王艺陶 ,兰希平 ,赵 博 ,张 鑫 ,张 宇 ,王海新 ,刘慧颖 *
(1.辽宁省农业环境保护监测站,沈阳 110000;2.辽宁省农业科学院,沈阳 110161)
随着塑料工业的发展,日本和欧美发达国家将塑料薄膜应用于农业生产中,对农业生产方式的改变和农业生产力的飞跃做出了巨大的贡献。辽宁省从20世纪80年代开始将地膜应用于农业生产,是我国农用地膜在作物栽培上应用较早的省份之一。随着地膜应用范围及面积逐年扩大,农用地膜的副作用也逐渐显现出来,大量废旧地膜存留于农田土壤中,对农事操作和作物生长均构成一定威胁,在局部地区地膜残留已对农业生产和环境造成严重影响。本课题采用文献资料检索和问卷调查相结合的方法,对辽宁省农用地膜现状进行调查分析,以期为辽宁省农田废旧地膜综合治理提供一定的理论依据。
辽宁省位于我国东北地区南部,东经118°53′—125°46′,北纬 38°43′~43°26′。辽宁省使用地膜历史至今已有20 a,主要覆膜作物为马铃薯、花生、春玉米、早春蔬菜等。
1.2.1资料收集法通过查阅《辽宁统计年鉴》和《辽宁年鉴》等资料,分别统计1991—2016年农业经济数据。
1.2.2问卷调查法以调查问卷形式对辽宁省14个市84个农业县(市、区)地膜覆盖栽培典型区域农用地膜使用情况进行调查,内容主要包括地膜使用情况、地膜污染与防治情况、地膜增产效果、残膜危害认识情况及地膜销售情况等。
1991—2014年辽宁省地膜覆盖面积情况如图1所示。
图1 1991—2014年辽宁省地膜覆盖面积变化趋势Figure 1 From 1991 to 2014 the change trend of mulching film coverage area in Liaoning province
由图1可以看出:1991—2014年辽宁省地膜覆盖面积总体呈波动上升趋势,至2013年达到峰值为22.65 万 hm2, 相较于 1991 年的 10.25 万 hm2增长了3.1倍。其中,1991—1997年,地膜覆盖面积高速增长,年均增长率达 15.0%;1998—2005年,全省地膜覆盖面积有所波动,峰值出现在2001年,与1997年地膜覆盖面积接近,仅较1997年增长了2.7%,其余各年份地膜覆盖面积均低于1997年,波谷出现在2000年;2006年开始,辽宁省地膜覆盖面积进入稳步发展阶段,年均增长率为5.2%,至2013年达到峰值为 32.65 万 hm2,占全省耕地面积的 8.0%。
结合1991—2014年辽宁省农业总产值 (如图2所示)可以发现:1991—1998年,辽宁省农村经济快速发展,农业总产值持续增长,8 a间农业总产值增长了1.9倍,而地膜覆盖面积变化与农业总产值相比,提前1 a出现拐点,这可能是由于经济状况下行时,生产资料投入和需求变化能较早反映农业经济状况;1999—2003年,辽宁省农业总产值进入波动阶段,农业总产值在 463.5~540.1 亿元之间波动,地膜覆盖面积与农业总产值变化趋同;随着农业经济出现好转,农业总产值逐年提高,地膜使用开始增多,地膜覆盖面积逐渐增加,至2013年达到最大,但地膜覆盖面积于2006年开始增长,晚于农业经济好转,说明农业生产资料投入和使用意愿在反映经济好转时有延迟。
图2 1991—2014年辽宁省农业总产值Figure 2 From 1991 to 2014 total value of agricultural output in Liaoning province
2016年辽宁省各市耕地面积及地膜覆盖比例如图3所示。
图3 各市耕地面积和地膜覆盖栽培占耕地面积的比例Figure 3 The cultivated land area and the proportion of and mulching film culture covers the cultivated land area in each city
据辽宁省2016年统计数据显示:辽宁省耕地面积为503.1万hm2,耕地面积居前五的城市分别为阜新市、沈阳市、锦州市、铁岭市、朝阳市,共占全省耕地面积的66.0%。据辽宁省农业环境保护监测站数据显示:地膜在全省范围内均有不同程度的使用,其中,地膜覆盖比例最高和最低的城市分别为朝阳市和阜新市,地膜覆盖比例分别为 18.6%和 1.3%;营口市、大连市、丹东市、锦州市地膜覆盖比例依次排在第2~5位。从区域上来看,朝阳市和阜新市均处于辽宁省西部,属于辽西半干旱地区,地膜覆盖栽培有利于节水保墒、提高水分利用效率,但两市地膜使用差异较大。这可能是由于朝阳市设施农业和蔬菜栽培较发达,经济效益好,农民对生产资料的投入相对充足;而阜新市农业生产以粮食作物为主,经济效益较低,农民使用地膜意愿不足。营口市、大连市、丹东市和锦州市处于辽宁省沿海地区,农业经济相对较发达,农民对农业生产资料投入意愿相对较强,地膜使用较为广泛。
调查结果显示:辽宁省64.6%的农业县区使用地膜时间在20 a以上,销售和使用的地膜种类大部分为普通聚(氯)乙烯无色透明地膜和黑色地膜,宽度为900 mm 或 1 200 mm,厚度>0.006 mm。通过对比地膜销售和使用情况发现,厚度为0.006~0.008 mm的非标准地膜的销售和使用比例较高(到问卷调查截止日期时,国家强制性标准《GB 13735—2017聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》还未发布),市场上61.0%的商家销售厚度为 0.006~0.008 mm 的非标准地膜,48.8%的农民在生产中使用厚度为0.006~0.008 mm的非标准地膜,二者仅相差11.3%。实际生产中,农民在意生产成本,商家追求利润的意愿较强,致使非标准地膜被广泛使用,这也是残膜污染主要原因之一。
调查问卷显示:辽宁省91.5%的农民认为农田废旧地膜应进行清理回收,并进行必要的残膜污染防治;39.0%的农民在地膜使用后会进行一次地表残膜清理;61.0%的农民在将地表残膜全部清理干净后在翻耕时会进行捡拾;90.2%的农民在作物播种前或收获后进行残膜回收;回收残膜方式多为人工捡拾,人工捡拾比例高达92.7%,仅本溪市、阜新市、辽阳市、铁岭市、朝阳市和葫芦岛市个别县(市、区)存在一定比例的机械回收;全省农民对农田废旧地膜的处理方式仍较为粗放,58.5%的农民会将收集后的废旧地膜堆置路边或地头,仅有37.0%的农民会将收集的地膜卖至废物回收点或农田废旧地膜回收加工企业;当收集后的废旧地膜无法处理时,54.5%的农民会将残膜在田间地头直接焚毁。
调查发现:多数农民具有一定的环保意识,但环保意愿不强、积极性不高。农民普遍认为地膜覆盖栽培可以提高产量,但仅有10.1%的农民认为残膜会造成农田污染甚至作物显著减产,而高达17.1%的农民否认或不了解残膜会造成农田污染。政府宣传使70.7%的农民了解了残膜污染危害,电视、报刊和网络等途径也使一部分农民了解了残膜污染危害,但农民接受度不高,比例均为超过50.0%,可见政府宣传引导对于解决农田废旧地膜回收利用、残膜污染等问题具有重要作用。
调查发现:对于造成农田废旧地膜无法有效回收的原因,79.2%的农民认为常规使用的地膜较薄,易破碎,不易回收;如果劳动力不足,农事紧张时,30.5%的农民会选择不回收地膜,而将前茬残留地膜直接翻入土中。对于残膜污染问题,67.1%的农民认为通过增加地膜厚度可以延长使用时间或加强农田废旧地膜回收力度可以降低残膜污染,72.0%的农民认为可降解地膜是降低残膜污染的途径之一,仅有9.8%的农民为了降低残膜污染可不用或少用地膜。
辽宁省地膜覆盖面积随着农业经济发展水平而总体呈波动上升趋势。地膜覆盖面积较大地区集中在朝阳市和主要沿海地区。蔬菜、马铃薯、瓜果、花生和玉米等主要农作物栽培均一定比例采用了地膜覆盖栽培技术,蔬菜地膜覆盖栽培比例最高。
辽宁省大部分地区地膜使用后进行了人工回收,但回收后处理方式较为粗放,58.5%的农民会将收集后的废旧地膜堆置路边或地头,特殊情况下有54.5%的农民会将残膜在田间地头直接焚毁,造成二次污染。实际应用中,非标准地膜使用比例较高,不利于残膜回收利用。推广应用普通标准地膜和可降解地膜有利于降低残膜污染危害,保护农业生态环境。
[1]严昌荣,梅旭荣,何文清,等.农用地膜残留污染的现状与防治[J].农业工程学报,2006,22(11):269-272.
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[3]严昌荣,刘恩科,舒帆,等.我国地膜覆盖和残留污染特点与防控技术[J].农业资源与环境学报,2014,31(2):95-102.