液态地膜促进生态循环农业发展

Vegetables2019.7业界观察沏编者按：2019年中央“一号文件”提出要“发展生态循环农业，推进畜禽粪污、秸秆、农膜等农业废弃物资源化利用，实现畜牧养殖大县粪污资源化利用整县治理全覆盖，下大力气治理白色污染。

”这是继2017年中央“一号文件”将农业清洁生产引人农业之后，再一次强调农业生态环境保护。

经过几年的发展，我国农业清洁生产可以说由“思考”阶段进入了“行动”阶段，农业生产全过程以及产品设计与服务中，管理和技术不断进步，资源利用率不断提高，污染物排放不断减少，新型液态地膜不断推陈出新，针对已有污染治理的微生物降解技术迅速发展。

本期业界观察就液态地膜能否替代塑料地膜和微生物降解技术能否作为治理农药有力“武器”展开讨论，以期为发展生态循环农业，实现农业经济效益、环境效益和社会效益的统一提供参考。

_主持人：刘艳鹏，发展生态循环农业壬匚国耕地面积广大，农业人口众多，农耕历史悠久，是一个传统的农业大国，但传统农业生产寸戈生活方式比较粗放，农业技术相对落后，农民素质有待提高；因此，农业生产中的污染问题相当严重，已经影响到农业的可持续发展和农产品质量安全，与建设生态循环农业的要求相悖。

农业清洁生产包括农业生产环境和投入品的清洁生产、农业生产过程的清洁生产以及农业废弃物资源化利用的清洁生产，贯穿于农业生产的产前、产中、产后。

它是一种实用型农业技术和科学生产管理方式，既可以满足现代农业生产的需要，又可以合理利用资源、保护环境。

近年来，各级政府就农业清洁生产先后出台相关政策和法规，各级科研机构、企事业单位纷纷加大投入，各类产品和技术不断推出。

简单来讲，农业清洁生产就是产前“控”投入、产中“减”用量、产后“治”污染。

关于产中“减”用量已有大量国家政策法规和地方标准，相关技术也不断完善和应用，但产前“控”投入、产后“治”污染环节亟待快速发展，那么，液态地膜能否替代塑料薄膜？微生物降解技术能否成为治理农药残留的“主力军”呢？-------◎◎液态地膜促进生态循环农业发展文/刘艳鹏本刊编辑液态地膜又称液体地膜(liquid mulching film,简称LMF),是以高分子化合物为主要材收稿日期：2019-05-25・1・竊隔I业界观察Vegetables2019.7料合成的一种乳状悬浮液。

将其喷施于地表，会与土壤颗粒发生联结，形成一层特殊的胶状土膜结构，使土壤颗粒连接起来，封闭土壤表面孔隙，从而抑制土壤水分的蒸发，且不影响膜外水分的渗入，改善土壤持水、保水、保温等能力。

液态地膜受光、热、土壤中微生物的作用可自行降解，降解后产物及液态地膜本身无毒无污染，对土壤、地下水质和环境无不良影响，避免了塑——-“白色污染”我国农业生产自20世纪70年代引进塑料地膜覆盖栽培技术，40多年来这一技术作为农业生产的推动器使农作物的产量得到大幅提高。

我国十几亿人的粮食、蔬菜完全能够自行解决，而且还可以出口，地膜覆盖技术功不可没，它使中国农业实现了飞跃的发展，因此被人们誉为农业生产上的“白色革命”。

目前我国塑料地膜的使用量居世界首位，每年需求量高达150万t以上，并呈逐年递增的趋势。

据预测，到2024年，我国地膜覆盖面积将达到2200万hm2111,使用量超过200万t,均居世界第一。

然而，地膜在全国范围的广泛使用也带来了新的问题，大量的地膜因各种原因不能被回收。

当季的塑料薄膜如不回收，在自然环境下可存在上百年，其存在和降解过程中均造成了严重的生态环境危害。

例如，在甘肃、新疆等塑料地膜大面积应用的省份，残膜回收率仅10%左右，留在田间地头的残膜随处可见，有的挂在树枝、矮植上随风摆动，有的留存在地里被完全或不完全掩埋。

菜园土壤中农膜残留过多时，土壤微生物和动物活性将受到抑制，耕作层结构遭到破坏，孔隙度大大减少，通透性明显下降，土壤料残膜危害，还可改善土壤理化性质，提高肥效；另外，液态地膜既可以人工操作也可以用于机械喷施，不受地势地貌的限制，对地形地貌适应能力强。

由液态地膜的特点可知，液态地膜的研发和应用符合农业农村绿色发展的要求，满足治理“白色污染”的需求，将成为促进生态循环农业发展的有力措施之一。

亟待治理•——中养分、水分传输受阻，影响蔬菜种子发芽、出苗、苗齐、苗壮、根系扩展和深扎，造成死苗、缺苗、断垄和植株早衰等，使作物减产或大幅减产。

据黑龙江农垦局环保部门测定，当667m2土壤中残膜含量为3~4kg时，蔬菜将减产15%~60%[2|o在生产农用塑料薄膜时，需要加入40%以上的邻苯二甲酸酯类增塑剂，此类物质对人、动物、土壤微生物等有较强毒性，不易降解，易富集，有致癌、致畸等作用，菜园残膜等如得不到及时、完全清除，达到一定的量就会污染土壤、水和蔬菜，最终给人的健康带来危害。

有的菜农为省事，将废旧农膜集中焚烧，产生的烟尘和碳化物中含有大量有毒和有害物质，对环境造成二次污染。

若菜园残膜被小孩、牛、羊等误食，轻者身体不适，重者造成肠梗阻或死亡。

菜园残膜还会被鸟、鼠等用于筑巢，用来栖息或繁殖等，易成为传染病传播源。

另外，废旧残膜经风吹、日晒等会慢慢分解，产生大量有毒物质进入大气层，使臭氧层遭到破坏。

当年的“白色革命”衍生了今天的“白色污染”，且问题越来越严重，这对农业生态环境和耕地的可持续利用造成了严重的威胁。

液态地膜脱颖而出♦2018年5月1日，《农用地膜》强制性国家标准（新修订）正式实施，对地膜的适用范围、分类、产品等级、厚度等多项指标进行了修订，特别是提高了地膜的厚度下限，这有利于地膜机播作业和回收再利用，以减少地膜残留。

2019年中央“一号文件”提出加强农村污染治理和生态环境保护，要求“加大农业面源污染治理力度，开展农业节肥节药行动，实现化肥农药使用量负增-2-Vegetables2019.7长。

发展生态循环农业，推进畜禽粪污、秸秆、农膜等农业废弃物资源化利用，实现畜牧养殖大县粪污资源化利用整县治理全覆盖，下大力气治理白色污染”。

治理“白色污染”，是发展生态循环农业之需。

首先应从源头下手，据调査，农民对便宜可行的能“化在地里”的地膜产品及技术呼声越来业界观察越高；因此，尽快研制出易降解、无污染的新型地膜换代产品已成为全国乃至全球农业发展的迫切需求。

在国内外广泛开展的可替代塑料地膜产品的研究中，液态地膜因其具有安全、高效、无残留的特点脱颖而出。

液态地膜能否替代塑料薄膜参与到生态循环农业生产中呢？•液态地膜发展现状-［液态地膜的产生］为了解决塑料地膜引发的“白色污染”问题，全球科研工作者纷纷寻找能够替代塑料地膜的可自然降解材料。

早在1963年，比利时根特大学DeBoot等人与Labofine公司合作，研制出了沥青乳化剂Bitume（商品名为Humofina,简称BIT）,并在多个国家和地区进行试验，该产品当时曾被作为土壤调理剂新产品进行推广。

我国的液态地膜研发始于1986年，科研工作者首次引进比利时的BIT产品进行应用研究，但因其市场环境适应性差、价格昂贵、运输不便等问题，转向从国内自然条件、经济条件、生产力条件、运输条件等多方面入手，同时吸收借鉴国外成功经验，开始大量液态地膜的国产化研发。

1998年，第一代国产液态地膜问世，其以石油沥青或渣油为原料，成本比较高，推广难度较大。

之后，围绕液态地膜研究的科技工作相继开展并取得了很大成就⑴役第二代液态地膜主要是以农作物秸秆、树皮等为原料，利用风化煤、褐煤或泥炭等进行化学改质，并添加一些添加剂制造而成。

其价格有所降低，原材料来源更为广泛。

第三代液态地膜主要以造纸废液、酿酒废液、海藻废液、淀粉废液等为原料，在多种交联剂的作用下形成高分子化合物。

第四代液态地膜是在交联剂的作用下，将腐殖酸、木质素、纤维素和多糖合成高分子化合物，并添加硅肥、微量元素、农药和除草剂，混合制取多功能可降解黑色液态地膜。

第五代液态地膜是以富含腐殖酸的风化煤为主要原料，添加活性剂、交联剂、除草剂等混合而成的多功能可降解黑色液态地膜，可集农药、肥料和农膜于一身，具有可现场喷施造膜、自然出苗、对地形地貌适应能力强等特点⑶。

-3-通过科研人员多年的研发与实践，液态地膜不断更新换代，产品种类日益丰富，按照材料来源主要分为3大类（表1）。

其中，天然高分子降解液态地膜具有良好的降解性、透气性、安全性、经济性，并且可完全生物降解，材料来源丰富，使用过程无污染。

甘肃省农业科学院与当地企业联合，以牛粪提取物与农作物秸秆为原料制成的生物液态地膜，在当地适用于防风固沙，且降解后还可作为优质有机肥改良土壤团粒结构，改善土壤通透性，可使5~15cm的土壤增温2C,作物生育期提前3~5d,同时可抑制水分蒸发率30%以上，提高土壤含水量20%以上问。

江苏省农业科学院农业设施与装备研究所通过物理修饰水相塑化技术，采用玉米淀粉等材料研制出新型液态地膜，可替代传统塑料地膜，保温、保境性好，667m* 2使用成本只要100元，并且3〜6个月内可完全自然降解，不仅保护环境，还能改良土壤切。

Hsueh等凶在木质素地膜中加入农药和肥料，得到低成本多功能地膜，不仅可以使地温提高1~4-C,蒸发抑制率可达30%以上，土壤含水量提高20%以上，土壤容重降低6%~10%,土壤水稳性团粒数量增加10%以上，还能使土体含盐量降低，作物生育期提前，增产20%以上，推广效果非常理想，可用于荒地、沙地、盐碱地、滩涂整治及工程道路护坡、固沙造林绿化、渠道防侪稠【业界观察Vegetables2019.7渗等领域。

化学高分子降解液态地膜，一般分子链较长，较稳定，对土壤粘附作用较强。

以上2种液态地膜由于原材料丰富、降解彻底，逐渐成为近年来研究和应用的重点，但化学高分子降解液态地膜往往由于成本偏高，保温效果一般，目前推广应用较少。

复合型液体地膜（表1）原料来源广泛，辅以一种或多种功能于一体，降解性能良好，推广应用较多。

例如有机无机复合型液态地膜，在性能上各成分可互相取长补短，使其综合性能优于原组成材料而满足不同需求，是一种功能相对全面的新型液体地膜，也是下一代地膜发展趋势。

乌鲁木齐中汇国豪生物科技有限公司⑼将蒙脱石（硅铝酸盐）和腐殖酸进行改性，在交联剂、成膜剂的作用下形成高分子，然后再与各种添加剂、硅肥、微量元素、农药和除草剂混合，制成多功能可降解黑色液态地膜，既可以保温、保水、防止蒸发、提高出苗速度，又可以保肥、减少养分流失、防止土壤板结，还可以快速分解、改善土壤环境。

这种腐殖酸多功能可降解黑色液态地膜以自然界中可开发利用的腐殖酸资源（褐煤、风化煤或泥炭）为原料，不含重金属，无毒、无污染、无公害，属环保型新技术产品，可用在干旱、寒冷、丘陵地区水土保持整治以及工程道路护坡、固沙造林绿化和渠道防渗、树木防冻等领域，还可用于鲜食玉米生产，提高产品品质（气味风味、柔嫩性均有明显优势，感官品质、色泽、糯度、皮厚度等品质也有所提高）001o污泥多功能全降解液态地膜，不但可替代常用的塑料地膜，还能有效解决污泥处理利用难题。