農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中全生物降解地膜的推廣與應(yīng)用前景分析

劉利民 韓翔宇

摘 要：全生物降解地膜可以在自然界中被微生物活動徹底分解，不會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生任何影響，但其保溫保墑性能比常規(guī)的聚乙烯地膜要差一些，而且其降解性能也不受控制，使得全生物降解地膜的推廣工作目前仍停留在實驗和演示階段，要將其推廣到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，還有待于更多探索和改進(jìn)。由于常規(guī)地膜難以循環(huán)利用，導(dǎo)致部分區(qū)域出現(xiàn)“白色污染”，影響農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。文章通過對目前國內(nèi)外地膜使用情況和應(yīng)用前景的探討，對該領(lǐng)域的發(fā)展提出相關(guān)建議，為今后全生物降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)一步研究和開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；全生物降解；地膜

引言：地膜覆蓋是一種較為成熟的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，對于保障作物的高質(zhì)、豐產(chǎn)具有十分關(guān)鍵的意義。但是，因為地膜材料中存在難以降解的大分子，在分解過程中很容易溶出有毒物質(zhì)，同時，殘存的地膜也會妨礙作物根部對水分和養(yǎng)分的吸收，從而導(dǎo)致土壤的肥力下降，進(jìn)而影響作物的品質(zhì)和產(chǎn)量。而全生物降解地膜的普及和應(yīng)用，可以有效地緩解以上問題，既可以保障作物的正常生長，又可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展。

1 全生物降解地膜

目前，可降解材料的種類不斷增多，其制造技術(shù)也日趨完善。當(dāng)前用于生產(chǎn)可降解塑料的材料包括：已二酸丁二酯與對苯二甲酸丁二醇酯的共聚物（PBAT），聚乳酸（PLA），聚甲基丙烯酸酯（PPC），聚酯（PBS），聚酯（PHA），纖維素，淀粉等。經(jīng)過實驗比較，最終選擇PBAT作為全生物降解地膜的最佳原材料[1]。宣威中博公司研制的以聚苯胺、聚乳酸、聚己內(nèi)酯等為主要材料的全生物降解地膜，能達(dá)到下列目的：①可控制降解，能夠充分符合作物的生長需求；②實現(xiàn)對作物生長所必需的增溫、保水、保墑、保肥、除草等作用；③徹底分解，無殘渣；④不含有毒有害物質(zhì)，安全可靠。經(jīng)過幾年的比較研究，結(jié)果表明：在覆蓋后40～150天的退化期中，其在冬季和春季時間較長，在夏天退化期較短；當(dāng)?shù)啬ず穸仍黾拥?微米時，其分解推遲5～15天。

2 我國全生物降解地膜的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析

近幾年來，完全可降解的地膜經(jīng)研究開發(fā)與使用，可適應(yīng)部分地區(qū)的特殊環(huán)境，為取代傳統(tǒng)的塑料地膜、促進(jìn)“白色污染”防控起到了積極的促進(jìn)作用，具有良好的發(fā)展?jié)摿?。?020年，全世界約有4億噸的塑膠生產(chǎn)，全生物可降解的塑膠生產(chǎn)只有122.7萬噸，占0.3%左右，所以生物可降解地膜生產(chǎn)具有很好的發(fā)展?jié)摿?。近年來，生物降解地膜在世界范圍?nèi)已取得了較大進(jìn)展，并已形成了一批具有較強(qiáng)原料協(xié)作能力的優(yōu)質(zhì)企業(yè)，如：上海弘睿生物技術(shù)有限公司，蘭州鑫銀環(huán)橡膠塑料有限公司。

全生物降解地膜指的是以生物降解材料作為主體，加入合適比例的淀粉、纖維素以及其它對環(huán)境沒有任何危害的無機(jī)填充物、功能性助劑等，利用吹塑或流鑄等工藝來生產(chǎn)，其被用在作物生長時在土壤表面覆蓋的具有生物降解性能的薄膜。當(dāng)前，以聚苯胺（PBAT）、聚乳酸（PLA）、聚碳酸丙烯酯（PPC）、聚羥基脂肪酸（PHA）為代表的生物可降解材料，其降解過程的可控、保溫、保水性能顯著提高；PBAT同時具有PBA、PBT兩種性能，且具有良好的塑性、斷裂延伸性，同時具有良好的高溫、抗沖擊性能[2]。

由于全生物降解地膜良好的可生物降解性，成為一種極具發(fā)展前景的可降解高分子材料，我國PBAT年生產(chǎn)能力已超過30萬噸。然而，全生物降解地膜造價昂貴（約為普通塑料薄膜的3倍）和隔熱保水能力比聚乙烯薄膜差，使我國可降解地膜在推廣中作用尚不明確，尚處在實驗和示范階段。近幾年，人們對可降解地膜的降解特征及田間適用條件進(jìn)行大量研究，獲得一些結(jié)果。在有關(guān)政策的促進(jìn)下，全生物降解地膜產(chǎn)業(yè)也獲得很大發(fā)展，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有很好的前景。

3 全生物降解地膜的應(yīng)用建議

3.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)研發(fā)：目前全生物降解地膜在我國的推廣使用中難以滿足生產(chǎn)實際的需要，最大程度上制約著發(fā)展。為提高該材料的功能與應(yīng)用價值，亟待開展該地膜的降解機(jī)制與控制技術(shù)研究，并進(jìn)一步加強(qiáng)原材料、配方以及與全生物降解地膜和覆膜機(jī)械相匹配的高性能制造工藝的研究，例如，淀粉和PLA等，它們都是PBAT理想的強(qiáng)化改性材料。

3.2 加大政策扶持：在全生物降解地膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，政府職能部門的政策支持起到了關(guān)鍵作用，尤其是在全生物降解地膜的初期發(fā)展時期，因此，可以加強(qiáng)對全生物降解地膜相關(guān)行業(yè)研發(fā)、應(yīng)用的補(bǔ)貼或優(yōu)惠政策。在中國，覆蓋的作物有很多種，要針對重點(diǎn)作物、重點(diǎn)區(qū)域，建立起一套地膜的科學(xué)利用和回收示范區(qū)，并將財政資金集中起來，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，對加厚高強(qiáng)度地膜和全生物降解地膜進(jìn)行分類指導(dǎo)、精準(zhǔn)施策、循序漸進(jìn)，并對存在的問題進(jìn)行及時發(fā)現(xiàn)解決，從而持續(xù)加強(qiáng)其示范帶動的作用，并以穩(wěn)健的態(tài)度，將示范推廣的范圍逐步擴(kuò)大[3]。

3.3 適應(yīng)市場需求進(jìn)行針對性生產(chǎn)：全生物降解地膜具有巨大的應(yīng)用前景，政府的導(dǎo)入將推動塑料薄膜使用的大規(guī)模替代。當(dāng)前，全生物降解地膜只適用于生長期較短的作物和在薄膜上覆土種植的作物，比如馬鈴薯、水稻、蔬菜、加工番茄、花生和鮮食玉米等。因此，制造企業(yè)應(yīng)以各地氣候特征和各種作物對地膜覆蓋的安全需求為基礎(chǔ)，制造出與各種作物相匹配的全生物降解地膜產(chǎn)品，在確保保溫保墑前提下，盡量增強(qiáng)全生物降解地膜的可控性。

結(jié)語：隨著全國地膜科學(xué)應(yīng)用與循環(huán)利用示范項目的實施，全生物降解地膜的研發(fā)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇，可望改變長久以來PE地膜在工業(yè)生產(chǎn)及使用量上存在較大差異的困境。若能在原材料研究和制備技術(shù)上有所突破，并進(jìn)一步提高其制備和產(chǎn)業(yè)化水平，則可使其在我國農(nóng)田上得到更多推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 張凱，郭繼民，王坤，等.全生物降解地膜在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用前景分析[J].中國果菜，2023，43（4）：5.

[2] 陳玉平，何甜，杜儒學(xué).可降解地膜在馬鈴薯生產(chǎn)中的應(yīng)用分析[J].農(nóng)村科學(xué)實驗，2021（11）：3.

[3] 朱文博，姚顏瑩，王美萱，等.吉林省生物降解地膜應(yīng)用現(xiàn)狀及對策探討[J].南方農(nóng)業(yè)，2022，16（21）：4.