通辽地区农田地膜残留污染现状分析及防治对策

张福胜，芦 雪，姚 影，冯志国

（1.通辽市农业技术推广站，内蒙古 通辽 028000；2.内蒙古自治区农业技术推广站，内蒙古 呼和浩特 010000）

地膜是现代农业重要的生产资料之一，具有良好的增温保墒、保水保肥、抑制杂草生长、减轻病虫害等功能[1-4]。农田覆膜解决了通辽市南部干旱山区和北部冷凉地区农业生产和农业增收的限制因子，促进了粮食、蔬菜生产及红干椒产业发展。但长期以来，由于重生产、轻回收，残膜回收机制不健全，回收主体责任不明确，回收机械效率低等问题，局部地区耕地地膜残留污染较为严重，残膜污染已成为通辽市农业可持续发展亟须解决的突出问题，因此，开展地膜残留污染调查研究具有十分重要的意义。

1 材料和方法

1.1 地膜应用调查方法

通过对通辽地区9个旗（县、市、区）填写旗（县、市、区）地膜使用情况调查表，掌握2015—2019年地膜应用的总体情况。每个旗（县、市、区）在主要覆膜区随机选择20个农户，填写农户问卷调查表，共收集调查问卷180份。

1.2 地膜残留调查方法

1.2.1 监测点及对象 选择主要覆膜区域、主要覆膜作物、典型覆膜地块（地膜覆盖集中连片区）作为监测地块，综合考虑覆膜年限（分为≤5年，5～10年，10～20年，20年以上）、回收方式（人工捡拾、机械回收、人工-机械回收）等因素布设监测点位。2019年在开鲁县红干椒地块及科尔沁左翼中旗（以下简称科左中旗）甜菜地块各布设20个监测点位，作为地膜残留监测典型地块，对其0～30 cm 土壤中的地膜残留量进行监测。

1.2.2 采样方法 每个监测点采用对角线法或梅花点法布置5个采样样方。每个采样样方选取1.0 m×1.0 m 的区域。向外扩展约10.0 cm，沿着四边挖沟，深度约40.0 cm，初步形成一个1.1 m×1.1 m大小的“回”字形坑，里外间隔10 cm，深度40 cm。削去“回”字里侧多余的土壤，使之形成大小为1.0 m×1.0 m 的正方形样方。用直尺从地表测量标记，0～30 cm 取样。将土层样品放在帆布上，筛去土壤，捡出长边长度大于2.0 cm 的残留地膜。残留地膜收集完后，将土壤回填，恢复农田原貌。

1.2.3 残膜样品处理方法 将附着在地膜上的杂质挑出，随后将地膜样品放入清水反复冲洗，并使用不具腐蚀作用的洗涤剂进行2次清洁，冲洗干净后在阴凉干燥处自然阴干，阴干期间要随时称重，直至残膜样品达到恒重后用万分之一天平进行最终称重，此时重量为残膜重量。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2010 进行计算分析及图表制作。

2 结果与分析

2.1 全市地膜应用现状

通辽市耕地面积138 万hm2，早在20 世纪90年代初开始使用地膜，以种植玉米、红干椒和蔬菜为主。由图1可知，2015年全市总覆膜面积13.24 万hm2，地膜总用量0.69 万t，之后年覆膜面积、地膜使用量均呈直线下滑，到2018年覆膜面积5.50 万hm2，地膜总用量0.28 万t，比2015年覆膜面积、地膜总用量分别减少了7.74 万hm2、0.41 万t。但2019年覆膜面积、地膜总用量较2018年有所增加，分别为6.65 万hm2、0.35 万t。玉米覆膜面积由2015年8.10 万hm2，减少至2019年0.31 万hm2，红干椒、甜菜面积分别由2.60 万hm2、0.007 万hm2，增加至3.14 万hm2、1.33 万hm2。2015—2019年通辽地区覆膜面积和地膜使用量变化趋势相同，整体呈现下降趋势，玉米的覆膜面积显著下降，主要是因为自2016年起通辽地区开始积极推广玉米无膜浅埋滴灌节水栽培技术，这一技术使玉米地膜的覆盖面积大幅度缩减，减少了地膜使用量。2019年甜菜、红干椒、花生等作物种植面积增大，且覆膜可提高这些作物的产量和品质，因此，覆膜面积和用量较上一年均有所增加。

2.2 典型地块残膜监测情况

2.2.1 地膜残留情况 开鲁县主要种植红干椒，连年覆膜、重茬播种情况非常普遍。2019年开鲁县红干椒地膜覆盖面积约2.67 万hm2，占全县总覆膜面积76.92%。由图2可知，20个监测点位最短覆膜年限2年，最长覆膜年限22年，地膜累积残留量（RPI）5.82～88.90 kg/hm2，平均值为36.76 kg/hm2，其中15个监测点RPI＜50.00 kg/hm2，5个监测点RPI＞57.00 kg/hm2。按照《GB/T 25413—2010 农田地膜残留量限值及测定标准》，待播农田耕作层内地膜残留量限值应不大于75.00 kg/hm2，20个监测点中有2个地膜残留量超过限值，对农作物生长构成一定威胁。

科左中旗主要覆膜作物为甜菜和红干椒，近几年开始种植甜菜，重茬覆膜年限相对较小。2019年科左中旗甜菜地膜覆盖面积约1.29 万hm2，约占全旗总覆膜面积51.84 %。由图3可知，科左中旗甜菜最短覆膜年限1年，最长覆膜年限5年，RPI为12.24～23.45 kg/hm2，平均值为19.18 kg/hm2，地膜残留情况对科左中旗农作物生长影响较小。

2.2.2 覆膜年限、农艺措施对地膜残留的影响 由表1可知，开鲁县红干椒地块覆膜2年和覆膜22年，监测点平均地膜累计残留量分别为15.96 kg/hm2、77.51 kg/hm2。由表2可知，科左中旗甜菜地块覆膜1年和覆膜5年监测点，平均地膜累计残留量分别为16.79 kg/hm2、23.46 kg/hm2。由此可见覆膜年限越长，平均地膜累计残留量越高。

由图2、图3和表1、表2可知，覆膜时间短的监测点平均地膜累计残留量也可能高于覆膜时间较长监测点；覆膜年限相同，地膜用量相同，RPI 也可能不相同。根据实地调研，通辽地区多采用机械回收和人工捡拾方式回收地膜，不同农户、地块间的地膜使用习惯、农艺措施、捡拾方式、回收质量等直接影响了RPI[5-6]。

表1 开鲁县红干椒不同年限地膜残留量

3 结论与讨论

3.1 地膜应用情况分析

2015—2019年通辽地区总覆膜面积和地膜使用量基本呈下降趋势，到2018年降到最低，2019年有小幅增加。覆膜面积和地膜使用量的变化主要与主推农业技术和作物布局有关，2015年及之前几年，通辽地区大力推广玉米膜下滴灌节水技术，地膜使用大幅增加，偏重了节水和产量，忽略了地膜对环境污染，2016年后各级农业主管和环保部门高度重视地膜残留污染危害，通辽地区开始积极推广玉米无膜浅埋滴灌节水栽培技术，大幅度缩减了玉米地膜覆盖面积，有效地缓解了地膜污染。2019年受甜菜、红干椒、花生等作物的市场价格升高拉动，种植上述作物面积增大，且覆膜可提高这些作物的产量和品质[7]，覆膜面积和用量均有所增加。

3.2 地膜残留情况分析

开鲁县20个点位RPI为5.82～88.90 kg/hm2，科左中旗20个点位RPI为12.24～23.45 kg/hm2，大量研究表明当土壤中残膜含量为58.50 kg/hm2时，可使蔬菜减产14.6%～59.2%[8-9]，开鲁县的地膜残留一定程度上已经影响了红干椒正常生长。地膜受其材质、自然、人为等因素影响，覆膜年限越长，残留量越高，且地膜残留情况受农户地膜使用习惯及回收方式影响，相同年限，相同用量，地膜残留量均有差别[5-6]。研究发现，地膜厚度也是影响地膜残留的重要因素之一，地膜厚度0.008 mm 地块的地膜残留较地膜厚度0.004 mm 的地块减少1.85 kg/hm2[10]。2018年国家发布强制性国家标准GB 13735—2017，通辽地区大部分农户使用0.01 mm 地膜，但仍有部分农户使用非标准地膜，一定程度上造成残膜回收难、地膜残留量大的情况发生。

4 减少地膜残留防治对策

地膜碎片残留在土壤中，破坏土壤物理结构，造成土壤质量下降，农作物产量下降[11]。残留地膜也会造成多种环境污染，残膜长期滞留，影响村容村貌，且部分农户习惯于收集农膜后在田间焚烧，薄膜燃烧会产生氯化氢、二噁英等多种有害气体，造成大气污染[12]。常用的聚乙烯膜和聚氯乙烯膜在自然条件下很难降解，土壤中的塑料残膜渗出物，可游离进入土壤、大气和水体，通过多种方式进入人类体内，给人体和环境带来潜在危害和污染风险[13]，治理残膜势在必行。

通辽地区自2015年开始按照农业农村部“一控两减三基本”要求，制定适应本区域的防治对策。一是严格执行源头减量、过程管控、末端利用的工作思路。加大推广无膜浅埋滴灌水肥一体化栽培技术、秸秆覆盖还田技术和育苗移栽替代等技术从源头控制地膜用量，通过推广控膜、收膜、替膜3种技术手段，逐步解决地膜污染问题。二是推广使用新标准地膜以及可替代技术。推广使用新国标地膜、厚地膜，加快研发全生物可降解地膜或其他可替代技术等，适当降低全生物可降解地膜销售价格，建立地膜生产、销售、回收、利用的循环产业链。三是完善收储运体系，研发适用回收机械。对于红干椒、甜菜等经济作物覆膜有明显经济效益，但目前还没有可替代的技术模式，因此，要科学建立区域地膜回收网点，完善废旧地膜收储运体系，加大废旧地膜回收力度，研发回收效率高、残膜与根茬能够分离、价格合理的残膜回收机械。四是完善地膜回收利用补偿制度。开展农膜回收区域补偿制度试点，结合落实土壤污染防治法和大气污染防治法，探索建立废旧地膜全链条回收制度，落实农膜生产者、销售者、使用者的回收责任和义务，同时将耕地地力保护补贴发放与地膜回收质量挂钩，建立科学的奖惩制度、监督制约机制，创新可复制、可推广的技术模式和长效机制，健全以旧地膜换新标准地膜的价格补偿机制。