農用地膜 終可降解

鄭秀亮

20世紀80年代初，我國在農業生產中開始采用地膜技術，特別是近年來膜下滴灌技術的應用，對作物的增產增效作出了重大貢獻。業界內有一種說法，農用地膜的發明是一次“白色革命”，對農業發展起到了巨大作用。

然而，由于傳統農用膜不可降解，而且回收利用比較困難，土壤里殘留的地膜越來越多，對土壤造成了嚴重破壞，為農業生產帶來極大隱患。曾經為農業增收做出巨大奉獻的農用地膜，如今卻成為阻礙農業發展的重要因子。

為了破解這個難題，推動農業的綠色化可持續發展。相關的機構及公司紛紛投入研發試驗，位于廣州的金發科技股份有限公司（以下簡稱“金發科技”），經過十多年的潛心鉆研，終于生產出可完全生物降解的農用地膜，為破解農用地膜污染問題尋找到了出路。

從“白色革命”到“白色污染”

2017年12月，冬種時節，位于惠州市博羅縣的不少鄉鎮農戶正在地里開展新一輪耕種。在公莊鎮一片農田里，兩位農戶相互協作，忙著將一大捆地膜拉開并覆蓋在壟面上。農戶們表示，地膜在他們的耕種中必不可少，種玉米、蔬菜等都要用到地膜。

“農用地膜是一次農業的‘白色革命，對農業發展產生了巨大的推動作用。”金發科技戰略項目總監郭德凡提到，地膜主要有4種通用功效，即保溫、保濕、保肥、除草。“在西部地區，地表蒸發量大，農業耕種中，水分的保持十分重要，農用地膜可以說是幫了大忙。”郭德凡介紹說，覆蓋上地膜之后，水分可以保持住。而除草地膜的作用也是非常大，使用專用除草地膜能控制雜草生長，可以減少除草劑的使用，“少用除草劑可以讓食品安全更有保障。”

在博羅縣長寧鎮一個草莓園里，鮮紅欲滴的草莓下，鋪著一塊塊表面為黑色的地膜。“我從去年6月份開始種草莓，先是整地，然后鋪上白膜。白膜經陽光一曬，膜下的土壤就發熱，有殺菌消毒、防雜草生長的作用。等到草莓長大了，就蓋上黑膜，有除草、維護園地整潔等作用。”草莓園負責人說，他種了8年草莓，地膜不可或缺。

農用地膜在農業增產中所發揮的巨大作用有目共睹，我國地膜覆蓋面積約3億畝，每年使用量超過120萬噸，均居世界第一。然而，地膜的廣泛使用也帶來了新的問題。目前傳統農用塑料地膜材料主要是聚乙烯（PE），在自然環境條件下難以降解，加之缺乏有效的治理措施，廢舊地膜在農田土壤中逐年增多，污染持續加劇。據統計，我國農田每年會新增20萬至30萬噸不能降解的殘留地膜，使土地板結、農作物減產，破壞生態環境。

“由于傳統PE地膜使用廢棄后難以徹底回收，在自然環境中難以降解，土壤中的殘膜會阻礙土壤毛管水和自然水的滲透，降低土壤通透性，破壞土壤結構，危害農村生態環境，影響農業的可持續發展。”郭德凡表示，塑料地膜可在土壤中形成阻隔層，使土壤中的水、氣、肥等流動受阻，造成土壤結構板結，嚴重危害生態環境，造成白色污染。

據測定，播在殘膜上的種子，爛種率可達6.92%，爛芽率達5.17%，減產量為12%左右。此外，殘膜碎片可能與農作物秸稈和飼料混在一起，牛、羊等家畜誤食后造成腸胃功能不良甚至死亡；漫天飛舞的殘膜還會影響環境景觀，造成“視覺污染”等。

“現在不管是農戶還是政府，都非常關注農膜污染問題，也呼吁大家進行回收，但是難度特別大。”郭德凡說，在國外，政府對農膜厚度有嚴格標準，“都是要求做的比較厚，使用后不那么容易破損，回收起來就很方便。”但是在國內，由于沒有標準，大家為了節省原料跟成本，地膜越做越薄，一季用完都爛在地里，“回收太難了，成本很高。就算回收回來，由于含有大量沙土，也無法利用，還是只能燒掉，污染很大。”

生物降解地膜破污染難題

為有效治理農田的“白色污染”，金發科技從10多年前開始研發可完全生物降解塑料。金發科技董事長袁志敏說：“作為從事高分子材料生產的企業，我們也想在環保上盡一個高分子材料人的力量，解決‘塑料不可降解這個世界難題。”

在前后歷經12年時間，投入10億多元研究破解之道后，金發科技研究的可完全生物降解地膜技術取得了重大突破，可有效解決農田面源污染，同時其增溫、保墑、增產等效果已接近傳統地膜，獲得了有關部門的認可。

“可完全生物降解地膜，關鍵就在于它的原材料可以被自然界的生物進行分解。”郭德凡表示，“可完全生物降解地膜最終成為自然循環中的一環，不會產生新的污染。”這種地膜使用后能在堆肥、土壤、水和活化污泥等環境下被微生物或動植物體內的酶的作用下最終分解為二氧化碳和水，對環境友好，是根治傳統塑料產生的“白色污染”的良方。

“目前市場上也有可降解地膜，但是這里面是有區別的。”郭德凡說，市場上目前有也有“光/氧降解地膜”“淀粉基PE地膜”，雖然都是打著可降解的概念，但是并沒有真正得到降解。“‘光/氧降解地膜是在助劑作用下，不斷崩解，分子量降低，但是它只是把大的塑料變成小微塑料，實際上還是存在自然界，沒有消解掉，污染沒有得到解決，而且變成‘微塑料之后污染更嚴重。而‘淀粉基PE地膜最終只是淀粉基分解了，PE地膜仍然存在，其實是換湯不換藥。”

而可完全生物降解地膜采用的是生物降解材料，只要在有陽光、有水和微生物的條件下，就可以自動分解。“材料中的聚合物的分子鏈在酶、水以及熱的作用下斷開，某些細菌和真菌之類的微生物會吸收高分子作為食物，并利用他們來完成代謝過程。這種代謝過程最終產物將會融入到大自然的產品周期中去。”郭德凡表示，可完全生物降解地膜最終的產物就是水和二氧化碳。

“可完成生物降解地膜不僅要關注降解的問題，而且還必須保證不影響農業生產。”金發科技生物塑料部業務代表陳志鵬提到，這種地膜不僅實現可降解，而且在保溫、保水、除蟲、壓草等方面，與傳統農用地膜沒有多大差別，“我們的地膜能保證在90天內持續發揮作用，而不會提前破碎或脆化等，確保不影響農業生產。”

地膜研發成功之后，金發科技也開始在全國各地開始試驗。2014年，在新疆生產建設兵團14個師進行14萬畝示范種植試驗，這是全國最大的生物降解地膜示范種植項目，涵蓋玉米、棉花、甜菜等新疆所有作物。種植完成后經過降解，土地中沒有發現農膜殘余。與同在兵團進行的其他廠家生物降解地膜相比，金發科技的生物降解地膜展現出了優異的使用性能，被兵團農業專家稱為兵團使用過的最好的降解地膜產品。如今，試驗覆蓋了新疆生產建設兵團除十一師與十四師之外的十二個師，合計84個團場，總示范面積達14萬畝，且涵蓋了玉米、甜菜以及其他經濟作物等幾乎所有兵團農作物，取得了良好的試驗示范效果。

為徹底解決農業面源污染，2014年青島市聯合金發科技在全市范圍內進行完全生物可降解地膜示范性的鋪設，涵蓋作物有馬鈴薯、花生、大蒜、番茄、甘藍等，耕作方式有滴灌種植、大田種植、保護地種植、越冬種植，示范面積達200畝。經實驗驗證，金發科技完全生物降解地膜在保障作物產量的基礎上，降解時間與降解程度達到了預期的效果；在大棚土豆種植實驗中，使用完全生物降解地膜區域測得大幅增產。

技術推廣需政府支持

雖然完全生物降解地膜有諸多好處，但是在實際的推廣運用過程中，卻并不如人意。“關鍵還是在價格上。”郭德凡坦言，由于金發科技所開發的新地膜價格比傳統地膜高，嚴重影響農民的使用積極性，同時又缺乏政府扶持，導致這一技術難以推廣開來。

郭德凡算了一筆賬，完全生物降解地膜一畝的使用成本是200元，而傳統地膜成本僅為90元/畝。如果傳統地膜算上回收成本，則每畝要加上50～60元，這樣算下來還是傳統地膜比較便宜。農戶種植的過程中看重的更多只是效益，算的是經濟賬，所以一般都不會主動使用。“這是一種惡性循環，而如果用的人多了，成規模生產，價格是可以降下來的。”

但是從更高的層面來看，完全生物降解地膜可以解決白色污染難題，能解決環境問題，這一方面不容忽視；而且如果使用傳統地膜，造成的土地板結、肥力下降等問題也會限制農業發展，如果把這些成本都這算下去，實際上采用完全生物降解地膜技術的綜合成本反而更低；此外還有部分農作物能取得增產增收的效果。但使用者目前還不關注這些方面。

對此，郭德凡希望政府能加大引導力度，鼓勵人們逐步采用生物降解地膜這個新技術新產品；同時提供政策支持、財政補貼、金融保障、社會保障等方面的扶持。

一些業內人士認為，國家應盡快出臺相應政策法規，采取切實可行的措施，進行宣傳引導，加強市場監管，完善健全推廣應用生物降解地膜激勵機制。對嚴重污染環境的產品，完全禁止生產使用；對可用全降解材料替代的老產品提高征收稅率，或征收環境資源費，以支持環境友好新產品的研發生產，推動產業升級。

要建立示范推廣專項資金，加大推廣應用力度，選擇不同地區，針對不同作物擴大試驗項目和范圍。像推廣電動汽車、農用機械那樣，采取財政補貼政策，對購買使用降解地膜給予價格補貼，提高農戶應用生物降解地膜的積極性。

建議有關各方在示范階段組成聯盟運行方式，組建原料企業之間、原料企業與加工企業之間、加工企業與農戶之間、農戶與回收單位之間，以及企業、農戶、協會以及科研單位之間的聯盟，使得從生產到應用，從應用到處理和評價，成為一個運行有效的網絡，從而形成生產、應用、回收、降解等多方聯動格局。