我國液體地膜覆蓋技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

張璐

我國液體覆蓋技術(shù)的研究和開發(fā)始于1986年?？蒲腥藛T首先將比利時(shí)BIT產(chǎn)品用于應(yīng)用研究。但由于受到市場環(huán)境適應(yīng)性差、價(jià)格高、交通不便等原因影響，最終，研究方向紛紛轉(zhuǎn)向國內(nèi)，從自然生態(tài)、市場經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力條件等方面進(jìn)行研發(fā)。在吸收國外成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，在國內(nèi)開始大量開發(fā)液體地膜。

一、液體地膜材料的現(xiàn)狀及問題

1、液體地膜材料研究現(xiàn)狀

液膜材料主要分為石油和副產(chǎn)品，化學(xué)聚合物降解材料和天然聚合物降解材料。 石油及其副產(chǎn)品覆蓋物是最早的，使用最廣泛的。近年來，由于原材料種類繁多和降解嚴(yán)重，后兩者逐漸成為熱點(diǎn)。石油和副產(chǎn)品主要是渣油，瀝青和乳液。這種材料直接噴在土壤表面上，形成不連續(xù)的固結(jié)層。蒸發(fā)后逐漸硬化。由于石油瀝青材料可以在光和生物效應(yīng)的作用下被腐殖酸分解，因此將其保持在高溫下，在提高作物產(chǎn)量或草皮質(zhì)量方面得到了良好的效果。 然而，乳化瀝青的成膜速度慢，相對(duì)于塑料膜而言，膜的厚度相對(duì)較大，膜的孔隙率較大，并且水分保持性能相對(duì)較差。另外，化學(xué)高分子降解材料分子量大，易與水形成膠體。一般來說，分子鏈越長，附著力越大，與土壤的附著力越強(qiáng)?？衫梅肿渔溞纬删薮蟮木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使散布的非結(jié)構(gòu)化砂具有一定的剛度。然而，高分子材料的使用通常更昂貴，覆蓋固體覆蓋物的形成較少，并且絕熱效果是平均的。當(dāng)前，在推廣和應(yīng)用方面存在一定的困難。

多糖及其衍生物淀粉和纖維素都是通過糖苷鍵形成的天然均聚物，是自然界中分布最廣泛的天然大分子。這些材料來源比較豐富，水溶性好，溶解力強(qiáng)且無污染。它們易于與化學(xué)聚合物材料交聯(lián)，以增強(qiáng)薄膜的機(jī)械強(qiáng)度。薄膜失效后，它們能夠填充土壤的有機(jī)質(zhì)濃度，改善土壤的團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，固定表層土壤，這種降解液膜材料具有來源廣泛，可降低液膜制品的生產(chǎn)成本的優(yōu)勢。

2、液體地膜材料存在的問題

雖然液體覆蓋技術(shù)已經(jīng)研究了幾十年，但仍有許多問題有待解決。大規(guī)模推廣應(yīng)用還有很長的路要走。其中，秸稈覆蓋技術(shù)憑其良好的保護(hù)效果，經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特性，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的研究熱點(diǎn)之一;還有，可降解塑料—這種物質(zhì)不僅不破壞生態(tài)環(huán)境，而且可以自動(dòng)降解為小分子物質(zhì)，而對(duì)土壤環(huán)境無污染并能參與生物代謝循環(huán)和吸收?？墒?，這些使用性能與傳統(tǒng)塑料地膜相比，實(shí)用性不強(qiáng)，效果不明顯。如，液體覆蓋膜的干，濕強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度和斷裂伸長率等性能都有待進(jìn)一步提高，尤其是下雨后，覆蓋膜的強(qiáng)度明顯下降。再者，材料量的問題也很明顯。液膜材料太少，成膜效果差，甚至沒有保水效果。如果量太大，很容易形成凝膠狀物質(zhì)阻塞噴嘴，并且成本會(huì)增加，從而造成浪費(fèi)。目前，這類研究主要集中在液膜的物理性質(zhì)上，但對(duì)材料給土壤和環(huán)境造成影響的研究很少，如材料對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和養(yǎng)分的影響，降解與土壤的關(guān)系等。

研究表明，液態(tài)覆蓋物不適用于粘性土壤，因?yàn)檎承酝寥李w粒很大。覆蓋液體覆蓋物后，表面容易形成裂縫，密封不牢。更大的土壤表面上的液膜會(huì)被雨水不同程度地沖走，損壞程度也會(huì)更大，這會(huì)破壞液膜的耐久性和完整性。尤其是黏性土壤，其顆粒較大，噴灑地膜后密封性較差，影響了保溫效果。不同劑量的液體覆蓋物的覆蓋效果存在一些差異。濃度小，成膜質(zhì)量不佳，影響了地膜材料的在實(shí)踐中的效果并增加了農(nóng)業(yè)材料的成本。

二、農(nóng)膜污染問題

1、農(nóng)膜質(zhì)量較差

我國農(nóng)用覆蓋物年產(chǎn)量巨大，定點(diǎn)生產(chǎn)商也達(dá)到三百多家，但由于生產(chǎn)設(shè)備不復(fù)雜，技術(shù)簡單，全國有更多的非定點(diǎn)工廠和鄉(xiāng)鎮(zhèn)鄉(xiāng)村企業(yè)占有相當(dāng)大的比例，因此發(fā)生了大量的生產(chǎn)。對(duì)于制造商而言，市場存在許多問題，例如混亂和原材料的隨機(jī)性大。根據(jù)國家輕工業(yè)局的要求，農(nóng)用覆蓋膜應(yīng)具有高強(qiáng)度，低成本，耐老化和易于回收利用的特點(diǎn)。實(shí)際上，它差別很大。由于強(qiáng)度不足，只能使用一個(gè)季節(jié)。后來，它造成了清除困難，并導(dǎo)致污染面擴(kuò)大。實(shí)踐證明，農(nóng)膜的原料產(chǎn)品已成為影響其品質(zhì)的主要因素。由于塑料薄膜的種植成本高，農(nóng)民使用低于0.008mm的不合格塑料薄膜以節(jié)省成本。生產(chǎn)企業(yè)也為了迎合農(nóng)民的心理，大量生產(chǎn)0.008mm以下的塑料膜出售。實(shí)踐中，由于塑料膜太薄，無法進(jìn)行手動(dòng)恢復(fù)或機(jī)械恢復(fù)，回收也成為一大問題。

2、農(nóng)民環(huán)保意識(shí)差

當(dāng)前，農(nóng)民缺乏環(huán)保意識(shí)和集體觀念。在他們的基本思想中，農(nóng)民認(rèn)為環(huán)境保護(hù)與自己或每個(gè)人的生意無關(guān)。只有每個(gè)人都采取了行動(dòng)，他們才可以采取行動(dòng)。每個(gè)人都扮演著旁觀者的角色。因此，盡管膜覆蓋技術(shù)已廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是農(nóng)民通常不了解殘留膜的危害，他們通常只關(guān)注當(dāng)年的土地產(chǎn)量，而不關(guān)注殘留膜的回收和危害。中國農(nóng)村地區(qū)聚乙烯的困境主要是聚乙烯農(nóng)膜，這是一種由聚乙烯，抗氧化劑和紫外線吸收劑制成的有機(jī)復(fù)合材料。具有分子量高，性能穩(wěn)定，耐化學(xué)腐蝕，緩沖冷熱的特點(diǎn)。在生態(tài)環(huán)境中，其光降解和生物降解能力都很差，因此很難降解。即使可持續(xù)數(shù)百年，殘留的薄膜仍以獨(dú)立的形式殘留在泥土中，這是一種永存不能散去的垃圾。

液體地膜的應(yīng)用可以升值作物收成，提高耕種土地濕度，抑制土壤濕度發(fā)散，提高土壤含水率和利用效率，降低白色污染，凈化農(nóng)地自然環(huán)境和土壤侵蝕，但技術(shù)和應(yīng)用中的現(xiàn)狀和問題需要我們?nèi)ヌ魬?zhàn)。近些年，液體地膜的研究與開發(fā)逐漸成突破趨勢，液體地膜產(chǎn)品種類也不斷增多。然而，可以在一定程度上控制白色污染的產(chǎn)品為數(shù)不多，液體地膜能否擔(dān)當(dāng)“環(huán)境守衛(wèi)戰(zhàn)士”的重任，引發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)革命呢？相信多功能完全可降解的液體地膜開發(fā)和應(yīng)用必定會(huì)收獲成功。

（作者單位：123000遼寧省阜新市產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新推廣中心（阜新市產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院））