农用地膜污染现状与防治对策

农用地膜良好的增温、保墒效果已对中国农业产生了积极的作用,但随着地膜覆盖技术的推广,使用面积不断扩大,残留地膜的危害也日趋严重,破坏了土壤结构,造成作物减产,污染农业环境。基于此,通过对农用地膜的使用现状、残留特征及影响因素进行综合分析,提出了农用地膜污染的防治对策。     

废旧地膜残留对玉米生产的影响探究

随着农用地膜使用量的逐年增加,农田地膜残留对农作物的危害问题引起了人们的重视。基于此,为探究废旧地膜残留对玉米生产的影响,开展农田残留地膜污染试验。结果表明:残膜对玉米生长发育具有一定影响,残膜越多,玉米受影响越大;残膜对玉米产量的影响不显著,但随着残膜数量增加玉米产量呈下降趋势;残膜会影响土壤理化性质,导致土壤质量下降。     

我国地膜覆盖和残留污染特点与防控技术

地膜覆盖技术已成为我国农业应用最为广泛的农艺技术之一,但同时地膜残留污染也成为影响农业可持续发展的一个重大问题,系统分析梳理地膜覆盖种植技术、地膜残留污染的特点及防控技术对于该技术合理利用具有重要意义。本文在已有工作基础上,系统分析了我国地膜覆盖种植技术应用情况、地膜残留污染特点和防治技术。结果表明,20世纪80年代以来,我国地膜用量及覆盖面积一直呈大幅度上升态势,年增长率在8%左右,1991—2011年20年间,地膜使用强度增加了3~10倍,但存在明显区域差异。总体上,北方省区的地膜使用强度大,增长幅度快。地膜覆盖应用作物也从经济作物扩大到粮食作物,应用面积最大作物依次为玉米、蔬菜、棉花、烟草和花生等。地膜覆盖技术的应用产生了巨大效益,但同时也带来了一系列污染危害。长期覆膜农田土壤中都存在程度不同的残膜污染,残留量一般在71.9~259.1 kg·hm-2。西北地区是残膜污染最严重的地区,土壤中残膜量远远高于华北和西南地区。残留地膜大小和形态多种多样,主要有片状、蜷缩圆筒状和球状等,在土壤中呈水平、垂直和倾斜状分布。目前,我国地膜残留污染防治技术滞后,人工回收是普遍和主要的回收形式,其他防治技术如机械回收、节约型地膜应用、生物降解地膜尚未较大规模应用。当前,为防止地膜残留污染进一步加剧,急需修订完善地膜标准和加强质量监管,提高可回收性;推广节约型地膜使用技术和残膜回收技术;开展地膜覆盖技术适应性研究,促进技术合理利用。     

新疆棉田残膜回收方式及资源化再利用现状问题与对策

地膜覆盖栽培技术在促进农作物增产增收的同时,地膜残留问题也给农业生产环境及生态环境带来了诸多危害,地膜使用与农业生态环境保护及农业绿色可持续发展之间的矛盾日益突出。新疆作为中国棉花主产区,受种植面积增长、长年连作、地膜强度差及回收力度不够等多重因素影响,棉田残膜污染问题尤为严重。该文在实地调研的基础上,分析归纳当前新疆棉田地膜使用基本状况及残留污染情况,以当前新疆棉田残膜回收方式及资源化利用情况为主要研究内容,对采用不同回收方式回收的棉田残膜特点进行分析。通过实地调查当前新疆残膜初清理方式、再加工处理工艺流程及利用途径等基本情况,分析了各生产环节配套设备及工作过程,结果表明:先进适用的农田残膜回收机械缺乏、机收棉田残膜含杂量较高、残膜初清理及再加工设备缺乏且技术不成熟、残膜初清理及再加工企业较少等是阻碍新疆农田残膜资源化利用进程的主要影响因素,建议通过加快耐候性及高强度地膜推广与示范,提升农田残膜机械化回收技术水平,合理布局残膜初清理及再加工企业等多种途径,实现地膜生产、使用、回收及资源化利用各环节协同推进,形成全产业链闭环残膜污染治理模式,全方位及多层次解决新疆农田残膜污染问题,为新疆乃至全国农田残膜污染治理及资源化利用提供一定借鉴与参考。     

五种常见可降解地膜的研究应用现状和展望

地膜覆盖是广泛应用的农业技术，但目前使用的传统塑料地膜在带来巨大经济效益的同时，存在严重的生态环境污染问题，影响农业的可持续发展，发展可降解环保地膜是必然趋势。本研究系统阐述了国内外光降解地膜、生物降解地膜、光/生物双降解地膜、液态地膜和植物纤维地膜制备材料、制备技术和产品的研究进展与应用现状，以及五种可降解地膜的优势和不足，并对植物纤维地膜的研究方向和发展前景进行了展望。本研究结果为进一步发展绿色环保、可完全生物降解的农用地膜，促进农业的绿色可持续发展提供了理论依据。     

新疆农田残膜污染现状及防控策略

塑料污染是全球性的难点问题,残膜污染是塑料污染在农田的表现形式。新疆是中国重要的农产品生产基地,覆膜种植总面积达347.8万hm2,年地膜投入量超过20万t,是全国残膜污染最为严重区域,具有代表性。总结新疆农田残膜污染的特点、综合治理现状以及存在问题对全国农田残膜污染的治理有较大的借鉴作用。该文应用文献检索归纳、信息查阅以及田野调查等研究方法,对新疆农田残膜残留区域分布特点与残膜在土壤中的空间分布特点进行了总结归纳;分析了地膜投入成本、地膜力学性能以及回收因素等残膜产生成因;对近年来农田残膜污染综合治理技术进行了梳理,总结了农艺防治、可降解地膜、多种回收组合模式以及机械化回收等4大类综合治理技术。最后,探讨了目前残膜污染综合治理中存在的农机农艺融合综合治理、残膜机械化回收、系统性农艺措施以及监测评价等问题,分析了完善残膜污染治理法规、把握农机-农艺-农膜相结合理念、加大耕层残膜的分级治理、研究新型地膜技术以及创新地膜应用栽培模式等污染防控策略。研究表明:现阶段PE地膜仍是农业生产的主要应用方式,开发新型地膜与可降解地膜,实现PE地膜的完全替代是未来的研究目标;新疆农田残膜污染治理应坚持"遏制增量,减少存量"的方针,加大地膜的机械化回收,规范农用地膜的使用与回收再利用,优化种植模式,建立残膜污染治理的可循环模式,以期对典型区农田残膜污染综合治理提供借鉴参考与解决思路。     

内蒙古地膜残留污染现状及残膜回收利用对策研究

内蒙古地区自20世纪70年代末开始,地膜覆盖技术得到了大面积的推广,但同时地膜残留污染约束了农业的可持续发展。据统计2011年以后全区地膜覆盖总面积达到133万hm2以上,农用地膜年使用量超过了4.9万t,并且保持逐年增加的趋势。本次调研结果显示,目前全区使用的地膜厚度一般在0.006~0.008 mm之间,回收率仅为60%左右,全区地膜平均残留量为84 kg/hm2,回收率较2010年第一次全国污染源普查公报数据低20%左右,而地膜残留量较公报数据高40.5%。地膜残留主要分布在0~20 cm耕层土壤中,并且近年刚开始实行地膜覆盖的地块年平均地膜残留量增长速度显著高于覆膜年限较长的地块。针对内蒙古地区地膜污染现状,从地膜的标准化生产、节约使用、高效回收以及未来需要研发的新材料、新技术、新政策等机制体制方面提出相应的防治技术途径,达到地膜覆盖技术大面积推广和农作物增产的同时实现农业的可持续发展。     

青岛市农田土壤残膜污染现状及其治理对策

地膜覆盖技术应用带动了我国农业生产力的显著提高和生产方式的改变,对保障我国农产品安全供给做出了重大贡献,但随着地膜应用量和使用年限的不断增加,大量残留地膜造成的"白色污染"严重影响了农业生产的进行,对农业环境的安全与健康也构成了巨大的威胁。本文在青岛市5个农业主产区选择了27个代表性作物种植片区,对常年覆膜农田土壤地膜残留现状进行了调查。结果表明:青岛市农田土壤中地膜残留量在10.7~69.3 kg·hm~(-2)之间,平均残留量为32.3±15.7 kg·hm~(-2),中位值27.3 kg·hm~(-2),其中有7个作物种植片区的残膜量均值超过40 kg·hm~(-2),最高残留量均值达到69.3 kg·hm~(-2),具有一定的残膜污染作物损害风险。青岛市农田土壤中地膜残留量与种植模式、覆膜年限之间没有明显相关性,而与当季残膜回收率有关。农田土壤中残膜大小以大于100 cm2的最多,且90%以上残膜分布在0~20 cm耕作层。为控制农田土壤地膜残留污染,提出3点建议:一是建立和完善地膜残留污染综合治理机制;二是强化超薄型聚乙烯(PE)地膜的质量提升与达标地膜的应用;三是积极研发推广生物可降解地膜,从源头解决PE地膜残留污染问题。     

地膜厚度对马铃薯生长及农田水热条件和残膜污染的影响

为寻求阴山北麓农牧交错带马铃薯种植适宜的农用地膜厚度,揭示地膜厚度对马铃薯生长发育、土壤水热状况及地膜残留的影响规律,并评价其经济效益,选择当地主栽作物马铃薯为研究对象,在膜下滴灌栽培方式下通过设置4种地膜厚度(0.006、0.008、0.011 mm和0.012 mm)的田间试验,研究地膜厚度对马铃薯生长发育及地膜残留的影响。结果表明,增加地膜厚度对株高有促进作用,出苗率在0.008 mm处理最高。生育期土壤水热状况:增厚地膜可提升4周内0～20 cm土壤贮水量,随后作用相反,播后4周是土壤贮水量响应的拐点,并且在5周内可促进地表以下5 cm处的土壤积温。0.008 mm处理的产量、商品薯率和经济效益均最高。土壤残膜量随地膜厚度增加而增大,但回收难度随之降低,且加深翻耕深度加重了20～30 cm土层的残膜污染,需要通过加强残膜回收机具的研发利用来削减残膜系数,降低农田白色污染,提高土壤环境承载力。推荐阴山北麓农牧交错带马铃薯种植采用0.008 mm地膜配套适宜残膜回收机具以获得优良的经济效益与生态效益。     

可降解地膜的降解性能及对土壤温度、水分和玉米生长的影响

针对生产中使用普通农用塑料地膜导致农田土壤污染的现状,进行了不同厚度可降解(光、生物降解)地膜、普通地膜和露地栽培玉米对比试验,探讨可降解地膜的降解性能及对土壤水分、温度和玉米生长的影响。结果表明,0.005mm厚可降解地膜的降解速度及强度均优于0.008mm厚膜,二者在覆膜后90d分别达降解5级、4级水平,地膜质量损失率达55.48%、39.99%。两种可降解地膜对土壤水分、温度和玉米生长的影响与普通地膜相当,均使0～20、>20～40cm土壤水分含量、地表及地下10cm土壤温度明显高于露地对照,使玉米出苗率提高,生育进程加快,株高、叶面积和地上部干物质积累量增加;其中0.008mm厚膜覆盖玉米效果优于0.005mm厚膜。研究认为,以可降解地膜替代普通地膜应用于农业生产具有可行性。     

覆膜年限及灌水方法对河套灌区农膜残留的影响

为阐明内蒙古河套灌区农膜残留现状及覆膜年限、灌水方法对农膜残留的影响,该文采用查阅资料、问卷调研及田间取样等相结合的方法,分析了内蒙古河套灌区及典型研究区地膜覆盖现状,并在典型研究区考虑了覆膜年限(覆膜2、5、10、20 a)、灌水方法(膜下滴灌和地面灌溉覆膜)和作物种类(玉米和葵花)3个因子,探索其对农膜残留强度、破碎率、残膜分布及残膜碎片大小的影响。结果表明:内蒙古河套灌区2005—2014年地膜使用量和覆膜面积均呈跨越式增长,分别增长了125.81%和147.62%;而典型研究区更是增长了240%和265.81%,然而单位面积覆膜量却下降了8.82%和7.08%。不同覆膜年限和灌水方法显著影响农膜残留强度和破碎率(P0.05),其中覆膜5、10、20 a后的残留强度平均比覆膜2 a分别增长了80.14%、163.70%、273.64%,破碎率平均比覆膜2 a分别增长了20.97%、38.14%、60.20%;膜下滴灌与地面灌溉覆膜相比残留强度平均提高了42.92%,破碎率平均提高了20.01%。农膜残留主要集中在土壤0~10 cm土层内,占64.89%;典型研究区面积为0~4和4~20 cm2的残膜分别占残膜总片数的31.06%和27.81%,且随着覆膜年限增加,下层残膜片数占总残膜片数的比例逐渐增加,其中覆膜20 a农田与覆膜2 a农田相比0~10 cm土层残膜占总残膜片数由71.47%降低为54.61%,10~20 cm土层由23.37%升高为32.24%,而不同灌水方式对残膜在土壤中的分布影响不大。随着覆膜年限的增加土壤中不同面积残膜比例差异越显著且小面积残膜比例增加,覆膜2~20 a后,面积为20 cm2以下的残膜数量分别是面积为20 cm2以上的1.43~1.59倍(P0.05)。研究结果可为农膜残留防治提供参考。     

起垄覆膜栽培技术的增产增效作用与发展

我国北方水资源短缺限制着农业的可持续发展。作物起垄覆膜栽培可以显著提高产量及水分利用效率。本文从起垄覆膜栽培技术的发展与现状、对几种主要作物的增产效果及其原因、未来发展等几个方面进行了综述，期望为推动起垄覆膜技术的进一步发展、缓解北方水资源紧缺提供指导。作物起垄覆膜栽培是垄作与薄膜覆盖的有机结合，是将地面修整成垄台、地膜覆盖于垄台之上，在双垄之间或双垄之上种植作物的一种栽培方式。其增产原因主要包括：1）提高土壤水的有效性。地膜覆盖抑制地表蒸发，通过集雨、水汽凝结提高土壤含水量。2）调节地温。垄作覆膜能够提高土壤温度，尤其是作物苗期的土壤温度，增加出苗率、成苗率，促进作物生长发育；提高昼夜温差，降低高温期地温，有利于作物产量的提高。3）改善土壤理化性质，改善土壤结构，调整土壤酶的活性，为作物生长提供良好的土壤环境。起垄覆膜栽培模式在华北地区未来发展方向：提高农机配套、新型无害地膜应用、构建不同作物技术规程。     

覆盖方式对玉米农田土壤水分、作物产量及水分利用效率的影响

为了加深对地面覆盖措施保墒增产机理的认识,通过大田试验,对黄土高原南部旱塬区秸秆和地膜两种覆盖方式下玉米农田土壤水分动态、作物产量形成和水分利用效率进行了分析。结果表明:在试验年份,与不覆盖相比,秸秆覆盖后玉米生育期内土壤储水量提高了5.2%～8.4%(P<0.05),籽粒产量和水分利用效率分别降低了7.8%和3.5%;而地膜覆盖下土壤储水量的差异不显著,但显著提高了产量构成指标,其籽粒产量和水分利用效率分别较对照提高了14.1%和10.6%(P<0.05),显示后者抑制土表蒸发所增加的土壤水分更多地、更有效地被作物根系吸收利用了。从产量形成和水分利用效率角度分析,本地区旱作玉米农田使用地膜覆盖有较好的保墒增产效果。     

不同覆膜方式对杨树林下土壤物理性状及呼吸速率的影响

在大田条件下,研究了白膜覆盖和黑膜覆盖对欧美I-107杨林下土壤0—40cm土层的温度、含水量、容重、孔隙度和土壤呼吸速率的影响。结果表明,在两种覆膜方式中,白膜覆盖的增温效应优于黑膜覆盖,而对土壤含水量的影响无显著差异。0—20cm土层白膜覆盖和黑膜覆盖处理均显著提高了土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度,而土壤容重却明显降低,分别比对照降低15.44%和9.56%;此外,白膜覆盖的土壤呼吸速率与对照差异不显著,而黑膜覆盖显著低于对照。20—40cm土层与0—20cm土层表现出基本一致的变化规律,但两种覆膜方式与对照之间的差异均变小,表明随着土层的加深,覆膜的影响作用减弱。说明白膜和黑膜覆盖均可明显改善表层土壤的物理性状,但黑膜覆盖明显抑制了土壤呼吸。在两种覆膜方式中,白膜覆盖的作用效果明显优于黑膜覆盖。     

地表覆膜对季节性冻融土壤入渗规律的影响

该文以指导农田冬春灌溉为目的，利用双套环入渗仪积水入渗试验法，进行了季节性冻融期田间系列土壤入渗试验，分析了地表覆膜对冻融土壤入渗特性的影响。试验结果表明：地表覆膜具有明显的保温保墒作用，在地膜覆盖条件下，土壤冻结滞后，解冻过程提前，土壤含水率变化较小；冻结初、中期覆膜地的土壤入渗能力高于裸地，而冻结末期和消融期则表现出相反的规律；冻融期地膜覆盖使得土壤出现最小入渗能力的时间滞后于裸地近20 d。研究结果对于指导季节性冻融区冬春灌溉合理灌水技术参数的确定及高效利用土壤水资源具有重要的理论和实际意义。     

Soil microbial biomass as affected by non-flooded plastic mulching cultivation in rice

The long-term field experiments were initiated in 2001 on five sites in Zhejiang province of China to monitor the impacts of non-flooded plastic mulching management on rice soil microbial biomass for sustainable agro-ecosystem. The three treatments were plastic film mulching with no flooding (PM), no plastic film mulching and no flooding (UM), and the traditional flooding management (TF). Microbial biomass C accounted for 0.3–2.4% of the soil total organic C, microbial biomass N for 0.79–4.3% of the soil total N, and microbial biomass P for 0.1–1.6% of the soil total P. Three years of non-flooded plastic film mulching reduced microbial biomass C and N and increased microbial biomass P in rice soil.     

降解地膜和渗水地膜覆盖对中国北方主要旱地作物产量和水分利用效率效应的Meta分析

[目的] 明确降解地膜和渗水地膜的最佳适宜区域、适宜作物，以及和普通地膜的效应差异，为降解地膜和渗水地膜的应用提供理论指导。[方法] 通过文献检索，分析整理关于降解地膜和渗水地膜的田间试验研究成果，进行了Meta分析。[结果] 降解地膜覆盖的所有作物产量及水分利用效率均显著高于无覆盖；和普通地膜比，降解地膜覆盖下玉米减产，棉花增产，对其他作物产量无差异；在降雨量小于500 mm时，降解地膜覆盖下作物产量低于普通地膜，而降雨量高于500 mm时产量无显著差异。渗水地膜覆盖下玉米、小麦、谷子和高粱等作物的产量和水分利用效率均显著高于无覆盖；和普通地膜比，渗水地膜覆盖下玉米和谷子产量及水分利用效率高于普通地膜，尤其是谷子增产效果显著。在降雨量小于500 mm的地区，渗水地膜和普通地膜比增产显著，高于500 mm则无差异。降解地膜生育后期的土壤温度低于普通地膜，而渗水地膜在低温下增温效果优于高温，且整个生育期温度更适合作物需求。[结论] 降解地膜在降雨量大于500 mm的短生育期作物上基本可以替代普通地膜，但是在长生育期作物上及降雨量较低地区应用有风险；而渗水地膜应该优先在降雨量低于500 mm地区的短生育期高叶面积指数作物上应用。     

地表覆盖和施氮对冬小麦干物质和氮素积累与转移的影响

在黄土高原南部旱区，通过田间试验研究了地表覆盖在不同氮水平下对冬小麦生长和氮素累积及转移的影响。结果表明，覆膜显著增加冬小麦各生育期干物质的积累，提高干物质转移量或花后干物质累积量；覆草显著增加生长后期干物质累积量，随种植年限的增加，覆草能显著增加冬小麦生物产量和子粒产量，其增产作用与覆膜无显著差异。覆膜亦能显著增加冬小麦各生育期氮素的积累，提高氮素转移量；覆草显著增加了生长后期氮的累积，随种植年限的增加，覆草对地上部吸氮量和子粒吸氮量的影响与覆膜无显著差异。施用氮肥显著增加了各生育期干物质和氮素的累积，促进花后干物质的累积和花前累积氮的再转移，显著提高了冬小麦地上部和子粒吸氮量及生物产量和子粒产量。     

地膜覆盖导致旱地玉米减产的负面影响(简报)

通过对地膜覆盖导致旱地玉米减产的实例分析表明,覆膜处理提高了土壤温度,生育期明显提前,但在玉米抽雄前后遭受了重伏旱,影响了玉米正常授粉,最终导致玉米严重减产,连续两年减产率分别为73.6%和12.9%.试验区地膜覆盖玉米在抽雄前后受重伏旱的频率为15.9%,可能受"卡脖早"而导致减产的后果不容忽视.因此在半干旱地区应根据具体条件来合理选择和应用地膜覆盖.