地膜，一把白色“双刃剑”

每到秋收和春种时节，马明秀都会穿梭于田间地头，她不是忙于庄稼的播种或收割，而是源于她从事了一份新的职业——农田保洁员。

马明秀是甘肃省永昌县朱王堡镇梅南村村民，2015年10月，她成为了梅南村的农田保洁员，负责捡拾村庄周围、交通沿线、河道沟渠等区域的废旧地膜，同时督促农户及时清理自家的废旧地膜。

像马明秀这样的农田保洁员，在金昌市有234名。记者了解到，这是甘肃省对废旧地膜回收的一种探索。但实际遇到的困难很多，不止让甘肃很头疼，全国其他地区也不例外。

1979年，我国从日本引进地膜覆盖技术，随后大面积推广。截至2014年，全国地膜用量达到144.1万吨，覆盖面积超过3亿亩。地膜的作用显而易见，甚至可以说是“劳苦功高”，但废旧地膜产生的“白色污染”，也让许多地方政府和农民挠头不已。

增产与污染有矛盾，回收和降解有难度，如何缓解土地难以承受之重，探索地膜“白色污染”的解决之道，成为困扰农业生产的又一个“老大难”问题。

增产与污染“难舍难分”

地膜覆盖具有增温保墒、防病抗虫和抑制杂草等作用，得到了社会的认可。已有试验和应用效果也显示，地膜覆盖技术能使粮食作物增产20%～35%，经济作物增产20%～60%。

截至目前，地膜覆盖技术已在全国范围得到广泛应用，覆盖作物种类从最初的经济作物扩大到棉花、玉米、小麦和水稻等大田作物。据《中国农业统计年鉴》数据显示，西北的玉米和棉花产区、东北的花生产区、华北的花生和棉花产区、西北的烟草产区以及所有蔬菜集中产区，是地膜使用强度较高的区域。

2008年以来，甘肃省开始在中东部旱作农业区创新研发推广以地膜应用为核心的全膜双垄沟播技术。据统计，2015年各类农作物地膜覆盖面积已经达到2863.92万亩，地膜使用总量17.56万吨。

甘肃省农业生态环境保护管理站副站长李崇霄在接受《中国科学报》记者采访时表示，地膜覆盖技术一举解决了粮食生产不稳定的历史性难题，结束了甘肃“一方水土养活不了一方人”的历史，为全国旱作农业发展探索了可供借鉴的成功经验。

但近年来，地膜覆盖技术的广泛应用也带来了一系列环境问题，在局部地区地膜残留已给农业生产和环境造成了严重的不良影响。

中国农科院农业环境与可持续发展研究所生物性节水与旱作农业创新团队首席科学家严昌荣研究员在接受《中国科学报》记者采访时表示，由于地膜不易降解的特性，土壤中残膜会对土壤产生一系列不利影响，主要是阻碍土壤毛管水和自然水的渗透，影响土壤吸湿性，还可能降低土壤通透性。

以甘肃省为例，结合第一次全国污染源普查，甘肃省农业部门于2008年在全省设立了12个具有代表性的监测点，对全省地膜残留污染情况进行了实地监测。结果显示，所有监测地块均有不同程度的残膜污染，残留量平均每亩介于5.23～14.67公斤。

2012年，甘肃省农业部门又在全省68个监测点实地监测。数据显示，与2008年相比，亩均地膜残留量总体上变化不大，但局部地区残留污染有加重趋势，最高残留量已达17.55公斤。

这也让甘肃省农科院旱地农业研究所副所长张绪成研究员感叹，地膜覆盖技术的使用是一把双刃剑，“有风险!”

“地膜残留污染是一种新型的污染方式，也是我国特有的污染类型，对地膜残留污染特点和危害尚缺乏深入研究。”严昌荣说。

防控污染源头是关键

多年来，许多地方政府和农民在享受地膜覆盖技术带来红利的同时，也与其展开了斗争。

在李崇霄看来，超薄地膜的大量使用是造成地膜残留污染的主要原因。这也得到大多数专家的认可。

目前，农业生产中广泛使用的棚膜和地膜均为聚乙烯吹塑产品。常用棚膜厚度介于0.08~0.14mm，由于厚度大，回收容易，单纯依靠市场行为，基本上都能得到有效回收和再生利用。

而记者在采访中了解到，我国现行地膜生产标准是1992年制定的《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜》，规定农用地膜厚度最低标准为0.008mm，但允许极限偏差上下浮动0.003mm，平均偏差小于等于15%。

由于地膜按重量销售，在同等覆盖面积下，地膜越薄，使用成本越低。“许多地膜生产企业和经销企业为迎合农民降低投入成本的需求，故意打政策擦边球，无视国家标准关于地膜厚度平均偏差的规定而只考虑极限偏差，加之针对地膜的市场监管一度严重缺位，导致厚度为0.005mm的超薄地膜作为合格产品。”李崇霄说。

事实上，地膜越薄，越容易破碎，人工捡拾清理或机械回收难度越大，农田残留率越高。“随着人工成本上升，企业的积极性不高，目前残膜回收利用状况并不像以前了。”张绪成告诉《中国科学报》记者。

张绪成也一直在探索如何减少地膜的应用，同时还能达到增产的效果。但目前还处于尝试阶段。

今年年初，甘肃省农牧厅、工商局、质监局联合印发了《关于禁产禁销禁用超薄地膜的通知》，在全省范围内全面禁止生产、销售和使用超薄地膜，旨在强化废旧地膜污染源头防控，进一步推进废旧地膜回收利用工作。

禁产禁销禁用超薄地膜能治理“白色污染”吗?严昌荣认为也不完全会起到作用，“前提条件是后续的回收利用要跟得上，否则加厚的地膜还会造成更严重的污染。”

而社会关注的国家标准也正在修订中，“目前征求意见稿已经下发，新的标准很快就会出来了。”严昌荣说。

“白色污染”有无克星?

假如能较好的防控地膜的污染源头，能在一定程度上减少污染量，然而对于已经造成的地膜“白色污染”，究竟有没有好的办法?

此前，通行的做法就是回收利用废旧地膜。2013年11月，甘肃省率先出台了全国首部关于废旧农膜回收利用方面的地方性法规——《甘肃省废旧农膜回收利用条例》，将成熟的管理经验和行之有效的政策上升到了法规层面。

据李崇霄介绍，目前甘肃省废旧地膜资源化利用方式主要有两种：一是将回收的废旧农膜进行粉碎、清洗后，通过热融、挤出生产再生塑料颗粒，利用再生颗粒进行深加工，生产PE管材、塑料容器、滴灌带等;二是将回收的废旧地膜无需清洗直接粉碎，混合一定比例的矿渣加工生产下水井圈、井盖、水篦子、树篦子等再生产品。

几年来，甘肃省废旧地膜的回收利用取得了一定的效果。2015年，甘肃省20个农田残膜国控监测点监测数据表明，0~20cm耕层土壤中亩地膜残留量介于0~10.12公斤，与2012年比较已明显降低。

而科学家们为解决残留地膜的污染问题也没闲着，其中生物降解地膜的研发最受关注。

严昌荣向记者介绍，生物降解地膜是指在自然环境中通过微生物的作用而引起降解的一类塑料薄膜。根据主要原料可以分为天然生物质为原料的降解地膜和石油基为原料的降解地膜。而天然生物质如淀粉、纤维素、甲壳素等，可以通过改性、再合成形成生物降解地膜的生产原料。

在世界范围内，欧洲和日本是生物降解材料、技术和生物降解地膜研发和应用最先进的国家和地区。目前，日本和欧洲生物降解地膜在地膜市场的份额不断上升，已达到了10%左右，局部区域的应用比例更高，如日本四国地区蔬菜种植中生物降解地膜比例已超过20%。

而随着生物降解材料和加工工艺的进步，生物降解地膜应用越来越广泛，主要用于园艺和蔬菜生产方面。

在我国，2010年以来，国外生物降解地膜材料研发生产大企业开始与中国有关科研和农业技术推广部门合作，在西北的新疆、西南的云南、华北的北京、河北，以及西北甘肃和内蒙古等对主要农作物，如棉花、玉米、烟草、马铃薯和蔬菜等进行了试验和示范，覆盖作物超过10个，面积超2万亩。

但该类产品目前还处在试验示范阶段，其产品的抗拉性、降解可控性、增温保墒性和产品的经济性限制了其大范围推广。