摘要:為探究安徽省典型區(qū)域覆膜作物地膜殘留特征及影響因素,于2019-2021年選擇安徽省8個代表性地市13個縣區(qū)共計15個監(jiān)測點,利用典型樣點采集的方法開展地膜殘留監(jiān)測,同時隨機選取周邊的10個農戶或合作社開展問卷調查。結果表明:2019-2021年安徽省地膜平均殘留量為10.80 kg·hm-2,未超出國家標準限值(75.00 kg·hm-2)。各監(jiān)測點3a平均殘膜量在0~30kg·hm-2之間,殘膜量為5-15 kg·hm-2的監(jiān)測點占53.33%。從不同區(qū)域來看,江淮丘陵區(qū)地膜殘留量較多,其農田地膜殘留量為3.62-25.76 kg·hm-2。不同作物平均殘膜量為馬鈴薯gt;露地蔬菜gt;煙草gt;果樹gt;保護地蔬菜gt;大豆gt;瓜類gt;花生。保護地蔬菜地膜殘留系數為1.59%,在沿用當前的覆膜生產模式下,此后連續(xù)覆膜8a,殘膜量將會超過國家標準限值。影響殘膜量的因素有作物類型、覆膜年限、地膜規(guī)格。覆膜lt;10、10-19 a和20-30 a土壤的殘膜含量存在顯著差異,且不同厚度地膜的不規(guī)范使用在一定程度上加大了地膜回收的難度。研究表明:目前安徽省各監(jiān)測點覆膜作物區(qū)地膜污染狀況較輕,主要回收方式為人工撿拾,機械化程度較低?;厥蘸蟮牡啬ぶ饕鳛檗r村生活垃圾處理,占比為52.91%。安徽省應通過調整種植結構、推廣使用標準地膜、加強回收意識、提高回收率等方法來降低地膜污染。
關鍵詞:地膜殘留;回收;分布特征;殘留系數;農作物
中圖分類號:X71 文獻標志碼:A 文章編號:1672-2043(2024)01-0079-12 doi:10.11654/jaes.2023-0178
我國是農業(yè)大國,2022年全國糧食播種面積為1.18億hm2,連續(xù)3a保持增長趨勢,全國糧食總產量為6 865.3億kg,較2021年增產36.8億kg,糧食產量連續(xù)8a穩(wěn)定在6 500億kg以上,糧食生產再獲豐收。糧食豐收離不開地膜覆蓋技術的應用,尤其對于干旱地區(qū)缺水導致作物減產發(fā)揮的增溫、保墑、節(jié)水等優(yōu)勢,地膜覆蓋不僅可以實現(xiàn)水果蔬菜的反季節(jié)生產,而且可以提高作物的產量。自1979年從日本引進地膜覆蓋技術后,農用地膜就被廣泛應用于我國各省市,同時作物適作范圍從經濟作物覆蓋到大宗糧食作物。
地膜覆蓋具有抗旱節(jié)水、增溫保墑等顯著優(yōu)勢,但地膜的難以降解及不合理使用,會造成土壤板結,阻礙水分下滲及土壤礦質養(yǎng)分的釋放,削減土壤肥力,影響土壤重金屬的含量及移動性,同時會顯著影響作物的生長狀況、產量及品質,阻礙農作物的生長發(fā)育。Li等的研究表明地膜降解速度極慢,在土壤中可降解為宏觀、微觀及納米塑料,作物可以從土壤中吸收納米塑料,從而危及糧食安全。此外,土壤中殘留的地膜碎片可以通過風或地表徑流輸送到空氣、河流和其他淡水水體中,從而影響周圍環(huán)境。據估計,每年有100萬t地膜用于農業(yè)生產,僅美國2004年就使用了13萬t地膜?!吨袊r村統(tǒng)計年鑒》顯示,2016年地膜使用量最多,為147萬t,隨著我國地膜污染受重視程度和監(jiān)測力度的加大,地膜使用量開始呈下降的趨勢,2020年地膜使用量較2016年下降了11.3萬t,下降幅度達7.68%。2010-2020年間單位面積地膜使用量在628.992-798.913kg·hm-2之間,整體趨于平穩(wěn)。由于各地農作物種植結構及模式、回收處理方式的不同,地膜殘留量有著明顯的區(qū)域特征。地膜殘留主要集中在西北地區(qū)和華北平原,而在南方和東北地區(qū)的地膜殘留量較低。新疆和山東是累積殘膜量最多的兩個省份,分別占總殘膜量的43.6%和14.9%。調查顯示,新疆長期種植的棉田的地膜平均殘留量為200 kg·hm-2,最高可達540 kg·hm-2,而內蒙古東部、山西北部的地膜平均殘留量為100 kg·hm-2。
地膜殘留量與覆膜年限、覆膜方式、作物類型、回收方式等因素密切相關。隨著覆膜時間的延長,地膜殘留量會顯著增加。不同覆膜方式下地膜殘留量會有所差異,杜澤玉等的研究表明張掖綠洲105個農田樣地全覆膜、人工覆膜、機械覆膜下地膜殘留量會呈現(xiàn)顯著差異(Plt;0.05),全覆膜下地膜殘留量分別是人工、機械覆膜的1.36、2.45倍,機械覆膜下地膜殘留量最少,為15.26 kg·hm-2。作物類型也是影響地膜殘留量的關鍵因素。四川宜賓煙區(qū)地膜殘留量表現(xiàn)為高梁地(7.054 kg·hm-2》烤煙地(6.878 kg·hm-2)gt;玉米地(0.083 kg·hm-2),高梁地殘膜量最多可能是由于高梁地種植密度較大,壟寬較烤煙地窄,同一面積覆膜量多于烤煙地。江西省典型地塊六大作物地膜殘留量規(guī)律為蔬菜(15.46 kg·hm-2)gt;煙葉(13.02kg·hm-2》水果(11.70 kg·hm-2》瓜果(10.47 kg·hm-2)油菜(10.35 kg·hm-2)gt;菇類(5.58 kg·hm-2),但作物間殘膜量不具有顯著差異。吉林省連續(xù)覆膜10 a后,典型覆膜作物地膜殘留量呈現(xiàn)為瓜菜模式gt;玉米連作模式gt;花生連作模式,瓜菜模式下地膜殘留量最高,為30 kg·hm-2,分別是玉米和花生連作模式下殘膜量的1.06、1.89倍。地膜是否回收及回收的力度同樣也影響著殘膜量,影響地膜回收的驅動機制有政府回收政策、農戶認知和經濟因素等,政策宣傳和政策支持起著關鍵影響因素,通過政府對廢舊地膜回收的宣傳,建設政府規(guī)制實施體系,以激勵、約束、引導的方式,提升農戶的感知價值能力,增強農戶的生態(tài)保護意識。農戶對殘膜污染的認知、是否參加相關農業(yè)培訓,影響對于廢舊地膜的回收。經濟層面,補貼制度的確立會增強農戶回收地膜的意愿,徐菊禎等利用二元Logistic和解釋結構模型(ISM)分析農戶地膜回收的影響因素時發(fā)現(xiàn)經濟補貼是深層根源因素,殘膜回收是否有補貼影響當地回收企業(yè)的建立。Caterina等發(fā)現(xiàn)可采用經濟補貼、稅收抵免等舉措來促進地膜回收。
國內外學者目前主要研究地膜殘留的危害、影響因素及區(qū)域差異。安徽省地處華東地區(qū),氣候適宜,適于糧食作物種植。前期已經進行了一些地膜污染方面的調查,但研究的樣本量偏少,且代表性不高,目前亟需增加樣本數量,對安徽省全省地膜污染情況及影響因素做進一步了解。因此,本研究于2019-2021年通過取樣檢測、問卷調查的方法探明安徽省地膜殘留特征以及影響因素,以期為該區(qū)域的地膜殘留污染防治提供決策依據。
1材料與方法
1.1研究區(qū)域概況
安徽省地處我國華東地區(qū),地理位置29°41′-34°38′N,114°54′-119°37′E。安徽省在氣候上屬暖溫帶與亞熱帶的過渡地區(qū),淮河以北屬暖溫帶半濕潤季風氣候,淮河以南屬亞熱帶濕潤季風氣候。該地區(qū)多年平均氣溫15.92℃,年平均降水量1 121.52 mm,年平均日照時數2 059.14 h,全年平均無霜期237.37 d。安徽省是全國糧食作物主產省之一,耕地面積超過587萬hm2,常年農作物種植面積超過867萬hm2,主要覆膜作物有蔬菜、甘薯、煙草等。
1.2研究方法
(1)定位監(jiān)測:2019-2021年安徽省地膜殘留定位監(jiān)測點位于8個地市13個縣區(qū),共計15個監(jiān)測點,調查區(qū)域詳見圖1。在調查區(qū)域內選取主要覆膜作物,同時根據覆膜面積及覆膜年限選取有代表性的樣點進行取樣。各監(jiān)測點基本信息詳見表1。
(2)典型樣點采樣:考慮田塊位置,地塊地勢平坦,避開建筑、河流、溝渠、墳地等,距鐵路、省級以上公路300 m以上。選擇覆膜作物,采樣點選在相對平坦、穩(wěn)定的農田里,以便長期監(jiān)測,選取本地種植面積較大、覆膜時間較長(3a以上)、覆膜結構(如時間、方式)相對穩(wěn)定的農作物,包括露地蔬菜、保護地蔬菜、瓜果類、果樹、玉米、大豆、煙草、馬鈴薯等。
采樣時間:通常每年9-10月,在當年作物收獲后到下一季作物播種覆膜前進行采樣,采樣時應保證農田未翻耕或旋耕,同時需揭除當季地表仍覆蓋的地膜。每年采樣時間盡量保持一致。
采樣頻次:一年一次。
(3)地膜樣品采集與處理:每個樣方大小為1 mX1m,監(jiān)測1 m2樣方內0-30 cm耕層土壤的殘膜量。去除附著在殘膜上的泥土,仔細展開,放入清水中進行初步清洗后利用超聲波清洗儀進一步清洗,用吸水紙吸去表層水分,放置陰涼干燥處晾干至質量恒定后稱取質量。
在2019、2020、2021年作物收獲后進行土壤殘膜的采集工作,測定地膜殘留量,計算地膜殘留系數(F)。
F=(C1-C2)/3A x100%式中:C1為地膜鋪設3a后的殘留量,kg·hm-2;C2為初始年份地膜殘留量,kg·hm-2;3為實驗周期;A為年均地膜用量,kg·hm-2。
(4)問卷調查:隨機選取采樣點周邊的10個農戶或合作社,開展問卷調查。調查內容包括農戶或合作社的耕地與播種面積、地塊與住處間距離、灌溉方式等農業(yè)基本生產情況,作物用膜情況、覆膜年限、覆膜方式、殘膜回收方式與去向等地膜使用與回收情況,3a共收集有效調查問卷429份。其中2019年回收調查表165份,可參與統(tǒng)計分析的調查表有110份;2020年一共回收有效問卷154份;2021年一共回收有效問卷165份。
作物覆膜面積占比為某年份某作物覆膜面積占該年份全部作物覆膜面積的百分比。
作物地膜用量占比為某年份某作物地膜用量占某年份全部作物地膜用量的百分比。
戶每公頃地膜用量(kg)為某年份該作物每公頃的地膜用量(kg)與某年份種植此作物戶數的比值。
1.3數據統(tǒng)計與分析
試驗數據采用Excel 2010進行處理,采用SPSS 20.0軟件進行處理間差異顯著性分析,用Origin 2021b繪圖。
2結果與分析
2.1安徽省各監(jiān)測點地膜殘留情況
2019-2021年安徽省15個監(jiān)測點0-30 cm土層中地膜殘留量如圖2所示。安徽省2019-2021年作物耕層土壤中殘膜量介于3.46-25.76 kg·hm-2,平均殘膜量為10.80 kg·hm-2,變異系數為30.78%,對比《農田地膜殘留量限值及測定》(GB/T 25413-2010)中的農田地膜殘留量標準限值(75 kg·hm-2),安徽省3a的地膜平均殘留量未超出該標準限值。其中淮南市壽縣地膜殘留量最高,為25.76 kg·hm-2,其次為六安市裕安區(qū),殘膜量為24.49 kg·hm-2,殘留量最低的為宣城市旌德縣,為3.46 kg·hm-2。綜上可見安徽省覆膜種植區(qū)殘膜污染狀況較輕。
各監(jiān)測點3a平均殘膜量在0-30 kg·hm-2之間,其中殘膜量為5-15 kg·hm-2的監(jiān)測點占53.33%,覆蓋監(jiān)測點為安慶市懷寧縣、安慶市宿松縣、合肥市巢湖市炯煬鎮(zhèn)、淮南市田家庵區(qū)、六安市舒城縣、銅陵市義安區(qū)、馬鞍山市和縣及宣城市宣州區(qū)。殘膜量lt;5 kg·hm-2和gt;15 kg·hm-2的監(jiān)測點分別占26.67%和20.00%。殘膜量gt;15 kg·hm-2的監(jiān)測點主要位于滁州市來安縣半塔鎮(zhèn)、淮南市壽縣及六安市裕安區(qū),說明這3個監(jiān)測點地膜污染情況相對嚴重。
安徽省15個監(jiān)測點各年份地膜殘留量如表2所示,2019年安徽省各監(jiān)測點地膜殘留量區(qū)間為2.66-41.81 kg·hm-2,平均殘留量為14.49 kg·hm-2,殘留量最大的為六安市裕安區(qū)。2020年安徽省各監(jiān)測點地膜殘留量為1.48-22.99 kg·hm-2,平均殘留量為8.85 kg·hm-2,殘留量最多的監(jiān)測點為淮南市壽縣,宣城市旌德縣的地膜殘留量最少。2021年各監(jiān)測點地膜殘留量為1.16-26.48 kg·hm-2,平均地膜殘留量為9.05 kg·hm-2,地膜殘留量最多的是六安市裕安區(qū),其次為淮南市壽縣,殘膜量最少的監(jiān)測點為滁州市來安縣楊郢鄉(xiāng)。
安徽省地形地貌呈現(xiàn)多樣性,長江和淮河自西向東橫貫全境,將全省分為淮北、江淮、江南三大自然區(qū)?;春右员钡貏葸|闊;中部江淮之間,曲折起伏,崗沖相間;長江兩岸和巢湖周圍地勢低平,屬于著名的長江中下游平原。南部以山地、丘陵為主。全省大致可分為5個自然區(qū)域:淮北平原、江淮丘陵、皖西大別山區(qū)、沿江平原、皖南山區(qū)。不同區(qū)域內的地形地貌會對殘膜量有一定影響。選取的15個監(jiān)測點主要位于除淮北平原外的4個區(qū)域。江淮丘陵區(qū)覆蓋8個監(jiān)測點,包括滁州市來安縣2個監(jiān)測點,合肥市巢湖市2個監(jiān)測點,淮南市壽縣、田家庵區(qū),六安市裕安區(qū)、金安區(qū),其農田地膜殘留量為3.62-25.76 kg·hm-2,平均殘膜量為14.57 kg·hm-2。沿江平原區(qū)覆蓋4個監(jiān)測點,包括安慶市宿松縣、銅陵市義安區(qū)、馬鞍山市和縣及宣城市宣州區(qū),其殘膜量為5.12-10.63 kg·hm-2,平均殘膜量為7.35 kg·hm-2。六安市舒城縣及安慶市懷寧縣2個監(jiān)測點位于皖西山地丘陵區(qū),宣城市旌德縣位于皖南山地丘陵區(qū),因兩區(qū)域實際監(jiān)測點只有1-2個,監(jiān)測點數量少,代表性不足,無法科學代表皖西、皖南山地丘陵區(qū)的實際地膜殘留情況,故不具有參考意義。
2.2安徽省典型農作物地膜殘留特征
2019-2021年不同作物地膜覆蓋面積及用量詳見表3?;谒修r戶的有效調查數據,不同作物每公頃地膜用量為0.267-0.467 kg,不同類型作物每公頃地膜用量差異不大。依據主要覆膜作物,15個監(jiān)測點共有露地蔬菜、煙草、果樹、保護地蔬菜、馬鈴薯、瓜類、花生及大豆8類,分別計算不同類型作物田間的地膜殘留量,結果如表4所示。3a不同作物平均殘膜量規(guī)律為馬鈴薯gt;露地蔬菜gt;煙草gt;果樹gt;保護地蔬菜gt;大豆gt;瓜類gt;花生,馬鈴薯地膜殘留量最高,為22.54 kg·hm-2,花生地膜殘留量最低,為5.36 kg·hm-2。
2019年農作物地膜殘留量最高的是馬鈴薯,為26.06 kg·hm-2,最低是保護地蔬菜,為4.53 kg·hm-2。2020年地膜殘留量最高的是馬鈴薯,為19.02 kg·hm-2,殘留量最低的是花生,為1.48 kg·hm-2。2021年地膜殘留量最高的是露地蔬菜,為16.77 kg·hm-2,殘膜量最低的是大豆,為2.03 kg·hm-2。通過對比發(fā)現(xiàn),2019、2020年馬鈴薯殘膜量都較高,大豆的地膜殘留量3a間連續(xù)降低,2021年露地蔬菜和花生的地膜殘留量相比于2019年有所降低,但明顯高于2020年。2020年和2021年保護地蔬菜地膜殘留量都較2019年高出較多。隨著覆膜年限的增加,果樹和保護地蔬菜兩種覆膜作物的地膜殘留量均呈增加趨勢。
由表4可知,果樹的地膜殘留量從9.83 kg·hm-2增加到10.38 kg·hm-2,年均地膜殘留量增加0.275 kg·hm-2,地膜殘留系數為0.34%;保護地蔬菜的地膜殘留量從4.53 kg·hm-2增加到9.19 kg·hm-2,年均地膜殘留量增加1.55 kg·hm-2,增加速度是果樹地塊的5.65倍,地膜殘留系數為1.59%。根據地膜殘留系數計算,保護地蔬菜在沿用當前的覆膜生產模式下,此后連續(xù)覆膜8a,地膜殘留量將會超過國家制定的殘膜限值標準(75.00 kg·hm-2)。
2.3安徽省殘膜污染的影響因素
2.3.1覆膜年限
從不同作物殘膜量來看,殘膜量與覆膜年限有關,覆膜lt;10、10-19 a和20-30 a的平均殘留量分別為6.78、14.17、32.35 kg·hm-2(圖3),連續(xù)覆膜10-19 a和20-30 a的殘膜量分別是覆膜lt;10 a地塊的2.09、4.77倍。方差分析表明覆膜lt;10 a、10-19 a和20-30 a土壤的殘膜量存在顯著差異,表明覆膜時間越長,土壤中殘膜量越高。
2.3.2作物類型
不同作物因地膜用量、覆膜比例、地膜使用周期等差異而對殘膜量產生影響。
3a間平均殘膜量較高的作物有馬鈴薯、保護地蔬菜及煙草等。由表4可以看出,覆膜3a不同作物的地膜殘留系數有所差異,除果樹和保護地蔬菜外,其余作物地膜殘留系數均為負數,說明2021年較初始年份2019年地膜殘留量有所減少。
2.3.3地膜規(guī)格
如表5所示,2019年農戶使用的地膜厚度介于0.004-0.030 mm之間,種植甘薯使用的地膜最薄。調查農戶使用的地膜寬度在500-6 000 mm之間,其中種植果樹的農戶使用的地膜最寬。2020年使用的地膜厚度在0.004-0.020 mm之間,種植花生和瓜類使用的地膜最薄。調查農戶使用的農用地膜寬度在600-3 500 mm之間,其中種植保護地蔬菜和瓜類的農戶使用的地膜最寬。2021年農戶使用的地膜厚度在0.005-0.030 mm之間,其中種植露地蔬菜和花生使用的地膜最薄,種植保護地蔬菜使用的地膜最厚。使用的農用地膜寬度在750-3 500 mm之間,其中種植馬鈴薯、番茄和玉米的農戶使用的地膜最寬。不同厚度地膜的不規(guī)范使用也一定程度上加大了地膜回收的難度。
2.3.4地膜處理和回收方式
如表6所示,2019年調查區(qū)域殘膜按撿拾面積計算,17戶農戶未回收,平均回收率為91%,按地膜用量計算,殘膜回收率為91%。2020、2021年殘膜按撿拾面積計算,回收率可達100%,但從撿拾量看,平均回收率在92%左右。將數據進行對比可以發(fā)現(xiàn),農戶撿拾殘膜只能解決地表殘膜,而無法有效回收耕作層中的殘膜??傮w上,2019-2021年安徽省調查區(qū)域殘膜回收率呈現(xiàn)增加趨勢。
安徽省調查區(qū)域內地膜的回收方式以人工撿拾為主,機械化程度較低。429戶農戶中有411戶采用人工撿拾地膜,占調查農戶的95.80%,1戶采用機械回收,占調查農戶的0.23%,還有17戶不回收地膜,直接翻耕到農田中,占調查農戶的3.97%?;厥辗绞街饕捎萌斯焓岸^少使用機械回收的主要原因是該地多處于丘陵地區(qū),機械回收的地域適應性較差且回收成本較高。
回收后的地膜如何處理也是一個重要環(huán)節(jié),地膜回收的去向調查結果表明(圖4),地膜作為農村生活垃圾處理占主流,有218戶,占調查農戶的52.91%;95戶農戶地膜被收購,占調查農戶的23.06%;33戶農戶就近焚燒,占比為8.01%;31戶堆置于田頭,占調查農戶的7.52%;另外10戶農戶采取就近填埋的方式,25戶采取多種方式處理地膜,分別占調查農戶的2.43%、6.07%。
3討論
3.1安徽省典型區(qū)域作物殘膜分布特征及發(fā)展趨勢
2019-2021年3a間安徽省地膜平均殘留量為10.80 kg·hm-2,與《農田地膜殘留量限值及測定》(GB/T 25413-2010)的標準(75.00 kg·hm-2)相比,未超出標準限值,屬于清潔閾值范圍,與南方平原殘膜量相當,這可能是因為南方地形以山地丘陵為主,耕地面積小、人工+機械種植,連續(xù)覆膜年限短,殘膜回收率在70%左右。安徽省殘膜量明顯低于內蒙古、新疆、甘肅地區(qū),這是因為內蒙古、新疆等地區(qū)氣候寒冷、水資源短缺,地膜的使用可為農作物提供適宜的溫濕度環(huán)境,同時減少水分的蒸發(fā),提高水分的利用率,這使得地膜用量較大且覆蓋面積廣,導致區(qū)域殘膜污染較為嚴重。
安徽省15個殘膜監(jiān)測點中8個監(jiān)測點位于江淮丘陵區(qū),此地形區(qū)域內地膜殘留量較高,這可能與氣候、地形等因素有關。江淮丘陵區(qū)地處亞熱帶濕潤季風氣候向暖溫帶半濕潤季風氣候的過渡帶,氣候交匯頻繁,降雨的季節(jié)分布、地區(qū)分布不均衡,與農作物的正常需水不協(xié)調。同時該地地形主要以低山丘陵和低崗為主,地形破碎,蓄水能力差,這也是該地區(qū)常發(fā)生季節(jié)性干旱的原因之一。江淮丘陵區(qū)以種植糧食作物為主,地膜的廣泛應用不僅可以抗旱節(jié)水、增溫保墑,更能提高農作物品質和產量,促進農業(yè)的健康發(fā)展。但地勢起伏不平使得機械回收殘膜困難,且土壤質地黏重等也會加重地膜回收的難度。該地區(qū)地膜治理可以從加大水利基礎設施的投入、調整種植結構、適時回收地膜等方面著手進行。
種植不同類型的農作物,地膜殘留量會有所差異。眾多學者通過對地膜殘留污染區(qū)域典型作物的研究證明了這一結論。本調查區(qū)馬鈴薯和蔬菜作物的殘膜污染程度最高,這可能是因為安徽地區(qū)馬鈴薯和蔬菜是主要種植作物,地膜用量大、覆蓋面積廣,且使用周期較長,導致其地膜殘留量較高。2019、2020年馬鈴薯殘膜量都較高,這可能與馬鈴薯穴深、地膜使用周期和耐候期有關。魏娟等的研究表明大田種植馬鈴薯時,適宜穴深為15-20cm,較深的土層中殘膜碎片不容易清理。同時馬鈴薯平均地膜使用周期在3.5個月以上,耐候性在半年以上,難以老化降解,土壤中殘留地膜還未分解,種植馬鈴薯又引入新的地膜,加劇了耕層土壤中殘膜量的累積。地膜防治應重點關注殘膜量高的農作物,探究及應用地膜覆蓋方式及減量化栽培措施,逐步減少地膜的使用量。
3.2調查區(qū)域影響殘膜污染的因素
綜合多個地膜殘留影響因素分析:地膜殘留量與覆膜年限、作物類型、地膜厚度等因素有關,但地膜回收情況、距離村莊遠近、土壤質地、不同耕作管理模式等對地膜殘留量變化也有較大影響。隨著覆膜年限的增加,表層土壤中殘膜量顯著增加。包明哲等發(fā)現(xiàn)河套地區(qū)覆膜年限gt;30 a和lt;10 a的殘膜量存在極顯著差異,隨著覆膜年限的增加,地膜殘留量增加。本實驗結果與之相似,覆膜年限為20-30 a的殘膜量顯著高于lt;10 a和10-19 a的,這可能是因為覆膜時間越長,農田中殘留地膜由于自然和人為因素破損,破碎度增大,不同面積的地膜碎片不利于地膜的回收。地膜厚度越薄,農田土壤中殘膜量越大,王金玲等M發(fā)現(xiàn)地膜厚度為0.01-0.02 mm的殘膜量顯著低于0.004-0.008 mm和0.01 mm的地膜殘留量,地膜厚度與殘膜量呈負相關關系(Pgt;0.05)。地膜回收方式、處理方式等會影響地膜的殘留。農民或合作社的地膜回收主要以人工撿拾為主,95.80%的農戶選擇人工撿拾,這與蔡金洲等的研究結果相似,南方平原區(qū)地膜回收方式主要以人工撿拾為主,少數以人工+機械方式回收?;厥盏牡啬ひ话胍陨献鳛檗r村垃圾處理,近1/5的地膜被收購,近3/5的農戶或合作社周邊沒有回收地膜網點。集中處理殘膜會產生運輸、處理等費用,大多數農戶在沒有補償的情況下,為了便利和效益,一般不會采取集中處理的方式。同時這也側面反映出相關機制的不完善,因此應建立完整的收、貯、運一體化網絡,從試點到面,建立地膜回收網點,逐步完善地膜回收機制。
大量研究表明,推廣地膜的標準化生產及應用,加強各級政府的監(jiān)督管理,同時落實污染者“處罰”制度,明確處罰標準,對于地膜污染的防治和治理有重大意義。但目前對于不同耕作管理模式、不同地膜使用周期下的殘膜量變化國內外相關報道較少,還需對不同田間管理模式下地膜殘留量變化特征進一步研究,這對因地制宜地進行地膜污染防治具有指導性作用,有利于加強農業(yè)面源污染防治。
3.3地膜殘留防治方案
目前安徽省種植作物區(qū)地膜污染情況較輕,但對于地膜污染防治的力度不能減弱,可從以下3方面來治理殘膜污染:一是加強政策和經濟支持,通過物質補貼、經濟獎勵等提高農戶回收的邊際成本;同時政府要規(guī)范地膜的生產標準,加強宣傳培訓,提高農戶回收地膜的意愿。二是積極研發(fā)和推廣可降解地膜,開展地膜的替代品和新農業(yè)技術的研究。三是要因地制宜地制定本區(qū)域主要覆膜作物地膜回收和防治方案。
4結論
(1)安徽省3a地膜平均殘留量為10.80 kg·hm-2,未超出國家標準限值(75.00 kg·hm-2),屬于清潔閾值范圍。地膜殘留主要集中在六安市、淮南市及滁州市部分縣區(qū)。從地形來看,安徽省內江淮丘陵區(qū)和沿江平原區(qū)殘膜污染較為嚴重。
(2)研究區(qū)種植馬鈴薯、保護地蔬菜和露地蔬菜的農田普遍存在較為嚴重的殘膜污染,保護地蔬菜地膜殘留系數較高,為1.59%,如果繼續(xù)沿用當前覆膜生產模式連續(xù)覆膜8a,殘膜量將會超過國家標準限值。
(3)安徽省農田存在殘膜中污染風險,覆膜年限、回收方式和地膜規(guī)格是影響殘膜量變化的關鍵因素,建議加強政策和經濟支持,提高農戶回收地膜的意識,加強地膜回收力度,因地制宜規(guī)范地膜使用。