地膜，上世紀(jì)70年代被引入我國(guó)以來，以其保溫保墑、覆蓋除草等顯著優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于玉米、馬鈴薯、水稻等作物種植，逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中必不可少的生產(chǎn)資料，在很多地區(qū)成了“不推自廣”的技術(shù)。但由于長(zhǎng)期大規(guī)模使用卻得不到有效回收，曾經(jīng)風(fēng)光無限的“致富膜”成為了散落田間的“白色污染”。如何在保障糧食安全的同時(shí)兼顧生態(tài)效益？如何應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)地膜使用中的殘膜污染問題？全生物降解地膜提供了新路徑。
由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理，清華大學(xué)牽頭、全國(guó)農(nóng)技推廣中心等單位參與的“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃農(nóng)業(yè)面源專項(xiàng)“綠色可降解地膜專用材料及產(chǎn)品創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，致力于開發(fā)保溫保墑、降解可控、低成本的生物降解地膜，目前已取得積極進(jìn)展，在全國(guó)范圍內(nèi)示范推廣。
治理“廢膜殘膜”有招了
與農(nóng)作物增產(chǎn)增收掛鉤的地膜，緣何被打上“白色污染”的標(biāo)簽？或許我們可以從一些地區(qū)地膜回收不及時(shí)不恰當(dāng)、殘留量高等現(xiàn)象中找到答案。“像新疆地區(qū)，一畝地殘膜量能達(dá)到70公斤，相當(dāng)于在地里鋪了十層以上的地膜。”項(xiàng)目首席、清華大學(xué)化工系高分子實(shí)驗(yàn)室主任郭寶華教授指出，地膜使用后產(chǎn)生的殘膜也會(huì)影響作物的發(fā)芽以及根系的生長(zhǎng)，本該是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的“白色革命”，卻逐漸演變成了亟待治理的“白色污染”。
郭寶華介紹：“解決地膜污染問題，我們做過很多嘗試，從最早的光降解地膜到光生物降解地膜，但是發(fā)現(xiàn)這些地膜埋在土壤里基本不降解，同時(shí)還會(huì)造成微塑料的污染。這個(gè)時(shí)候我們就想到了自然環(huán)境中的一些有機(jī)物就是通過微生物的降解被轉(zhuǎn)化成二氧化碳和水。由此想到的就是把生物降解引入到地膜領(lǐng)域，開發(fā)全生物降解地膜，在保證使用地膜確保糧食產(chǎn)量的同時(shí)，對(duì)土壤無毒無害，是一種環(huán)境友好的材料。”
與傳統(tǒng)聚乙烯地膜相比，全生物降解地膜較高的價(jià)格往往使農(nóng)民望而卻步，是制約其成為主流地膜的主要因素。郭寶華介紹，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及整個(gè)行業(yè)投資資金的進(jìn)入和相關(guān)化工企業(yè)的規(guī)�；a(chǎn)所產(chǎn)生的效益，目前全生物降解膜成本已經(jīng)大大降低，0.01毫米厚度的全生物降解地膜，每畝用量6公斤，凈成本120元。同時(shí)，根據(jù)北京農(nóng)技推廣站的統(tǒng)計(jì)，對(duì)使用普通聚乙烯地膜的土地進(jìn)行殘膜回收，也要花上將近100元的成本。因此在同樣的無殘膜環(huán)境優(yōu)化要求下，地膜全回收和地膜全降解二者間的成本基本持平。
給土壤上一層“鎖水膜”
“在浙江、江西、安徽這些長(zhǎng)江中下游地區(qū)的水稻種植中使用全生物降解膜，今年的高溫干旱天氣下發(fā)揮了大作用，抗旱表現(xiàn)很出色！”全國(guó)農(nóng)技中心節(jié)水農(nóng)業(yè)處處長(zhǎng)吳勇興奮地告訴記者。
吳勇介紹，之前在示范推廣中考慮更多的是全生物降解地膜對(duì)傳統(tǒng)聚乙烯地膜的替代作用，如今探索創(chuàng)新山地旱稻降解膜覆蓋節(jié)水增產(chǎn)方式，種、肥、水、膜可以實(shí)現(xiàn)一體化直播，在拋荒山地、新造耕地、丘陵山坡這些水肥條件不好的地方，也能像種植小麥玉米一樣種植旱稻，極大地提高了糧食產(chǎn)量。
按照傳統(tǒng)模式種植水稻的山區(qū)丘陵地區(qū)，受高溫干旱影響巨大，水稻長(zhǎng)勢(shì)普遍偏弱。浙江省嵊州市農(nóng)技中心推廣研究員周政法介紹，對(duì)一些缺水特別嚴(yán)重的旱地、山地，通過覆蓋全生物降解地膜鎖住土壤中的水分，安裝節(jié)水噴灌設(shè)施在水稻關(guān)鍵需水時(shí)期補(bǔ)水，“鎖水補(bǔ)水”雙管齊下，水稻節(jié)水抗旱本領(lǐng)進(jìn)一步增強(qiáng)。
種了60畝旱作水稻的許潮林在今年夏秋季節(jié)遭遇的罕見高溫干旱天氣面前表現(xiàn)得很坦然。“用上了地膜，一般都不用怎么澆水，今年實(shí)在太熱了，給水稻噴了幾次水，產(chǎn)量沒有受影響。”許潮林是浙江省建德市楊村橋村楊家水庫家庭農(nóng)場(chǎng)負(fù)責(zé)人。2019年，農(nóng)場(chǎng)在地方農(nóng)技中心指導(dǎo)下，開始嘗試水稻旱作。“之前我種水稻采用淹水灌溉，1畝地水費(fèi)大約是200元，現(xiàn)在1畝地只需要四五十元的水費(fèi)就夠。”許潮林說，“幸好采用了節(jié)水旱作技術(shù)，覆蓋了降解地膜、上了噴灌設(shè)施，不僅省了大量水費(fèi)，而且每畝還能增產(chǎn)約150公斤。”在浙江建德，通過在丘陵山地旱稻上覆蓋降解膜，同不覆膜裸地相比，旱稻產(chǎn)量平均增產(chǎn)32.2％，新墾耕地“無水就無農(nóng)業(yè)”的痛點(diǎn)得以解決，昔日無人問津的山旱地成了“香餑餑”。
不止“節(jié)省成本”還能“錦上添花”
“地膜回收這個(gè)事我們?cè)?jīng)十分撓頭。”北京昌平區(qū)鑫逸農(nóng)場(chǎng)的負(fù)責(zé)人徐學(xué)武介紹，普通聚乙烯地膜使用完后，需要工人用鉤子將地里的覆膜收集起來，光是回收就要忙活上一整天，之后回收的地膜需要運(yùn)往外地進(jìn)行專門處理，又是一筆不小的運(yùn)輸費(fèi)用。自從在北京農(nóng)技推廣站推廣人員的推薦下使用了全生物降解膜應(yīng)用于草莓種植，在地膜回收處理上的開支節(jié)省了近千元。“今年用膜，基本沒發(fā)現(xiàn)什么病蟲害，而且用降解膜的棚地溫要比使用普通膜的棚高出2至4攝氏度，更有利于草莓扎根，植株健壯，花蕾也多。”
同樣，在根莖類作物種植上，全生物降解地膜也得以大展拳腳。這得益于地膜降解過程中的性狀變化與作物不同生長(zhǎng)時(shí)期的不同需求之間能步調(diào)一致、打好配合。“以馬鈴薯為例，在苗期需要地膜滿足其保溫保墑需求，到生長(zhǎng)后期塊莖膨大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)積累又需要晝夜溫差大，這時(shí)的全生物降解膜使用到半途，自然而然發(fā)生破裂，甚至省去了人工掏膜的精力和成本。”吳勇告訴記者，在全生物降解地膜的替代示范中，地膜的“可降解性”為塊莖類作物的增產(chǎn)錦上添花。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心項(xiàng)目管理一處處長(zhǎng)熊煒提出，下一步，“綠色可降解地膜專用材料及產(chǎn)品創(chuàng)制與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目要進(jìn)一步發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研推各方協(xié)同攻關(guān)的優(yōu)勢(shì)，不僅研發(fā)出真正安全、高效、經(jīng)濟(jì)的綠色可降解地膜產(chǎn)品，還要形成可推廣的配套技術(shù)、可持續(xù)的產(chǎn)業(yè)模式。結(jié)合各地示范應(yīng)用情況，將可降解地膜產(chǎn)品和技術(shù)因地制宜、更大范圍地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一線，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和鄉(xiāng)村振興提供有力的技術(shù)支撐。
