慶陽市農(nóng)田廢舊地膜殘留監(jiān)測研究

侯康鋒 王寧

摘 要：為準(zhǔn)確掌握慶陽市農(nóng)田廢舊地膜殘留現(xiàn)狀，本文主要從地膜的使用到回收，對其使用量、殘留量、回收方法進(jìn)行了全面細(xì)致地監(jiān)測調(diào)查研究，總結(jié)分析出慶陽市農(nóng)田廢舊地膜殘留現(xiàn)狀及防治對策。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田廢舊地膜;殘留量;監(jiān)測

中圖分類號：S181 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515042

自1978年地膜引入農(nóng)業(yè)，因其透光性強(qiáng)、導(dǎo)熱性差及不透氣等特性，加之地膜覆蓋的保溫、保墑、抑制雜草生長、減少病蟲害等作用，地膜覆蓋逐漸成為一項行之有效的旱作高產(chǎn)技術(shù)[1]。但是，隨著地膜的長期使用，土壤中殘膜量不斷增加，且由于地膜厚度、韌度不夠，投入的地膜往往僅限用1個生產(chǎn)周期，難以回收的問題突出，已對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，對農(nóng)田地膜殘留監(jiān)測研究是進(jìn)一步加強(qiáng)廢舊地膜回收利用，為科學(xué)控制土壤中地膜殘留量提供精準(zhǔn)參數(shù)的基礎(chǔ)性工作。

1 概況

慶陽市是一個典型的旱作農(nóng)業(yè)區(qū)，十年九旱，年年春旱。為了科學(xué)有效地應(yīng)對干旱，自2006年起，慶陽市在全市范圍內(nèi)實施的旱作農(nóng)業(yè)項目（玉米全膜雙壟溝播技術(shù)示范推廣），取得了糧食自給有余的豐碩成果，有效減輕了旱災(zāi)造成的損失，在抗旱生產(chǎn)中發(fā)揮了積極的主導(dǎo)作用，有力地推動了慶陽市旱作農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收發(fā)揮了不可替代的作用。2012年以來，慶陽市農(nóng)作物覆膜總面積均保持在27萬hm2以上，2012—2019年農(nóng)作物覆膜總面積分別為27.12萬hm2、30.5萬hm2、32.31萬hm2、33.28萬hm2、34.08萬hm2、32.06萬hm2、30.45萬hm2和28.92萬hm2;地膜用量分別為2.45萬t、2.77萬t、3.15萬t、3.12萬t、3.28萬t、2.74萬t、3.33萬t和2.87萬t。平均每年殘留在農(nóng)田中的廢舊地膜高達(dá)0.7萬t。

2 技術(shù)路線

該項目堅持以科學(xué)發(fā)展為指導(dǎo)，以建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系為目標(biāo)，以技術(shù)創(chuàng)新為動力，以源頭控制為抓手，多措并舉，積極開展農(nóng)田廢舊地膜殘留污染監(jiān)測和調(diào)查研究等基礎(chǔ)性工作。通過2a的監(jiān)測研究，對農(nóng)田廢舊地膜的殘留污染情況進(jìn)行系統(tǒng)的觀察和記載，并進(jìn)行科學(xué)分析，為當(dāng)?shù)貜U舊地膜回收利用工作開展提供科學(xué)的指導(dǎo)意見。

試驗點設(shè)在慶陽市西峰區(qū)董志鎮(zhèn)，海拔1347m，年平均氣溫9.8℃，≥10℃有效積溫3200℃，無霜期145d，年降水量560mm，屬黃土高原塬面。土壤類型為厚覆蓋黑壚土，土壤偏堿，pH值8.40。主要栽培作物為全膜（厚度為0.01mm）雙壟溝播玉米。

3 試驗方法

3.1 不同厚度地膜的用量測算

丈量出需覆膜的土地面積，采取人工覆膜方式，對使用的地膜在覆膜前和覆膜后剩余的量分別進(jìn)行稱重，換算出每公頃地膜的用量。

每公頃地膜用量=地膜用量（kg）÷覆膜面積（m2）×10000

3.2 不同厚度農(nóng)用地膜使用后的回收率測算

按照試驗內(nèi)容，在玉米收獲后，用人工回收的方法，分別對覆蓋0.008mm、0.01mm、0.012mm地膜樣田中的廢舊地膜進(jìn)行撿拾回收;然后把回收的廢舊地膜清洗、晾干去除雜物，用電子秤稱出不同樣田中的地膜回收量。

回收率=地膜回收量/地膜用量×100%

3.3 不同覆膜次數(shù)下農(nóng)田廢舊地膜殘留量測算

在需要監(jiān)測的農(nóng)田中，采用“V”字型取樣法，在覆蓋不同次數(shù)地膜的試驗田里選取采樣點3個，每個采樣點面積為1m2。完全撿拾出采樣面積內(nèi)地表的廢舊地膜;將樣點耕作層（0～30）進(jìn)行開挖并撿拾干凈廢舊地膜，把挖出的土壤進(jìn)行曬干、弄細(xì)后過篩，分揀出廢舊地膜;將以上撿拾的廢舊地膜去除雜質(zhì)后帶回室內(nèi)，清洗干凈、曬干后稱重[2]。設(shè)3個樣點內(nèi)撿拾的廢舊地膜分別為X1、X2和X3（g），則需要監(jiān)測的農(nóng)田中廢舊地膜每公頃殘留量為：

每公頃殘留量 （kg） = （X1+X2+X3） ÷3×10000[3]

3.4 農(nóng)田土壤不同深度廢舊地膜殘留量的分布試驗

在需要監(jiān)測的農(nóng)田中，采用“V”字型取樣法，選取采樣點3個，每個采樣點面積為1。在每個樣點內(nèi)，先除去樣點內(nèi)的廢膜，然后按照0～10cm、10～20cm、20～30cm、30cm以下，分為4層進(jìn)行開挖并分層撿拾干凈廢舊地膜，之后對挖出的土壤進(jìn)行曬干、弄細(xì)后過篩，分揀出廢舊地膜;將以上撿拾的廢舊地膜去除雜質(zhì)后帶回室內(nèi)清洗干凈，曬干后稱重，設(shè)樣點1各層的重量分別為D1C1、D1C2、D1C3和D1C4 （g）[4]。

用同樣的方法獲得第2個樣點內(nèi)各層廢舊地膜的殘留量D2C1、D2C2、D2C3和D2C4（g）。

第3個樣點內(nèi)各層廢舊地膜的殘留量為D3C1、D3C2、D3C3和D3C4（g）;則此塊農(nóng)田中各層的廢舊地膜每公頃殘留量依次為（）：

第1層：（D1C1+D2C1+D3C1）÷3×10000

第2層：（D1C2+D2C2+D3C2）÷3×10000

第3層：（D1C3+D2C3+D3C3）÷3×10000

第4層：（D1C4+D2C4+D3C4）÷3×10000

3.5 不同揭膜時間對土壤中廢舊地膜殘留量的對比試驗 ?采取人工揭膜的方式，在不同的時間對同一農(nóng)田分別在土壤濕潤和干旱狀態(tài)、作物成熟收獲前和收獲后進(jìn)行地膜回收[5-7]。記錄試驗田的地膜回收量、花費(fèi)時間等，計算分析不同情況下揭膜效果情況。

4 結(jié)果及分析

4.1 不同厚度地膜的用量測算試驗

試驗材料為合水縣振海公司生產(chǎn)的厚度0.008mm寬度1.2m地膜、厚度0.01mm寬度1.2m地膜、厚度0.012mm寬度1.2m地膜，蘭州濟(jì)洋公司生產(chǎn)的厚度0.008mm寬度1.2m地膜、厚度0.01mm寬度1.2m地膜、厚度0.012mm寬度1.2m地膜，對監(jiān)測點地膜用量進(jìn)行田間調(diào)查測算。

測算結(jié)果表明：甘肅濟(jì)洋公司生產(chǎn)的0.008mm地膜用量在84.85～95.95kg/hm2之間，合水振海公司生產(chǎn)的0.008mm地膜用量在92.93～100.56kg/hm2之間，平均為94.12kg/hm2;甘肅濟(jì)洋公司生產(chǎn)的0.01mm地膜用量在109.34～135.33kg/hm2之間，合水振海公司生產(chǎn)的0.01mm地膜用量在105.58～123.71kg/hm2之間，平均為124.91kg/hm2;甘肅濟(jì)洋公司生產(chǎn)的0.012mm地膜用量在153.19～165.71kg/hm2之間，合水振海公司生產(chǎn)的0.012mm地膜用量在153.4～172.41kg/hm2之間，平均為161.6kg/hm2。隨著地膜厚度的增加地膜的用量呈上升趨勢，說明地膜厚度與用量成正比關(guān)系。

4.2 不同厚度地膜回收率對比測算

對不同厚度地膜進(jìn)行回收率田間調(diào)查測算，分別對覆蓋的0.008mm、0.01mm、0.012mm 3種不同厚度地膜全膜雙壟溝播玉米田的廢舊地膜進(jìn)行人工回收。

測算結(jié)果表明：2個不同廠家生產(chǎn)的厚度為0.008mm地膜回收率分別為68.54%和69.85%，平均為69.2%;厚度為0.01mm地膜回收率分別為80.30%和80.65%，平均為80.48%;厚度為0.012mm地膜回收率分別為91.01%和90.11%，平均為90.56%。隨著地膜厚度的增加，地膜用量和地膜回收率均呈明顯的增長趨勢。因此全面推廣厚度≥0.01mm的高標(biāo)準(zhǔn)地膜是目前解決“白色污染”問題的有效途徑。

4.3 不同覆膜次數(shù)廢舊地膜殘留量的對比測算

以覆膜1次的農(nóng)田為試驗對照，分別開挖、撿拾覆膜1次、2次、3次、4次和5次農(nóng)田中樣點內(nèi)的殘留廢舊地膜。對采集的殘膜樣品稱重，計算不同覆膜次數(shù)農(nóng)田廢舊地膜殘留量。

測算結(jié)果表明：試點1，在覆膜1次、2次、3次、4次、5次的農(nóng)田中，廢舊地膜殘留量分別是37.9kg/hm2、70.6kg/hm2、69.6kg/hm2、80.8kg/hm2、76.1kg/hm2;試點2，在覆膜1次、2次、3次、4次、5次的農(nóng)田中，廢舊地膜殘留量分別是52.3kg/hm2、54.1kg/hm2、76.4kg/hm2、53.9kg/hm2、73.5kg/hm2。從試驗結(jié)果可以看出，慶陽市農(nóng)田地膜的殘留量在37.9～80.8kg/hm2，平均為64.52kg/hm2;殘留量覆膜次數(shù)的增加與農(nóng)田地膜殘留量成曲折上升趨勢。

對此項目組專門對每個試驗農(nóng)戶進(jìn)行了走訪調(diào)查，結(jié)果表明：在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，地膜的殘留量不僅與覆膜次數(shù)相關(guān)，還與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精細(xì)程度密切相關(guān)[8，9]，因此加強(qiáng)對農(nóng)田殘留地膜的撿拾至關(guān)重要。

4.4 不同深度廢舊地膜殘留量分布調(diào)查

通過人工采樣的方法，樣點按照0～10cm、10～20cm、20～30cm、30cm以下4個不同層次進(jìn)行廢舊地膜采集樣品，設(shè)其重量為DxCy（g）。

測算結(jié)果表明：0～10cm農(nóng)田土壤中廢舊地膜殘留57.3%～61.9%為主要分部層;10～20cm廢舊地膜殘留18.32%～27.9%;20～30cm廢舊地膜殘留10.2%～22.4%;30cm以下的土壤無廢舊地膜殘留。隨著農(nóng)田土壤深度的增加，地膜的殘留基本呈下降趨勢。因此，在受到地膜污染的農(nóng)田中廢舊地膜的清理不僅僅只存在于農(nóng)田表層，對于土壤深度30cm以內(nèi)也要進(jìn)行必要的清理。

4.5 不同揭膜時間土壤中廢舊地膜殘留量對比監(jiān)測

分別在作物收獲前與收獲后、土壤干旱狀態(tài)與濕潤狀態(tài)下進(jìn)行揭膜監(jiān)測。

測算結(jié)果表明：土壤濕潤狀態(tài)廢舊地膜的回收率84.94%、回收效率0.82kg/h，土壤干旱狀態(tài)的回收率78.96%、回收效率0.68kg/h，土壤濕潤狀態(tài)下廢舊地膜的回收率和回收效率均高于土壤干旱狀態(tài)下;作物收獲前廢舊地膜的回收率61.04%、回收效率0.39kg/h，作物收獲后回收率80.13%、回收效率0.62kg/h，作物收獲后的回收率和回收效率均高于作物收獲前。因此，建議清理農(nóng)田地膜最好是在作物收獲后、土壤濕潤的狀態(tài)下進(jìn)行。

5 主要成果及防治對策

查明了厚度0.008mm、0.01mm和0.012mm地膜用量分別為94.12kg/hm2、124.91kg/hm2和161.6kg/hm2，殘膜回收率分別為69.2%、80.48%和90.56%;隨著地膜厚度的增加，地膜用量和地膜回收率均呈明顯的增長趨勢。因此全面推廣厚度≥0.01mm的高標(biāo)準(zhǔn)地膜是目前解決“白色污染”問題的有效途徑;調(diào)查得出，慶陽市農(nóng)田地膜的殘留量在37.9～80.8kg/hm2，平均為64.52kg/hm2;在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，地膜的殘留量量不僅與覆膜次數(shù)增加，還與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的精細(xì)程度密切相關(guān)，因此加強(qiáng)對農(nóng)田殘留地膜的撿拾至關(guān)重要;試驗得出，0～10cm農(nóng)田土壤中廢舊地膜殘留57.3%～61.9%為主要分部層;10～20cm廢舊地膜殘留18.32%～27.9%;20～30cm廢舊地膜殘留10.2%～22.4%;30cm以下的土壤無廢舊地膜殘留。在受到地膜污染的農(nóng)田中廢舊地膜的清理不僅僅只存在于農(nóng)田表層，對于土壤深度30cm以內(nèi)也要進(jìn)行必要的清理;清理農(nóng)田地膜宜在作物收獲后、土壤濕潤狀態(tài)下進(jìn)行。

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（責(zé)任編輯 周康）