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农田地膜残留难题迎来转机

  农用地膜残留问题依然令人担忧,吕军拿着铲子,轻轻叹了一口气。

  作为新疆维吾尔自治区石河子农业科学研究院农业环境与可持续发展研究所所长,吕军在新疆某地进行残膜调查时,撬开土壤,只挖了几铲,便看到了一团团破塑料膜。她告诉记者,这就是残留在土壤中的农用地膜。在一平方米深约20厘米的耕层中,她收集到了一大堆残膜。

  据农业农村部农膜污染防控重点实验室的调研结果显示,在新疆棉区,连续覆膜10年、15年和20年的棉田里,地膜残留量分别为10.8公斤/亩、23.3公斤/亩和28.7公斤/亩,污染最严重的农田残膜量甚至高达39.8公斤/亩。

  那么,这些地膜从何而来?

  上世纪80年代,我国迎来了“白色革命”,蔬菜、棉花等作物开始大规模使用地膜覆盖技术。这一张轻轻薄薄的地膜,使我国农业生产出现了革命性的变化,人们的粮袋子满了,餐桌上的菜品丰盛了。西北和高海拔水热不足地区的农作物产量,由低而不稳转变为高产稳产,地膜覆盖技术使大部分作物水分利用效率提高20%-30%,产量提高30%-50%,每年为农民增加经济效益超过1000亿元。

  “没有地膜,我国农产品的安全便无法得到保障。然而,过去粗放式的地膜应用方式在给农民带来增产增收的同时,也产生了日益严重的地膜残留污染问题。”农业农村部农膜污染防控重点实验室主任严昌荣对记者说。

  7月3日,农业农村部、生态环境部等4部门联合印发并将于9月1日实施的《农用薄膜管理办法》明确规定,禁止生产、销售、使用国家明令禁止或者不符合强制性国家标准的农用薄膜,鼓励和支持生产、使用全生物降解农用薄膜。

  瘦身过度,地膜容易成“地魔”

  每年我国地膜使用量达150万吨左右,农作物地膜覆盖面积近3亿亩,地膜的使用量和农作物覆盖面积均居世界第一位。“我国每年农作物地膜覆盖面积占全球90%以上,然而年使用量却只占全球总量的73%,这是为什么呢?”严昌荣接着说,“这是因为我国的地膜太薄,同样一亩地,中国使用地膜的重量是5公斤,而欧洲和日本则需用15公斤以上。”

  为防治农田地膜残留污染问题,欧洲和日本等国家的地膜厚度在0.02毫米—0.03毫米间,使用后实行强制回收,达到了有效控制农田地膜残留污染的目的。我国在上世纪90年代,制定的地膜国家标准(GB13735-92)中规定,地膜标称厚度为0.008±0.003毫米。但在实际生产中,为了降低成本,大部分地膜的厚度都没有达到标准,0.005毫米以下的超薄地膜充斥市场。

  受长期光照、风吹雨淋,地膜自身老化后强度会大大降低,加之地膜本身就很薄、强度低、容易破碎,导致回收极其困难。又因劳动强度太大,不能产生直接经济效益,所以大多数农民会将地膜直接翻耕到农田中。

  地膜应用需求广,清理难、回收难,无再利用价值,只能被翻耕在农田、弃置在田头及沟渠中。日复一日年复一年,昔日为农民增产增收的地膜,变成了今日的“地魔”。

  第二次全国污染源普查显示,我国覆膜农田土壤中地膜累积残留量达118.48万吨。“目前,我国大部分耕作土壤均有不同程度的地膜残留污染,在西北局部区域,农田土壤中的残留量达到了12-13公斤/亩,这种现象和问题是属于我国特有的。”严昌荣说。

  从田地中收集到的地膜处理困难,有些农民干脆将地膜直接焚烧。“国家明令禁止焚烧地膜,但仍有农民私自偷烧地膜。”吕军在调研时发现,焚烧地膜的现象依然存在。

  为了提高农用地膜回收率,2017年,国家修订了《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜(GB13735-2017)》强制性标准。新标准提高了地膜的厚度下限,规定地膜厚度不得小于0.01毫米。

  “虽然新国标提高了地膜厚度、强度及耐候性,但对于卷收式地膜回收机的作业要求,这个标准仍然不够。”严昌荣给记者看了一张对比图,“左边是0.01毫米的地膜,用回收机回收的残膜都是断裂的,而且中间夹杂着大量的秸秆、碎土。而右边是日本0.03毫米的地膜,回收上来较为完整,且含杂率很低,基本可以实现全部回收。”

  地膜夹带杂物,严重影响再生利用

  地膜应用、回收处理和再利用是一个完整链条,环环相扣,处理和再利用环节对前端的依赖性极大。记者调查发现,在地膜回收过程中,会裹挟着作物秸秆和泥土沙石,如果回收地膜中含杂量过大,将严重影响回收地膜再生利用。

  “5年前,公司刚开始做地膜回收业务,那时候由于没有经验,对回收地膜含杂率没有要求,从农户手里收回的残膜中含有大量的泥土和秸秆,含杂率过高导致我们根本无法进行生产和加工再利用。”云南科地塑胶有限公司经理丁燕莉回忆公司刚开始探索地膜循环回收利用业务时,十分无奈。

  近年来,云南科地塑胶有限公司与当地烟草公司合作,进行回收地膜加工处理,回收的地膜经过“破碎—清洗—风送—造粒”等工艺,被生产加工成塑料再生颗粒。目前,这家企业每年收购6万多吨废旧地膜,生产塑料再生颗粒1万多吨。“不过,地膜回收再利用不是我们公司的主营业务,因为这块利润很低,基本上是在赔本经营。”丁燕莉说。

  在云南科地塑胶有限公司的回收地膜处理车间,记者注意到,车间内共有4条生产线,只有3条在生产运行。经了解,生产线无法正常运行的主要原因是回收地膜所含杂质损坏了设备部件,不得不进行停机维修。“很少有4条生产线同时运行的时候,开工不足导致成本更高了。”丁燕莉说,2019年公司的废旧地膜库存量达2.2万吨,产能不足,导致大量回收地膜无法进行处理,而堆积在工厂的原料储存场地上。

  受世界石油价格和新冠肺炎疫情的影响,今年塑料再生料市场尤为“寒冷”。丁燕莉为记者算了一笔账,生产塑料再生颗粒成本包括原料购买费用、运输费用、清洗再造粒人员费用、厂房设备折旧费等,大约在5000元/吨。往年,塑料再生颗粒的售价为5500-6000元/吨,而目前市场价只有4500元/吨左右,导致部分农膜回收再利用企业处于停产状态。

  “事实上,塑料再生料的市场需求很大,一些生产诸如黑管、低端塑料制品的企业,对塑料原料的品质要求不高,就会选择再生料。一般新料价格在7000元/吨左右,再生料与之相比具有一定价格优势,随着世界石油价格的提高,塑料再生料市场还是有前景的。”丁燕莉说。

  然而对于农膜回收再利用企业来说,地膜回收再加工有些“费力不讨好”。投入大量的人力物力,但没有利润,企业无法运转,只好转变方向,通过回收棚膜,弥补原料不足的问题,从一定程度上来说,打击了企业对回收地膜处理再利用的积极性。

  生物降解地膜能替代聚乙烯地膜吗?

  如果在地膜残留的土壤中继续耕种,会有什么结果?

  普通地膜的原材料是人工合成的聚乙烯(PE)。严昌荣表示,由于聚乙烯地膜增温保墒效果好且价格低廉,因此深受农户的喜爱。然而,这种聚乙烯地膜在自然条件下很难分解。吕军曾带领团队做过一个模拟实验。他们将甜菜种子播撒到高地膜残留量的农田中,发现残留地膜严重影响了甜菜生长发育,导致甜菜形成畸形根,含糖量较低,大大降低了甜菜的品质。

  吕军介绍说,在新疆地区,甜菜生长前期需要地膜覆盖,覆盖地膜会起到增温、保墒、抑制杂草等作用。然而,在灌溉头水之后,地膜覆盖的功能就基本消失,而且会在一定程度上影响甜菜生长发育,地上出叶速度快,地下部分生长相对缓慢,能否及时揭膜将直接影响到甜菜品质。

  为此,吕军团队开展研制“6微米甜菜专用超薄生物降解地膜”。所谓生物降解地膜是应用生物降解材料吹制而成,在自然条件下能够在环境中微生物作用下,完全分解为二氧化碳和水的一类地膜。

  相较于普通聚乙烯地膜,生物降解膜既能够满足甜菜生长发育的功能需求,又不用回收,可节省回收成本,实现甜菜覆膜种植的环境友好。

  据了解,经过“6微米甜菜专用生物降解超薄地膜”栽培出的甜菜,产量可达7744公斤/亩,产糖量为1092.84公斤/亩,较普通聚乙烯地膜覆盖甜菜增收了584.4元/亩。“推广生物降解地膜是今后解决地膜残留污染问题的重要途径,也是未来农用薄膜覆盖技术的必然趋势。”吕军说。

  近年来,我国在生物降解膜产品研发上取得了较大进展,但严昌荣坦言,与聚乙烯地膜相比,生物降解膜仍然存在增温保墒功能相对较弱和成本高的问题。一般情况下,生物降解膜覆盖的农田10厘米土层,日均温比聚乙烯地膜覆盖的农田低1度左右;另外,价格是聚乙烯地膜的2倍-3倍。因此,在目前技术水平下,生物降解地膜完全替代聚乙烯地膜仍存有困难。

  为了让生物降解地膜发挥更大作用,严昌荣建议,目前,普通PE地膜的操作方法、使用规范、管理措施等不适用于生物降解地膜,因此,应加快生物降解地膜产品和配套农艺技术的研究,利用生物降解地膜替代部分无法使用聚乙烯地膜,或者回收极端困难的聚乙烯地膜,促进生物降解地膜的合理应用。

  探索建立地膜回收利用体系

  “地膜回收再利用的参与者有生产者、销售者、使用者、政府部门,如何协调四者之间的关系,建立地膜应用、回收处理和再利用的机制极其关键。”严昌荣表示,对于地膜使用者来说,在享有使用地膜权利的同时,也应当履行回收地膜的义务。根据《土壤污染防治法》规定,未按照规定及时回收农用薄膜的个人,可以处二百元以上二千元以下的罚款。

  如何让地膜回收循环利用链条良性运转起来,谁来支付地膜回收再利用的成本?只靠地膜回收企业一己之力是不行的。如何平衡经济发展与生态环境之间的关系,是地方政府需要不断思考与探索的问题。

  2019年,农业农村部、国家发展改革委、财政部、生态环境部等部门联合印发《关于加快推进农用地膜污染防治的意见》中指出,坚持政府引导、部门联动、公众参与、多方回收,因地制宜建立政府扶持、市场主导的地膜回收利用体系。

  云南省曲靖市在2014年便已开始建立废旧地膜回收再利用体系。云南省曲靖市烟草专卖局(公司)联合当地生态环境、农业农村等部门,在整个烟区开展烟地膜回收治理。他们建立了农户+烟草公司+企业的回收网络,以烟草公司下设烟站及烟农合作社为基础,建立废旧残膜回收网点,实现地膜使用、废旧地膜回收与烤烟种植共同联动机制。

  即将实施的《农用薄膜管理办法》中提到,支持废旧农用薄膜再利用企业按照规定享受用地、用电、用水、信贷、税收等优惠政策,扶持从事废旧农用薄膜再利用的社会化服务组织和企业。

  严昌荣表示,废旧地膜是农业的产业垃圾,而不是能够完全可自我循环的资源。政府有关部门负有对地膜生产、销售、回收处理监管和问责权力,同时,有关部门还应对回收地膜处理承担一定的义务,适当投入一定比例的资金,补贴农民和回收企业,形成可以在一定程度上自我维持运行的系统。

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