云南省地膜殘留對(duì)土壤和農(nóng)作物的影響及對(duì)策研究

李小敏 朱潤(rùn)云

（1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)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(shí)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(guó)自1978年從日本引進(jìn)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(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生了巨大影響，我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)由于地膜的使用得到了巨大發(fā)展。2001—2015年，我國(guó)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(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，抑制土壤微生物的生長(zhǎng)，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(guó)和云南省地膜使用量數(shù)據(jù)來源于國(guó)家統(tǒng)計(jì)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(shí)地調(diào)研，采取問卷調(diào)查的方式，調(diào)查云南省10個(gè)縣各戶地膜支出、對(duì)地膜效果的評(píng)價(jià)、當(dāng)?shù)赜袩o殘膜回收網(wǎng)點(diǎn)、對(duì)殘膜的處理方式以及對(duì)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(guó)地膜用量統(tǒng)計(jì)

圖2 2001—2015年云南省地膜用量統(tǒng)計(jì)

表1 地膜殘留標(biāo)準(zhǔn)

通過對(duì)云南省10個(gè)縣近5年的地膜用量分析發(fā)現(xiàn)，大部分農(nóng)戶認(rèn)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(dāng)?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(duì)云南省紅河州的實(shí)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見表1）。張娜［2］等對(duì)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(duì)保山市的69個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)和3個(gè)園區(qū)進(jìn)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(duì)易門縣的實(shí)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(duì)姚安縣實(shí)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(biāo)準(zhǔn)下，地膜的殘留量對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)和生產(chǎn)沒有太大影響。但是，通過對(duì)云南省2018年10個(gè)縣的實(shí)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(huì)導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)，會(huì)對(duì)土壤和農(nóng)作物生產(chǎn)造成極大的負(fù)面影響。

3 地膜殘留對(duì)土壤和農(nóng)作物的影響

3.1 地膜殘留對(duì)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(huì)形成阻隔層，阻隔空氣和水分進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤含水量、土壤孔隙度等發(fā)生變化。蔡金洲［6］通過實(shí)驗(yàn)證明，地膜殘留會(huì)對(duì)土壤水分向上移動(dòng)產(chǎn)生影響，土壤水分向上移動(dòng)的距離隨著殘膜面積的增大而減小。劉海對(duì)不同處理的種植前與收獲后的土壤理化性狀比較實(shí)驗(yàn)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(jī)質(zhì)、氮、磷以及鉀也都出現(xiàn)下降趨勢(shì)。殘留地膜可能會(huì)使土壤鹽堿化，pH值升高，而劉海的實(shí)驗(yàn)也證明了這一點(diǎn)。地膜殘留會(huì)對(duì)土壤中的微生物產(chǎn)生影響，趙雪［1］的模擬實(shí)驗(yàn)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(shì)，覆膜的土地對(duì)比未覆膜的土地在玉米生長(zhǎng)的各階段平均下降了50.5%，且土壤中的細(xì)菌、真菌也都呈不同比例下降。

3.2 地膜殘留對(duì)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(huì)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(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)形成隔離層，導(dǎo)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(cè)定在留有殘膜的土壤上播種，農(nóng)作物的爛種率達(dá)6.85%，爛芽率達(dá)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(duì)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(shí)驗(yàn)也表明，殘膜會(huì)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(shì)。周瑾偉在對(duì)地膜殘留對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，地膜殘留對(duì)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(shí)，對(duì)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(tuán)130團(tuán)的測(cè)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(duì)策

4.1 研究開發(fā)新材料，大力推進(jìn)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(xué)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(huì)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(huì)自動(dòng)分解成CO2和H2O，對(duì)土壤和農(nóng)作物無影響，對(duì)生態(tài)環(huán)境也不會(huì)造成污染。然而，目前的可降解地膜由于存在強(qiáng)度不夠、成本較高等問題，難以推廣。通過對(duì)云南省10個(gè)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(jià)格較高，農(nóng)戶對(duì)可降解地膜的接受價(jià)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(jìn)地膜的回收利用

政府應(yīng)該加大對(duì)殘膜回收技術(shù)的政策和資金支持。通過對(duì)云南省的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分縣農(nóng)戶購(gòu)買殘膜回收機(jī)無補(bǔ)貼也沒有回收網(wǎng)點(diǎn)，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(dāng)?shù)亟埬せ厥掌髽I(yè)，政府可以在場(chǎng)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(gòu)價(jià)格，調(diào)動(dòng)農(nóng)民回收殘膜的積極性。對(duì)于交售殘膜的農(nóng)戶，國(guó)家也可以給予適當(dāng)補(bǔ)貼。企業(yè)通過對(duì)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(qiáng)宣傳教育

根據(jù)對(duì)云南省10個(gè)縣的調(diào)查數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，80%以上的農(nóng)戶確認(rèn)云南省政府以及當(dāng)?shù)氐钠髽I(yè)沒有對(duì)殘膜回收進(jìn)行宣傳。普通農(nóng)戶的學(xué)歷普遍較低，大部分是小學(xué)文化。如果沒有對(duì)農(nóng)戶進(jìn)行殘膜回收宣傳，大部分農(nóng)戶很難認(rèn)識(shí)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(zhǎng)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(xí)慣，增強(qiáng)農(nóng)戶回收殘膜的積極性。

4.4 制定新的地膜生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)

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(xì)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(biāo)準(zhǔn)，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(huì)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(huì)不斷下降。

②殘膜會(huì)使農(nóng)作物減產(chǎn)。地膜殘留量越多，對(duì)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)。在該標(biāo)準(zhǔn)下，地膜殘留對(duì)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?？梢灶A(yù)見，如果不采取有效措施，云南省的地膜殘留量將會(huì)達(dá)到三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，需引起重視。