郭鵬飛
一、農(nóng)用塑料薄膜對土壤的影響
(一)土壤性質(zhì)
塑料薄膜主要材質(zhì)為聚乙烯,化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定,降解難度極大,殘留薄膜會影響大氣和土壤的水氣交換,導(dǎo)致土壤容水量、透氣性無法達(dá)到理想水平。大量薄膜聚集形成屏障,還會干擾土壤的熱交換和氣體交換,造成土壤缺氧,并減弱其硝化作用,增加排放的CH4、N2O總量。另外,技術(shù)人員研究發(fā)現(xiàn),大面積使用塑料薄膜,將使土壤碳固存上升12%~15%,CO2排放量較使用前減少100 g·cm-2左右。
(二)土壤環(huán)境
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,農(nóng)業(yè)用地上方所覆蓋薄膜極易出現(xiàn)分解不完全、移除不完全的情況,使得土壤內(nèi)殘留大量塑料碎片或微顆粒。這些碎片、微顆粒通常需要數(shù)十年才能被降解,在此過程中,土壤環(huán)境將受到嚴(yán)重影響。此外,殘留碎片還有一定概率通過多種載體進(jìn)入食物鏈。塑料薄膜給土壤環(huán)境所產(chǎn)生影響,還體現(xiàn)在以下兩個方面:一是土壤孔隙度逐年降低,空氣循環(huán)速度、循環(huán)總量不理想;二是土壤無法快速吸收并滲透水,使得相關(guān)生態(tài)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。
(三)土壤結(jié)構(gòu)
塑料薄膜還會影響土壤內(nèi)部的微氣候,在增強(qiáng)植物固有生產(chǎn)力的前提下,加快土壤有機(jī)質(zhì)降解速度,土壤所含養(yǎng)分的枯竭速度隨之提升。使用塑料薄膜會影響土壤內(nèi)部有機(jī)質(zhì)含量,增加土壤出現(xiàn)次生鹽化問題的概率,進(jìn)而造成土壤快速退化。另外,土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所造成的影響,還會波及線蟲、蚯蚓等生物。
(四)土壤濕度
土壤表層含水量處于不斷變化狀態(tài),使用塑料薄膜能夠有效抑制土壤水分波動幅度。其原因在于塑料薄膜能夠加大蒸汽在大氣、土壤間流動所承受的阻力,通過控制水分蒸發(fā)量、蒸發(fā)速度的方式,使土壤含水量達(dá)到理想水平。以番茄、玉米輪作種植區(qū)域?yàn)檠芯繉ο?,對使用薄膜和未使用薄膜區(qū)域進(jìn)行對比分析能夠發(fā)現(xiàn),使用薄膜可顯著提高表層水利用率,但該做法對深層水產(chǎn)生影響十分有限。由此可見,塑料薄膜給土壤濕度所帶來影響與土壤深度的關(guān)系為負(fù)相關(guān)。此外,塑料薄膜的顏色同樣會影響土壤濕度。其中,透明薄膜所覆蓋土壤的含水量最高,藍(lán)色、黑色薄膜次之,均明顯高于裸土。
(五)土壤溫度
塑料薄膜能夠影響土壤所承光輻射水平的性質(zhì),使土壤的溫度發(fā)生改變。常見農(nóng)用薄膜多呈黑色,這是因?yàn)楹谏∧ぜ饶軌蛭占t外線,也能重新發(fā)射紅外線,能夠在提高土壤溫度的同時更改土壤濕度,使植物生長季節(jié)得到顯著延長。熱帶地區(qū)使用薄膜種植蘆筍,可以使土壤溫度下降約2℃。除白色薄膜外,銀色薄膜同樣具有降低土壤溫度的作用,可在熱帶地區(qū)大范圍推廣。透明薄膜吸收太陽輻射的水平明顯低于其他薄膜。試驗(yàn)證明,85%~95%的太陽輻射能夠穿過透明薄膜到達(dá)土壤表面,使土壤溫度升高。此外,透明薄膜下方所產(chǎn)生冷凝水具有吸收紅外線輻射的作用,對維持土壤溫度具有重要意義。將其用于高緯度地區(qū),可以在一定程度上提高農(nóng)作物成活率。但需要注意的是,透明薄膜對雜草的抑制效果并不顯著。農(nóng)民可以根據(jù)實(shí)際情況,靈活使用不同類型的薄膜,通過控制土壤溫度的方式,確保農(nóng)作物產(chǎn)量能夠最大程度地達(dá)到自身的心理預(yù)期。
二、消除塑料薄膜的負(fù)面影響
(一)高效處理廢舊薄膜
農(nóng)業(yè)塑料薄膜在農(nóng)作物生長結(jié)束后,應(yīng)盡快回收并統(tǒng)一處理。塑料薄膜極易受到植物殘骸、土壤影響,回收后薄膜通常不具備二次利用條件。多數(shù)塑料薄膜會被運(yùn)往垃圾填埋場,通過沉積或焚燒的方式進(jìn)行處理,該做法會給環(huán)境造成污染。現(xiàn)階段,國內(nèi)尚未針對農(nóng)用塑料薄膜建立相應(yīng)回收機(jī)制,長此以往,必然會導(dǎo)致薄膜大量堆積,不僅清理難度大幅提高,給土壤所帶來的影響也會更加嚴(yán)重。
(二)科學(xué)防治塑料污染
塑料薄膜具有增加農(nóng)作物產(chǎn)量的作用,通過調(diào)整土壤溫度、濕度等方式,使農(nóng)作物固有生產(chǎn)力得到顯著提高。由此可見,將塑料薄膜用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是大勢所趨,但現(xiàn)有塑料薄膜普遍存在降解時間長、難度大的問題,會給土壤性質(zhì)、生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響,對塑料污染進(jìn)行防治的重要性有目共睹?,F(xiàn)階段,可用于塑料污染防治的手段較多,一是針對薄膜厚度、殘留量制定明確標(biāo)準(zhǔn),二是大范圍推廣揭膜技術(shù),三是研發(fā)可自動回收塑料薄膜的設(shè)備,四是改用能夠降解的材料制作塑料薄膜。
(三)推廣薄膜使用技術(shù)
高效地使用塑料薄膜,控制其用量,同樣可以減少其對土壤的污染。有關(guān)部門應(yīng)加大塑料薄膜使用技術(shù)的推廣普及,使農(nóng)民了解塑料薄膜的作用原理,減少塑料薄膜的濫用;同時,大力研究推廣能替代塑料薄膜的新技術(shù)、新裝備,在不使用塑料薄膜的前提下高效完成各項(xiàng)工作,提高生產(chǎn)效率。
三、小結(jié)
綜上所述,深入研究塑料薄膜與土壤環(huán)境之間的關(guān)系,可以為今后改善生態(tài)環(huán)境、增強(qiáng)系統(tǒng)自身復(fù)原能力提供科學(xué)性指導(dǎo)。隨著人們認(rèn)識水平的提高,塑料薄膜給土壤所產(chǎn)生負(fù)面影響將得到有效消除,與此同時,塑料薄膜對土壤的正面影響將進(jìn)一步擴(kuò)大,這對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重大意義。
(責(zé)任編輯 ? 張珍)