1.主持人:听众朋友、农民朋友们,晚上好!我是节目主持人关常。欢迎您收听晚间的《乡村大讲堂》节目。
2.主持人:今天的节目时间里,我们来说说地膜——
地膜通常是透明或黑色PE薄膜,用于地面覆盖,以提高土壤温度,保持土壤水分,维持土壤结构,防止害虫侵袭作物和某些微生物引起的病害等,促进植物生长的功能。地膜看上去薄薄一层,但作用相当大。不仅能够提高地温、保水、保土、保肥提高肥效,而且还有灭草、防病虫、防旱抗涝、改进近地面光热条件,使产品卫生清洁等多项功能。
将这项技术用于“老、少、边、穷”地区,高寒山区及边远地区,能有效增加积温量,克服了低温干旱,生育期短等不良自然条件,使晚熟高产优质玉米良种获得丰收,产量成倍增加。地膜覆盖技术的推广,有力地促进了化工、轻工、农机制造、农资供销、交通运输等相关产业的发展。由地膜覆盖技术发展到大棚蔬菜,使人们在寒冷的季节也能吃到新鲜的蔬菜,改善和提高了人们的生活水平。
但同时,地膜种植在田地内覆盖大量的塑料薄膜,作物收获后残留在土壤中,难以降解,对土壤造成了污染和损害。随着塑化剂风波的漫延,地膜无法沉降是否会导致土壤中塑化剂含量过高而影响人们的健康也备受大家关注。
3.主持人:今天我们请中国农科院环发所严昌荣研究员,来向大家谈谈地膜应用、残膜回收与利用的相关技术。严老师,您好!
专家:主持人好!听众朋友、农民朋友们,大家好!
4.主持人:欢迎您,严老师!我国作为农业大国,地膜应用的非常广泛。那么地膜覆盖它都有哪些好处呢?严老师请您来介绍一下
专家:地膜覆盖具有增温保墒、防病抗虫和抑制杂草等作用,具有显著的增产效果。改变作物生长小环境,扩大了农作物种植区域。地膜使用对农业另一个重大影响是扩大了农作物种植区域。地膜覆盖面积将继续保持快速增长状态。由于地膜覆盖在北方干旱、半干旱区和西南山区有效解决了“蓄住天上水、保住地里墒、用好用活天然降水”,以及春季低温和积温不足等生产难题,使其成为了广大旱作区抗旱节水增粮的主推技术。
4.主持人:那么目前,农业生产中地膜应用的现状是怎样的呢?
专家:地膜使用量和覆膜面积持续增加。我国地膜使用量从1982年0.6万吨增加到2011年的124.5万吨,增加了200多倍,未来还仍有继续增加趋势。农作物地膜覆盖面积也一直保持持续增长态势,1982年农作物覆盖面积仅为11.7万公顷,增加到2011年1979.1万公顷,年增长率达到10%。
1991年以来的20年,地膜使用强度幅度一般在3~10倍,但不同省(区)的地膜使用强度提高幅度存在明显差异,总体上,北方地区提高幅度大,使用强度大。调查数据还显示,西北玉米和棉花产区、东北的花生产区、华北的花生和棉花产区,西南烟草产区及所有蔬菜集中产区,是地膜使用强度较高的区域。地膜覆盖应用的作物种类急剧增加,地膜覆盖栽培技术最初主要用于经济价值比较高的蔬菜、花卉种植上,发展大宗粮食作物。
5.主持人:通过前面节目的介绍,听众朋友们对地膜在农业生产中发挥的作用有了更加深刻的认识,同时对我国地膜技术的应用现状有了更为详细的了解。但是,随着近年来对地膜“白色污染”加剧的报道,为农作物抵御自然环境影响实现增产增收的地膜,对环境生态问题的累积性影响也引起社会的高度关注。在接下来的时间,我们将对地膜残留污染特点的知识做详细的介绍。
专家:在介绍下地膜残留污染特点前,我们先来介绍一下残留的地膜对土壤和种植作物的影响。
影响土壤水肥运移:阻碍土壤毛管水和自然水的渗透,影响土壤吸湿性,从而对土壤水分运动产生阻碍,使其移动速度减慢,水分渗透量减少。土壤中残膜还可能降低土壤通透性,影响土壤微生物活动和土壤肥力水平。
影响残膜的集聚影响土壤通透性,造成土壤板结和地力下降,影响作物正常吸收水分和养分,影响种子发芽和导致作物根系生长发育困难。
影响作物根系对水分养分吸收:土壤中残膜导致小麦出苗慢,出苗率低,缺苗断垄多现象严重,冬前分蘖少,根系扎得浅,生长发育不良,部分不能穿透残膜碎根系片呈弯曲状横向发展。此外,土壤中残膜不仅影响土壤、作物正常生长和发育,导致农作物产量降低,
6.主持人:除了对土壤和作物的影响,还有其他副作用吗?
专家:其他副作用:如残膜碎片可能与农作物秸秆和饲料混在一起,牛羊等家畜误食后造成肠胃功能不良,严重时会引起牲畜死亡。由于残膜不回收,或者回收不彻底,加上回收残膜的处理方法欠妥,部分清理出的残膜弃于田边地头,影响环境景观,造成“视觉污染”。另外,随着覆膜年数增加,土壤中不断积累的残膜缠绕农机具妨碍耕作活动[1,6,18]。
7.主持人:刚才严老师为听众朋友们讲解了地膜对土壤和作物的影响及对生态环境副作用,听众朋友们有了比较深入的认识。接下来请严老师结合前面内容,谈一谈地膜残留污染有哪些主要特征?
专家:长期覆膜农田土壤中地膜残留量在71.9~259.1 千克/公顷之间,其中新疆最高,湖北最低,从区域上看,西北地区农田土壤中残膜量要远高于华北和西南地区。
表1. 典型省长期覆膜农区地膜使用及农田残留情况
|
调查省 (区) |
覆膜 年限 |
地膜投入量 (千克/公顷) |
覆膜比例 P(%) |
地膜厚度 (μm) |
地膜宽度(厘米) |
残膜量(千克/公顷) |
|
河北 |
10 |
33 |
46.4 |
4-6 |
90 |
80.5 |
|
新疆 |
20 |
61.4 |
84.8 |
6-8 |
205 |
259.1 |
|
陕西 |
15 |
39 |
81.0 |
6-8 |
70/80 |
110.2 |
|
甘肃 |
15 |
75 |
90.0 |
8 |
120 |
136.7 |
|
湖北 |
10 |
52.5 |
53.15 |
6-8 |
90 |
71.9 |
8.主持人:在今天的节目时间里,我们为您介绍地膜应用、残膜回收与利用的相关技术。做客我们节目的专家是中国农科院环发所严昌荣研究员。在前面的讲堂时间里,我们为大家介绍了农用地膜良好的增温保墒效果,已对中国农业产生了重大的、积极的作用。同时随着地膜覆盖技术的普及,残留农用地膜也已经带来了一系列的负面影响,大量的残留地膜破坏土壤结构、危害作物正常生长发育并造成农作物减产,进而影响到农业环境。为此残留地膜回收技术也越来越受到人们的重视。
专家:是的。残留地膜回收技术主要是机械回收技术。在欧美和日本等发达国家,地膜覆盖一般用于蔬菜、水果等经济作物,覆盖期相对较短。这些国家使用的地膜较厚,一般为0.015毫米,主要采用收卷式回收机进行卷收。我国使用的地膜很薄,厚度一般为0.006~0.008毫米,强度小,覆盖期长,清除时易碎和不易回收,收卷式地膜回收机具难以适应我国实际情况。根据我国地膜残留污染的特殊性,现已开发出了滚筒式、弹齿式、齿链式、滚轮缠绕式和气力式等残膜回收机具。
机械回收是国外残膜回收的主要技术途径。英国和前苏联采用悬挂式收膜,工作时松土铲将压膜土耕松,然后将薄膜收卷到羊皮网或金属网上,收下的薄膜洗净后卷好以备再次使用。日本对残膜的回收处理相对好一些,主要原因之一是日本覆盖地膜的土壤主要是火山灰土,土壤疏松不易损膜;二是地膜较厚、强度大、覆盖期相对较短,清除时可保持较完整,在回收时缠绕扎在地膜两边的绳索,将地膜收起。法国的一些地区采用地膜铲将压在地膜两侧的泥土刮除,随后起出残膜。在地头由人工将膜提起并缠在卷膜筒上,随着机组的前进,地轮带动卷膜筒旋转,连续不断地将地膜缠在卷膜筒上,完成残膜的回收过程。总体来看,在欧美、日本等国外发达国家,地膜覆盖一般用于蔬菜、水果等经济作物,覆盖期相对较短。为了便于回收,这些国家使用的地膜较厚,一般为0.020~0.050毫米, 可连续用2~3年,主要采用收卷式回收机进行卷收。
9.主持人:看来国外地膜机械回收技术已经非常成熟,那在我国应用情况如何呢?
专家:我国情况与国外情况不同。我国使用的农用地膜很薄,厚度为0.006~0.008毫米,强度小,覆盖期相对较长,清除时易碎,不易回收。采用国外收卷式地膜回收机回收地膜难以适应中国国情。从1982年开始,我国农机科研工作者就对收膜机进行了长期的探索和研究。开展过此项研究工作的单位有中国农业机械化科学研究院、中国农业大学、东北农业大学、西北农林科技大学以及新疆农业科学院农机化所、新疆生产建设兵团等十几家单位,经过20多年的不懈努力,我国已取得残膜回收机械的相关专利技术60多项,开发出了滚筒式、弹齿式、齿链式、滚轮缠绕式、气力式等多种形式的残膜回收机。其中,滚筒式残膜回收机的研究较为集中,其滚筒有伸缩扒杆捡拾滚筒、弧形挑膜齿捡拾滚筒、弹齿滚筒、夹持式捡拾滚筒、梳齿转筒等多种结构形式。据不完全统计,我国研制的残膜回收机机型达100余种,有单项作业和联合作业两种作业形式,按作业时段可分为苗期残膜回收机、秋后残膜回收机和播前残膜回收机。
10.主持人:哦,原来是这样。那苗期残膜回收机是如何应用呢?
专家:苗期残膜回收机是在棉花、玉米等作物浇头水之前揭去全部地膜,此时揭膜有利于中耕、除草、施肥和灌水。苗期揭膜时地膜老化较轻,一般采用人机结合的方式,机具要求必须对准行,不伤苗。其代表机型有新疆兵团农机推广站和新疆生产建设兵团农八师134团研制的CSM-130B型齿链式悬挂收膜机、新疆农业科学院农机化研究所研制的MSM-3型苗期残膜回收机、以及东北农业大学研制的MS-2型玉米苗期收膜机等。但是,苗期收膜机作业后需要及时灌水,以防止因水分的蒸发而造成干旱,对水情要求较高,只适用于水源较充足地区的部分作物。而我国大部分地膜覆盖种植区干旱少雨,近年来又推广应用膜下滴灌等节水灌溉技术,因此在推广应用上受到了很大制约,目前已不是研究重点。
11.主持人:看来苗期残膜回收机的应用受到气候条件的影响比较大,在我国应用的范围并不是很广。鉴于我国应用地区的气候特点,秋后残膜回收机的应用情况如何呢?严老师
专家:秋后残膜回收机是目前的研究热点,它是在作物收获后、犁地前回收地膜,收膜对象主要是当年铺设的地膜。此时地膜处于地表,相对比较完整。在苗期揭膜受到制约的情况下,秋后是回收残膜的最佳时机。由于秋后作业时间短,为了提高作业效率,减少秸秆对收膜的影响,该类机型一般与秸秆粉碎还田机联合作业。其收膜工艺一般是先将农作物秸秆粉碎后抛撒到机具的侧方或者后方,为后续收膜工序创造一个相对干净的工作面,然后进行膜边松土、起膜铲将地表残膜铲起、挑膜齿挑起残膜,最后脱(卸)膜机构将被挑起的残膜卸下并送入集膜部件。其中,挑膜、卸膜和集膜是影响收膜效果的核心机构。其代表机型有新疆农垦科学院农机研究所研制的4SJ-1.6残膜回收与茎秆粉碎联合作业机和新疆农业科学院农机化研究所研制的4JSM-1800棉秸秆粉碎还田与残膜回收联合作业机(史建新等,2008)。
12.主持人:听了您的介绍,我们了解到前两种机械主要是在作物的种植期进行回收。有的听众朋友会问,为了减少机械对作物的损伤,有哪些机械可以在播种前可以回收地膜?
专家:播前残膜回收机是在农作物播种前回收地膜,此时作物秸秆已经腐烂,地里杂物较少,但地膜老化严重,多以块状形式存在于土壤中,所以回收比较困难,回收率十分有限。目前已研制出的代表机具有弹齿式搂膜机等,弹齿入土深度3~5cm,将地表残膜搂成条,由人工清膜,这种机具只能收集大块的残膜,而对小块的碎膜无能为力。
13.主持人:通过严老师的讲解,听众朋友对各种护回收地膜机械的使用有了比较清晰的认识。细心的听众可能就会问,对于各种机械而言如何确定合适的揭膜回收时机呢?
专家:选择合理的揭膜时间和揭膜方式,在地膜完成其功能后且又未老化破损前进行揭膜回收,提高地膜回收率,如河北、新疆等地区的棉花头水前揭膜技术,回收率可达90%。
目前我国残膜回收工作主要还是以人工捡拾为主,部分地区已采用简易机具进行辅助,农业生产中对经济、实用的残膜回收机械需求仍然十分迫切。
14.主持人:在今天的讲堂节目时间里,我们为您介绍地膜应用、残膜回收与利用的相关技术。做客我们节目的专家是中国农科院环发所严昌荣研究员。在前面的讲堂时间里,我们为大家介绍了残留地膜机械回收技术在国内外的应用现状,并针对目前我国常用到的几种回收地膜机械使用情况做了详尽的介绍。严老师同时还指出使用回收地膜机械的关键是选择适时揭膜回收时机。那么随着科技的进步,各种新型生物降解地膜替代技术也不断被开发出来,能有效降低地膜对生态环境造成的污染。
专家:是的。进入二十一世纪以来,随着国外BDP(生物降解材料)生产技术日趋成熟,我国塑料行业也开展降解材料研发工作,但这些降解树脂基本用在包装材料上,在地膜方面尚存在降解时间不可控及成本偏高等问题。
15.主持人:那么据我了解,残留地膜利用技术也是解决地膜污染的一种比较有效的方法。
专家:是的。废旧农膜回收利用符合循环经济活动“资源-产品-再生资源”的反馈式流程,是塑料产业中资源循环利用的重要组成部份,废旧农膜作为一种宝贵的再生资源,如不加以有效的回收利用,不但造成资源的极大浪费,而且传统的焚烧、填埋、废弃等处置方式也将对环境造成污染,对我国农业的可持续发展构成威胁。因此,遵循循环理念,应采取有效措施加大废旧农膜的回收力度,变废为宝,化害为利。
16.主持人:对于地膜回收具体利用措施有哪几个方面呢?
专家:地膜回收具体利用措施主要有:再生塑料的原料、利用塑料废碴铺路面、再生塑料和木粉、燃料的提取材料几种方式。
17.主持人:你先为听众介绍一下再生塑料的原料利用方式吧。
专家:再生塑料的原料:一是将回收来的残膜通过晾晒、粉碎、漂洗、甩干、挤出、切粒,加工成其他塑料制品的原料,因依旧保持着塑料原料的化学特性和良好的综合材料性能,可满足吹膜、拉丝、拉管、注塑、挤出型材等技术要求,用于加工各种膜、管等制品。利用回收的薄膜生产环境友好型填充母料. 塑料填充改性母料自二十世纪八十年代初投入市场以来,由于其价格低廉,产品性能优异,可改善塑料制品的某些物理特性,替代合成树脂,且生产工艺简单、投资较小、具有显著的经济效益和社会效益。因而,塑料填充改性母料是近年来发展最快的塑料工业中的新行业,已成为塑料加工工业的重要部分和塑料制品的主要添加材料之一。
18.主持人:看来,利用回收的薄膜生产环境友好型填充母料,生产工艺简单、投资较小,是地膜回收利用中比较好的一种方式。接下来,我们请严老师再来介绍一下塑料废碴铺路面的利用方式。
专家:利用塑料废碴铺路面。在法国,人们把聚氯乙烯废碴渗入芳香碳烃化合物沥青内而使它变成一种廉价的粘合剂,可用在混凝土路面上,特别可在交通量大的道路上使用。美国福特(Ford)汽车公司正在其英国的Dagenham实施回收混合塑料用作新铺路表面材料的试验,这个项目是福特公司未来5年回收所有汽车用材料计划的一部分。福特公司预计在2003年夏季开始试用回收塑料,公司有相当庞大的5年计划,所有汽车废料都将不采用填埋方法处理。汽车中有16%~25%为非金属材料,塑料约占10%,推进该项目的目的是公司要摒弃填埋法处理废料。福特公司正与Plsmega工业公司实施具体工作,用细石料和混合回收塑料做道路表面,其中塑料占30%。项目要解决的问题仍为废塑料的分离,而一些小于25克的小塑料部件则不需鉴别是什么种类塑料。废弃塑料袋可用于增强道路的使用寿命,并已准备为此申请专利。报道说,由于塑料袋不可生物降解,大规模使用塑料袋已对环境造成严重污染,而将塑料袋用于铺路为解决这一环境问题提供了新方法。研究人员说,在进行热处理后,塑料袋的成分聚乙烯能将铺路的石子包裹住,从而与煤焦油有效地黏合在一起,这样铺出的路浸水后不易出现裂缝。据介绍,工程人员将把那些塑料垃圾用粉碎机打成非常小的粉末,然后再将其和沥青混合。这种新型路面材料雨水不容易积存,而且出现破损后修补也非常方便,这样就延长了路面的使用时间。目前印度在班加罗尔就有一条大约1公里的“塑料路面”。
世博会临时展区尝试应用再生板材铺路面:一块14.5厘米宽的赭红色板材,初看和上好的天然木地板一样细腻柔和,但细瞧却发现它的颜色和造型像塑料一样多变———这是一种叫作再生板材的环保材料。不久前,在世博会园区样板组团区的高架步道上,已经尝试将这种材质应用于路面,铺设了约700平方米。在日本的爱知世博会上,主办方也大量应用了这种再生板材。
19.主持人:再生塑料和木粉利用又是怎样的一种方式呢?严老师
专家:再生塑料和木粉。引进这种环保材料的供应商刘先生说:“在上海郊区,木粉原料相当丰富,农村废弃的秸秆、麦秆、芦苇秆乃至稻壳、花生壳都行,仅需粉碎及干燥处理一下就可以应用。”。目前上海年产秸秆已超过200万吨,让它们变身为漂亮的地板,不失为一条理想的出路。此外,废旧塑料的来源也不少。目前上海郊区普遍应用的覆盖地面的塑料地膜,就是再生塑料的良好原料。随着今后地膜用量的增加,如果能及时回收,可以大大减少地膜残留对土壤和环境的污染。 用再生塑料和木粉制成的再生板材,不仅有良好的木质感,而且还有很多胜过木材的优点:耐湿耐高温,不怕发霉和虫蛀,不会因为太阳曝晒而开裂变形,维修成本也很低。在国外,再生板材因其性能优越而被大量应用。而它最绿色之处是100%可回收再利用。“理论上来说,这种板材可以无数次地循环使用,粉碎后可以重新制成不同尺寸、颜色、造型的产品。”例如再生板材此次应用的高架步道属于世博会临时展区,在展期结束后,供应商将会把它拆除并重新制作,再应用于其它领域,真正实现其绿色特性。
20.主持人:地膜作为燃料的提取材料的效果如何呢?
专家:燃料的提取材料:是将回收来的残膜通过风选,清洗,破碎,打包或造粒,然后通过高温催化裂解等技术处理,从中获取汽油、柴油等可用燃料。在当前石油价格居高不下,塑料原料大幅度涨价,塑料加工企业步履艰难,如果采取合理措施使一次性地膜得到回收利用,不仅使环境得到保护,而且做到资源再生。
21.主持人:在前面的讲堂时间里,严老师为大家介绍了地膜应用、残膜回收与利用相关技术的应用,听众朋友们对此有了比较深入的了解。我代表听众朋友谢谢严老师!
专家:不客气。希望节目中的讲解能对大家带来帮助。听众朋友们,再见!
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