白色污染与腐植酸多功能可降解黑色液态地膜田原宇　乔英云　黄 伟 刘 芳　巩志坚（山东科技大学化工学院　青岛　２６６５１０）摘 要：分析了农田塑料地膜污染现状及残留对土壤产生的不良影响；降低土壤渗透性、减少土壤含水量、削弱耕地抗旱能力，造成农作物减产，破坏自然景观和造成环境污染。

提出了开发和应用可降解地膜是解决白色污染的有效途径，并介绍了多功能可降解黑色液态地膜的研制、优点和应用现状。

关键词：塑料地膜　白色污染　腐植酸　可降解　液态地膜中图分类号：ＴＱ９１４．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－９２１２（２００６）０２－００１９－０５The White Pollution vs Humic Acid Multi-function Degradable Black Liquid Mulching FilmTian Yuanyu Qiao Yingyun Huang Wei Liu Fang Gong Zhijian(Chemical Institute of Shandong University of Science and Technology, Qingdao, 266510)Abstract: This paper analyzed the present pollution situation of farmland plastic mulching film and the harmful affects of it’s residual: reducing the soil permeability, reducing the water content of soil, weakening the combats drought ability of cultivated land, causing the crops’ drop in production, destroying the natural landscape and causing the environmental pollution; This paper proposed the development and the application of degradable mulching film which is a effective way to solve the white pollution. In addition, it introduced the development, advantage and present application of the multi-function degradable black liquid mulching film.Key words: plastic mulching film; white pollution; humic acid; degradable; liquid mulching film现有资料表明，在我国的西北部地区，沙漠面积较大，分布较广，沙漠化危害较严重。

第二次全国荒漠化、沙化土地检测结果显示，全国沙化土地面积已逾１７４万平方千米，占全国土地面积近二成，并且正以每年约３４００　ｋｍ２的速度扩张。

近２５年，共丧失土地３．９万平方千米，比台湾省的面积还要大。

目前，大约有１．７亿人口受沙漠化的危害和威胁，因沙漠化造成的直接经济损失每年超过４５０亿元。

目前，我国８０％以上的耕地存在干旱、低洼、盐碱等障碍因素，需要进行不同程度的调理和改良。

水土流失、土壤沙化、土壤盐渍化以及土壤污染已经成为制约我国国民经济发展的重要问题。

面对我国如此严峻的土地形式，使用塑料地膜进行农作物的种植方式成为农民普遍采用的方式。

利用塑料地膜栽培技术满足农作物保温、保墒、保持肥力，达到增产增收的目的，已成为当今世界十大农业推广应用技术之一。

随着我国在农业产业结构的调整和农业技术的推广，使用地膜进行农作物的增产增收已得到广大农民的认可，特别是在广阔的西北部地区和东北地区。

我国已经成为世界上最大的地膜生产国和消费国，塑料地膜已经成为农民种植作物必不可少的生产资料，其覆盖面积已经由１９９６年的１．２亿亩（１亩＝６６６．６７　ｍ２，下同）发展到２００１年的２．１亿亩，并仍呈高增长趋势。

塑料地膜的原材料是聚乙烯或聚氯乙烯，这种材料具有优异的物理性能，坚韧耐用，质轻价廉，但是这种材料废弃后在自然的条件下一百年也不会降解。

地膜产品在使用后都很难回收再利用，废弃在土壤中，积年累月造成对土壤和环境严重的“白色污染”。

减少农田地膜残留，保护农田生态环境，消除塑料地膜的白色污染的最可行方法是开发和使用可降解地膜。

１ 塑料地膜的使用现状利用塑料地膜栽培技术成为２０世纪众所周知的十大农业技术之一。

施用塑料地膜可以满足农作物保温、保墒、防霜冻、保持肥力等要求，是塑料在农业上的主要应用之一。

２０世纪５０年代初，日本最早推广应用地膜覆盖栽培技术，我国于１９７８年从日本引进该技术，从８０年代起，地膜使用量在波动中呈现上升趋势。

１９８１年覆盖面积仅为０．１７×１０４　ｈｍ２，１９８８年达到２．３３×１０６　ｈｍ２，是１９８１年覆盖面积的１．３７×１０３倍；１９９５年达到６．４９×１０６　ｈｍ２，是１９８１年覆盖面积的３．８２×１０３倍；２００２年达到１１．７×１０６　ｈｍ２，是１９８１年覆盖面积的６．８８×１０３倍，增长速度非常快。

图１为我国塑料地膜覆盖面积曲线［１］。

地膜覆盖栽培技术的应用大幅度提高了农作物产量，促进了我国农业的发展，塑料地膜的使用因此被称为农业生产上的一场“白色革命”。

塑料地膜是一种由聚乙烯加抗氧剂、抗紫外线剂而制成的高分子碳氢化合物，具有分子量大、性能稳定的特点，在自然条件下很难降解，在土壤中可以残存２００～４００年。

目前，我国使用的主要是０．０１２　ｍｍ以下的超薄地膜（０．００６～０．００４　ｍｍ，甚至０．００５～０．００３　ｍｍ），这种地膜强度低、易破碎、使用后都很难回收再利用，废弃在土壤中，积年累月造成对土壤和环境严重的白色污染。

可以这样说，实际上目前的丰产是建立在牺牲土壤潜力的基础上的一种掠夺式的生产方式，贻患无穷。

随着塑料地膜使用量的不断扩大以及使用年数的增长，农田中残留塑料地膜不断积累。

根据农业部的调查显示［１］，目前，我国地膜残留量一般在６０～９０　ｋｇ／ｈｍ２，最高可达１６５　ｋｇ／ｈｍ２，而且残留量随使用年限的增加而增加。

据黑龙江、辽宁、北京、天津等省市１０多个县的调查显示，我国使用的塑料地膜量为１５０　ｋｇ／ｈｍ２，１年残膜量为６４．５～１０５．６　ｋｇ／ｈｍ２，２年残膜量为１２９　ｋｇ／ｈｍ２，３年残膜量为１８７．５～２０１　ｋｇ／ｈｍ２。

湖北省１年地膜的残留量为１４．７　ｋｇ／ｈｍ２，２年为２６．８１　ｋｇ／ｈｍ２，３年为４４．１　ｋｇ／ｈｍ２，３年的平均残留率为１２．３％。

河南省中牟、郑州、开封等地的花生地土壤地膜残留量年均为６６　ｋｇ／ｈｍ２，最高达１３５　ｋｇ／ｈｍ２，造成作物减产１５％，在连续使用塑料地膜的农田中甚至发生死苗现象。

我国使用地膜覆盖技术已有２５年的历史，累计推广面积已超过２×１０７　　ｈｍ２，已有近２×１０９　　ｋｇ地膜进入土壤，而残留量为使用量的１／４～１／３，依此估计，全国残留在农田中的地膜数量是十分巨大的。

湖北省农业环境监测站调查结果显示［２］，玉米地年使用塑料薄膜４５　ｋｇ／ｈｍ２，使用１年，残留量为２６．５５　ｋｇ／ｈｍ２；连续使用３年，残留量为３２．８５　ｋｇ／ｈｍ２；连续使用５年，残留量为４２．４５　ｋｇ／ｈｍ２；连续使用８年，残留量为８６．１０　ｋｇ／ｈｍ２，平均残留量为１０．７６　ｋｇ／ｈｍ２，残留率为２３．９０％。

另外，农工回收的残膜由于无人收购只好堆放在田间地头。

残膜焚烧会产生有毒气体污染空气，不及时处理又会随风飘散在田野，会破坏土壤结构，影响作物生长，并带来严重的土地污染。

塑料地膜在全世界的推广使用中同样遇到了诸如此类的问题［３］。

美国农业部的一项新研究表明，农用塑料地膜在加速农作物成熟的同时，也加速了土地的侵蚀和土地中杀虫剂流失，并对流经的地域造成更大的危害。

在美国的许多地方以及对许多农作物来说，用塑料膜来覆盖土地已经成为一种习惯。

不可渗透的塑料膜不仅有助于保持土地的湿度，而且暖和了土地，这样一来，塑料膜里的作物趋向于提前成熟，这对农民来说是大有好处。

然而，据美国《科学新闻》周刊报道的美国农业部的一项新的研究成果表明，这样的好处是以损害环境为代价而取得的。

农用塑料地膜既加速了土地的侵蚀，也加速了有毒杀虫剂的流图１　１９８１－２００２年我国塑料地膜的覆盖面积Fig.1 Cover area of farmland plastic film 1981 to 2002in China失。

许多农民已经注意到，与被植物的残余物覆盖的土地相比，更多的雨水从覆盖着地膜的土地间的小沟间流失。

然而，“没有人操心究竟有多少雨水因此而流失。

”美国马里兰州农业研究中心的一些无机化学家们却提出了这个问题。

在２年的时间里，他们收集了从番茄地里流走的雨水，测量了流量，以及里面的污染物。

在１９９８年，他们发现每立方米用塑料膜覆盖的土地流失水量６３公升，这是用巢菜属植物覆盖的土地的流失量的４倍。

１９９９年８月在美国新奥尔良举行的美国化学会年会上，化学家Ｈａｐｅｍａｎ在报告中指出，更严重的问题是每年每公顷用塑料膜覆盖的土地失去大约４９５０　ｋｇ的土壤，这是用巢菜属植物覆盖的土地的１５倍。

她进一步评论说，对于像土地这样一种需要很长时间才能再生的资源，“你不能长时间地承受这样的损失。

”然后，她又观察到化学物质的流失，两个用于试验的土地都撒上同等量的杀菌剂ＣＨＬＯＲＴＨＡＬＯＮＩＬ和杀虫剂ＥＮＤＯＳＵＬＦＡＮ。

因为用塑料膜覆盖的土地，暴露在外的、用于凝固杀虫剂的泥土比用植物覆盖的土地要少，雨水冲失的化学物质前者是后者的１９倍。

研究人员将流失的水放入装有本地水产物（如硬蛤和硅藻）的容器里发现，从塑料膜地里流失的水比从植物膜地里流失的水对它们的毒性更大。

使用塑料地膜可以使农民提前３到４周收成作物，这样的蔬菜得到高的市场价格。

Ｈａｐｅｍａｎ进一步说：“然而，用泥土和杀虫剂的大量流失去换取提前３周的收割，很难让人相信是明智的行为。

”２ 残留塑料地膜污染的危害２．１　影响土壤物理性状土壤物理性状主要指土壤含水量、容重（单位体积固体重量与同体积水重量之比）和孔隙度（单位体积土壤内空隙所占体积百分比）。

水的渗透是依靠重力向土壤深层移动的结果。