我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),自 20世紀(jì) 70年代起,傳統(tǒng)的農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)方式在地膜覆蓋技術(shù)引進(jìn)后發(fā)生了徹底改變。 農(nóng)用地膜具有保溫、保水、保墑和防風(fēng)固沙等作用, 可將農(nóng)作物產(chǎn)量提高 20%~50%,使用效果明顯,促 進(jìn)了農(nóng)業(yè)快速發(fā)展,是繼種子、化肥和農(nóng)藥之后,一項(xiàng) 十分重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。但大量使用的傳統(tǒng)農(nóng)用 地膜因降解困難造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,其中土壤 污染問(wèn)題更為突出,制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
因此,解決塑料地膜污染問(wèn)題受到高度重視。目前,解 決此問(wèn)題的方式有兩種:一是殘膜回收,二是研發(fā)新型 可降解地膜。由于地膜厚度不達(dá)標(biāo)、易風(fēng)化,以及殘膜 回收機(jī)具落后等原因,殘膜回收困難;而可降 解地膜 無(wú)需回收,對(duì)環(huán)境無(wú)污染且能改善土壤結(jié)構(gòu),促進(jìn)農(nóng)作 物生長(zhǎng),因此,可降解地膜成為了地膜研究的熱點(diǎn), 受到廣泛關(guān)注。
目前已研究出多種可降解地膜產(chǎn)品,其中最常見 的有光降解地膜、全生物可降解地膜、光/生物雙降解 地膜、液態(tài)地膜和植物纖維地膜??山到獾啬ぴ谠? 材料、制備工藝和降解產(chǎn)物等方面與傳統(tǒng)塑料地膜相 比區(qū)別較大,主要以淀粉、產(chǎn)業(yè)廢棄物、農(nóng)作物秸稈等 可降解材料為制備原料,具有可降解性、綠色環(huán)保、可 再生等優(yōu)點(diǎn)。技術(shù)的不斷革新促進(jìn)了地膜產(chǎn)業(yè)的 發(fā)展,可降解地膜產(chǎn)品的出現(xiàn)對(duì)解決塑料地膜污染 問(wèn)題,以及在挖掘日益枯竭的石油資源替代品方面, 具有舉足輕重的作用。
因此,本研究基于農(nóng)用地膜的 發(fā)展及其應(yīng)用情況,闡述五種可降解地膜的國(guó)內(nèi)外研 究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題,分析各類可降解地膜的降解原理 及特點(diǎn),并展望地膜的發(fā)展趨勢(shì),旨在為農(nóng)業(yè)綠色可持 續(xù)發(fā)展提供理論參考。
地膜覆蓋技術(shù)作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要栽培方 式,促進(jìn)了農(nóng)業(yè)快速發(fā)展,特別在干旱區(qū)由于地膜的保 溫、保墑、集雨、除雜草等優(yōu)點(diǎn)使得作物增產(chǎn)增收效果 明顯,是農(nóng)業(yè)發(fā)展不可或缺的一種生產(chǎn)資料。本研究 對(duì)五種常見可降解地膜的研究進(jìn)展、地膜應(yīng)用情況以 及地膜污染問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié),總體上,由于可降解地膜 普遍生產(chǎn)成本高,力學(xué)性能、物理性能、環(huán)保性等方面 還存在一些問(wèn)題,因此,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的大面積推廣應(yīng)用 受限。 近年來(lái),對(duì)植物纖維地膜的研究受到廣泛關(guān)注。 植物纖維地膜原材料豐富、可再生、綠色環(huán)保,產(chǎn)品可 降解、無(wú)污染,且降解后可直接還田,改善土壤生態(tài)環(huán) 境,既能提高秸稈廢棄物等的資源化利用,又可促進(jìn)農(nóng) 業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展,為人民帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、 社會(huì)效益。但植物纖維地膜力學(xué)性能、增溫保墑、降解 性能等方面的研究不夠成熟,基于目前研發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng) 用實(shí)踐情況,可從以下幾方面進(jìn)一步深入研究: 第一、基于不同種類植物纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和物理 特征,在材料預(yù)處理過(guò)程中避免產(chǎn)生污染環(huán)境的廢 棄物;
第二、使用不同纖維制備地膜時(shí),在滿足使用強(qiáng)度 要求的前提下盡量降低紙張克重;
第三、以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為準(zhǔn)則,優(yōu)化植物纖維地膜 后處理工藝,提高其疏水、透氣、透光等性能;
第四、以農(nóng)業(yè)機(jī)械化為目的,提升地膜的機(jī)械強(qiáng) 度,以適應(yīng)實(shí)際的機(jī)械作業(yè)生產(chǎn)相匹配的機(jī)械設(shè)備,提 高農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程;
第五、針對(duì)使用環(huán)境、土壤特點(diǎn),不同作物生長(zhǎng)特 性以及地膜的使用季,針對(duì)性研究不同作物秸稈纖維的特性,將其獨(dú)特性用于不同功能地膜的研究,以提升 植物纖維地膜的適應(yīng)性;
第六、加快推進(jìn)纖維地膜原料預(yù)處理方式、制備技 術(shù)、應(yīng)用實(shí)踐,形成一套完善的生產(chǎn)應(yīng)用流程;
第七、繼續(xù)拓展各類植物纖維在地膜上的應(yīng)用 研究。