地膜残留对土壤和作物的影响及防控措施

刘敏 孙霞 苏伟 哈布日喜勒 崔英 贺秀

摘    要：地膜覆盖具有增温、保墒、除草等作用，但随着地膜使用范围和使用年限的不断增加，大量地膜残留于土壤中，对作物及土壤环境造成不良影响。通过查阅历年发表的文献，总结了残膜对土壤及作物生长发育的影响，如地膜残留会引起土壤板结，影响水分下渗，引起土壤次生盐碱化，影响作物的出苗，吸收水分和养分，进而导致作物减产;结合前人的研究，对影响地膜残留量的因子进行了分析，分析表明：地膜质量、种植模式、覆膜年限捡拾方式等因子会对地膜残留量造成影响。同时，提出了农用地膜残留污染的防控措施，旨在为地膜残留污染的监测、管理及治理提供科学依据和技术支撑。

关键词：地膜残留;土壤;作物;防控措施

中图分类号：X71          文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.08.014

Effects and Control Measures of Plastic Film Residue on Soil and Crops

LIU Min1， SUN Xia1， SU Wei2， HA Burixile2， CUI Ying1， HE Xiu2

（1. Inner Mongolia Erdos City Erdos Agriculture and Animal Husbandry Ecology and Resources Conservation Center， Ordos Inner Mongolia， 017200， China; 2.Inner Mongolia Ordos City Agriculture and Animal Husbandry Technology Extension Center， Ordos Inner Mongolia， 017200， China）

Abstract： The functions of mulching film are increasing soil temperature， preserving soil moisture and weeding. However， with the continuous increase of the use ranges and years of mulching film， a large number of films residue in the soils， causing adverse effects on crops and soil environments. Based on the literatures published over the years， these papers summarized the influence of residual plastic films on the growth and development of soils and crops. For example， residual plastic films can cause soil hardening， limit water infiltration， and cause soil secondary salinization as well. Therefore， it would affect crop emergence， water and nutrient absorptions， and then lead in the decreased of crop productions. Combined with previous studies， the impact factors of the residual amount of plastic films were analyzed. The results showed that the factors， such as the quality of films， the planting pattern， using years， and the way of picking up， would affect the residual amount of plastic films. At the same time， the prevention and control measures of residual pollution of agricultural plastic films should put forward in order to provide scientific basis and technical support for the monitoring， management， and amendment of residual pollution of plastic films.

Key words： mulch residue; soil; crops; the prevention and control measures

由于地膜覆蓋具有增温保墒、改善光照条件、减少水分蒸发、抑制杂草发生的作用，在我国地膜覆盖面积大，应用范围广，2014年以后地膜覆盖面积及地膜使用量逐渐趋于稳定，目前每年地膜使用量稳定在140万t左右[1-2]。但地膜覆盖在给农户带来可观经济效益的同时，残留在农田中的地膜也带来了一系列的问题。地膜残留会引起土壤板结，影响水分下渗，引起土壤次生盐碱化，影响作物的出苗，吸收水分和养分，进而导致作物减产[3～6];牛羊误食残膜后，会阻隔食道影响消化甚至死亡;此外，残留地膜弃于田间地头，影响农村人居环境面貌。本研究结合近十年发表的文献对地膜残留对土壤及作物造成的影响进行了概述，并总结了目前农田地膜残留污染的特点，提出了农用地膜残留污染的防治措施与对策，以期对残膜污染的治理提供新思路。

1 地膜残留对土壤及作物的影响

1.1 地膜残留对土壤的影响

常芳红[7]研究表明，农田残膜的密度会影响水分渗透，当残膜密度大于900 kg·hm-2时，残膜开始阻止水分下渗，使得下层土壤中含水率明显降低，当残膜密度达到1 020 kg·hm-2时，20～30 cm土层中含水率比0～10 cm土层减少7.2%;刘海[8]研究表明，地膜残留量会影响土壤pH值，且地膜残留与有机质、全氮、全磷和全钾呈负相关。邹小阳等[9-10]研究表明，残留地膜会破坏土壤结构，阻碍土壤的水肥运移。

大量研究表明[11-15]，残膜会破坏土壤团聚体结构，造成土壤板结，引起土壤养分退化，阻碍土壤水分和盐分的运移，增大地下水下渗难度，严重污染土壤环境和微生物生存环境。

1.2 地膜残留对作物的影响

地膜残留对作物的影响主要表现在对出苗率[16]、株高[17]、产量等[18-19]的影响。常芳红[7]研究表明，残膜密度同玉米株高、生物量、产量呈负相关，无地膜残留的处理玉米产量可达到10 817.25 kg·hm-2，当残膜密度达到1 020 kg·hm-2时，玉米产量明显下降，仅为2 966.85 kg·hm-2，比对照下降了72.57%;杨彩霞等[11]研究表明当土壤残留地膜超过200 kg·hm-2时，残留地膜量与番茄的产量呈负相关。黄少辉等[20]研究表明地膜残留量为720 kg·hm-2时，马铃薯的减产幅度最大，减产幅度达14.5%。当土壤地膜残留量达到一定数量时会引起作物生长发育减缓，进而造成农作物减产。

2 不同土层残膜分布特征

关于不同土层残膜分布特征的研究较多，严昌荣等[21]对我國典型农区进行调查，发现残膜主要集中于0～30 cm耕作层，0～10，10～20，20～30 cm土层残膜分配比例分别为>50%，10%～40%，<10%。李妍超等[22]研究表明残膜主要分布在0～30 cm耕层内，而且0～10，10～20，20～30 cm耕层残留量差异显著（P<0.01），各个耕层内残膜所占的比例：0～10 cm为77.7%、10～20 cm为17.3%、20～30 cm为5.0%。白云龙等[23]研究也表明0～30 cm土层内，地膜主要残留在0～10 cm土层，0 ～10 cm为59%～62%、10～20 cm为30%～34%、20～30 cm为不到总残留量的10%。Fu等[24]研究显示，超过73%的残留膜仍在0～10 cm犁层。

3 地膜残留量的影响因子

3.1 地膜质量对地膜残留的影响

地膜质量标准是影响地膜回收利用等最重要的因素。周明东等[25]研究表明0.010 mm和0.012 mm厚度地膜对比0.006 mm 厚度地膜，使地膜的残留量分别降低60.4%，54.6%。张丹等[26]研究表明增加地膜厚度对于我国主要覆膜作物有一定的增产作用，但增产幅度有限，而在残膜回收的基础上增加地膜厚度能够显著降低地膜残留强度。

3.2 种植模式对地膜残留的影响

马彦等[27]对比了轮作、垄作、半膜覆盖、双垄沟播、平膜+半膜覆盖、垄作+平铺、连作和平铺等8种种植模式对地膜残留量的影响，结果表明8种种植模式中地膜残留量最小的为轮作，残留量最大的为平铺。生产实践中，可根据当地生产实际选择合理的种植模式。

3.3 覆膜年限对地膜残留的影响

杜泽玉等[28]研究表明覆膜年限10 年以上和10 年以下的地膜残留量差异极显著。具体残膜污染分布特征表现为10年以下残膜污染均为低污染，10 年以上残膜污染以中度污染为主。

3.4 不同捡拾方式对地膜残留的影响

残膜回收主要有人工捡拾和机械回收。两种方式各有利弊，人工捡拾的干净程度高，但存在效率低、成本高、持续工作时间有限等缺点。机械化回收是现阶段残膜回收的主要方式，可以较长时间作业，但其拣拾的干净程度不高，仍会有部分地膜残留在土壤中[22]。

3.5 其他因素对地膜残留的影响

李妍超等[22]对青岛市农田土壤中地膜残留量的研究结果表明，农田土壤中地膜残留量与当季残膜回收率有关，当季地膜回收率越高，残留量越少。杜泽玉等[28]的研究表明，土壤质地也会影响地膜残留量，砂壤土、壤土与粘土之间的地膜残留量差异极为显著（P<0.01）。

4 农田地膜污染防控措施

4.1 强化宣传引导

做好农膜使用宣传工作，以提高农牧民认识高度作为主要工作，充分利用网络、广播、电视、报刊、新闻媒体等手段，加大对《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》（GB13735-2017）的宣传力度，以更为简单易懂的方式向农牧民普及国家标准。

4.2 加强市场监管

2017年10月14日，国家三部委发布了《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》（GB13735-2017）强制性国家标准，新标准对厚度和偏差、拉升性能、耐候性能等多项指标进行了修订。各有关部门应加大对生产、经销、使用环节的监管责任，严禁生产与使用未达到国家标准的农用地膜。

4.3 完善地膜回收利用补贴机制

对回收利用给予补贴，鼓励和引导农户、新型经营主体、社会化服务组织和加工利用企业积极参与地膜回收利用工作，建立收购网点，进行再利用。

4.4 加大地膜回收机具研发的补贴力度

完善收贮运体系，研发适用不同地域特点、土质特点和作物特点的残膜回收机械。建议加大对地膜回收捡拾机具的研发投资力度，研发回收效率高、残膜与根茬分离力度高、价格合理的残膜回收机械。

4.5 加大控膜减膜力度

能不覆膜的区域和作物坚决不覆，促进地膜覆盖技术合理利用、减量使用。改进农艺措施，集成示范推广无膜浅埋滴灌、机械化育苗移栽等技术;通过试验集成地膜二次利用、一膜两年用等技术减少地膜用量;通过试验示范膜侧种植+适时揭膜等技术，提高地膜回收利用率。

4.6 加强全生物降解地膜技术研发

全生物可降解地膜在自然界中可被微生物降解，最终形成二氧化碳和水，许淑桂等[29]研究表明，全生物降解地膜还存在降解过程不稳定、不可控、成本过高等问题。因此建议设立专项资金，加强全生物降解地膜技术研发。

5 结 语

地膜残留使得作物减产，土壤质量下降;影响其残留的因子诸多，如地膜质量、种植方式、捡拾方式、覆膜年限等;因此生产实践中可通过使用国家标准地膜，改变种植模式、缩短覆膜年限等方式降低地膜残留，此外要充分利用网络、广播、电视、报刊、新闻媒体等手段进行宣传引导，加大控膜减膜力度，加强全生物降解地膜技术研发，结合对地膜回收利用的补贴机制，对地膜回收机具研发的补贴力度等手段，不断降低地膜的残留。

参考文献：

[1] 国家统计局农村社会经济调查司. 中国农村统计年鉴-2020[M]. 北京： 中国统计出版社， 2020.

[2] 赵少婷， 韩艳妮. 废旧农膜回收利用的实践与对策研究[J]. 中国农技推广， 2021， 37（1）： 25-28.

[3] 董灵艳， 袁海涛. 残膜对土壤和作物的影响及防治对策[J]. 安徽农业科学， 2020， 48（9）： 20-22， 26.

[4] 靳拓， 薛颖昊， 张明明， 等. 国内外农用地膜使用政策、执行标准与回收状况[J]. 生态环境学报， 2020， 29（2）： 411-420.

[5] 靳伟. 残膜回收研究现状及治理措施[J]. 南方农机， 2020， 51（22）： 72-73.

[6] KOSKEI K， MUNYASYA A N， WANG Y B， et al. Effects of increased plastic film residues on soil properties and crop productivity in agro-ecosystem[J]. Journal of Hazardous Materials， 2021， 414： 125521.

[7] 常芳紅. 地膜残留对玉米产量和土壤理化性质的影响[J]. 农业科技与信息， 2017（20）： 80-82.

[8] 刘海. 地膜残留量对玉米及土壤理化性质的影响[J]. 甘肃农业科技， 2017（2）： 53-56.

[9] 邹小阳， 牛文全， 刘晶晶， 等. 残膜对土壤和作物的潜在风险研究进展[J]. 灌溉排水学报， 2017， 36（7）： 47-54.

[10] YUANQIAO L， CAIXIA Z， CHANGRONG Y， et al. Effects of agricultural plastic film residues on transportation and distribution of water and nitrate in soil[J]. Chemosphere， 2020， 242： 125131.

[11] 杨彩霞， 马娟娟， 孙西欢， 等. 不同残膜量对番茄生长发育和产量的影响[J]. 节水灌溉， 2020（7）： 24-27.

[12] 李元桥， 何文清， 严昌荣， 等. 点源供水条件下残膜对土壤水分运移的影响[J]. 农业工程学报， 2015， 31（6）： 145-149.

[13] 吴凤全， 林涛， 王静， 等. 不同残膜量对棉田土壤水盐运移的影响[J]. 棉花学报， 2018， 30（5）： 395-405.

[14] 张丹， 刘宏斌， 马忠明， 等. 残膜对农田土壤养分含量及微生物特征的影响[J]. 中国农业科学， 2017， 50（2）： 310-319.

[15] 刘艳霞. 中国农村地膜残留污染现状及治理对策思考[D]. 杨凌： 西北农林科技大学， 2014.

[16] 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.

[17] 毛新颖， 张云艳， 周明臣， 等. 残膜对大豆产量和根际土壤微生物影响的初步研究[J]. 现代农业， 2020（11）： 16-18.

[18] 郭彦芬， 李生勇， 霍轶珍. 不同残膜量对春玉米生产性状及土壤水分的影响[J]. 节水灌溉， 2016（4）： 47-49.

[19] 熊飞璇， 张金文. 农用地膜残留对作物生长发育的危害及其防治途径[J]. 农业科技与信息， 2016（31）： 80-82.

[20] 黄少辉， 李俊良， 王继芳， 等. 残留地膜对马铃薯生长及产量的影响[J]. 中国马铃薯， 2019， 33（1）： 28-33.

[21] 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（11）： 269-272.

[22] 李妍超， 李海萍， 王永显， 等. 青岛市农田土壤残膜污染现状及其治理对策[J]. 农业资源与环境学报， 2017， 34（3）： 226-233.

[23] 白云龙， 李晓龙， 张胜， 等. 内蒙古地膜残留污染现状及残膜回收利用对策研究[J]. 中国土壤与肥料， 2015（6）： 139-145.

[24] FU Y， XIE J H， ZHANG L H， et al. Study on the residue of plastic film in Inner Mongolia autonomous region[J]. Applied Mechanics and Materials， 2014， 448/453： 674-679.

[25] 周明冬， 王祥金， 董合干， 等. 不同厚度地膜覆盖棉花的经济效益和残膜回收分析[J]. 干旱区资源与环境， 2016， 30（10）： 121-125.

[26] 张丹， 王洪媛， 胡万里， 等. 地膜厚度对作物产量与土壤环境的影响[J]. 农业环境科学学报， 2017， 36（2）： 293-301.

[27] 马彦， 杨虎德. 甘肃省农田地膜污染及防控措施调查[J]. 生态与农村环境学报， 2015， 31（4）： 478-483.

[28] 杜泽玉， 孙多鑫， 杨荣， 等. 张掖绿洲农田地膜残留量分布特征及影响因素[J]. 农业环境科学学报， 2020， 39（12）： 2789-2797.

[29] 许淑桂， 王凌云， 王海燕， 等. 烟台市农田地膜残留监测调查及污染防治探讨[J]. 安徽农学通报， 2020， 26（20）： 95， 114.