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。     

山西旱作区不同类型地膜对谷子产量影响及降解性能研究

为了研究山西旱作区不同类型地膜对谷子产量影响及其降解性能,在山西省朔州市布置地膜覆盖试验,设4个处理[普通地膜（PE）、PLA/PBAT复合型降解地膜（PP）、PBAT全生物降解地膜（PB）、不覆膜（LD）]。结果表明：与不覆膜相比,地膜覆盖使谷子产量平均增长32.6%,但覆膜处理间差异不显著。随着覆盖时间的增加,2种可降解地膜水蒸气透过量显著增加,表现为PB膜>PP膜>PE膜。力学性能（拉伸强度、撕裂强度和断裂标称应变）显著下降,表现为PE膜>PP膜>PB膜,微观形态和化学结构变化显著,普通地膜变化不明显,微观表面粗糙度表现为PB膜>PP膜>PE膜。PB膜在保障谷子产量的同时降解效果最佳,农田残留最少,覆膜150 d后降解率达到74.8%,降解残片以<2 cm²和2~5 cm²的中小规格为主。从谷子产量、地膜物理性能、化学结构和降解残留度等方面综合评价,PBAT全生物降解地膜在确保谷子产量的同时具有良好的降解效果,可作为PE膜的替代品应用于晋北地区旱地谷子生产中。     

辽西半干旱区不同类型地膜降解特性及其对玉米产量的影响

【目的】明确不同类型可降解地膜在辽西半干旱区的降解特性及其对玉米产量的影响,为可降解地膜的区域筛选和应用提供理论依据和数据支撑。【方法】以国家农业环境阜新观测实验站为平台,采用田间试验与室内分析相结合的方法,田间试验共设置3个处理,分别为普通地膜覆盖（T1）、添加剂型降解膜覆盖（T2）和全生物降解膜覆盖（T3）。通过2年田间试验,定期进行田间观察和取样分析,测定不同地膜覆盖处理下的玉米产量,并结合扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）,对地膜表面形态、力学特性以及化学结构等指标进行测定,系统全面地分析不同类型地膜在辽西半干旱区的降解过程及程度。【结果】各覆盖处理的玉米产量无显著差异,不同类型地膜的田间降解过程表明,2种可降解地膜的降解进程相似,均从覆盖后第38天表面开始出现裂纹,第58天开始出现明显降解,T3处理的降解进程总体上快于T2处理,普通地膜几乎无降解。随着地膜在田间置留时间加长,破碎程度加剧,可降解地膜的水蒸气透过量显著增加,力学性能（最大负荷、拉伸强度和断裂标称应变）显著下降,膜面微观形态和化学结构变化显著,普通地膜覆盖处理各项指标前后变化不明显。不同类型地膜的水蒸气透过能力总体表现为T3>>T2>T1,力学性能表现为T1>T2>T3,覆盖后98 d地膜微观表面粗糙度表现为T3>T2>T1,与田间观测效果及地膜相应物理指标结果相一致。通过计算（失重法）得出可降解地膜T2和T3的当季降解率分别为37.4%和47.8%,降解残片以<4 cm²和4—25 cm²的中小规格为主。【结论】可降解地膜可在保障玉米产量的同时实现自身降解,减少农田残留。从产量、降解特性和残留率等方面综合评价,以PBAT全生物降解地膜替代普通地膜应用于辽西半干旱区玉米覆盖栽培更具潜力。     

内蒙古河套灌区农田地膜残留量分布特征及影响因素

为摸清河套灌区地膜使用及其在土壤中的残留现状,本研究对不同作物种植区进行问卷调查和典型样点采集分析。结果表明,内蒙古河套灌区地膜污染整体处于中度污染水平,农田地膜残留量介于18.20~418.60kg·hm^-2之间,平均值为131.11kg·hm^-2。地膜残留量受覆膜年限、作物类型、回收情况、土壤质地等因素影响,其中覆膜年限对残膜量的影响最大,随着覆膜年限的延长,地膜残留量显著增加,覆膜20年以上地块残膜量显著高于覆膜年限少于20年地块（P<0.05）。玉米种植区地膜残留量（132.77kg·hm^-2）高于向日葵种植地区（127.88kg·hm^-2）。地膜回收意识是影响河套灌区地膜残留量的重要因素,回收方式主要为人工拾捡或耙地带出农田,研究区地膜回收率仅为38.10%,地膜回收地块的残留量（108.28kg·hm^-2）低于不回收地块（145.03kg·hm^-2）。相同条件下,不同质地土壤中砂质壤土残膜量最多（153.84kg·hm^-2）。研究表明,河套灌区应通过调整种植结构、强化回收意识、提高回收率、推广生物可降解地膜等方式降低地膜污染。     

张掖绿洲农田地膜残留量分布特征及影响因素

通过对地膜残留量区域分布特征及影响因素的调查研究，准确评估区域地膜残留污染现状，为提出区域性农田地膜污染防控措施提供科学依据。选择河西走廊张掖绿洲105个农田样地作为研究对象，监测农田土壤中地膜残留量，同时调查样地作物、土壤质地、地膜使用情况等指标，并进行统计分析与地统计分析。结果显示：张掖绿洲农田地膜残留量介于0.79~114.72 kg· hm^-2之间，平均值为25.63 kg·hm^-2，表现出西北部高于东南部的分布趋势，地膜残留量的空间异质性高且呈高斯模型分布特征；各县区地膜残留量表现为临泽县（49.07 kg·hm^-2） > 高台县（33.72 kg·hm^-2） > 甘州区（23.33 kg·hm^-2） > 山丹县（11.32 kg·hm^-2） > 民乐县（10.44 kg·hm^-2）。地膜残留量受覆膜方式、覆膜年限、作物类型等因素影响：全覆膜、人工、机械覆膜3种地膜使用方式下地膜残留量差异显著（P<0.05），均值分别为37.35、27.46、15.26 kg·hm^-2；连续覆膜10 a以上，地膜残留量显著增加（P<0.05）；种植作物中玉米农田（35.39 kg·hm^-2）地膜残留量最多。研究区整体残膜污染处于中污染水平，其中临泽、高台县污染较重，覆膜年限是研究区地膜残留量空间变异的主要因素，贡献率达33.24%，作物类型次之（31.73%），张掖地区应因地制宜地合理调整农业种植结构并完善地膜使用政策，同时推广残膜机械回收技术，以减轻地膜污染。     

吉林省主要覆膜作物地膜残留情况调查

通过文献调研、问卷调查和典型样点采集的方法对吉林省3种主要覆膜作物的地膜残留情况进行调查分析,结果表明:地膜残留量与覆膜年限、地膜回收方式以及种植作物种类密切相关。随覆膜时间的延长地膜残留量有增加的趋势。3种模式地膜残留量由高到低为:瓜菜模式>玉米连作模式>花生连作模式,连续覆膜10年,3种模式的地膜残留量分别为30、28.35 kg·hm^-2和15.9kg·hm^-2。以一级污染水平作为标准(75 kg·hm^-2),覆膜量每年按75～150 kg·hm^-2、年残留率按1.2%～4.02%计,估算吉林省安全使用地膜的年限约为12～83年。     

新疆加工番茄应用PBAT全生物降解地膜可行性

为探讨聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）材料的全生物降解地膜降解性能及在新疆加工番茄上的应用效果，设置3种PBAT生物降解地膜、普通聚乙烯塑料（PE）地膜和露地种植（不覆膜）共5个处理，在新疆昌吉市加工番茄主要种植区开展生物降解膜应用试验，系统分析了生物降解地膜的降解性能及其对加工番茄土壤温湿度、产量、品质性状的影响。结果表明：山东天野生物降解地膜在覆膜50 d左右开始降解，山东清田和蓝山屯河生物降解地膜在覆膜65 d左右开始降解，在加工番茄收获期降解面积达到60%，收获后的10月上旬埋土部分基本降解。蓝山屯河、山东天野和山东清田3种生物降解地膜在机械覆膜过程中未出现断裂和粘连，能够满足新疆加工番茄生产过程中机械覆膜要求。与传统PE地膜相比，PBAT地膜开始破裂之前日平均土壤温度比PE膜处理低0.81℃，但两者比露地处理分别高1.13℃和1.94℃，说明PBAT地膜在开裂之前土壤保温性能较好，与PE地膜保温效果相当。山东清田生物降解地膜透湿率为210 g·m^-2·24 h^-1，高于蓝山屯河和山东天野生物降解地膜的透湿率，远低于全生物降解地膜国家标准。与PE地膜处理相比，山东清田生物降解地膜处理增产6.0%，蓝山屯河生物降解地膜处理增产2.4%，二者加工番茄产量差异不显著（P>0.05），山东天野生物降解地膜处理加工番茄减产13.3%。蓝山屯河和山东清田2种生物降解地膜覆盖番茄产量、产值和纯利润与PE地膜持平，无明显差异。研究表明，全生物降解地膜在新疆加工番茄生产中是经济可行的。     

南方平原地区地膜使用与残留现状调查分析

选取南方平原区7个省(自治区)作为研究对象,采用文献调研、问卷调查和典型样点采集的方法,对研究区域的地膜使用与残留现状进行了分析。结果表明,南方平原区地膜使用量和地膜覆盖面积都呈现逐年增加的趋势,地膜覆盖面积占耕地总面积的比例也表现出增加趋势,但都低于10%。研究区域内的覆膜作物主要有4类共19种作物,平均覆膜比例为74%,使用地膜的平均厚度为0.006 mm,地膜平均使用量为38.6 kg·hm^-2。此外,在地膜使用后只有73.1%的地块中地膜被回收,回收的方式主要为人工拾捡,少数为人工拾捡与机械回收相结合的方式。南方平原区0~30 cm土层地膜残留量为14.28 kg·hm^-2,残留的地膜主要集中在0~20 cm土层,约占0~30 cm土壤中残膜总量的78.9%。是否回收地膜是影响南方平原区地膜残留量高低的一个重要因素,回收地膜的地块地膜残留量显著低于不回收地膜的地块。不回收地膜时,地膜残留量与地膜累计使用量呈极显著的正相关关系,而回收地膜时,地膜残留量与地膜累计使用量无明显相关关系。     

多年采用不同捡拾方式对地膜残留系数及玉米产量的影响

随着地膜用量和覆盖面积的不断增加,在作物产量提高的同时,田间残膜残留量也随之增加,加剧了农业地膜污染。本论文以连续4年（2011-2014）长期定位试验为依托,探明完全捡拾、常规捡拾及不捡拾3个处理对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响。结果表明：0~10 cm土层地膜残留最多,不捡拾处理残膜量显著高于常规捡拾,完全捡拾与常规捡拾差异不显著;10~20 cm土层地膜残留量其次,不捡拾处理残膜量与常规捡拾差异不显著,完全捡拾则显著少于常规捡拾;20~30 cm土层地膜残留最少,处理间差异不显著;0~30 cm土层,完全捡拾处理下,面积>25 cm²、4~25 cm²中大块残膜片数显著少于常规捡拾和不捡拾处理,而面积<4 cm²残膜片数与常规捡拾和不捡拾差异不显著;2014年玉米收获后,常规捡拾、完全捡拾及不捡拾处理下地膜残留量分别为80.85、52.71 kg·hm^-2及152.65 kg·hm^-2,地膜残留系数分别为8.53%、-9.45%及54.42%;3种捡拾处理对玉米茎粗、穗长、穗粗、穗行数、行粒数及百粒重均有影响,随捡拾度增加,各指标均呈增加趋势;与常规捡拾相比,不捡拾处理下4年平均减产15.08%,完全捡拾处理下平均增产4.70%。综合分析不同捡拾方式对地膜残留量、残留系数及玉米产量的影响,建议在没有适宜的残膜回收机械的情况下,应采用农民常规捡拾方式,但从长远发展来看,须尽快研发推广适宜的残膜回收机械。     

生物降解地膜田间应用降解效果及对后茬早稻产量的影响

为了有效地解决地膜白色污染问题,加快生物降解地膜在马铃薯上的推广应用,通过大田试验研究了在冬种马铃薯上覆盖生物降解地膜的田间降解特性及对后茬作物水稻产量的影响。结果表明,生物降解地膜在覆膜60 d时开始降解,马铃薯收获时(覆膜125 d)的降解失重率达36.26%。马铃薯收获后不回收残膜,生物降解地膜在土壤里继续降解,在种植1茬早稻和1茬晚稻后的降解失重率分别为88.49%和96.41%,在晚稻收获后生物降解地膜已基本全部降解。生物降解地膜残留于土壤中,不会影响下茬作物早稻的生长及产量,与普通地膜残膜处理区比较,早稻产量增加,且差异极显著。因此,生物降解地膜能够从源头上控制农业污染物产生,从而彻底解决地膜白色污染问题。     

基于文献计量的塑料地膜研究发展态势分析

为深入了解塑料地膜研究的发展现状，本研究以 2000—2019年 Web of Science 数据库收录的1 895篇论文为数据来源，采用文献计量学方法，结合运用Excel、VOSviewer等软件对该领域发文量、主要发文国家和机构、研究主题、研究前沿等进行了统计分析。结果表明:该领域发文量呈上升趋势，2013年后发文量迅速增长；从国家研究实力上来看，中国、美国、意大利为发文量较高的国家；以西北农林科技大学、中国科学院、中国农业大学为主的中国研究机构在该领域发文量最高；该领域的研究方向主要包括:塑料地膜在农业上的应用(包括覆膜对农产品产量、土壤水分、温度的影响等)，地膜的高分子材料分析、生物可降解地膜的研发与应用，地膜的生物降解，塑料残膜对土壤环境、生态环境的影响等方面；从研究趋势上看，鉴于农业残膜在土壤中的大量残留，未来研究热点可能会趋于塑料残膜对生态环境、土壤质量的影响，尤其是塑料残膜中增塑剂及降解后的微塑料对土壤食物链安全、生态系统和人体健康的风险值得进一步探究。研发新型生物地膜替代传统塑料地膜，并及时评估其农业应用效果、尽早大范围推广至关重要。     

沟垄集雨种植模式下灌溉量对关中地区冬小麦产量和水分利用效率的影响

为探讨在灌溉区沟垄集雨模式对冬小麦产量和水分利用效率及土壤水热特征的影响设置田间试验。试验设置沟垄集雨种植(R)和传统平作(F)2种种植方式,每种种植方式下设置0 m3/hm~2(N)、400m3/hm~2(L)、1 200m3/hm~2(M)和2 000m3/hm~2(H)4种灌水量。结果表明:同一灌溉量下沟垄集雨种植0~10cm土层的土壤温度在小麦生长前期较平作高,同时沟垄集雨种植模式0~100cm土层的平均含水量在拔节期、开花期较平作种植高,其具有较好的蓄水保墒作用。各处理的总耗水量随灌溉量增加而增加,表现为RHFHRMFMRLFLRNFN。沟垄集雨种植能促进小麦对土壤水分的利用,显著提高小麦产量,在小麦全生育季不灌溉、灌溉量为400、1 200和2 000m~3/hm~2的情况下,沟垄集雨种植处理产量分别较平作相同灌溉量处理高41.52%、70.00%、27.54%和14.35%。同时在8个处理中RM、RL处理的水分利用效率最高。因此,通过发挥沟垄集雨种植蓄水保墒以及改善水分分配的作用能够在灌溉农区小麦生产上达到节水增产增效的效果。     

山东省花生种植区耕层土壤残膜赋存特征

通过对山东省花生典型种植区耕层土壤地膜残留量分布特征及影响因素的调查研究,准确评估花生种植农田系统地膜残留污染现状,为该地区农田地膜污染防控措施的提出提供科学依据。选择覆膜年限为1～15 a的18个农田为研究对象,调查土壤质地、地膜使用情况等指标,同时分析不同耕层土壤中地膜残留量和残片数量。结果表明,覆膜1～15 a的4个典型花生种植区耕层(0～30 cm)土壤残膜量在2.48～46.01 kg·hm~(-2),不同区域间差异不明显,均低于我国农田残留量限值。随着覆膜年限的增加,耕层土壤中残膜的含量和数量均呈逐年上升趋势。残膜含量和残片数量随土壤深度增加而逐渐降低,分布在0～10 cm土层内的残膜显著高于10～20 cm和20～30 cm土层,随着覆膜年限增加,残膜呈现向深层土壤下移的趋势。25、4～25 cm~2和4 cm~2残片数均随土壤深度的增加而降低。随覆膜年限增加,耕层(0～30 cm)土壤中小面积残膜数量和比例不断提高,且在20～30 cm深层土壤4 cm~2的小残片呈明显增多趋势,加大了长期覆膜农田的残膜回收难度,可能对耕层土壤环境造成长期影响。因此,采取适当措施增加地膜回收,以减少该地区地膜污染,对保护该地区花生产地健康有积极作用。     

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。     

完全降解(Reverte添加剂)地膜在棉花中的应用与示范

[目的]验证Reverte添加剂生物降解地膜在棉田中消除残膜污染和对棉花产量的影响.[方法]试验设置:(1)在相同田间水肥条件下,设置Reverte降解地膜与普通地膜在棉花上的生产对比试验;(2)分四个时间段,观测降解过程,测量Reverte降解地膜在棉田中的破碎情况;(3)把埋土和暴露在阳光下不同时间的8个样品放置老化箱中,测其脆化度.[结果]Reverte降解地膜与普通地膜相比,对棉花生育期和产量无明显影响;Reverte降解地膜在棉田中达到了消除残膜污染的效果.棉花诱导期120 d覆膜129 d时,地膜大面积崩裂并形成不规则小块和碎片,部分土地裸露面在85;左右,达到生物降解第一阶段(崩裂阶段).土壤表面小块残膜和埋于土壤中的残膜经红外线分析测定其羰基系数,进行计算分别为2～3月和3.8～4月进入生物降解第二阶段(生物降解阶段).[结论]Reverte生物降解地膜在棉田中有显著的崩裂,小块残膜脆裂现象.小块残膜最终在自然环境中被完全降解为二氧化碳、水,进一步研究还有待于堆肥模拟试验.