地膜，上世紀70年代被引入我國以來，以其保溫保墑、覆蓋除草等顯著優(yōu)勢，廣泛應用于玉米、馬鈴薯、水稻等作物種植，逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的生產(chǎn)資料，在很多地區(qū)成了“不推自廣”的技術(shù)。但由于長期大規(guī)模使用卻得不到有效回收，曾經(jīng)風光無限的“致富膜”成為了散落田間的“白色污染”。如何在保障糧食安全的同時兼顧生態(tài)效益？如何應對傳統(tǒng)地膜使用中的殘膜污染問題？全生物降解地膜提供了新路徑。
由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心負責項目管理，清華大學牽頭、全國農(nóng)技推廣中心等單位參與的“十四五”國家重點研發(fā)計劃農(nóng)業(yè)面源專項“綠色可降解地膜專用材料及產(chǎn)品創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化”項目，致力于開發(fā)保溫保墑、降解可控、低成本的生物降解地膜，目前已取得積極進展，在全國范圍內(nèi)示范推廣。
治理“廢膜殘膜”有招了
與農(nóng)作物增產(chǎn)增收掛鉤的地膜，緣何被打上“白色污染”的標簽？或許我們可以從一些地區(qū)地膜回收不及時不恰當、殘留量高等現(xiàn)象中找到答案。“像新疆地區(qū)，一畝地殘膜量能達到70公斤，相當于在地里鋪了十層以上的地膜。”項目首席、清華大學化工系高分子實驗室主任郭寶華教授指出，地膜使用后產(chǎn)生的殘膜也會影響作物的發(fā)芽以及根系的生長，本該是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“白色革命”，卻逐漸演變成了亟待治理的“白色污染”。
郭寶華介紹：“解決地膜污染問題，我們做過很多嘗試，從最早的光降解地膜到光生物降解地膜，但是發(fā)現(xiàn)這些地膜埋在土壤里基本不降解，同時還會造成微塑料的污染。這個時候我們就想到了自然環(huán)境中的一些有機物就是通過微生物的降解被轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。由此想到的就是把生物降解引入到地膜領(lǐng)域，開發(fā)全生物降解地膜，在保證使用地膜確保糧食產(chǎn)量的同時，對土壤無毒無害，是一種環(huán)境友好的材料。”
與傳統(tǒng)聚乙烯地膜相比，全生物降解地膜較高的價格往往使農(nóng)民望而卻步，是制約其成為主流地膜的主要因素。郭寶華介紹，隨著技術(shù)的不斷進步，以及整個行業(yè)投資資金的進入和相關(guān)化工企業(yè)的規(guī)�；a(chǎn)所產(chǎn)生的效益，目前全生物降解膜成本已經(jīng)大大降低，0.01毫米厚度的全生物降解地膜，每畝用量6公斤，凈成本120元。同時，根據(jù)北京農(nóng)技推廣站的統(tǒng)計，對使用普通聚乙烯地膜的土地進行殘膜回收，也要花上將近100元的成本。因此在同樣的無殘膜環(huán)境優(yōu)化要求下，地膜全回收和地膜全降解二者間的成本基本持平。
給土壤上一層“鎖水膜”
“在浙江、江西、安徽這些長江中下游地區(qū)的水稻種植中使用全生物降解膜，今年的高溫干旱天氣下發(fā)揮了大作用，抗旱表現(xiàn)很出色！”全國農(nóng)技中心節(jié)水農(nóng)業(yè)處處長吳勇興奮地告訴記者。
吳勇介紹，之前在示范推廣中考慮更多的是全生物降解地膜對傳統(tǒng)聚乙烯地膜的替代作用，如今探索創(chuàng)新山地旱稻降解膜覆蓋節(jié)水增產(chǎn)方式，種、肥、水、膜可以實現(xiàn)一體化直播，在拋荒山地、新造耕地、丘陵山坡這些水肥條件不好的地方，也能像種植小麥玉米一樣種植旱稻，極大地提高了糧食產(chǎn)量。
按照傳統(tǒng)模式種植水稻的山區(qū)丘陵地區(qū)，受高溫干旱影響巨大，水稻長勢普遍偏弱。浙江省嵊州市農(nóng)技中心推廣研究員周政法介紹，對一些缺水特別嚴重的旱地、山地，通過覆蓋全生物降解地膜鎖住土壤中的水分，安裝節(jié)水噴灌設(shè)施在水稻關(guān)鍵需水時期補水，“鎖水補水”雙管齊下，水稻節(jié)水抗旱本領(lǐng)進一步增強。
種了60畝旱作水稻的許潮林在今年夏秋季節(jié)遭遇的罕見高溫干旱天氣面前表現(xiàn)得很坦然。“用上了地膜，一般都不用怎么澆水，今年實在太熱了，給水稻噴了幾次水，產(chǎn)量沒有受影響。”許潮林是浙江省建德市楊村橋村楊家水庫家庭農(nóng)場負責人。2019年，農(nóng)場在地方農(nóng)技中心指導下，開始嘗試水稻旱作。“之前我種水稻采用淹水灌溉，1畝地水費大約是200元，現(xiàn)在1畝地只需要四五十元的水費就夠。”許潮林說，“幸好采用了節(jié)水旱作技術(shù)，覆蓋了降解地膜、上了噴灌設(shè)施，不僅省了大量水費，而且每畝還能增產(chǎn)約150公斤。”在浙江建德，通過在丘陵山地旱稻上覆蓋降解膜，同不覆膜裸地相比，旱稻產(chǎn)量平均增產(chǎn)32.2％，新墾耕地“無水就無農(nóng)業(yè)”的痛點得以解決，昔日無人問津的山旱地成了“香餑餑”。
不止“節(jié)省成本”還能“錦上添花”
“地膜回收這個事我們曾經(jīng)十分撓頭。”北京昌平區(qū)鑫逸農(nóng)場的負責人徐學武介紹，普通聚乙烯地膜使用完后，需要工人用鉤子將地里的覆膜收集起來，光是回收就要忙活上一整天，之后回收的地膜需要運往外地進行專門處理，又是一筆不小的運輸費用。自從在北京農(nóng)技推廣站推廣人員的推薦下使用了全生物降解膜應用于草莓種植，在地膜回收處理上的開支節(jié)省了近千元。“今年用膜，基本沒發(fā)現(xiàn)什么病蟲害，而且用降解膜的棚地溫要比使用普通膜的棚高出2至4攝氏度，更有利于草莓扎根，植株健壯，花蕾也多。”
同樣，在根莖類作物種植上，全生物降解地膜也得以大展拳腳。這得益于地膜降解過程中的性狀變化與作物不同生長時期的不同需求之間能步調(diào)一致、打好配合。“以馬鈴薯為例，在苗期需要地膜滿足其保溫保墑需求，到生長后期塊莖膨大、營養(yǎng)物質(zhì)積累又需要晝夜溫差大，這時的全生物降解膜使用到半途，自然而然發(fā)生破裂，甚至省去了人工掏膜的精力和成本。”吳勇告訴記者，在全生物降解地膜的替代示范中，地膜的“可降解性”為塊莖類作物的增產(chǎn)錦上添花。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心項目管理一處處長熊煒提出，下一步，“綠色可降解地膜專用材料及產(chǎn)品創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化”項目要進一步發(fā)揮產(chǎn)學研推各方協(xié)同攻關(guān)的優(yōu)勢，不僅研發(fā)出真正安全、高效、經(jīng)濟的綠色可降解地膜產(chǎn)品，還要形成可推廣的配套技術(shù)、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)模式。結(jié)合各地示范應用情況，將可降解地膜產(chǎn)品和技術(shù)因地制宜、更大范圍地應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供有力的技術(shù)支撐。
