云南省地膜残留对土壤和农作物的影响及对策研究

时间：2024-05-28

李小敏朱润云

（1.云南农业大学经济管理学院，云南昆明 650201；2.云南省农业技术推广总站，云南昆明 650032）

地膜即地面覆盖薄膜，被用于土壤表面的覆盖，具有保持土壤水分以及防虫害等功能。地膜主要以聚乙稀为原料，同时在生产过程中加入增塑剂形成。聚乙稀无臭、无毒，具有优良的耐低温和耐腐蚀性。我国自1978年从日本引进推广以来，目前已被广泛用于蔬菜和棉花等农作物生产。地膜对农业的生产产生了巨大影响，我国农村经济由于地膜的使用得到了巨大发展。2001—2015年，我国农用地膜使用量不断上升，云南省的地膜使用量也在不断增加，但与之带来的问题是残留在土壤中的地膜也在不断积累。残膜会破坏土壤结构，抑制土壤微生物的生长，使农作物减产，且在自然环境条件下残膜极难分解，在土壤中可存在200～400 a。

1 研究方法

本研究中全国和云南省地膜使用量数据来源于国家统计局（2001—2015年），各年地膜用量如图1和图2所示。研究方法上，本研究通过实地调研，采取问卷调查的方式，调查云南省10个县各户地膜支出、对地膜效果的评价、当地有无残膜回收网点、对残膜的处理方式以及对可降解地膜的使用意愿等情况。

2 云南省残膜污染现状

图1 2001年—2015年全国地膜用量统计

图2 2001—2015年云南省地膜用量统计

表1 地膜残留标准

通过对云南省10个县近5年的地膜用量分析发现，大部分农户认为地膜的使用效果很好，且地膜用量在逐年递增。然而，由于地膜使用量的增加和不恰当的处理，使得残存在农田中的地膜在不断积累。娄平［4］等通过对云南省红河州的实地调研发现，随着覆膜年限的增加，地膜残留量随之增加，红河州的地膜残留量每667 m2平均为4.013 kg，地膜残留处于二级标准（见表1）。张娜［2］等对通海县的调查发现，通海县土壤地膜残留量每667 m2平均为8.3 kg。朱丽梅［5］等对保山市的69个乡镇和3个园区进行调查发现，保山市农作物地膜覆盖面积全部为10.647万hm2，地膜使用量7 102 t，每667 m2土地地膜残留量平均为5.16 kg。吴志林等对易门县的实地调查发现，易门县全县总耕地面积为2.43万hm2，地膜残留量每667 m2平均为6.25 kg。按80%的耕地覆过膜折算，易门县全县覆膜面积1.944万hm2，土壤中的残膜量在1 820 t左右。曹利明通过对姚安县实地调研得出结论，姚安县每年平均有16.35%的地膜残留在土壤中，即每年平均有80 t地膜残留，每667 m2土地地膜残留量平均为7.6 kg。

总体而言，云南省的地膜残留量每667 m2平均为4～10 kg。在该标准下，地膜的残留量对农作物的生长和生产没有太大影响。但是，通过对云南省2018年10个县的实际调研数据分析发现，农户近5年的地膜使用量在逐渐增加，会导致土壤中的地膜残留量不断增加，如果地膜残留量超过此标准，会对土壤和农作物生产造成极大的负面影响。

3 地膜残留对土壤和农作物的影响

3.1 地膜残留对土壤的影响

地膜的主要成分是聚乙烯，在自然环境中具有不透气和不透水的特性。因此，如果地膜残留在土壤中会形成阻隔层，阻隔空气和水分进入土壤，导致土壤含水量、土壤孔隙度等发生变化。蔡金洲［6］通过实验证明，地膜残留会对土壤水分向上移动产生影响，土壤水分向上移动的距离随着残膜面积的增大而减小。刘海对不同处理的种植前与收获后的土壤理化性状比较实验表明：随着地膜残留量的增加，土壤的容重、孔隙度、含水量种植前和收获后平均下降分别在0.1～0.3 g/cm3、1%～5%、4～23 g/kg，且土壤中的有机质、氮、磷以及钾也都出现下降趋势。残留地膜可能会使土壤盐碱化，pH值升高，而刘海的实验也证明了这一点。地膜残留会对土壤中的微生物产生影响，赵雪［1］的模拟实验表明，随着残膜累积年限的增加，土壤中的放线菌数量呈现出明显下降趋势，覆膜的土地对比未覆膜的土地在玉米生长的各阶段平均下降了50.5%，且土壤中的细菌、真菌也都呈不同比例下降。

3.2 地膜残留对农作物的影响

地膜在生产过程中加入的邻苯甲酸-2异丁酯会通过破坏植物的叶绿素结构影响农作物的光合作用。地膜残留在土地中会破坏土壤结构形成隔离层，导致水分和空气难以下移，影响植物根部的正常吸收。刘海［3］测定在留有残膜的土壤上播种，农作物的烂种率达6.85%，烂芽率达5.26%，玉米的株高平均降低6.7～12.9 cm。一公顷地膜残留量为187.5 kg的土地对比一公顷无残膜的土地，玉米产量减少923 kg，减产率为9.8%。耿杰通过实验也表明，残膜会影响玉米产量。随着土壤中地膜残留量的增加，玉米的每公顷穗数、产量等均呈现出下降趋势。周瑾伟在对地膜残留对马铃薯产量的实验中发现，地膜残留对马铃薯的产量也有影响，且残留量越多，影响越大。地膜残留量为900 kg/hm2时，对比无残膜的土地，马铃薯减产2 997 kg/hm2，减产率为33.3%。根据新疆生产建设兵团130团的测定，在连续覆膜5～10 a的土壤上种植小麦和棉花，小麦的产量平均下降3%～6%，棉花产量平均下降15%～25%。

4 治理地膜残留的对策

4.1 研究开发新材料，大力推进使用可降解地膜

农用地膜的使用可以提高土壤的温度和湿度，保持土壤水分，提高农作物的产量。但现如今，农民使用的地膜多为一次性，这种地膜的主要成分是聚乙烯，化学性质稳定，能在自然环境条件下存在200～400 a。残留在土壤中的地膜会形成隔离层，阻隔空气、水分与农作物的交换，使农作物减产。而可降解地膜在自然环境中由于微生物的作用会自动分解成CO2和H2O，对土壤和农作物无影响，对生态环境也不会造成污染。然而，目前的可降解地膜由于存在强度不够、成本较高等问题，难以推广。通过对云南省10个县的调查发现，90%以上的农户赞同使用可降解地膜，但可降解地膜的价格较高，农户对可降解地膜的接受价格在10～20元/kg。因此，应大力研发新材料，优化可降解地膜的性能，逐步降低成本，从根本上解决地膜残留的问题。

4.2 政策扶持，促进地膜的回收利用

政府应该加大对残膜回收技术的政策和资金支持。通过对云南省的实地调查发现，大部分县农户购买残膜回收机无补贴也没有回收网点，因此政府可以制定一些优惠政策支持残膜回收企业的建立与发展。如果当地建立残膜回收企业，政府可以在场地、税收等方面给予支持。残膜回收企业可以提高残膜收购价格，调动农民回收残膜的积极性。对于交售残膜的农户，国家也可以给予适当补贴。企业通过对残膜的回收利用将残膜变成原料，以减少残膜的污染。

4.3 加强宣传教育

根据对云南省10个县的调查数据分析发现，80%以上的农户确认云南省政府以及当地的企业没有对残膜回收进行宣传。普通农户的学历普遍较低，大部分是小学文化。如果没有对农户进行残膜回收宣传，大部分农户很难认识到残膜的危害。因此，政府以及相关企业应该深入宣传，提醒农民残膜长期积累在土壤中的危害，培养农户不随便把地膜残留在土地中的习惯，增强农户回收残膜的积极性。