徐淮地区花生地膜覆盖的现状与发展对策

王新早 徐 婕

（江苏省连云港市赣榆区农业技术推广中心，江苏连云港 222100）

花生覆盖地膜具有提温保墒、保持水肥、改善土壤理化性质、提高土壤肥力、减轻病虫草害、提产增收、改善品质的作用，是我国从日本引进的农业生产新技术。1982年，农业部油料处在辽宁省锦州市农业科学研究所举办了为期30 d的全国花生地膜覆盖栽培技术培训班，由此展开了花生地膜覆盖栽培技术的试验示范及推广。由于当时我国的塑料工业落后，生产的地膜为高压聚乙烯（LDPE）原料，厚度均在0.15 mm左右，用量达10 kg/667 m2以上，加之所用化学除草剂拉索（美国杜邦）、都尔（瑞士汽巴嘉基公司）均为进口，成本较高，推广难度较大。

20世纪90年代初，随着塑料工业水平的提高，地膜厚度降低到0.01 mm以下，加上国产除草剂50%乙草胺乳油上市，地膜覆盖成本大幅下降至60元/667 m2左右。同时，各级部门加大了宣传推广力度，花生地膜覆盖技术得以大面积快速实施，至20世纪初，赣榆地区1.66万hm2的春夏花生覆膜面积已达90%以上，徐淮地区的春夏花生覆膜率也达到80%以上，平均单产320 kg/667 m2。相关调查显示：覆膜比裸地增产75～100 kg/667 m2，增收200元/667 m2左右，对提高花生产量、提高农民收入做出了巨大贡献。随着时间的推移，花生地膜覆盖大面积应用已达30 a，十几年前所用地膜厚度已达0.007 mm以下，土壤残膜回收困难，残留量大。2017-2019年，赣榆地区连续3 a进行大面积取样调查，对于应用地膜覆盖20 a以上的地块，0～30 cm耕作层的残留地膜平均为1.89 kg/667 m2，土壤和环境污染严重，经济和社会效益逐年降低。

1 花生地膜覆盖存在的主要问题

1.1 地膜残留量大，污染严重 目前，花生田常用的地膜类型为聚乙烯（PE）膜、聚氯乙烯（PVC）膜，为节本增效，普遍应用厚度为0.004～0.006 mm的超薄低密度聚乙烯膜（PE），由于地膜厚度低、延展性差、易破碎、在田中分离回收异常艰难，加上残膜回收机具落后、人工回收效率低、作业强度大、残膜收购价又低、渠道不畅，农户自主收回残膜没有能动性，只是将田中表面的大块残膜捡收，在田头烧埋或作垃圾处理，而土中的碎膜则长期残存在耕作层中，造成土壤环境污染及资源浪费。覆膜年限越长，地膜用量越多、覆膜比例越高，土壤残膜数量越大，污染也就越严重；还有部分未捡拾的残膜，被风吹到空中、道路沟渠、树林及房前屋后，造成“视觉污染”。少部分混杂、黏连在花生茎叶上的残膜，在饲喂家畜后，会影响生长，甚至造成死亡。

1.2 土壤盐渍化严重，有机质含量下降 在长期覆盖地膜后，由于雨水不能直接淋溶土壤，加上大量使用化肥、农药，土壤盐渍化严重，土壤重金属及有害物质大量积聚，严重影响作物出苗及苗期生长，每年都会出现大面积花生苗期僵苗不发的现象。花生田盖膜后，因土壤温度提高，土中的微生物数量增多，活力上升，土壤有机质的分解速率增加，在不增施有机肥的情况下，土壤有机质含量每年下降达0.1%，造成土壤逐步沙质化，保水保肥能力下降。据测定：覆膜后花生的根瘤菌数量多，质量好，固氮能力加强，每100 g土的碱解氮比不盖膜增加1.3 mg，但速效磷、钾分别降低0.24、0.15 mg。

1.3 土壤理化性质恶化，微生物种类减少 地膜是由聚烯烃类的高分子化合物加工而成，具有不透水、不透气的特点，残留土中不见光很难分解，不与土壤相容，过多残留会严重改变土壤理化结构，影响土壤水、气、热循环，降低土壤的透气透水性、热容和持水量。残膜会使土壤产生更多的隔离空间，减少土粒之间的接触面积，降低和切断土壤中的毛细管系统，改变土壤水肥运移途径，降低运移速度，严重影响土壤吸附水肥的能力，土壤易于板结，抗旱抗涝能力降低。同时，残膜还会影响土中原有微生物的种群、数量以及正常活动，破坏土壤生态系统良性循环。相关试验研究发现，随着花生田残膜数量的累积，土中真菌与细菌数量均呈降低趋势，土壤中的酶活性大大降低，迟效养分的转化率明显降低。

1.4 残膜影响作物出苗和根系生长 一是大量残膜会使土壤理化性质发生较大变化，导致作物种子发芽和出苗所需的水、肥、气不能得到保障；二是种子种在残膜上或者被残膜遮住而不能发芽、扎根、出苗，造成烂芽烂种；三是由于土中残膜的韧性和延展性较强，花生根系无法扎透，导致根系弯曲，原有根系构型发生改变甚至畸变。据研究，随着花生地膜覆盖年限增加和土中残膜数量的累积，花生生长发育迟缓，根系变短，数量与重量减少，活力下降，作物减产达7%～10%。另外，残膜还会释放有毒、有害物质到土壤中，影响作物根系生长，造成作物营养不良、株型矮小。

1.5 重金属、塑化剂等污染土壤和食品 地膜生产过程中会添加一定数量的重金属稳定剂和增塑剂等，这些物质残留在土壤中会随着时间的推移不断析出，增加土壤、水及植物体中的重金属、塑化剂等含量。地膜渗出的无机污染物主要有铅（Pb）、镉（Cd）等重金属盐类，它们以范德华力与高分子化合物连接，性质很不稳定。地膜溶出有机污染物主要有邻苯二甲酸酯类（PAEs）增塑剂，PAEs与高分子化合物用氢键和范德华力连接而非化学键连接，在光照、雨水淋溶、风寒等环境因素的影响下，也会逐渐析出，进入土壤、大气和水体中，再通过花生根系或叶片吸收进入作物体内，最终进入人类食物链中。

2 解决花生地膜覆盖问题的对策

虽然花生地膜覆盖可以提高花生产量、增加农民收入、保障国家食用油安全，但地膜残留污染与危害问题也日益显现，必须采用“减量、替代及回收”的思路来解决问题，同时大力推广可降解地膜，以保障土壤及环境生态系统的健康及农业生产资源的可持续发展。

2.1 逐步减少花生地膜覆盖 为降低环境污染、修复土壤、提高花生产品的品质，有条件的地区应逐步缩小花生地膜的覆盖面积，意实现生态、优质、高效。

2.2 轮作换茬，增施有机肥 通过粮油轮作换茬可以减少地膜单位面积平均覆盖率，进而达到降低地膜用量、减轻残膜污染的目的。实施水旱轮作，不仅可有效淋溶、清洗、排出土壤中的有害物质，还能够改善土壤结构，减轻次生盐渍化危害。通过增施有机肥，可以逐步提升土壤的有机质含量，增加土壤团粒结构和有益微生物菌群，平衡土壤中各营养元素的比例。

2.3 完善地膜标准，从源头减轻污染 第一，科学制定地膜生产标准和检测方法，对生产原料、助剂、工艺及地膜厚度等制定统一标准，加强厚度适中、强度较高、韧性较好、抗老化能力较强的地膜的生产和使用。第二，禁止小规模和不规范生产，坚决杜绝生产销售厚度0.01 mm以下的地膜，以改善农田地膜的应用质量，降低回收难度，从源头控制地膜污染。

2.4 创新回收机械，加快机收推广 花生生产全程机械化已大面积推广应用，但地膜回收机械还不成熟。残膜回收机械设计要在提高残膜回收率的基础上，依据不同区域及农艺措施，设计出符合该地地形地势、土壤质地类型、作物品种及种植模式等的多功能机具，以满足不同地区，不同季节、不同品种的需求。同时，还要重点解决膜土分离、膜杂分离、边膜及耕层回收、残膜压缩及装运等技术难点，提高残留地膜的回收率，降低储运劳动强度，提高运储效率及便利性，防止二次污染。

2.5 加大回收利用力度，促进资源、能源化应用 第一，大力推进残膜回收利用专业化、系统化建设，完善农膜公共回收系统，实行最低保护价收储，引导农民主动回收残膜，加快残留地膜资源化、能源化应用技术的研究，将收回的残膜高温催化制得汽油、柴油等可用燃料，或将其加工成再生塑料颗粒，制成各类塑料制品。第二，进一步完善地膜产业链条，在收获、耕耙地与播种时及时回收地膜，减轻残膜污染，保护耕地，提高花生品质，促进油料产业实现可持续发展。

2.6 大力推广可降解地膜 聚乙烯地膜的化学性质稳定，在土壤中不易分解和降解，污染严重，尽快推广无污染、可降解地膜，是解决问题的根本办法。目前，可降解地膜主要有两大类。一类是崩解型地膜，由PE混入光敏剂、氧化催化剂等助剂和部分可降解物质吹塑而成，主要原理是利用光敏剂、氧化催化剂等催化作用加快PE地膜的降解。崩解型地膜同样具有提高地温、保水保肥、增产提效的作用，但是其尚存在一些不足：一是其主体原料为PE，崩解受光强度、残膜深度、季节和作物品种等要素的制约较大，崩解速度较难准确控制；二是从标准上看，部分崩解地膜产品无法达到降解地膜的标准；三是其降解性能饱受诟病，其分解过程实质是PE材料的裂解，只改变了地膜的物理性状，分解成更小的PE颗粒，并未改变其化学性质，不能彻底根除污染。另一类是全生物降解地膜，又分为合成型生物降解地膜和天然生物聚合型生物降解地膜。生物降解地膜通过生物分解后，变成无毒无害的水和二氧化碳，可有效解决地膜的残留污染问题，又能促进农作物的生长发育，市场潜力巨大，但目前仍然存在不少技术、效益问题。

2018-2020年，连云港市赣榆区班庄镇河洼村开展了PBAT、PLA、PPC及强化耐候地膜与普通地膜对比试验（地膜厚度均为0.01 mm），结果表明生物可降解地膜与普通PE地膜一样具有增温保墒的作用。在改善土壤理化性状、抑制病虫草害及促进作物生长方面不亚于普通PE地膜，但与PE膜相比，生物可降解地膜的断裂伸长率较低，水蒸气的渗透率稍高，强度与延展性偏差，单位面积用膜量大（10 kg/667 m2），成本高（280元/667 m2），自然风化导致裂解较快（试验的4种生物降解膜均需要30～40 d才能降解，在花生田使用时间偏短），影响使用效果，因此生物降解膜的物理和力学性能需要进一步改进，以利于降低用量和成本，在花生大面积生产中推广应用。