庆阳市农田废旧地膜残留监测研究

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　　摘 要：为准确掌握庆阳市农田废旧地膜残留现状，本文主要从地膜的使用到回收，对其使用量、残留量、回收方法进行了全面细致地监测调查研究，总结分析出庆阳市农田废旧地膜残留现状及防治对策。
　　关键词：农田废旧地膜;残留量;监测
　　中图分类号：S181       文献标识码：A
　　DOI：10.19754/j.nyyjs.20200515042
　　自1978年地膜引入农业，因其透光性强、导热性差及不透气等特性，加之地膜覆盖的保温、保墒、抑制杂草生长、减少病虫害等作用，地膜覆盖逐渐成为一项行之有效的旱作高产技术[1]。但是，随着地膜的长期使用，土壤中残膜量不断增加，且由于地膜厚度、韧度不够，投入的地膜往往仅限用1个生产周期，难以回收的问题突出，已对农业可持续发展构成了严重威胁。因此，对农田地膜残留监测研究是进一步加强废旧地膜回收利用，为科学控制土壤中地膜残留量提供精准参数的基础性工作。
　　1 概况
　　庆阳市是一个典型的旱作农业区，十年九旱，年年春旱。为了科学有效地应对干旱，自2006年起，庆阳市在全市范围内实施的旱作农业项目（玉米全膜双垄沟播技术示范推广），取得了粮食自给有余的丰硕成果，有效减轻了旱灾造成的损失，在抗旱生产中发挥了积极的主导作用，有力地推动了庆阳市旱作农业的发展，为农业发展和农民增收发挥了不可替代的作用。2012年以来，庆阳市农作物覆膜总面积均保持在27万hm2以上，2012—2019年农作物覆膜总面积分别为27.12万hm2、30.5万hm2、32.31万hm2、33.28万hm2、34.08万hm2、32.06万hm2、30.45万hm2和28.92万hm2;地膜用量分别为2.45万t、2.77万t、3.15万t、3.12万t、3.28万t、2.74万t、3.33万t和2.87万t。平均每年残留在农田中的废旧地膜高达0.7万t。
　　2 技术路线
　　该项目坚持以科学发展为指导，以建设资源节约型、环境友好型农业生产体系为目标，以技术创新为动力，以源头控制为抓手，多措并举，积极开展农田废旧地膜残留污染监测和调查研究等基础性工作。通过2a的监测研究，对农田废旧地膜的残留污染情况进行系统的观察和记载，并进行科学分析，为当地废旧地膜回收利用工作开展提供科学的指导意见。
　　试验点设在庆阳市西峰区董志镇，海拔1347m，年平均气温9.8℃，≥10℃有效积温3200℃，无霜期145d，年降水量560mm，属黄土高原塬面。土壤类型为厚覆盖黑垆土，土壤偏碱，pH值8.40。主要栽培作物为全膜（厚度为0.01mm）双垄沟播玉米。
　　3 试验方法
　　3.1 不同厚度地膜的用量测算
　　丈量出需覆膜的土地面积，采取人工覆膜方式，对使用的地膜在覆膜前和覆膜后剩余的量分别进行称重，换算出每公顷地膜的用量。
　　每公顷地膜用量=地膜用量（kg）÷覆膜面积（m2）×10000
　　3.2 不同厚度农用地膜使用后的回收率测算
　　按照試验内容，在玉米收获后，用人工回收的方法，分别对覆盖0.008mm、0.01mm、0.012mm地膜样田中的废旧地膜进行捡拾回收;然后把回收的废旧地膜清洗、晾干去除杂物，用电子秤称出不同样田中的地膜回收量。
　　回收率=地膜回收量/地膜用量×100%
　　3.3 不同覆膜次数下农田废旧地膜残留量测算
　　在需要监测的农田中，采用“V”字型取样法，在覆盖不同次数地膜的试验田里选取采样点3个，每个采样点面积为1m2。完全捡拾出采样面积内地表的废旧地膜;将样点耕作层（0～30）进行开挖并捡拾干净废旧地膜，把挖出的土壤进行晒干、弄细后过筛，分拣出废旧地膜;将以上捡拾的废旧地膜去除杂质后带回室内，清洗干净、晒干后称重[2]。设3个样点内捡拾的废旧地膜分别为X1、X2和X3（g），则需要监测的农田中废旧地膜每公顷残留量为：
　　每公顷残留量 （kg） = （X1+X2+X3） ÷3×10000[3]
　　3.4 农田土壤不同深度废旧地膜残留量的分布试验
　　在需要监测的农田中，采用“V”字型取样法，选取采样点3个，每个采样点面积为1。在每个样点内，先除去样点内的废膜，然后按照0～10cm、10～20cm、20～30cm、30cm以下，分为4层进行开挖并分层捡拾干净废旧地膜，之后对挖出的土壤进行晒干、弄细后过筛，分拣出废旧地膜;将以上捡拾的废旧地膜去除杂质后带回室内清洗干净，晒干后称重，设样点1各层的重量分别为D1C1、D1C2、D1C3和D1C4 （g）[4]。
　　用同样的方法获得第2个样点内各层废旧地膜的残留量D2C1、D2C2、D2C3和D2C4（g）。
　　第3个样点内各层废旧地膜的残留量为D3C1、D3C2、D3C3和D3C4（g）;则此块农田中各层的废旧地膜每公顷残留量依次为（）：
　　第1层：（D1C1+D2C1+D3C1）÷3×10000
　　第2层：（D1C2+D2C2+D3C2）÷3×10000
　　第3层：（D1C3+D2C3+D3C3）÷3×10000
　　第4层：（D1C4+D2C4+D3C4）÷3×10000
　　3.5 不同揭膜时间对土壤中废旧地膜残留量的对比试验  采取人工揭膜的方式，在不同的时间对同一农田分别在土壤湿润和干旱状态、作物成熟收获前和收获后进行地膜回收[5-7]。记录试验田的地膜回收量、花费时间等，计算分析不同情况下揭膜效果情况。
　　4 结果及分析
　　4.1 不同厚度地膜的用量测算试验
　　试验材料为合水县振海公司生产的厚度0.008mm宽度1.2m地膜、厚度0.01mm宽度1.2m地膜、厚度0.012mm宽度1.2m地膜，兰州济洋公司生产的厚度0.008mm宽度1.2m地膜、厚度0.01mm宽度1.2m地膜、厚度0.012mm宽度1.2m地膜，对监测点地膜用量进行田间调查测算。 　　测算结果表明：甘肃济洋公司生产的0.008mm地膜用量在84.85～95.95kg/hm2之间，合水振海公司生产的0.008mm地膜用量在92.93～100.56kg/hm2之间，平均为94.12kg/hm2;甘肃济洋公司生产的0.01mm地膜用量在109.34～135.33kg/hm2之间，合水振海公司生产的0.01mm地膜用量在105.58～123.71kg/hm2之间，平均为124.91kg/hm2;甘肃济洋公司生产的0.012mm地膜用量在153.19～165.71kg/hm2之间，合水振海公司生产的0.012mm地膜用量在153.4～172.41kg/hm2之间，平均为161.6kg/hm2。随着地膜厚度的增加地膜的用量呈上升趋势，说明地膜厚度与用量成正比关系。
　　
　　4.2 不同厚度地膜回收率对比测算
　　对不同厚度地膜进行回收率田间调查测算，分别对覆盖的0.008mm、0.01mm、0.012mm 3种不同厚度地膜全膜双垄沟播玉米田的废舊地膜进行人工回收。
　　
　　测算结果表明：2个不同厂家生产的厚度为0.008mm地膜回收率分别为68.54%和69.85%，平均为69.2%;厚度为0.01mm地膜回收率分别为80.30%和80.65%，平均为80.48%;厚度为0.012mm地膜回收率分别为91.01%和90.11%，平均为90.56%。随着地膜厚度的增加，地膜用量和地膜回收率均呈明显的增长趋势。因此全面推广厚度≥0.01mm的高标准地膜是目前解决“白色污染”问题的有效途径。
　　4.3 不同覆膜次数废旧地膜残留量的对比测算
　　以覆膜1次的农田为试验对照，分别开挖、捡拾覆膜1次、2次、3次、4次和5次农田中样点内的残留废旧地膜。对采集的残膜样品称重，计算不同覆膜次数农田废旧地膜残留量。
　　测算结果表明：试点1，在覆膜1次、2次、3次、4次、5次的农田中，废旧地膜残留量分别是37.9kg/hm2、70.6kg/hm2、69.6kg/hm2、80.8kg/hm2、76.1kg/hm2;试点2，在覆膜1次、2次、3次、4次、5次的农田中，废旧地膜残留量分别是52.3kg/hm2、54.1kg/hm2、76.4kg/hm2、53.9kg/hm2、73.5kg/hm2。从试验结果可以看出，庆阳市农田地膜的残留量在37.9～80.8kg/hm2，平均为64.52kg/hm2;残留量覆膜次数的增加与农田地膜残留量成曲折上升趋势。
　　
　　对此项目组专门对每个试验农户进行了走访调查，结果表明：在实际农业生产中，地膜的残留量不仅与覆膜次数相关，还与农业生产管理的精细程度密切相关[8，9]，因此加强对农田残留地膜的捡拾至关重要。
　　4.4 不同深度废旧地膜残留量分布调查
　　通过人工采样的方法，样点按照0～10cm、10～20cm、20～30cm、30cm以下4个不同层次进行废旧地膜采集样品，设其重量为DxCy（g）。
　　
　　测算结果表明：0～10cm农田土壤中废旧地膜残留57.3%～61.9%为主要分部层;10～20cm废旧地膜残留18.32%～27.9%;20～30cm废旧地膜残留10.2%～22.4%;30cm以下的土壤无废旧地膜残留。随着农田土壤深度的增加，地膜的残留基本呈下降趋势。因此，在受到地膜污染的农田中废旧地膜的清理不仅仅只存在于农田表层，对于土壤深度30cm以内也要进行必要的清理。
　　
　　4.5 不同揭膜时间土壤中废旧地膜残留量对比监测
　　分别在作物收获前与收获后、土壤干旱状态与湿润状态下进行揭膜监测。
　　
　　测算结果表明：土壤湿润状态废旧地膜的回收率84.94%、回收效率0.82kg/h，土壤干旱状态的回收率78.96%、回收效率0.68kg/h，土壤湿润状态下废旧地膜的回收率和回收效率均高于土壤干旱状态下;作物收获前废旧地膜的回收率61.04%、回收效率0.39kg/h，作物收获后回收率80.13%、回收效率0.62kg/h，作物收获后的回收率和回收效率均高于作物收获前。因此，建议清理农田地膜最好是在作物收获后、土壤湿润的状态下进行。
　　5 主要成果及防治对策
　　查明了厚度0.008mm、0.01mm和0.012mm地膜用量分别为94.12kg/hm2、124.91kg/hm2和161.6kg/hm2，残膜回收率分别为69.2%、80.48%和90.56%;随着地膜厚度的增加，地膜用量和地膜回收率均呈明显的增长趋势。因此全面推广厚度≥0.01mm的高标准地膜是目前解决“白色污染”问题的有效途径;调查得出，庆阳市农田地膜的残留量在37.9～80.8kg/hm2，平均为64.52kg/hm2;在实际农业生产中，地膜的残留量量不仅与覆膜次数增加，还与农业生产管理的精细程度密切相关，因此加强对农田残留地膜的捡拾至关重要;试验得出，0～10cm农田土壤中废旧地膜残留57.3%～61.9%为主要分部层;10～20cm废旧地膜残留18.32%～27.9%;20～30cm废旧地膜残留10.2%～22.4%;30cm以下的土壤无废旧地膜残留。在受到地膜污染的农田中废旧地膜的清理不仅仅只存在于农田表层，对于土壤深度30cm以内也要进行必要的清理;清理农田地膜宜在作物收获后、土壤湿润状态下进行。
　　参考文献
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　　（责任编辑 周康）
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