地膜應用與地膜殘留污染防控新思考
地膜已經成為我國農業亟需生產要素之一，浸入農業的骨髓，在西北一些地區，沒有地膜農民就不知道怎么種地，已經成為一種事實存在。但由于地膜來自于塑料，在塑料污染成為全球最為熱門話題的前提下，地膜應用與殘留污染也成為我國廣泛關注的焦點。許多人在談地膜，談地膜應用與殘留污染，但這片地膜承載著什么，與農業農村農民的厲害關系是什么，也許還需要深入思考。地膜應用與回收已經遠遠超出了農業、環境本身的范疇，需要我們認真審視和對待。
一、地膜產品及應用概況
（一）地膜產品價格和質量情況
在2019年，普通聚乙烯地膜仍然是市場的主流產品，尤其是隨著聚乙烯原料價格下降（LLDPE價格在8000元/噸左右），總體上2019年地膜產品成本和價格仍然雙雙走低（1.0萬—1.2萬元/噸）。雖然國標GB 13735-2017 實施使地膜單位面積重量增加，但單位耕地面積地膜產品投入成本與上年持平，或者略有下降。這種情況，在一定程度上影響了地膜新產品的研發和應用。
2019年初，相關機構通過電商平臺和農資銷售市場直接購買獲得了104個地膜樣品，委托第三方檢測機構對產品標識（推薦性指標）、厚度和厚度偏差（強制性指標）與力學性能（強制性指標）進行了檢測。104個樣品中符合國標強制性指標要求的僅2個，不合格率達98.1%，其中低于10微米樣品占95.2%，低于8微米樣品占85.6%，低于6微米樣品占62.5%，地膜質量脫標問題依然十分嚴重。
（二）地膜新產品開發和應用
在地膜新產品研發上的亮點無疑是生物降解地膜，全國有近20家企業，包括生物降解樹脂生產和地膜生產企業一直在開展相關工作，研發生產出各種生物降解地膜新產品，包括超薄生物降解地膜（6微米）。相比而言，生物降解地膜產品的質量和性能得到大幅度改善，尤其是在“五性”（安全性、操作性、功能性、可控性和經濟性等）方面。生物降解地膜在水稻、馬鈴薯、加工番茄、煙草、甜菜和短季蔬菜都有良好應用效果，并基本形成了與生物降解地膜相匹配的農藝技術。2019年，全國生物降解地膜應用面積近10萬畝，主要分布在新疆維吾爾自治區、云南省、甘肅省、河北省、內蒙古自治區和東北黑龍江、吉林和遼寧三省等地區。
圖1 黑龍江省延壽縣有機水稻生物降解地膜試驗示范
此外，為應對新疆維吾爾自治區棉花地膜應用和殘留污染防控的需求，超高強度易回收地膜產品的研制和應用有了突破性進展，5種配方的超高強度易回收地膜產品面世，并在新疆維吾爾自治區不同區域開展試驗示范3萬多畝。棉花收獲后仍保持高強度大幅度提高了地膜可回收性，相對低的產品成本、高可回收性以及配套回收機具的研發，為徹底解決新疆維吾爾自治區棉田地膜殘留污染問題帶來了曙光。
（三）地膜覆蓋技術應用和貢獻
根據農業農村部農膜污染防控重點實驗室預測，2019年全國地膜用量149.7萬-157.6萬噸，農作物地膜覆蓋面積2.76億—3.05億畝。地膜用量和作物覆蓋面積較2018年分別略有增加。總體上，我國地膜覆蓋面積處于穩中有增的態勢。Meta分析顯示，地膜覆蓋技術使作物水分利用效率提高30%左右，大幅度減少了肥料流失和降低除草劑用量，作物產量提高30%左右。初步估算，我國地膜覆蓋應用年直接經濟效益為840億—1260億元。
作物類型 | 覆蓋面積 (百萬公頃/年） | 凈經濟收益 (元/公頃） | 總經濟收益 (百億元) |
低值農作物 | 6.5 | 1400—2100 | 3.1—14.0 |
中值農作物 | 7.0 | 4200—5600 | 29.4—39.2 |
高值農作物 | 6.5 | 7000—11200 | 45.5—72.8 |
總經濟收入(百億元) | 84.0—126.0 |
表1 中國地膜覆蓋技術應用的農業經濟產出估算表
注：低值農作物—玉米、雜糧、小麥等。中值農作物—花生、棉花、煙草和一些常規蔬菜；高值農作物—西瓜、大蒜、生姜和一些反季節蔬菜。
同時，地膜技術貢獻不僅僅體現在直接經濟價值，間接價值也不應低估，如節水的價值，作物水分利用率提高30%，對保障我國安全持續用水意義重大；減少3億畝部分農藥用量對環境保護的價值；干旱缺水地區貧困人口食物安全解決和經濟收入提高等方面的價值，沒有量化的數據并不可否認地膜覆蓋技術的貢獻，這也是我們未來需要研究的問題。
二、地膜回收機具與回收應用
（一）地膜回收機具的新進展
2019年，地膜回收機具出現突破性進展，一大批與區域特點和作物種植模式相適宜的回收機具被研制出來，部分實現量產。
圖2 4JMLE-210二階鏈板撿拾秸桿粉碎還田和殘膜回收聯合作業機
石河子大學研制的“4JMLE-210二階鏈板撿拾秸桿粉碎還田和殘膜回收聯合作業機”和“4JMLQ-210前置清雜秸桿粉碎還田和殘膜回收聯合作業機”，已完成了10臺回收機具的試生產。在北疆石河子總場和南疆的阿拉爾市及沙雅縣進行了大面積示范應用，現場演示結果顯示，殘膜回收率超過95%，膜雜分離效果好，并實現了地膜卷收易于運輸，機器性能可靠。產品的技術性能和工作可靠性得到了進一步的驗證，為將來的批量生產奠定了良好的基礎。
甘肅農業大學研制定型的“11MFJ-125/210系列雙升運鏈卷軸自卸式殘膜回收機”適合于西北旱區全膜雙壟溝播玉米種植模式，地膜回收率達96%，作業效率15畝/小時。研制量產了“4UMJ-2系列馬鈴薯挖掘殘膜回收聯合作業機”，能適合黃土高原地區馬鈴薯收獲和地膜回收聯合作業，殘膜回收率達97%，回收殘膜含雜率小于20%，這兩種回收機具被列入2019年甘肅省農機購置補貼目錄。
圖3 11MFJ-125/210系列雙升運鏈卷軸自卸式殘膜回收機
針對東北地區花生地膜機械化回收需要，農業農村部南京農業機械化研究所研制出“1MCDS-100A型鏟篩式殘膜回收機”“1MP-240A型耙齒式自卸膜殘膜回收機”和“1MP-240A型耙齒式自卸膜殘膜回收機”等3種回收機具，能夠實現秸稈、地膜分離和高效回收。試驗結果表明完全適合東北地區農業生產需要。
（二）地膜回收和處理情況
系統普查結果表明，全國90%地膜回收通過人工撿拾完成，特別是在中東部人多地少，農業集約化程度高的地區，而在西北地區，特別是新疆維吾爾自治區、甘肅省和內蒙古自治區等地區，地膜回收主要以政府的引導和激勵為主，地膜回收的機械化程度相對較高，同時，由于農事操作及其他自然因素將地膜從農田帶出，實際存留農田地膜約25%—35%。回收地膜處理方式區域差異較大，在西北黃土高原、新疆維吾爾自治區等地區，農民將相當一部分回收地膜交給回收處理站，而在華北平原、西南山地，回收后的地膜則以丟棄和焚燒為主。甘肅隴東中東部調查結果顯示，89.3%農戶采用人工進行地膜回收，回收后的地膜50%交給當地農膜回收站，30%在田頭被焚燒，丟棄和堆放在田頭占20%左右。根據全國抽樣調查，回收地膜80%左右被丟棄、焚燒或者填埋，20%左右回收地膜得到了再利用。
三、全國農田地膜殘留污染特點
（一）地膜殘留污染總體狀況
總體上，使用地膜覆蓋農田都存在不同程度的殘留污染問題，765個調查點數據顯示，農田土壤中地膜殘留量小于30公斤/公頃的點位不足40%，大于90公斤/公頃以上的點位占調查點位30.1%。西北內陸、北方農牧交錯帶、云貴高原是殘留污染較嚴重的區域，三級和四級污染點位主要分布在上述區域，如新疆部分地區地膜殘留量265.3—381.1公斤/公頃，而東南地區農田土壤地膜殘留污染相對較輕，地膜殘留量一般在30公斤/公頃以下。
（二）地膜應用及殘留污染監測預警
為了全面掌握地膜殘留污染情況，農業農村部在第二次全國污染源普查工作的基礎上，建立了全國地膜污染源檔案和信息數據庫，涉及2800個涉農縣（市、區），基本掌握了我國不同區域、不同作物的地膜應用、回收和殘留情況；同時，通過整合和新建，形成了由500個國家級地膜長期監測點，2000多個省級地膜監測點構成的監測網絡，并開發完成了地膜應用及污染相關數據上報統計系統，構建了全國地膜應用、回收處理及殘留污染監測預警平臺。
農田地膜殘留不僅有破壞土壤結構，影響農作物生長發育，導致土壤中水肥運移不均一等直接危害外，而且殘膜老化降解過程中可能產生巨量微塑料成為一個新的關注焦點，2019年國家自然科學基金批準了5項該類研究課題，重點開展土壤微塑料分離方法、形態和分布特征，以及危害方面的研究工作，已有研究結果顯示農田土壤微塑料改變土壤微生物種群結構。
四、地膜殘留污染防控政策措施
地膜殘留是我國一個特有的污染問題，國際上很少有人關注，現有政策、法規和規劃對象基本為生活塑料和工業塑料，希望通過法律法規實施將塑料的線性消費改變為循環利用，因此，在地膜殘留污染防控方面可以借鑒的不多。
2019年農業農村部貫徹落實綠色發展理念，以主要覆膜地區為重點，以加厚地膜應用、機械化撿拾、專業化回收、資源化利用為主攻方向，健全制度體系，完善扶持政策，加強試點示范，強化科技支撐，推進農膜污染防治工作有序開展。在政策措施方面重點有如下幾個方面的創新和突破。
一是落實《中國人民共和國土壤法》要求，研究起草了《農用薄膜管理辦法》，加強生產、銷售、使用和回收等環節監管，建立農膜回收全程監管體系，目前已按照規范性文件的程序，正式面向全國征求意見。
二是國家發展改革委、農業農村部、工業和信息化部、財政部、生態環境部、國家市場監督管理總局等6部委聯合印發了《關于加快推進農用地膜污染防治的意見》，推動聯合治理白色污染，規范農膜生產者、銷售者、使用者的行為。
三是100個農膜污染治理示范縣建設，試點農膜生產者責任延伸機制，扶持建設了400多家回收加工企業、3000多個回收網點，初步構建了以政府扶持、市場主導的地膜回收利用體系，地膜回收率不斷提高。
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