十堰地区农地膜使用现状及其污染防治对策建议

王笑溪，宋莹燃，黄晓珊，李 涛，唐 燃，何 剑，李 辉，林 杉

（1华中农业大学资源与环境学院，武汉 430070；2十堰市农业综合执法支队，湖北十堰 442000；3湖北省十堰市农业生态环境保护站，湖北十堰 442000；4湖北省十堰市郧阳区农业技术推广中心，湖北十堰 442514；5湖北省丹江口市农业环境保护站，湖北丹江口 442700）

0 引言

农地膜是现代重要的农业生产材料之一，具有良好的保温、保水保肥、抑制草害和虫害的作用，能够达到显著增加覆膜作物产量的效果[1-2]。中国自20 世纪70年代末引进农地膜覆盖栽培技术后，农地膜使用量和覆盖量不断增加，现已是世界上农膜使用量最大的国家[3-4]。根据2020年《中国农村统计年鉴》数据显示，2020 年全年中国地膜使用量达到135.7 万t，覆膜面积达到约1738.68 万hm2，远高于美国、日本及欧洲地区发达国家[5]。同时，由于长期以来对农地膜重生产使用、轻回收的习惯[6]以及残膜回收制度存在缺陷，导致部分地区残膜污染严重，限制了农业可持续发展[7-8]。

十堰地区地处鄂西北地区，作为南水北调中线工程核心水源地，受水地区为京津冀豫等广大北方地区，其中通水7年来为北京市供水超过73亿m3，占城区供水的70%以上，直接受益人口超过1300万人[9]，因此十堰地区的地理位置十分重要，环境污染管控影响面广。近年来，十堰全市作物种植面积已超过20万hm2，且每年仍有小幅度增加。其中，油菜籽、稻谷、玉米、蔬菜、花生、烟草等作为十堰地区的主要种植作物，产量有增有减。据统计，2020年全市全年玉米产量29.98万t，与上一年相比增产13%；稻谷全年产量19.18万t，与上一年相比减产12.1%。农地膜覆盖栽培技术作为作物种植过程中不可缺少的增产措施，其使用覆盖率日益增加，而不科学的使用方式和不成熟的回收现状引起的农地膜残留不仅难以对农作物生产起到正面影响，还会由于自身降解等因素阻碍农作物的发展，对土壤、水体、作物生长都会产生不同程度的影响，因此农地膜污染问题亟需解决。

本研究通过对十堰地区农地膜使用现状的分析，针对农地膜使用、回收、处理过程中产生的问题进行探讨，提出解决农地膜污染问题的对策建议，以期为解决十堰地区农地膜污染问题提供一定的借鉴和参考，为实现鄂西北地区农业的可持续发展提供理论支撑。

1 十堰地区农地膜使用及回收现状

1.1 农地膜残留量逐年增大

农地膜的主要成分是聚乙烯，其化学性质稳定，残留的农地膜在自然状态下可存留200 多年[10]，地膜残留量随着覆膜年限的增加而不断增长[11]，覆盖年限越久，残留量越大，累积效应明显[11-12]。2017年的十堰地区污染源普查数据显示，该地区年度地膜使用量为1461.04 t，多年累积残留量达261.3t[13]。十堰市农业农村局收集的数据表明，2019年该地区农地膜使用量为2222 t，回收率仅为66.3%，残留量达到748.81 t；2020年该地区农地膜用量为1439.14 t，回收率为70%，残留量达到431.74 t。据分析，十堰地区农地膜使用量有一定程度减少，但由于其回收率不高，残留量逐年积累，大量残留的农地膜导致污染问题逐年加重。

1.2 不同区域农地膜使用量及回收率都存在明显差异

从表1 中可以看出，2020 年十堰地区农地膜使用量和回收率区域分布不均、差异明显。在全市不同区县之间，郧阳区、郧西县、房县县这3 个区县的农地膜使用量均在300 t以上，其主要粮食作物和经济作物为玉米、马铃薯、蔬菜和烟草等，这些作物农地膜单位面积使用量大，因此这些区域农地膜总使用量明显偏多。数据显示，茅箭区、武当山特区、张湾区等区域耕地面积均低于2000 hm2，农地膜使用量均低于20 t，推测原因为茅箭区和张湾区属于市区，武当山特区主要产业为旅游业且以山地为主，建议今后农地膜调查工作强度在这些地区适度弱化。

表1 2020年十堰地区不同区域农地膜使用量及回收量统计

此外，郧阳区、郧西县、竹溪县、竹山县等区域农地膜回收率大于等于80.00%，其中，郧阳区是十堰地区农地膜使用量最多的区县，但其农地膜回收率最高，达87.00%，该区农地膜回收策略和措施值得进一步示范推广，从而提高鄂西北地区的农地膜总回收率。比较来看，农地膜回收率最低的区域是房县县，这是由于烟草种植所需农地膜使用量大且回收率偏低，而烟草是房县县的主要经济作物，种植面积较大，建议有关部门将烟田列为重点监管对象。

1.3 覆膜作物种类较多，且不同作物覆膜情况存在差异

目前，十堰地区农地膜覆盖作物已由过去单一的水稻、玉米等粮食作物发展为包括水稻、蔬菜等粮、经作物在内的多种覆膜作物种类。

由表2 可知，十堰地区农地膜单位面积用量最多的是其他经济作物，包括黄姜、茶叶、柑桔、魔芋、中药材、食用菌、山野菜、猕猴桃等；农地膜使用总量较多的是蔬菜、烟草、马铃薯等，均超过200 t，可以推测使用者更多地选择经济效益较高的作物品种加大农地膜用量，所收获的效益也会更高。另外，从表中得到小麦和大豆的农地膜使用量极少，接近于0，推测是因为这2种作物多播种于冬季，且经济效益较低，所以一般不使用农地膜。总体而言，地区覆膜作物种类存在差异与当地相关产业布局有关，造成农地膜使用的地区不平衡性和一定的集中趋势。

2 十堰地区目前农地膜回收存在的问题

2.1 农民环保意识和覆膜专业知识薄弱

自20 世纪70 年代末开始推广农地膜覆盖栽培技术[14]，其较好的增产、增收作用已深入人心。农民更多关注短期作物产量提升，较少关注生态可持续发展，从而无节制地使用农地膜，对农地膜污染的危害缺乏系统的认知。十堰地区山地居多、人员稀少，虽然农户在农地膜整治过程中认知和行为响应呈现正相关[15]，通过政府宣传部分农户有良好的回收意愿，但因为家庭成员外出务工、农业收入占比不大等客观因素导致地膜回收程度仍然处于较低水平。长此以往，农民忽视农田的清理工作，参与农地膜回收工作的自主能动性差[16]，使农地膜污染问题在回收源头难以有积极正向的反馈，最终导致农地膜残留量逐年增加，加剧土壤环境恶化，农作物减产，对生态环境造成一定影响。

此外，农民辨别农地膜质量及成分的能力较差，对市场上部分生产者偷工减料、以次充好的现象难以辨别，导致部分不符合规定的超薄农地膜应用于日常农业生产中。在后续使用过程中不仅难以发挥农地膜原有作用，还会加大回收工作难度[17]。同时，大部分农民对农地膜的合理使用及回收方法并不熟悉，在农业生产过程中的一些不科学使用方法进一步为回收工作增加难度。

2.2 残膜回收难度大

据2019 年十堰市农业生态环境保护站提供的资料表明，十堰地区已经有多家农地膜回收企业，拥有回收网点500 多处，且在农地膜回收利用和可降解农地膜推广项目中，十堰市农业农村局也与其他相关企业达成合作关系。总体来看，残膜回收处理工作越来越得到重视，但由于早期相关企业生产和市场秩序缺乏系统性，采取相关治理措施后短期见效有限，目前尚处于不断尝试和调整优化阶段。

一方面，农地膜回收工作整体较分散，集中性不强，且大多与生活垃圾等混杂回收，分类处理难度大。大部分农村地区农地膜处理处置方式主要为人工捡拾、机械回收、就地集中焚烧、长期堆放于田间地头等，造成较大的空气污染和土壤污染等问题，十堰地区开展了不少农地膜回收处理工作，其中人工捡拾与机械回收相结合的方法是十堰地区的主要回收方式[18]。但由于现行回收机械性能存在缺陷、捡拾水平不高，使用后仍有部分农地膜残留在土壤中，且成本较高普及程度不足，导致人工捡拾工作量极大。对于农民来说，机械辅助对回收工作减量程度有限、效益低，部分农民不愿意回收残膜，随意丢弃或直接焚烧，均对环境造成了一定的负面影响[19]。

另一方面，回收企业布局分散，基础设施不完善，相关企业缺少合作和集中领导。加之小型企业政策及资金支持不足，关注度较低，企业从事此项工作公益属性高、缺少效益的保证，难以在市场中长足发展，因此不足以支持回收工作全面开展，缺乏回收积极性[20]。

2.3 农地膜回收后处理成本高、可利用性低

目前，中国回收的破损较为严重的农地膜，处理方式多为再生造粒、油化回收、化学回收、塑料合金化、改性再生利用、做木塑材料和建工材料等[21]，其中再生造粒是最为普遍的处理方式，主要是通过将残膜进行加热，再塑化、切粒制成，这个过程往往只是改变了农地膜的外观形状，并没有改变其内部构造，这项技术应用较广泛的是湿法造粒工艺和干法造粒工艺，但都存在一定缺陷，前者成本高，可行性弱，后者加工得到的颗粒纯度低，可利用性低[22]。其他处理方式也都需要消耗大量的人力、物力、财力，相关农地膜回收处理企业设备相对落后，技术水平较低，管理经验不足，每年旧设备的维修和新设备的购进都需要消耗大量的资金，且处理后的农地膜也多为比较廉价的商品[23]，若仅依靠政府的大力扶持，企业的生存和残膜的处理仍旧会是一个很大的难题。

其次，对于破损程度较低的农地膜，多为重复使用，但其可利用性低，并不能像全新的农地膜一样起到很好的保温、保水保肥、抑制草害和虫害的作用，还会有更多的残膜滞留在土壤中，随着土壤的翻耕，残膜分布到各个田间耕层，对土壤和农作物都会产生极大的危害。

2.4 责任结构化不明确

如何明确与农地膜相关的各方责任所在，是当前推进农地膜污染防治的一大难题。在农地膜污染的源头上，部分农地膜生产商为了盈利，偷工减料、以次充好，以此来获得更多的利益；部分农民环保意识薄弱、法律意识不够，对农地膜的认识也很局限，很容易买到不符合标准的超薄地膜[24]，不仅影响使用效果，还会增加农地膜在土壤中的残留。

在残膜的回收工作上，政府对于农地膜回收的相关制度的推行难度大，很难通过环保宣传等调动农民的积极性促使他们主动回收残膜[25]。同时，还缺少正确指导农民使用农地膜的技术人员，农民缺乏系统认知，盲目使用农地膜，一定程度上导致了地膜残留量逐年增多，加剧土壤污染。

目前，十堰地区关于农地膜的规章制度还在发展完善中，其中对造成农地膜污染责任方的惩戒力度、对农民主动回收残膜的奖励机制和对不符合规定的农地膜产品的生产者的惩罚制度等仍需要进一步成熟。此外，相关管理部门对农地膜的监管力度也存在提升空间，有关农地膜污染变化趋势的预测和研究等的基础数据库若存在缺失，可能导致政府无法出台符合当地情况的合理的农地膜区域回收政策，难以高效地贯彻落实农地膜国家统一标准，例如生产哪些类型的农地膜，使用多少厚度和数量的农地膜等。

3 十堰地区农地膜发展的对策建议

3.1 完善法律法规和相关标准，加大实施力度

2018 年5 月1 日开始正式实施的新标准GB 13735—2017《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》，对地膜的标称厚度和覆盖时间等指标提出了新的要求[26]（见表3），以提高地膜的质量和可回收性，从而减少农田“白色污染”。但新标准在推广实施上存在难点，还需加强对地膜生产和销售的监管，源头上禁止超薄地膜进入市场，同时加强对农户的宣传引导，让农户意识到其中利弊，从而加快新标准的落实。

表3 GB 13735—2017标准变化（部分）

2011 年3 月1 日开始正式实施的新标准GB/T 25413—2010 农田地膜残留量限值及测定，规定了地膜在农田土壤中残留量的限值和测定方法，要求待播农田耕作层内地膜残留量限值应不大于75.0 kg/hm2。但由于该标准不属于强制性标准，且农村接收信息较为闭塞，以及设备落后所致的农地膜残留总量测定不准确等，导致新标准实施起来具有一定的困难。

2020年9月，湖北省印发《湖北省进一步加强塑料污染治理的实施方案》，其中含部分农地膜回收及新型农地膜更替的相关要求，为了响应环境质量要求，保障一库清水永续北送，十堰市农业农村局也推出耕地障碍利用农地膜回收及可降解农地膜推广项目。但是在此基础上，十堰地区农地膜回收利用网络、残留量标准及超过标准后的付费制度等一系列规定还有待进一步完善，同时农地膜生产、使用、回收、处理的统一标准也可以按照地方具体情况修改完善。

3.2 明确有关部门责任，加强宣传教育

全面实施农地膜污染治理工作、实现农地膜可持续发展与明确有关部门责任体制密切相关。当前全国部分地区不同程度地存在农地膜监管体系不完备、力度不强或年度检测次数偏少、未实现连贯性等问题[23]，十堰地区有关部门应该加强管理，明确有关部门责任，加强宣传教育，把地膜污染治理纳入当地有关农业绿色发展部门或个人的考核中，建立奖励和追责机制。此外，根据十堰地区农地膜使用现状数据显示，残留地膜逐年累积，建议各区县农业农村局、生态环境局、市场监督管理局多部门联防，完善农地膜监管体系；同时与相关权威性环保公司达成合作，开展常态化、制度化监测评估工作[27]，定期定点落实市面上农地膜各项数据及使用期内数据变化的监测，实现农地膜使用情况、回收情况实时监测，形成监测点覆盖网络，为农地膜管控提供数据分析的基础。

此外，应严格落实国家强制性标准如GB 13735—2017等文件要求，将农地膜发展问题列为农业环境保护重点问题。一方面，严格管控市场上农地膜质量、价格等，始终保持高压态势，确保超薄农地膜等不符合标准的产品不出厂、不进店、不下田，并针对农地膜回收后的去向、处理方法进行跟踪。另一方面，通过官方新闻宣传、新媒体推广、讲座解析、实地下乡教学等多渠道宣传农地膜使用原理、残留危害、回收办法、方针政策等，帮助当地农民培养分辨市场上农用地膜质量好坏的能力，明确回收农地膜工作的重要性。

3.3 完善农地膜回收补贴制度，实现逐层控制

政策支持是影响农户地膜回收意愿和行为的关键变量。为了减少农民因节约成本而购买超薄农地膜的现象，政府在加强农户对残膜危害环境认知的同时，可以采取成本补贴制度，比如规定农民使用标准农地膜即可获得150元/hm2以上的补贴[3]，这不仅可以降低残膜的回收难度，还会调动农民的积极性，保证环境保护相关政策得到有效执行[28]。

目前，十堰地区农地膜回收仍然是一大难题，成本高、污染大、劳动力不足、农地膜回收机械不够先进等都严重影响了农地膜回收率，为解决这一问题，需要加大残膜回收资金扶持力度。对于主动进行回收残膜的农民，可以根据回收残膜的大小制定不同的奖励标准，将“补使用”转为“补回收”[29]，一定程度上发挥补贴的经济刺激作用。对于残膜回收企业，需要投入一定的资金支持，使其扩大企业规模，研发快捷、方便、高效的残膜回收机械，以便于提高残膜回收率，减少土壤污染。

此外，根据国家所规定的环境责任，应该实行“污染者付费”制度[30]，即对环境造成污染的单位或个人必须按照法律的规定，采取有效措施对污染源和被污染的环境进行治理，并赔偿或补偿因此造成的损失。对于农田里留有大量残膜但不作为的农民，可以实行收费制度，即对超过法律规定标准的残膜进行收费，这样不仅可以督促农民主动担负起处理残膜污染的责任，也在一定程度上降低了对环境的破坏和农地膜回收企业的工作难度。

3.4 集中农地膜使用区域，建立残膜回收站点

据十堰市农业生态环境保护站数据，2019年十堰地区已拥有回收网点500 多个，2020 年十堰地区郧阳县、郧西县、房县县农地膜使用量较多，覆膜面积较大，建议可以在这些区县多设置回收网点或设置回收处理总站，其余如茅箭区、武当山特区等农地膜使用量少的地区可以少设置或不单独设置回收网点，合理规划高效治理，方便污染防治工作的开展。总体上形成农地膜回收网络，实现系统化管控。

农业发展在十堰地区占有较重要的地位，长久以来也形成了一系列稳定较合理的农业布局及办法，因此大力整改趋于理想化，并不适用于十堰地区，提倡多种植农地膜使用量较少的作物品种如棉花、小麦、大豆等，一定程度上可以降低农地膜的使用量，进而减少不必要的污染。

3.5 研发新型农地膜、覆膜技术和残膜回收技术，提高回收率

《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》指出，十四五期间推进农业绿色发展，要求全面实施秸秆综合利用和农地膜、农药包装物回收行动，加强可降解农地膜研发推广[31]。农地膜相关技术提高主要可以从新型农地膜研发、覆膜技术、残膜回收技术三方面入手。

政府部门应当充分依托湖北省相关高校强有力的科研资源积极促进环保新型农地膜研究开发，同时学习国内外农地膜相关标杆企业和示范地区的新型技术，与高校联合研发性能更优化的农地膜。截至目前，国内可降解[32]研究方向的新型农地膜有生物降解农地膜[33-34]、光降解农地膜[35]等，前者主要通过真菌或细菌分泌的酶使聚合物逐级分解[36]，后者甚至可以通过调整光催化剂控制农地膜分解时间以满足不同的覆膜时长需求[37]。在新型农地膜种植试验成果稳定的基础上，逐步扩大试用范围[38]，以实现农地膜污染防治从“末端治理”转变为“始端控制”，降低其对环境的污染程度[22]。

当前，地膜覆盖技术主要有全膜覆盖、半膜覆盖、膜下滴灌、垄膜沟灌等模式[39]。十堰地区集内陆腹地季风气候和地形小气候于一体的特征，虽然地处湿润地区，但也是中国中部地区的干旱高发地，北部重于南部[40]。其中以郧西县、丹江口市最暖，最冷为房县县且年温差较大，年日照时间最长的郧西县与最短的竹溪县相差327 h；降水方面以西南部的竹溪县最为充沛，西北部的郧西县则最少，年雨量相差169.3 mm[41]。建议推动减量增效，第一，除少部分季节性干旱较严重的地区可使用全膜覆盖增温保湿外，其余地区主要为增温除草作用，建议使用半膜覆盖；第二，针对当地主要作物选择不同覆膜方法，例如烟草种植建议多使用生物可降解地膜，玉米种植可推广一膜多用技术[42]，马铃薯种植采用全膜双垄垄播这一实验证实产量最高的覆膜技术[43]，具有补灌条件的地区可针对蔬菜这类经济作物积极推广膜下滴灌水肥一体化技术[39]；第三，旧膜重复利用、秸秆覆盖技术替代、保水剂施用、耕作栽培模式优化等新型技术[44]的推广都能有效降低地膜使用的依赖度，减少地膜用量。

地膜残留具有“时限积累性、区域差异性、分布多态性”的特征，现行残膜回收方式较为单一，多采用人工捡拾为主机械为辅的回收方法，难度大、耗时久且仍有残留。根据农业部印发的《农膜回收行动方案》[42]建议，一方面，在有条件的地区，加快地膜回收机具[45]的推广应用，将地膜回收纳入生产全程机械化环节，实现全机械化回收；在条件不允许地区，加大补贴力度，组织地膜回收专业组或服务队[46]，实现人工搭配机械更高效的综合捡拾方案；并扶持相关企业或周边高校有关地膜回收机具研发和技术集成的研究，重点研发能够兼顾作物生长和地膜回收的机械，一定程度上可提高农地膜回收率。另一方面，扶持地膜回收加工相关社会化服务组织和企业，引导农民合作社、种植大户等新型经营主体起到地膜回收示范作用和科学回收方法试点作用，并给予一定税收及用水用电方面政策支持，全行业联动，最终形成完整的回收加工体系。

3.6 向国内外农地膜污染防治优秀示范区学习，扩大污染防治的地域合作

与湖北其他城市比较，省发改委、生态环境厅制定的塑料污染治理方案中，针对襄阳、宜昌、黄冈、恩施等农地膜使用量大的地区结合农艺措施推广了接近3350 hm2重点覆膜作物可降解农地膜作为示范区，十堰地区应关注各地农地膜残留量数据变化，借鉴行之有效的治理方案。

此外，国内其他省市很多地区也实行了农地膜污染防治政策，并取得了一定的成效。例如南京的郊区现代农业重点建设区域，将农地膜使用区集中起来，便于对其产生的污染进行综合防治。为了更好的解决残留农地膜污染这一问题，十堰地区可以向国内农地膜污染防治典型示范区学习，并结合实际情况参考学习国外优秀防治措施，如部分发达国家地膜生产标准更高，日本工业标准调查会制定的标准（日本JIS 标准）最低为0.02 mm，美国材料实验协会执行的标准（ASTM 标准）和欧洲标准最低均为0.025 mm[47]，可以在一定程度上降低回收难度。同时，也可以与周边地区进行农地膜污染防治的区域合作，共同协商解决农地膜污染的策略，制定有利于两地农业发展且可以有效防治农地膜污染的政策，为解决农地膜带来的环境问题贡献一份力量。