自上世紀70年代末以來，我國引進地膜覆蓋栽培技術(shù)，并逐漸在玉米、棉花等作物中推廣應用，這一技術(shù)使我國農(nóng)作物的產(chǎn)量得到大幅提高，獲得顯著的經(jīng)濟效益，被人們譽為農(nóng)業(yè)上的“白色革命”。
近年來，由于增產(chǎn)效果明顯，地膜覆蓋技術(shù)在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中迅速普及。然而，一些農(nóng)業(yè)生態(tài)專家指出，殘膜的“白色污染”已經(jīng)超過了當?shù)剞r(nóng)田生態(tài)環(huán)境所能承受的上限，如不加快治理和防范，農(nóng)田生態(tài)將進一步惡化。一些業(yè)內(nèi)人士對全生物降解農(nóng)用地膜寄予厚望，表示加快全生物降解農(nóng)用地膜全國推廣有助于破解“白色污染”難題。
從“白色革命”到“白色污染”殘膜治理迫在眉睫
在我國，地膜已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)資料之一，覆蓋作物種類也從經(jīng)濟作物擴大到棉花、玉米、小麥等大田作物。這一“白色革命”對保障我國農(nóng)產(chǎn)品供給和糧食安全作出了重大貢獻。
上世紀80年代以后，新疆開始在棉花種植上大范圍推廣使用地膜覆蓋技術(shù)。從新疆最北部阿勒泰草原，到冰山林立的帕米爾高原，覆膜播種技術(shù)迅速為當?shù)卮蠖鄶?shù)農(nóng)民所掌握。至2015年末，新疆地膜覆蓋面積已達5735萬畝，年使用量28萬噸，成為國內(nèi)地膜覆蓋種植面積最大、地膜用量最多、普及率最高的地區(qū)。
地膜覆蓋栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中所發(fā)揮的巨大作用有目共睹，我國地膜覆蓋面積約3億畝，每年使用量超過120萬噸，均居世界第一。然而，地膜的廣泛使用也帶來了新的問題。目前傳統(tǒng)農(nóng)用塑料地膜材料主要是聚乙烯（PE），在自然環(huán)境條件下難以降解，加之缺乏有效的治理措施，廢舊地膜在農(nóng)田土壤中逐年增多，污染持續(xù)加劇。據(jù)統(tǒng)計，我國農(nóng)田每年會新增20萬至30萬噸不能降解的殘留地膜，使土地板結(jié)、農(nóng)作物減產(chǎn)，破壞生態(tài)環(huán)境。
在新疆棉花主產(chǎn)地之一的石河子市，棉農(nóng)王高音在結(jié)束了一年一度的采棉后，開始第一遍翻地摟膜。最近五年里，棉農(nóng)越發(fā)意識到回收殘膜的重要性。“每年至少要在棉花采收后和開春播種前摟兩遍膜，否則播種在地膜上作物難以成活。”王高音剛剛采收完150畝棉花，準備在入冬前犁一遍地，將大塊殘膜回收。這一工作在開春播種前還需再重復一遍，將小片殘膜回收，這比此前每畝需要多花費至少13元。
“盡管冬天摟了一次，但每年開春前還能回收至少一尿素袋的殘膜。不用地膜就沒有產(chǎn)量，但用了以后污染很大。”王高音也曾因為殘膜而絕收。他告訴記者，從前并不知道殘膜需要回收。“那兩年棉花成片死亡，起初以為棉田遭遇病害，后來挖開根莖才發(fā)現(xiàn)將種子播在了殘膜上。”王高音說，直到最近五年，棉農(nóng)們才開始實行殘膜回收，有意識地回收殘膜。但即便如此，由于農(nóng)用地膜的質(zhì)量參差不齊，有些次品地膜的回收率還不足五成。
由于傳統(tǒng)PE地膜使用廢棄后難以徹底回收，在自然環(huán)境中難以降解，30多年來的重復使用使新疆農(nóng)田積累了大量的殘膜，殘膜污染阻礙土壤毛管水和自然水的滲透，降低土壤通透性，破壞了土壤結(jié)構(gòu)，危害了農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，影響了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2015年底，新疆每畝農(nóng)田殘膜留量尚有12.4公斤，遠高于全國平均水平。據(jù)測定，播在殘膜上的種子，爛種率可達6.92％，爛芽率達5.17％，減產(chǎn)量為12％左右。此外，殘膜碎片可能與農(nóng)作物秸稈和飼料混在一起，牛、羊等家畜誤食后造成腸胃功能不良甚至死亡；漫天飛舞的殘膜影響環(huán)境景觀，造成“視覺污染”等。總之，地膜殘留已給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境造成了嚴重的不良影響。
然而，隨著高新節(jié)水技術(shù)在新疆的繼續(xù)推廣普及以及增產(chǎn)增收的利益驅(qū)使，使用地膜的農(nóng)田還在逐年增加，治理“白色污染”顯得愈發(fā)緊迫。正是在這一背景下，中國最大產(chǎn)棉區(qū)新疆決定向“白色污染”宣戰(zhàn)，出臺了一系列殘膜回收政策，取得了積極成效。但出于降低成本考慮，大量超薄膜仍被使用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。殘膜不能完全回收的現(xiàn)狀和不可降解的特性制約了農(nóng)業(yè)“白色污染”的進一步根治。
生物降解地膜成本高、推廣難度大
由二元酸和二元醇聚合而成的聚酯材料，經(jīng)吹塑生產(chǎn)的生物降解地膜，使用廢棄后能被土壤中的微生物完全生物分解，其降解原理是表面被微生物黏附，微生物以聚酯中的有機碳為營養(yǎng)碳源，在酶的作用下，高分子被分解成分子量較低的碎段，碎段被微生物吸收或消耗，經(jīng)過代謝最終形成二氧化碳、水、礦物鹽和新的生物質(zhì)，完全被自然界消納。
“我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全生物降解農(nóng)用地膜研發(fā)已取得突破性進展，成為研發(fā)水平領(lǐng)先的國家之一。”中國塑料加工工業(yè)協(xié)會降解塑料專業(yè)委員會秘書長翁云宣介紹，從新疆、云南、內(nèi)蒙古、陜西、上海、江蘇、浙江和山東等地多種農(nóng)作物對照試驗結(jié)果來看，生物降解地膜和傳統(tǒng)聚烯烴地膜相比，經(jīng)農(nóng)藝措施配合，不但同樣起到保溫、保墑、增產(chǎn)效果，還可在特定地區(qū)、特定氣候條件下根據(jù)特定作物的生長需要設(shè)計控制降解速度，從而使日趨嚴重的“白色污染”得到有效遏制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
“傳統(tǒng)PE膜幾十年甚至幾百年不會降解，是造成農(nóng)業(yè)土地‘白色污染’的根源，是看得見的污染；添加型部分降解地膜是不完全降解，崩解成薄膜碎片無法撿拾，是看不見的污染。”新疆藍山屯河化工股份有限公司研發(fā)中心總經(jīng)理丁建萍介紹，藍山屯河公司2012年與清華大學合作開發(fā)生物降解膜用樹脂，開展共混吹膜技術(shù)研究，并先后在新疆等全國14個省市試驗，效果良好。
經(jīng)過四年的田間試驗，根據(jù)新疆藍山屯河化工股份有限公司在各個種植點的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在作物生長周期結(jié)束后，生物降解地膜降解80％以上，且對作物的農(nóng)藝、生長情況影響不大，加工番茄、馬鈴薯和甜菜增產(chǎn)可達5％至20％，采用生物降解地膜種植后，土壤微生物數(shù)量變化不明顯。
翁云宣認為，以生物降解地膜在全國推廣應用為突破口，可以促進生物降解塑料在其他領(lǐng)域的廣泛應用，從而推動行業(yè)整體崛起，使“限塑”、“禁塑”成效更迅速更顯著。
然而，由于缺乏明確具體的、可操作性強的限制或禁止法規(guī)，全生物降解農(nóng)用地膜的推廣應用步履維艱，更因生產(chǎn)使用成本偏高等原因，市場發(fā)育遲緩，前景并不樂觀。
“由于生物降解膜的價格過于昂貴，在現(xiàn)有經(jīng)濟條件下，農(nóng)戶的環(huán)保意識仍處于萌芽階段，若缺失政府補貼和政策支持，農(nóng)戶根本沒有能力購買。”翁云宣說，生物降解地膜要替代常規(guī)普膜成為地膜主流難以實現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上全面普及應用還面臨許多制約因素。
記者采訪發(fā)現(xiàn)，目前，推廣應用生物降解地膜尚處在小范圍試點階段，未形成規(guī)模效應，原料企業(yè)研發(fā)及推廣投入大，使生物降解地膜生產(chǎn)成本高于傳統(tǒng)PE膜。
在中糧屯河位于新疆瑪納斯縣的一塊番茄地里，土壤中傳統(tǒng)地膜的殘膜隨處可見。“以生物降解地膜26元／公斤的價格計算，一畝地成本在120至180元不等，是PE膜的2.5倍，難以被農(nóng)民接受，加之農(nóng)民土地流轉(zhuǎn)，并不在乎回收和殘留的問題。”中糧屯河綜合辦主任趙瑞明介紹，這塊地由農(nóng)民手中流轉(zhuǎn)而來，此前地中殘膜不少。但采用生物降解地膜進行試驗后，記者撥開土壤就可以看到，其中生物降解殘膜已逐漸被微生物“蠶食”。
如今，在廣泛使用地膜的棉花種植區(qū)，大部分農(nóng)民對可降解地膜也僅處于“聽說過”的階段。在棉農(nóng)王高音所在的石河子市，王高音也曾聽說當?shù)赜?016年試驗可降解地膜，但認為成本高、降解時間不理想。
翁云宣等業(yè)內(nèi)人士認為，盡管生物降解材料成本較高，但它具有難以替代的諸多優(yōu)點，美、歐、日等國家地區(qū)紛紛出臺一系列政策來支持這類新材料的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣應用。
翁云宣介紹，德國和意大利合作推動的環(huán)境項目，通過十年的試驗證明只要符合歐盟生物降解標準的地膜，可以解決傳統(tǒng)地膜的污染問題；而日本于2009年成立了日本生物分解農(nóng)用材料協(xié)會專門研究和推廣生物降解地膜的使用，目前生物降解地膜已占日本地膜總量的5％以上。正是這些政策和措施的出臺，生物降解材料及農(nóng)用地膜在歐、美、日等國家地區(qū)得到了快速發(fā)展和推廣應用，從而使生態(tài)環(huán)境得到迅速改善和有效保護。
加快完善推廣應用激勵機制
一些業(yè)內(nèi)人士認為，隨著生產(chǎn)工藝不斷優(yōu)化，我國目前完全能滿足大規(guī)模、機械化生產(chǎn)作業(yè)，基本形成相對完整的生物降解地膜產(chǎn)業(yè)鏈。對此，業(yè)內(nèi)人士建議加快完善推廣應用激勵機制，遏制日趨嚴重的“白色污染”，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
——國家應盡快出臺相應政策法規(guī)，采取切實可行的措施，進行宣傳引導，加強市場監(jiān)管力度，完善健全推廣應用生物降解地膜激勵機制。對嚴重污染環(huán)境的產(chǎn)品，完全禁止生產(chǎn)使用；對可用全降解材料替代的老產(chǎn)品提高征收稅率，或征收環(huán)境資源費，以支持環(huán)境友好新產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，推動產(chǎn)業(yè)升級。
——確立一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、掌握核心技術(shù)、能帶動整個產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展的企業(yè)，進一步開展新技術(shù)新工藝的研發(fā)，在確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能的前提下，努力降低產(chǎn)品成本，縮小與傳統(tǒng)地膜價格差，提高使用性能。目前仍有必要以產(chǎn)業(yè)化專項資金的方式，對重點企業(yè)的生產(chǎn)和銷售實行資金專項補貼，以解決前期研發(fā)生產(chǎn)成本較高的問題。
由于生物降解地膜的價格過于昂貴，在現(xiàn)有經(jīng)濟條件下，農(nóng)戶的環(huán)保意識仍處于萌芽階段，若缺失政府補貼和政策支持，農(nóng)戶根本沒有能力購買，生物降解地膜要替代常規(guī)普膜成為地膜主流難以實現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上全面普及應用將面臨許多制約因素。因此，建議生產(chǎn)企業(yè)加強合成技術(shù)的研發(fā)，提高生產(chǎn)技術(shù)，擴大規(guī)模，提高農(nóng)戶應用生物可降解地膜的積極性。地膜加工企業(yè)加強加工技術(shù)研發(fā)，通過提高共混改性等手段，進一步降低成本和提高生物降解地膜的物理性能。研究在地膜使用集中地建立工廠的可行性。
——建立示范推廣專項資金，加大推廣應用力度，選擇不同地區(qū)，針對不同作物擴大試驗項目和范圍。像推廣電動汽車、農(nóng)用機械那樣，采取財政補貼政策，對購買使用降解地膜給予價格補貼，提高農(nóng)戶應用生物降解地膜的積極性和自覺性。
翁云宣等專家建議，在全國范圍內(nèi)根據(jù)突出重點區(qū)域和重點作物，根據(jù)地膜用量、交通便利等綜合因素，合理謀劃，選擇地膜使用較為廣泛的省市進行試驗示范，在示范應用基礎(chǔ)上逐步擴大推廣，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
“我國現(xiàn)有地膜使用狀況來看，山東、新疆、河北、四川、云南、甘肅、河南、湖南、黑龍江等省市用量較大。因此，可以從以上省市中挑取部分用量較大、氣候有代表性的省市進行生物降解地膜的試點應用。”翁云宣建議，主要挑選玉米、棉花、馬鈴薯、煙草、西瓜等幾種比較典型的作物作為研究對象。
——對完全生物降解材料相關(guān)原材料進口采用低稅率，制定更為合理的出口退稅稅率，并對生物降解原料、加工、制品及裝備等相關(guān)企業(yè)免收所得稅，增值稅先征后返；鼓勵和扶持生物降解相關(guān)優(yōu)質(zhì)企業(yè)發(fā)展，按照新的企業(yè)所得稅條例規(guī)定，實行減免優(yōu)惠政策；對生產(chǎn)單位進行價格補貼或稅收豁免，對使用的農(nóng)民進行適當補助；建立專項資金，進行技術(shù)培訓、項目示范及推廣應用研究。
——建議有關(guān)各方在示范階段組成聯(lián)盟運行方式，組建原料企業(yè)之間、原料企業(yè)與加工企業(yè)之間、加工企業(yè)與農(nóng)戶之間、農(nóng)戶與回收單位，以及企業(yè)、農(nóng)戶、協(xié)會以及科研單位之間的聯(lián)盟，使得從生產(chǎn)到應用，從應用到處理和評價，成為一個運行有效的網(wǎng)絡，從而使得生產(chǎn)、應用、回收、降解等形成多方聯(lián)動格局。
