还应根据农业生产的需要和地膜产品的特性,做好配套农艺技术和措施的研究。通过改进农艺技术,使其能够适合生物降解地膜产品的性能,从而实现生物降解地膜产品与农艺技术紧密结合,满足农业生产的需求。

  一直致力于保护生态环境的蒋高明表示,要治理“地膜”,最好是用别的生产方式替代地膜。经过多年研究,他开发出了一种“六不用”技术,他认为这会是未来替代地膜使用的有效方案,真正实现农业生产的“低投入、零污染、高产出”。

  专家指出,要想真正实现地膜污染治理,还应加强对农用地膜生产、使用、回收、再利用等环节的监管,充分发挥法治作用。

  接下来,农业部将加快治理农膜污染前进的步伐,2017年,将在甘肃、新疆和内蒙古启动建设100个地膜治理示范县。到2020年,全国农膜回收网络不断完善,资源化利用水平不断提升,农膜回收利用率达到80%以上,“白色污染”得到有效防控。

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