云南省地膜殘留對土壤和農作物的影響及對策研究

李小敏 朱潤云

（1.云南農業大學經濟管理學院，云南 昆明 650201；2.云南省農業技術推廣總站，云南 昆明 650032）

地膜即地面覆蓋薄膜，被用于土壤表面的覆蓋，具有保持土壤水分以及防蟲害等功能。地膜主要以聚乙稀為原料，同時在生產過程中加入增塑劑形成。聚乙稀無臭、無毒，具有優良的耐低溫和耐腐蝕性。我國自1978年從日本引進推廣以來，目前已被廣泛用于蔬菜和棉花等農作物生產。地膜對農業的生產產生了巨大影響，我國農村經濟由于地膜的使用得到了巨大發展。2001—2015年，我國農用地膜使用量不斷上升，云南省的地膜使用量也在不斷增加，但與之帶來的問題是殘留在土壤中的地膜也在不斷積累。殘膜會破壞土壤結構，抑制土壤微生物的生長，使農作物減產，且在自然環境條件下殘膜極難分解，在土壤中可存在200～400 a。

1 研究方法

本研究中全國和云南省地膜使用量數據來源于國家統計局（2001—2015年），各年地膜用量如圖1和圖2所示。研究方法上，本研究通過實地調研，采取問卷調查的方式，調查云南省10個縣各戶地膜支出、對地膜效果的評價、當地有無殘膜回收網點、對殘膜的處理方式以及對可降解地膜的使用意愿等情況。

2 云南省殘膜污染現狀

圖1 2001年—2015年全國地膜用量統計

圖2 2001—2015年云南省地膜用量統計

表1 地膜殘留標準

通過對云南省10個縣近5年的地膜用量分析發現，大部分農戶認為地膜的使用效果很好，且地膜用量在逐年遞增。然而，由于地膜使用量的增加和不恰當的處理，使得殘存在農田中的地膜在不斷積累。婁平［4］等通過對云南省紅河州的實地調研發現，隨著覆膜年限的增加，地膜殘留量隨之增加，紅河州的地膜殘留量每667 m2平均為4.013 kg，地膜殘留處于二級標準（見表1）。張娜［2］等對通海縣的調查發現，通海縣土壤地膜殘留量每667 m2平均為8.3 kg。朱麗梅［5］等對保山市的69個鄉鎮和3個園區進行調查發現，保山市農作物地膜覆蓋面積全部為10.647萬hm2，地膜使用量7 102 t，每667 m2土地地膜殘留量平均為5.16 kg。吳志林等對易門縣的實地調查發現，易門縣全縣總耕地面積為2.43萬hm2，地膜殘留量每667 m2平均為6.25 kg。按80%的耕地覆過膜折算，易門縣全縣覆膜面積1.944萬hm2，土壤中的殘膜量在1 820 t左右。曹利明通過對姚安縣實地調研得出結論，姚安縣每年平均有16.35%的地膜殘留在土壤中，即每年平均有80 t地膜殘留，每667 m2土地地膜殘留量平均為7.6 kg。

總體而言，云南省的地膜殘留量每667 m2平均為4～10 kg。在該標準下，地膜的殘留量對農作物的生長和生產沒有太大影響。但是，通過對云南省2018年10個縣的實際調研數據分析發現，農戶近5年的地膜使用量在逐漸增加，會導致土壤中的地膜殘留量不斷增加，如果地膜殘留量超過此標準，會對土壤和農作物生產造成極大的負面影響。

3 地膜殘留對土壤和農作物的影響

3.1 地膜殘留對土壤的影響

地膜的主要成分是聚乙烯，在自然環境中具有不透氣和不透水的特性。因此，如果地膜殘留在土壤中會形成阻隔層，阻隔空氣和水分進入土壤，導致土壤含水量、土壤孔隙度等發生變化。蔡金洲［6］通過實驗證明，地膜殘留會對土壤水分向上移動產生影響，土壤水分向上移動的距離隨著殘膜面積的增大而減小。劉海對不同處理的種植前與收獲后的土壤理化性狀比較實驗表明：隨著地膜殘留量的增加，土壤的容重、孔隙度、含水量種植前和收獲后平均下降分別在0.1～0.3 g/cm3、1%～5%、4～23 g/kg，且土壤中的有機質、氮、磷以及鉀也都出現下降趨勢。殘留地膜可能會使土壤鹽堿化，pH值升高，而劉海的實驗也證明了這一點。地膜殘留會對土壤中的微生物產生影響，趙雪［1］的模擬實驗表明，隨著殘膜累積年限的增加，土壤中的放線菌數量呈現出明顯下降趨勢，覆膜的土地對比未覆膜的土地在玉米生長的各階段平均下降了50.5%，且土壤中的細菌、真菌也都呈不同比例下降。

3.2 地膜殘留對農作物的影響

地膜在生產過程中加入的鄰苯甲酸-2異丁酯會通過破壞植物的葉綠素結構影響農作物的光合作用。地膜殘留在土地中會破壞土壤結構形成隔離層，導致水分和空氣難以下移，影響植物根部的正常吸收。劉海［3］測定在留有殘膜的土壤上播種，農作物的爛種率達6.85%，爛芽率達5.26%，玉米的株高平均降低6.7～12.9 cm。一公頃地膜殘留量為187.5 kg的土地對比一公頃無殘膜的土地，玉米產量減少923 kg，減產率為9.8%。耿杰通過實驗也表明，殘膜會影響玉米產量。隨著土壤中地膜殘留量的增加，玉米的每公頃穗數、產量等均呈現出下降趨勢。周瑾偉在對地膜殘留對馬鈴薯產量的實驗中發現，地膜殘留對馬鈴薯的產量也有影響，且殘留量越多，影響越大。地膜殘留量為900 kg/hm2時，對比無殘膜的土地，馬鈴薯減產2 997 kg/hm2，減產率為33.3%。根據新疆生產建設兵團130團的測定，在連續覆膜5～10 a的土壤上種植小麥和棉花，小麥的產量平均下降3%～6%，棉花產量平均下降15%～25%。

4 治理地膜殘留的對策

4.1 研究開發新材料，大力推進使用可降解地膜

農用地膜的使用可以提高土壤的溫度和濕度，保持土壤水分，提高農作物的產量。但現如今，農民使用的地膜多為一次性，這種地膜的主要成分是聚乙烯，化學性質穩定，能在自然環境條件下存在200～400 a。殘留在土壤中的地膜會形成隔離層，阻隔空氣、水分與農作物的交換，使農作物減產。而可降解地膜在自然環境中由于微生物的作用會自動分解成CO2和H2O，對土壤和農作物無影響，對生態環境也不會造成污染。然而，目前的可降解地膜由于存在強度不夠、成本較高等問題，難以推廣。通過對云南省10個縣的調查發現，90%以上的農戶贊同使用可降解地膜，但可降解地膜的價格較高，農戶對可降解地膜的接受價格在10～20元/kg。因此，應大力研發新材料，優化可降解地膜的性能，逐步降低成本，從根本上解決地膜殘留的問題。

4.2 政策扶持，促進地膜的回收利用

政府應該加大對殘膜回收技術的政策和資金支持。通過對云南省的實地調查發現，大部分縣農戶購買殘膜回收機無補貼也沒有回收網點，因此政府可以制定一些優惠政策支持殘膜回收企業的建立與發展。如果當地建立殘膜回收企業，政府可以在場地、稅收等方面給予支持。殘膜回收企業可以提高殘膜收購價格，調動農民回收殘膜的積極性。對于交售殘膜的農戶，國家也可以給予適當補貼。企業通過對殘膜的回收利用將殘膜變成原料，以減少殘膜的污染。

4.3 加強宣傳教育

根據對云南省10個縣的調查數據分析發現，80%以上的農戶確認云南省政府以及當地的企業沒有對殘膜回收進行宣傳。普通農戶的學歷普遍較低，大部分是小學文化。如果沒有對農戶進行殘膜回收宣傳，大部分農戶很難認識到殘膜的危害。因此，政府以及相關企業應該深入宣傳，提醒農民殘膜長期積累在土壤中的危害，培養農戶不隨便把地膜殘留在土地中的習慣，增強農戶回收殘膜的積極性。

4.4 制定新的地膜生產標準

現今，云南省各縣農戶使用的地膜多為薄膜，而薄膜在農田中容易破碎形成細小的塊，回收非常困難。因此，相關部門應該制定新的地膜生產標準，提高地膜厚度，使地膜在農田中不易破碎，易于回收。

5 結論

①地膜殘留在土壤中會破壞土壤結構，形成隔離層使土壤中的含水量、孔隙度等下降。隨著殘膜的積累，土壤中的微生物也會不斷下降。

②殘膜會使農作物減產。地膜殘留量越多，對農作物的產量影響越大。

③目前云南省大部分土壤的地膜殘留量為二級標準。在該標準下，地膜殘留對土壤和農作物并沒有太大影響。但調研分析發現，近5年來，云南省的地膜使用量在不斷上升。可以預見，如果不采取有效措施，云南省的地膜殘留量將會達到三級標準，需引起重視。