農業綠色發展：當“廢膜殘膜”遇到“生物降解”

地膜，上世紀70年代被引入我國以來，以其保溫保墑、覆蓋除草等顯著優勢，廣泛應用于玉米、馬鈴薯、水稻等作物種植，逐漸成為農業生產中必不可少的生產資料，在很多地區成了“不推自廣”的技術。但由于長期大規模使用卻得不到有效回收，曾經風光無限的“致富膜”成為了散落田間的“白色污染”。如何在保障糧食安全的同時兼顧生態效益？如何應對傳統地膜使用中的殘膜污染問題？全生物降解地膜提供了新路徑。

由農業農村部科技發展中心負責項目管理，清華大學牽頭、全國農技推廣中心等單位參與的“十四五”國家重點研發計劃農業面源專項“綠色可降解地膜專用材料及產品創制與產業化”項目，致力于開發保溫保墑、降解可控、低成本的生物降解地膜，目前已取得積極進展，在全國范圍內示范推廣。

治理“廢膜殘膜”有招了

與農作物增產增收掛鉤的地膜，緣何被打上“白色污染”的標簽？或許我們可以從一些地區地膜回收不及時不恰當、殘留量高等現象中找到答案。“像新疆地區，一畝地殘膜量能達到70公斤，相當于在地里鋪了十層以上的地膜。”項目首席、清華大學化工系高分子實驗室主任郭寶華教授指出，地膜使用后產生的殘膜也會影響作物的發芽以及根系的生長，本該是農業生產中的“白色革命”，卻逐漸演變成了亟待治理的“白色污染”。

郭寶華介紹：“解決地膜污染問題，我們做過很多嘗試，從最早的光降解地膜到光生物降解地膜，但是發現這些地膜埋在土壤里基本不降解，同時還會造成微塑料的污染。這個時候我們就想到了自然環境中的一些有機物就是通過微生物的降解被轉化成二氧化碳和水。由此想到的就是把生物降解引入到地膜領域，開發全生物降解地膜，在保證使用地膜確保糧食產量的同時，對土壤無毒無害，是一種環境友好的材料。”

與傳統聚乙烯地膜相比，全生物降解地膜較高的價格往往使農民望而卻步，是制約其成為主流地膜的主要因素。郭寶華介紹，隨著技術的不斷進步，以及整個行業投資資金的進入和相關化工企業的規模化生產所產生的效益，目前全生物降解膜成本已經大大降低，0.01毫米厚度的全生物降解地膜，每畝用量6公斤，凈成本120元。同時，根據北京農技推廣站的統計，對使用普通聚乙烯地膜的土地進行殘膜回收，也要花上將近100元的成本。因此在同樣的無殘膜環境優化要求下，地膜全回收和地膜全降解二者間的成本基本持平。

給土壤上一層“鎖水膜”

“在浙江、江西、安徽這些長江中下游地區的水稻種植中使用全生物降解膜，今年的高溫干旱天氣下發揮了大作用，抗旱表現很出色！”全國農技中心節水農業處處長吳勇興奮地告訴記者。

吳勇介紹，之前在示范推廣中考慮更多的是全生物降解地膜對傳統聚乙烯地膜的替代作用，如今探索創新山地旱稻降解膜覆蓋節水增產方式，種、肥、水、膜可以實現一體化直播，在拋荒山地、新造耕地、丘陵山坡這些水肥條件不好的地方，也能像種植小麥玉米一樣種植旱稻，極大地提高了糧食產量。

按照傳統模式種植水稻的山區丘陵地區，受高溫干旱影響巨大，水稻長勢普遍偏弱。浙江省嵊州市農技中心推廣研究員周政法介紹，對一些缺水特別嚴重的旱地、山地，通過覆蓋全生物降解地膜鎖住土壤中的水分，安裝節水噴灌設施在水稻關鍵需水時期補水，“鎖水補水”雙管齊下，水稻節水抗旱本領進一步增強。

種了60畝旱作水稻的許潮林在今年夏秋季節遭遇的罕見高溫干旱天氣面前表現得很坦然。“用上了地膜，一般都不用怎么澆水，今年實在太熱了，給水稻噴了幾次水，產量沒有受影響。”許潮林是浙江省建德市楊村橋村楊家水庫家庭農場負責人。2019年，農場在地方農技中心指導下，開始嘗試水稻旱作。“之前我種水稻采用淹水灌溉，1畝地水費大約是200元，現在1畝地只需要四五十元的水費就夠。”許潮林說，“幸好采用了節水旱作技術，覆蓋了降解地膜、上了噴灌設施，不僅省了大量水費，而且每畝還能增產約150公斤。”在浙江建德，通過在丘陵山地旱稻上覆蓋降解膜，同不覆膜裸地相比，旱稻產量平均增產32.2％，新墾耕地“無水就無農業”的痛點得以解決，昔日無人問津的山旱地成了“香餑餑”。

不止“節省成本”還能“錦上添花”

“地膜回收這個事我們曾經十分撓頭。”北京昌平區鑫逸農場的負責人徐學武介紹，普通聚乙烯地膜使用完后，需要工人用鉤子將地里的覆膜收集起來，光是回收就要忙活上一整天，之后回收的地膜需要運往外地進行專門處理，又是一筆不小的運輸費用。自從在北京農技推廣站推廣人員的推薦下使用了全生物降解膜應用于草莓種植，在地膜回收處理上的開支節省了近千元。“今年用膜，基本沒發現什么病蟲害，而且用降解膜的棚地溫要比使用普通膜的棚高出2至4攝氏度，更有利于草莓扎根，植株健壯，花蕾也多。”

同樣，在根莖類作物種植上，全生物降解地膜也得以大展拳腳。這得益于地膜降解過程中的性狀變化與作物不同生長時期的不同需求之間能步調一致、打好配合。“以馬鈴薯為例，在苗期需要地膜滿足其保溫保墑需求，到生長后期塊莖膨大、營養物質積累又需要晝夜溫差大，這時的全生物降解膜使用到半途，自然而然發生破裂，甚至省去了人工掏膜的精力和成本。”吳勇告訴記者，在全生物降解地膜的替代示范中，地膜的“可降解性”為塊莖類作物的增產錦上添花。

農業農村部科技發展中心項目管理一處處長熊煒提出，下一步，“綠色可降解地膜專用材料及產品創制與產業化”項目要進一步發揮產學研推各方協同攻關的優勢，不僅研發出真正安全、高效、經濟的綠色可降解地膜產品，還要形成可推廣的配套技術、可持續的產業模式。結合各地示范應用情況，將可降解地膜產品和技術因地制宜、更大范圍地應用于農業生產一線，為農業綠色發展和鄉村振興提供有力的技術支撐。