十堰地區農地膜使用現狀及其污染防治對策建議

王笑溪，宋瑩燃，黃曉珊，李 濤，唐 燃，何 劍，李 輝，林 杉

（1華中農業大學資源與環境學院，武漢 430070；2十堰市農業綜合執法支隊，湖北十堰 442000；3湖北省十堰市農業生態環境保護站，湖北十堰 442000；4湖北省十堰市鄖陽區農業技術推廣中心，湖北十堰 442514；5湖北省丹江口市農業環境保護站，湖北丹江口 442700）

0 引言

農地膜是現代重要的農業生產材料之一，具有良好的保溫、保水保肥、抑制草害和蟲害的作用，能夠達到顯著增加覆膜作物產量的效果[1-2]。中國自20 世紀70年代末引進農地膜覆蓋栽培技術后，農地膜使用量和覆蓋量不斷增加，現已是世界上農膜使用量最大的國家[3-4]。根據2020年《中國農村統計年鑒》數據顯示，2020 年全年中國地膜使用量達到135.7 萬t，覆膜面積達到約1738.68 萬hm2，遠高于美國、日本及歐洲地區發達國家[5]。同時，由于長期以來對農地膜重生產使用、輕回收的習慣[6]以及殘膜回收制度存在缺陷，導致部分地區殘膜污染嚴重，限制了農業可持續發展[7-8]。

十堰地區地處鄂西北地區，作為南水北調中線工程核心水源地，受水地區為京津冀豫等廣大北方地區，其中通水7年來為北京市供水超過73億m3，占城區供水的70%以上，直接受益人口超過1300萬人[9]，因此十堰地區的地理位置十分重要，環境污染管控影響面廣。近年來，十堰全市作物種植面積已超過20萬hm2，且每年仍有小幅度增加。其中，油菜籽、稻谷、玉米、蔬菜、花生、煙草等作為十堰地區的主要種植作物，產量有增有減。據統計，2020年全市全年玉米產量29.98萬t，與上一年相比增產13%；稻谷全年產量19.18萬t，與上一年相比減產12.1%。農地膜覆蓋栽培技術作為作物種植過程中不可缺少的增產措施，其使用覆蓋率日益增加，而不科學的使用方式和不成熟的回收現狀引起的農地膜殘留不僅難以對農作物生產起到正面影響，還會由于自身降解等因素阻礙農作物的發展，對土壤、水體、作物生長都會產生不同程度的影響，因此農地膜污染問題亟需解決。

本研究通過對十堰地區農地膜使用現狀的分析，針對農地膜使用、回收、處理過程中產生的問題進行探討，提出解決農地膜污染問題的對策建議，以期為解決十堰地區農地膜污染問題提供一定的借鑒和參考，為實現鄂西北地區農業的可持續發展提供理論支撐。

1 十堰地區農地膜使用及回收現狀

1.1 農地膜殘留量逐年增大

農地膜的主要成分是聚乙烯，其化學性質穩定，殘留的農地膜在自然狀態下可存留200 多年[10]，地膜殘留量隨著覆膜年限的增加而不斷增長[11]，覆蓋年限越久，殘留量越大，累積效應明顯[11-12]。2017年的十堰地區污染源普查數據顯示，該地區年度地膜使用量為1461.04 t，多年累積殘留量達261.3t[13]。十堰市農業農村局收集的數據表明，2019年該地區農地膜使用量為2222 t，回收率僅為66.3%，殘留量達到748.81 t；2020年該地區農地膜用量為1439.14 t，回收率為70%，殘留量達到431.74 t。據分析，十堰地區農地膜使用量有一定程度減少，但由于其回收率不高，殘留量逐年積累，大量殘留的農地膜導致污染問題逐年加重。

1.2 不同區域農地膜使用量及回收率都存在明顯差異

從表1 中可以看出，2020 年十堰地區農地膜使用量和回收率區域分布不均、差異明顯。在全市不同區縣之間，鄖陽區、鄖西縣、房縣縣這3 個區縣的農地膜使用量均在300 t以上，其主要糧食作物和經濟作物為玉米、馬鈴薯、蔬菜和煙草等，這些作物農地膜單位面積使用量大，因此這些區域農地膜總使用量明顯偏多。數據顯示，茅箭區、武當山特區、張灣區等區域耕地面積均低于2000 hm2，農地膜使用量均低于20 t，推測原因為茅箭區和張灣區屬于市區，武當山特區主要產業為旅游業且以山地為主，建議今后農地膜調查工作強度在這些地區適度弱化。

表1 2020年十堰地區不同區域農地膜使用量及回收量統計

此外，鄖陽區、鄖西縣、竹溪縣、竹山縣等區域農地膜回收率大于等于80.00%，其中，鄖陽區是十堰地區農地膜使用量最多的區縣，但其農地膜回收率最高，達87.00%，該區農地膜回收策略和措施值得進一步示范推廣，從而提高鄂西北地區的農地膜總回收率。比較來看，農地膜回收率最低的區域是房縣縣，這是由于煙草種植所需農地膜使用量大且回收率偏低，而煙草是房縣縣的主要經濟作物，種植面積較大，建議有關部門將煙田列為重點監管對象。

1.3 覆膜作物種類較多，且不同作物覆膜情況存在差異

目前，十堰地區農地膜覆蓋作物已由過去單一的水稻、玉米等糧食作物發展為包括水稻、蔬菜等糧、經作物在內的多種覆膜作物種類。

由表2 可知，十堰地區農地膜單位面積用量最多的是其他經濟作物，包括黃姜、茶葉、柑桔、魔芋、中藥材、食用菌、山野菜、獼猴桃等；農地膜使用總量較多的是蔬菜、煙草、馬鈴薯等，均超過200 t，可以推測使用者更多地選擇經濟效益較高的作物品種加大農地膜用量，所收獲的效益也會更高。另外，從表中得到小麥和大豆的農地膜使用量極少，接近于0，推測是因為這2種作物多播種于冬季，且經濟效益較低，所以一般不使用農地膜。總體而言，地區覆膜作物種類存在差異與當地相關產業布局有關，造成農地膜使用的地區不平衡性和一定的集中趨勢。

2 十堰地區目前農地膜回收存在的問題

2.1 農民環保意識和覆膜專業知識薄弱

自20 世紀70 年代末開始推廣農地膜覆蓋栽培技術[14]，其較好的增產、增收作用已深入人心。農民更多關注短期作物產量提升，較少關注生態可持續發展，從而無節制地使用農地膜，對農地膜污染的危害缺乏系統的認知。十堰地區山地居多、人員稀少，雖然農戶在農地膜整治過程中認知和行為響應呈現正相關[15]，通過政府宣傳部分農戶有良好的回收意愿，但因為家庭成員外出務工、農業收入占比不大等客觀因素導致地膜回收程度仍然處于較低水平。長此以往，農民忽視農田的清理工作，參與農地膜回收工作的自主能動性差[16]，使農地膜污染問題在回收源頭難以有積極正向的反饋，最終導致農地膜殘留量逐年增加，加劇土壤環境惡化，農作物減產，對生態環境造成一定影響。

此外，農民辨別農地膜質量及成分的能力較差，對市場上部分生產者偷工減料、以次充好的現象難以辨別，導致部分不符合規定的超薄農地膜應用于日常農業生產中。在后續使用過程中不僅難以發揮農地膜原有作用，還會加大回收工作難度[17]。同時，大部分農民對農地膜的合理使用及回收方法并不熟悉，在農業生產過程中的一些不科學使用方法進一步為回收工作增加難度。

2.2 殘膜回收難度大

據2019 年十堰市農業生態環境保護站提供的資料表明，十堰地區已經有多家農地膜回收企業，擁有回收網點500 多處，且在農地膜回收利用和可降解農地膜推廣項目中，十堰市農業農村局也與其他相關企業達成合作關系。總體來看，殘膜回收處理工作越來越得到重視，但由于早期相關企業生產和市場秩序缺乏系統性，采取相關治理措施后短期見效有限，目前尚處于不斷嘗試和調整優化階段。

一方面，農地膜回收工作整體較分散，集中性不強，且大多與生活垃圾等混雜回收，分類處理難度大。大部分農村地區農地膜處理處置方式主要為人工撿拾、機械回收、就地集中焚燒、長期堆放于田間地頭等，造成較大的空氣污染和土壤污染等問題，十堰地區開展了不少農地膜回收處理工作，其中人工撿拾與機械回收相結合的方法是十堰地區的主要回收方式[18]。但由于現行回收機械性能存在缺陷、撿拾水平不高，使用后仍有部分農地膜殘留在土壤中，且成本較高普及程度不足，導致人工撿拾工作量極大。對于農民來說，機械輔助對回收工作減量程度有限、效益低，部分農民不愿意回收殘膜，隨意丟棄或直接焚燒，均對環境造成了一定的負面影響[19]。

另一方面，回收企業布局分散，基礎設施不完善，相關企業缺少合作和集中領導。加之小型企業政策及資金支持不足，關注度較低，企業從事此項工作公益屬性高、缺少效益的保證，難以在市場中長足發展，因此不足以支持回收工作全面開展，缺乏回收積極性[20]。

2.3 農地膜回收后處理成本高、可利用性低

目前，中國回收的破損較為嚴重的農地膜，處理方式多為再生造粒、油化回收、化學回收、塑料合金化、改性再生利用、做木塑材料和建工材料等[21]，其中再生造粒是最為普遍的處理方式，主要是通過將殘膜進行加熱，再塑化、切粒制成，這個過程往往只是改變了農地膜的外觀形狀，并沒有改變其內部構造，這項技術應用較廣泛的是濕法造粒工藝和干法造粒工藝，但都存在一定缺陷，前者成本高，可行性弱，后者加工得到的顆粒純度低，可利用性低[22]。其他處理方式也都需要消耗大量的人力、物力、財力，相關農地膜回收處理企業設備相對落后，技術水平較低，管理經驗不足，每年舊設備的維修和新設備的購進都需要消耗大量的資金，且處理后的農地膜也多為比較廉價的商品[23]，若僅依靠政府的大力扶持，企業的生存和殘膜的處理仍舊會是一個很大的難題。

其次，對于破損程度較低的農地膜，多為重復使用，但其可利用性低，并不能像全新的農地膜一樣起到很好的保溫、保水保肥、抑制草害和蟲害的作用，還會有更多的殘膜滯留在土壤中，隨著土壤的翻耕，殘膜分布到各個田間耕層，對土壤和農作物都會產生極大的危害。

2.4 責任結構化不明確

如何明確與農地膜相關的各方責任所在，是當前推進農地膜污染防治的一大難題。在農地膜污染的源頭上，部分農地膜生產商為了盈利，偷工減料、以次充好，以此來獲得更多的利益；部分農民環保意識薄弱、法律意識不夠，對農地膜的認識也很局限，很容易買到不符合標準的超薄地膜[24]，不僅影響使用效果，還會增加農地膜在土壤中的殘留。

在殘膜的回收工作上，政府對于農地膜回收的相關制度的推行難度大，很難通過環保宣傳等調動農民的積極性促使他們主動回收殘膜[25]。同時，還缺少正確指導農民使用農地膜的技術人員，農民缺乏系統認知，盲目使用農地膜，一定程度上導致了地膜殘留量逐年增多，加劇土壤污染。

目前，十堰地區關于農地膜的規章制度還在發展完善中，其中對造成農地膜污染責任方的懲戒力度、對農民主動回收殘膜的獎勵機制和對不符合規定的農地膜產品的生產者的懲罰制度等仍需要進一步成熟。此外，相關管理部門對農地膜的監管力度也存在提升空間，有關農地膜污染變化趨勢的預測和研究等的基礎數據庫若存在缺失，可能導致政府無法出臺符合當地情況的合理的農地膜區域回收政策，難以高效地貫徹落實農地膜國家統一標準，例如生產哪些類型的農地膜，使用多少厚度和數量的農地膜等。

3 十堰地區農地膜發展的對策建議

3.1 完善法律法規和相關標準，加大實施力度

2018 年5 月1 日開始正式實施的新標準GB 13735—2017《聚乙烯吹塑農用地面覆蓋薄膜》，對地膜的標稱厚度和覆蓋時間等指標提出了新的要求[26]（見表3），以提高地膜的質量和可回收性，從而減少農田“白色污染”。但新標準在推廣實施上存在難點，還需加強對地膜生產和銷售的監管，源頭上禁止超薄地膜進入市場，同時加強對農戶的宣傳引導，讓農戶意識到其中利弊，從而加快新標準的落實。

表3 GB 13735—2017標準變化（部分）

2011 年3 月1 日開始正式實施的新標準GB/T 25413—2010 農田地膜殘留量限值及測定，規定了地膜在農田土壤中殘留量的限值和測定方法，要求待播農田耕作層內地膜殘留量限值應不大于75.0 kg/hm2。但由于該標準不屬于強制性標準，且農村接收信息較為閉塞，以及設備落后所致的農地膜殘留總量測定不準確等，導致新標準實施起來具有一定的困難。

2020年9月，湖北省印發《湖北省進一步加強塑料污染治理的實施方案》，其中含部分農地膜回收及新型農地膜更替的相關要求，為了響應環境質量要求，保障一庫清水永續北送，十堰市農業農村局也推出耕地障礙利用農地膜回收及可降解農地膜推廣項目。但是在此基礎上，十堰地區農地膜回收利用網絡、殘留量標準及超過標準后的付費制度等一系列規定還有待進一步完善，同時農地膜生產、使用、回收、處理的統一標準也可以按照地方具體情況修改完善。

3.2 明確有關部門責任，加強宣傳教育

全面實施農地膜污染治理工作、實現農地膜可持續發展與明確有關部門責任體制密切相關。當前全國部分地區不同程度地存在農地膜監管體系不完備、力度不強或年度檢測次數偏少、未實現連貫性等問題[23]，十堰地區有關部門應該加強管理，明確有關部門責任，加強宣傳教育，把地膜污染治理納入當地有關農業綠色發展部門或個人的考核中，建立獎勵和追責機制。此外，根據十堰地區農地膜使用現狀數據顯示，殘留地膜逐年累積，建議各區縣農業農村局、生態環境局、市場監督管理局多部門聯防，完善農地膜監管體系；同時與相關權威性環保公司達成合作，開展常態化、制度化監測評估工作[27]，定期定點落實市面上農地膜各項數據及使用期內數據變化的監測，實現農地膜使用情況、回收情況實時監測，形成監測點覆蓋網絡，為農地膜管控提供數據分析的基礎。

此外，應嚴格落實國家強制性標準如GB 13735—2017等文件要求，將農地膜發展問題列為農業環境保護重點問題。一方面，嚴格管控市場上農地膜質量、價格等，始終保持高壓態勢，確保超薄農地膜等不符合標準的產品不出廠、不進店、不下田，并針對農地膜回收后的去向、處理方法進行跟蹤。另一方面，通過官方新聞宣傳、新媒體推廣、講座解析、實地下鄉教學等多渠道宣傳農地膜使用原理、殘留危害、回收辦法、方針政策等，幫助當地農民培養分辨市場上農用地膜質量好壞的能力，明確回收農地膜工作的重要性。

3.3 完善農地膜回收補貼制度，實現逐層控制

政策支持是影響農戶地膜回收意愿和行為的關鍵變量。為了減少農民因節約成本而購買超薄農地膜的現象，政府在加強農戶對殘膜危害環境認知的同時，可以采取成本補貼制度，比如規定農民使用標準農地膜即可獲得150元/hm2以上的補貼[3]，這不僅可以降低殘膜的回收難度，還會調動農民的積極性，保證環境保護相關政策得到有效執行[28]。

目前，十堰地區農地膜回收仍然是一大難題，成本高、污染大、勞動力不足、農地膜回收機械不夠先進等都嚴重影響了農地膜回收率，為解決這一問題，需要加大殘膜回收資金扶持力度。對于主動進行回收殘膜的農民，可以根據回收殘膜的大小制定不同的獎勵標準，將“補使用”轉為“補回收”[29]，一定程度上發揮補貼的經濟刺激作用。對于殘膜回收企業，需要投入一定的資金支持，使其擴大企業規模，研發快捷、方便、高效的殘膜回收機械，以便于提高殘膜回收率，減少土壤污染。

此外，根據國家所規定的環境責任，應該實行“污染者付費”制度[30]，即對環境造成污染的單位或個人必須按照法律的規定，采取有效措施對污染源和被污染的環境進行治理，并賠償或補償因此造成的損失。對于農田里留有大量殘膜但不作為的農民，可以實行收費制度，即對超過法律規定標準的殘膜進行收費，這樣不僅可以督促農民主動擔負起處理殘膜污染的責任，也在一定程度上降低了對環境的破壞和農地膜回收企業的工作難度。

3.4 集中農地膜使用區域，建立殘膜回收站點

據十堰市農業生態環境保護站數據，2019年十堰地區已擁有回收網點500 多個，2020 年十堰地區鄖陽縣、鄖西縣、房縣縣農地膜使用量較多，覆膜面積較大，建議可以在這些區縣多設置回收網點或設置回收處理總站，其余如茅箭區、武當山特區等農地膜使用量少的地區可以少設置或不單獨設置回收網點，合理規劃高效治理，方便污染防治工作的開展。總體上形成農地膜回收網絡，實現系統化管控。

農業發展在十堰地區占有較重要的地位，長久以來也形成了一系列穩定較合理的農業布局及辦法，因此大力整改趨于理想化，并不適用于十堰地區，提倡多種植農地膜使用量較少的作物品種如棉花、小麥、大豆等，一定程度上可以降低農地膜的使用量，進而減少不必要的污染。

3.5 研發新型農地膜、覆膜技術和殘膜回收技術，提高回收率

《中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》指出，十四五期間推進農業綠色發展，要求全面實施秸稈綜合利用和農地膜、農藥包裝物回收行動，加強可降解農地膜研發推廣[31]。農地膜相關技術提高主要可以從新型農地膜研發、覆膜技術、殘膜回收技術三方面入手。

政府部門應當充分依托湖北省相關高校強有力的科研資源積極促進環保新型農地膜研究開發，同時學習國內外農地膜相關標桿企業和示范地區的新型技術，與高校聯合研發性能更優化的農地膜。截至目前，國內可降解[32]研究方向的新型農地膜有生物降解農地膜[33-34]、光降解農地膜[35]等，前者主要通過真菌或細菌分泌的酶使聚合物逐級分解[36]，后者甚至可以通過調整光催化劑控制農地膜分解時間以滿足不同的覆膜時長需求[37]。在新型農地膜種植試驗成果穩定的基礎上，逐步擴大試用范圍[38]，以實現農地膜污染防治從“末端治理”轉變為“始端控制”，降低其對環境的污染程度[22]。

當前，地膜覆蓋技術主要有全膜覆蓋、半膜覆蓋、膜下滴灌、壟膜溝灌等模式[39]。十堰地區集內陸腹地季風氣候和地形小氣候于一體的特征，雖然地處濕潤地區，但也是中國中部地區的干旱高發地，北部重于南部[40]。其中以鄖西縣、丹江口市最暖，最冷為房縣縣且年溫差較大，年日照時間最長的鄖西縣與最短的竹溪縣相差327 h；降水方面以西南部的竹溪縣最為充沛，西北部的鄖西縣則最少，年雨量相差169.3 mm[41]。建議推動減量增效，第一，除少部分季節性干旱較嚴重的地區可使用全膜覆蓋增溫保濕外，其余地區主要為增溫除草作用，建議使用半膜覆蓋；第二，針對當地主要作物選擇不同覆膜方法，例如煙草種植建議多使用生物可降解地膜，玉米種植可推廣一膜多用技術[42]，馬鈴薯種植采用全膜雙壟壟播這一實驗證實產量最高的覆膜技術[43]，具有補灌條件的地區可針對蔬菜這類經濟作物積極推廣膜下滴灌水肥一體化技術[39]；第三，舊膜重復利用、秸稈覆蓋技術替代、保水劑施用、耕作栽培模式優化等新型技術[44]的推廣都能有效降低地膜使用的依賴度，減少地膜用量。

地膜殘留具有“時限積累性、區域差異性、分布多態性”的特征，現行殘膜回收方式較為單一，多采用人工撿拾為主機械為輔的回收方法，難度大、耗時久且仍有殘留。根據農業部印發的《農膜回收行動方案》[42]建議，一方面，在有條件的地區，加快地膜回收機具[45]的推廣應用，將地膜回收納入生產全程機械化環節，實現全機械化回收；在條件不允許地區，加大補貼力度，組織地膜回收專業組或服務隊[46]，實現人工搭配機械更高效的綜合撿拾方案；并扶持相關企業或周邊高校有關地膜回收機具研發和技術集成的研究，重點研發能夠兼顧作物生長和地膜回收的機械，一定程度上可提高農地膜回收率。另一方面，扶持地膜回收加工相關社會化服務組織和企業，引導農民合作社、種植大戶等新型經營主體起到地膜回收示范作用和科學回收方法試點作用，并給予一定稅收及用水用電方面政策支持，全行業聯動，最終形成完整的回收加工體系。

3.6 向國內外農地膜污染防治優秀示范區學習，擴大污染防治的地域合作

與湖北其他城市比較，省發改委、生態環境廳制定的塑料污染治理方案中，針對襄陽、宜昌、黃岡、恩施等農地膜使用量大的地區結合農藝措施推廣了接近3350 hm2重點覆膜作物可降解農地膜作為示范區，十堰地區應關注各地農地膜殘留量數據變化，借鑒行之有效的治理方案。

此外，國內其他省市很多地區也實行了農地膜污染防治政策，并取得了一定的成效。例如南京的郊區現代農業重點建設區域，將農地膜使用區集中起來，便于對其產生的污染進行綜合防治。為了更好的解決殘留農地膜污染這一問題，十堰地區可以向國內農地膜污染防治典型示范區學習，并結合實際情況參考學習國外優秀防治措施，如部分發達國家地膜生產標準更高，日本工業標準調查會制定的標準（日本JIS 標準）最低為0.02 mm，美國材料實驗協會執行的標準（ASTM 標準）和歐洲標準最低均為0.025 mm[47]，可以在一定程度上降低回收難度。同時，也可以與周邊地區進行農地膜污染防治的區域合作，共同協商解決農地膜污染的策略，制定有利于兩地農業發展且可以有效防治農地膜污染的政策，為解決農地膜帶來的環境問題貢獻一份力量。