我国是农业大国,自 20世纪 70年代起,传统的农 业生产方式在地膜覆盖技术引进后发生了彻底改变。 农用地膜具有保温、保水、保墒和防风固沙等作用, 可将农作物产量提高 20%~50%,使用效果明显,促 进了农业快速发展,是继种子、化肥和农药之后,一项 十分重要的农业生产资料。但大量使用的传统农用 地膜因降解困难造成了严重的环境污染,其中土壤 污染问题更为突出,制约了农业经济的可持续发展。
因此,解决塑料地膜污染问题受到高度重视。目前,解 决此问题的方式有两种:一是残膜回收,二是研发新型 可降解地膜。由于地膜厚度不达标、易风化,以及残膜 回收机具落后等原因,残膜回收困难;而可降 解地膜 无需回收,对环境无污染且能改善土壤结构,促进农作 物生长,因此,可降解地膜成为了地膜研究的热点, 受到广泛关注。
目前已研究出多种可降解地膜产品,其中最常见 的有光降解地膜、全生物可降解地膜、光/生物双降解 地膜、液态地膜和植物纤维地膜。可降解地膜在原 材料、制备工艺和降解产物等方面与传统塑料地膜相 比区别较大,主要以淀粉、产业废弃物、农作物秸秆等 可降解材料为制备原料,具有可降解性、绿色环保、可 再生等优点。技术的不断革新促进了地膜产业的 发展,可降解地膜产品的出现对解决塑料地膜污染 问题,以及在挖掘日益枯竭的石油资源替代品方面, 具有举足轻重的作用。
因此,本研究基于农用地膜的 发展及其应用情况,阐述五种可降解地膜的国内外研 究现状及存在问题,分析各类可降解地膜的降解原理 及特点,并展望地膜的发展趋势,旨在为农业绿色可持 续发展提供理论参考。
地膜覆盖技术作为农业领域的一项重要栽培方 式,促进了农业快速发展,特别在干旱区由于地膜的保 温、保墒、集雨、除杂草等优点使得作物增产增收效果 明显,是农业发展不可或缺的一种生产资料。本研究 对五种常见可降解地膜的研究进展、地膜应用情况以 及地膜污染问题进行了总结,总体上,由于可降解地膜 普遍生产成本高,力学性能、物理性能、环保性等方面 还存在一些问题,因此,在农业领域的大面积推广应用 受限。 近年来,对植物纤维地膜的研究受到广泛关注。 植物纤维地膜原材料丰富、可再生、绿色环保,产品可 降解、无污染,且降解后可直接还田,改善土壤生态环 境,既能提高秸秆废弃物等的资源化利用,又可促进农 业的绿色可持续发展,为人民带来良好的经济、生态、 社会效益。但植物纤维地膜力学性能、增温保墒、降解 性能等方面的研究不够成熟,基于目前研发现状与应 用实践情况,可从以下几方面进一步深入研究: 第一、基于不同种类植物纤维的形态结构和物理 特征,在材料预处理过程中避免产生污染环境的废 弃物;
第二、使用不同纤维制备地膜时,在满足使用强度 要求的前提下尽量降低纸张克重;
第三、以保护生态环境为准则,优化植物纤维地膜 后处理工艺,提高其疏水、透气、透光等性能;
第四、以农业机械化为目的,提升地膜的机械强 度,以适应实际的机械作业生产相匹配的机械设备,提 高农业机械化的进程;
第五、针对使用环境、土壤特点,不同作物生长特 性以及地膜的使用季,针对性研究不同作物秸秆纤维的特性,将其独特性用于不同功能地膜的研究,以提升 植物纤维地膜的适应性;
第六、加快推进纤维地膜原料预处理方式、制备技 术、应用实践,形成一套完善的生产应用流程;
第七、继续拓展各类植物纤维在地膜上的应用 研究。