生物降解地膜应用浅谈

生物降解地膜应用浅谈

作者：庞买只

来源：《新材料产业》2015年第05期

地膜不仅能够提高地温、保水、保土、保肥，还能在育苗时确保苗齐、苗全、苗壮，而且还有抑草、防病虫、防旱抗涝等功能，最终提高作物产量。20世纪60年代，地膜覆盖技术在日本、欧美等国家兴起，并得到普及。1979年以来，地膜覆盖栽培技术在我国得到了大力推广。我国1980年农膜覆盖面积仅为0.167万公顷（2.5万亩），2005年地膜覆盖面积达0.09亿公顷（1.35亿亩），2011年地膜覆盖栽培面积达0.23亿公顷（3.5亿多亩），全国地膜用量达120万t，我国已成为世界上地膜使用量最多的国家。预计2015年地膜覆盖栽培面积可达

0.267亿公顷（4亿亩）左右，地膜需求量达140万t左右。地膜的普及应用，尤其对于干旱、气候条件恶劣的地区，对农作物起到了保温保墒的关键性作用，使得作物产量明显增加，地膜已经逐渐成为农业中不可缺少的生产物资。

一、地膜污染日益严重

随着地膜覆盖面积不断推广，地膜使用量逐年增加，由于普通地膜难以回收，而且在土壤中100年也不降解。因此，经过多年的累积使用，土壤中地膜残留量越来越多，大量废旧地膜年复一年残留累积在土壤中，其危害正日益凸现。

甘肃省农业生态环境保护管理站监测结果显示，不同地膜覆盖地块土壤中的残膜量相差3倍多，每亩残膜量最高的为14.67kg，最少的为5.23kg。中国农业科学院监测数据显示，目前我国长期覆膜的农田土壤，平均每亩地膜残留量在5～15kg。2013年5月8日CCTV-1《焦点访谈》“农田里的白色污染”节目中提到，最严重污染地的残膜量达597kg/公顷。

土壤中的残留地膜对土壤以及环境的危害日益加重：耕地中残留地膜不断增加，土壤的原有结构遭到破坏，土壤肥力水平随之下降；残膜直接影响作物根系的发育和均匀分布，阻碍作物对水分和养分的吸收，导致作物减产；随意弃置于田边、地头的残膜，被风吹散后，挂附在农田周围的树枝、电杆上，飘到地头、路旁沟渠等处，影响自然景观，也影响农村环境卫生；残膜与秸秆、牧草混在一起，被牲畜误食后还会引起病害甚至死亡；残膜随意堆放或者焚烧，又会造成二次水源或气体污染。

废旧农膜残留污染已经成为农业可持续发展的严重威胁，因此，有效防治农田“白色污染”已刻不容缓。

二、解决地膜污染的途径

目前，解决地膜污染的途径主要为2大类。

1.地膜回收利用

地膜回收利用的思路主要是加大地膜回收利用力度，不仅减少了地膜的残留，而且回收的地膜可以得到重新利用，但是目前地膜回收利用也面临着诸多困难。

（1）回收效率低

普通地膜为了达到较高透明度、降低成本等，地膜做的很薄，厚度一般为0.004～

0.006mm，这样也使得地膜强度差，使用后由于老化，而且与土壤粘在一起，无论是机器还是人工，都很难回收，回收效率很低。

（2）回收成本高

地膜回收时的人工及设备投入成本大于回收薄膜的收益，社会效益虽大，经济效益却很小，加上残膜回收设备技术不够成熟，而大型残膜回收机械价格过高，农户购买能力不足。

（3）造成二次污染

回收的残膜与根茬、泥土混杂在一起，清洗难度大，即使清洗，也会造成水资源浪费，残膜上的农药、化肥残留等也会对水造成二次污染。如果将残膜进行焚烧，又可能对大气造成污染。

（4）回收后重新利用价值不大

回收的破损地膜碎片，由于风化老化，性能损失严重，几乎没有循环再利用的价值。

因此，人们如果想通过地膜回收利用的途径解决地膜污染问题，还需要做如下几方面的努力：

①加大地膜厚度，减少回收难度。地膜厚度增加后，强度好、老化慢、使用后便于回收，残膜就会很少了。

②修改地膜国标。原来的地膜国标《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》（GB 13735-1992）中地膜的最低厚度为0.008±0.003mm，很多企业为了追求成本最低、利益最大，生产的地膜厚度通常为0.004～0.006mm，因此，为了便于回收，就要从标准上加大地膜厚度，例如修改地膜最低厚度为0.01mm，针对使用期较长的地膜，厚度甚至可以设定为0.015～0.020mm。

③加大地膜补贴。由于地膜增厚了，成本明显增加，农民的积极性下降，因此，政府可以出台相关补贴政策，鼓励农民选用增厚地膜，摒弃使用超薄地膜。

④加大回收机械的研发、研制。地膜回收是一个产业，人工回收成本高，效率低，加大地膜回收机械的研发研制，而且回收机械要做大做好，提高回收效率，降低回收成本。

⑤完善回收机构的机制，激励企业重新处理利用废旧地膜。政府应该建立专业的残膜或回收地膜的回收机构，鼓励回收机构去农田大规模回收，并鼓励回收机构循环利用回收地膜材料。

总之，地膜回收利用这个途径还有很长的路要走。

2.使用降解地膜

解决地膜污染的另外一个途径，是采用降解地膜。降解地膜按照降解方式，可分为光降解、热降解、氧化降解、生物降解以及组合降解等，而真正环保、真正绿色的就是生物降解地膜。我国降解地膜发展经过了图1所示的几个阶段。

降解塑料不等于生物降解塑料，尤其以聚乙烯（PE）为基质，添加各种降解助剂得到的降解材料，并不是真正绿色环保的材料，因为它的降解产物不能被环境代谢吸收，所以它们与生物降解塑料存在着根本的区别。

生物降解塑料是指在自然界如土壤和/或沙土等条件下和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳（CO2）或/和甲烷（CH4）、水（H2O）及其所含元素的矿化无机盐以及其他新生物质的材料。

目前，世界上已经产业化的几种生物降解塑料有聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯（PBAT）、聚羟基烷酸酯（PHAs）、聚丙撑碳酸酯（PPC）、聚己内酯（PCL）等，这些材料均已符合ASTM D6400和EN 13432的标准。