自上世紀70年代末以來(lái),我國引進(jìn)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)使我國農作物的產(chǎn)量得到大幅提高,獲得顯著(zhù)的經(jīng)濟效益,被人們譽(yù)為農業(yè)上的“白色革命”。
近年來(lái),由于增產(chǎn)效果明顯,地膜覆蓋技術(shù)在中國農業(yè)生產(chǎn)中迅速普及。然而,一些農業(yè)生態(tài)專(zhuān)家指出,殘膜的“白色污染”已經(jīng)超過(guò)了當地農田生態(tài)環(huán)境所能承受的上限,如不加快治理和防范,農田生態(tài)將進(jìn)一步惡化。一些業(yè)內人士對全生物降解農用地膜寄予厚望,表示加快全生物降解農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)成為農業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)資料之一,覆蓋作物種類(lèi)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(kāi)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)迅速為當地大多數農民所掌握。至2015年末,新疆地膜覆蓋面積已達5735萬(wàn)畝,年使用量28萬(wàn)噸,成為國內地膜覆蓋種植面積最大、地膜用量最多、普及率最高的地區。
地膜覆蓋栽培技術(shù)在農業(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(guò)120萬(wàn)噸,均居世界第一。然而,地膜的廣泛使用也帶來(lái)了新的問(wèn)題。目前傳統農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,廢舊地膜在農田土壤中逐年增多,污染持續加劇。據統計,我國農田每年會(huì )新增20萬(wàn)至30萬(wàn)噸不能降解的殘留地膜,使土地板結、農作物減產(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,棉農王高音在結束了一年一度的采棉后,開(kāi)始第一遍翻地摟膜。最近五年里,棉農越發(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(kāi)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(kāi)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(kāi)春前還能回收至少一尿素袋的殘膜。不用地膜就沒(méi)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(lái)挖開(kāi)根莖才發(fā)現將種子播在了殘膜上。”王高音說(shuō),直到最近五年,棉農們才開(kāi)始實(shí)行殘膜回收,有意識地回收殘膜。但即便如此,由于農用地膜的質(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(lái)的重復使用使新疆農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,破壞了土壤結構,危害了農村生態(tài)環(huán)境,影響了農業(yè)的可持續發(fā)展。2015年底,新疆每畝農田殘膜留量尚有12.4公斤,遠高于全國平均水平。據測定,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(guān),造成“視覺(jué)污染”等??傊?,地膜殘留已給農業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境造成了嚴重的不良影響。
然而,隨著(zhù)高新節水技術(shù)在新疆的繼續推廣普及以及增產(chǎn)增收的利益驅使,使用地膜的農田還在逐年增加,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)棉區新疆決定向“白色污染”宣戰,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業(yè)生產(chǎn)中。殘膜不能完全回收的現狀和不可降解的特性制約了農業(yè)“白色污染”的進(jìn)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(yíng)養碳源,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(guò)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)權的全生物降解農用地膜研發(fā)已取得突破性進(jìn)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(huì )降解塑料專(zhuān)業(yè)委員會(huì )秘書(shū)長(cháng)翁云宣介紹,從新疆、云南、內蒙古、陜西、上海、江蘇、浙江和山東等地多種農作物對照試驗結果來(lái)看,生物降解地膜和傳統聚烯烴地膜相比,經(jīng)農藝措施配合,不但同樣起到保溫、保墑、增產(chǎn)效果,還可在特定地區、特定氣候條件下根據特定作物的生長(cháng)需要設計控制降解速度,從而使日趨嚴重的“白色污染”得到有效遏制,實(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展。
“傳統PE膜幾十年甚至幾百年不會(huì )降解,是造成農業(yè)土地‘白色污染’的根源,是看得見(jiàn)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(wú)法撿拾,是看不見(jiàn)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(xué)合作開(kāi)發(fā)生物降解膜用樹(shù)脂,開(kāi)展共混吹膜技術(shù)研究,并先后在新疆等全國14個(gè)省市試驗,效果良好。
經(jīng)過(guò)四年的田間試驗,根據新疆藍山屯河化工股份有限公司在各個(gè)種植點(diǎn)的監測數據顯示,在作物生長(cháng)周期結束后,生物降解地膜降解80%以上,且對作物的農藝、生長(cháng)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(jìn)生物降解塑料在其他領(lǐng)域的廣泛應用,從而推動(dòng)行業(yè)整體崛起,使“限塑”、“禁塑”成效更迅速更顯著(zhù)。
然而,由于缺乏明確具體的、可操作性強的限制或禁止法規,全生物降解農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(chǎng)發(fā)育遲緩,前景并不樂(lè )觀(guān)。
“由于生物降解膜的價(jià)格過(guò)于昂貴,在現有經(jīng)濟條件下,農戶(hù)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,農戶(hù)根本沒(méi)有能力購買(mǎi)。”翁云宣說(shuō),生物降解地膜要替代常規普膜成為地膜主流難以實(shí)現,在農業(yè)生產(chǎn)上全面普及應用還面臨許多制約因素。
記者采訪(fǎng)發(fā)現,目前,推廣應用生物降解地膜尚處在小范圍試點(diǎn)階段,未形成規模效應,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,土壤中傳統地膜的殘膜隨處可見(jiàn)。“以生物降解地膜26元/公斤的價(jià)格計算,一畝地成本在120至180元不等,是PE膜的2.5倍,難以被農民接受,加之農民土地流轉,并不在乎回收和殘留的問(wèn)題。”中糧屯河綜合辦主任趙瑞明介紹,這塊地由農民手中流轉而來(lái),此前地中殘膜不少。但采用生物降解地膜進(jìn)行試驗后,記者撥開(kāi)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,大部分農民對可降解地膜也僅處于“聽(tīng)說(shuō)過(guò)”的階段。在棉農王高音所在的石河子市,王高音也曾聽(tīng)說(shuō)當地于2016年試驗可降解地膜,但認為成本高、降解時(shí)間不理想。
翁云宣等業(yè)內人士認為,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(diǎn),美、歐、日等國家地區紛紛出臺一系列政策來(lái)支持這類(lèi)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(dòng)的環(huán)境項目,通過(guò)十年的試驗證明只要符合歐盟生物降解標準的地膜,可以解決傳統地膜的污染問(wèn)題;而日本于2009年成立了日本生物分解農用材料協(xié)會(huì )專(zhuān)門(mén)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,生物降解材料及農用地膜在歐、美、日等國家地區得到了快速發(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)內人士認為,隨著(zhù)生產(chǎn)工藝不斷優(yōu)化,我國目前完全能滿(mǎn)足大規模、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(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展。
——國家應盡快出臺相應政策法規,采取切實(shí)可行的措施,進(jìn)行宣傳引導,加強市場(chǎng)監管力度,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(dòng)產(chǎn)業(yè)升級。
——確立一批具有自主知識產(chǎn)權、掌握核心技術(shù)、能帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展的企業(yè),進(jìn)一步開(kāi)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,縮小與傳統地膜價(jià)格差,提高使用性能。目前仍有必要以產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項資金的方式,對重點(diǎn)企業(yè)的生產(chǎn)和銷(xiāo)售實(shí)行資金專(zhuān)項補貼,以解決前期研發(fā)生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。
由于生物降解地膜的價(jià)格過(guò)于昂貴,在現有經(jīng)濟條件下,農戶(hù)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,農戶(hù)根本沒(méi)有能力購買(mǎi),生物降解地膜要替代常規普膜成為地膜主流難以實(shí)現,在農業(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),擴大規模,提高農戶(hù)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(guò)提高共混改性等手段,進(jìn)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(chǎng)的可行性。
——建立示范推廣專(zhuān)項資金,加大推廣應用力度,選擇不同地區,針對不同作物擴大試驗項目和范圍。像推廣電動(dòng)汽車(chē)、農用機械那樣,采取財政補貼政策,對購買(mǎi)使用降解地膜給予價(jià)格補貼,提高農戶(hù)應用生物降解地膜的積極性和自覺(jué)性。
翁云宣等專(zhuān)家建議,在全國范圍內根據突出重點(diǎn)區域和重點(diǎn)作物,根據地膜用量、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(jìn)行試驗示范,在示范應用基礎上逐步擴大推廣,實(shí)現農業(yè)可持續發(fā)展。
“我國現有地膜使用狀況來(lái)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(jìn)行生物降解地膜的試點(diǎn)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(jìn)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)所得稅條例規定,實(shí)行減免優(yōu)惠政策;對生產(chǎn)單位進(jìn)行價(jià)格補貼或稅收豁免,對使用的農民進(jìn)行適當補助;建立專(zhuān)項資金,進(jìn)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)與農戶(hù)之間、農戶(hù)與回收單位,以及企業(yè)、農戶(hù)、協(xié)會(huì )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(jià),成為一個(gè)運行有效的網(wǎng)絡(luò ),從而使得生產(chǎn)、應用、回收、降解等形成多方聯(lián)動(dòng)格局