摘要：农膜包括地膜和棚膜，由于其可以改善农作物生产环境而在农业生产过程中广泛应用。农膜是继种子、化肥和农药之后的又一项重要生产资料，农膜可以起到增温、保水、防虫和防草等作用。农用大棚塑料薄膜广泛应用于西瓜、西红柿、花生、棉花、烟草、茶叶等蔬菜、粮食作物和经济作物，在保证一定透光率的同时，还能起到防止二氧化碳流失和保温的效果，还具有保水、保肥、防雨、保护根系等多种作用，给粮食作物和经济作物提供了一个更好的生长环境，使作物达到增产效果。本小组于暑假前往山东省潍坊寿光市进行本次关于以农用大棚塑料薄膜为例的农业环材调研考察。以下报告分为四部分，主要围绕对潍坊寿光市农田实地考察情况，常见农用大棚薄膜分类、塑料薄膜所需特性及作用、农膜残留可能造成的环境污染以及农膜常用处理方式等方面作以阐述。
一.引言及考察地基本概况
1.塑料薄膜使用量基本现状
2014-2019年期间我国塑料薄膜产量总体较为波动，但产量保持在100万吨以上。农用塑料薄膜产量呈波动下降态势，2019年我国农用塑料薄膜产量为85.2万吨，同比下降41%，整体呈波动下降态势。而其中山东省占比最大，2019年山东农用塑料薄膜使用量占全国总使用量的11.09%。
2.潍坊寿光市农田实地考察情况
在我们考察实践的潍坊和寿光市中，塑料薄膜的主要仍然是以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜，这类地薄膜应用范围最广，但难以降解，虽然在实地调查中潍坊农科院人员仍带我们参观了可降解塑料薄膜，但因为性价比不高，投入、产出成本非常高，在农户中难以实现大规模应用。
对于难以降解的薄膜，主要减少污染方式有两种，第一是延长薄膜的使用寿命，因为新型材料的使用，薄膜的抗拉伸抗磨损能力得到提高，一般最少的使用年限在三年到五年，通过使用寿命的延长，也就减少了更换的频率，降低了塑料使用量。第二是加大回收力度，可以回收处理成其他的覆盖材料。相当于废品回收。
此外农科院相关人员也提到，随着国家碳中和目标确定，环保低碳发展是大趋势，在塑料薄膜污染方面，农科院已经开始着手进行实践，这里面有有政府行为助力，也有企业自主选择，于是进行了一些环保材料的使用。虽然这方面仍在一个发展适应的过程中，但是毋庸置疑，将来肯定会朝着环保低碳方向发展，这是一个大趋势。
二.农用大棚塑料薄膜分类
农用大棚塑料薄膜的品种和规格有很多不同。根据其使用的塑料原料，一般分为低密度聚乙烯塑料薄膜、线型低密度聚乙烯塑料薄膜、乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料薄膜和聚氯乙烯塑料薄膜等。还根据功能分为
（一）.通用型薄膜材料
1.低密度聚乙烯
低密度聚乙烯（LDPE）分子量分布宽，结晶度低，因而透光性好，加工性能好，但力学强度相对较低，使用温度分为-40～80℃。
2.线型低密度聚乙烯
线型低密度聚乙烯（LLDPE）分子链上仅带有短支链，分子量分布窄，结晶度介于LDPE和高密度聚乙烯（HDPE）之间，力学性能好，透光性较差，加工性能比LDPE差，拉伸性较好，易制备微薄膜，抗刺穿性较好。
有的农用大棚塑料薄膜材料生产企业结合HDPE、LDPE和LLDPE的特点，将LDPE和LLDPE共混或将三者共混生产地膜。例如，树脂专用薄膜材料，在雾度、韧性等各个方面的性能都相对更好，且产品加工过程更为容易；添加抗氧剂薄膜，可以延长LDPE薄膜的使用寿命；添加新型光稳定剂薄膜，可以提高了LL-DPE薄膜的耐候性。
3.乙烯－醋酸乙烯共聚物
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）薄膜耐冲击、耐老化和透光性好于聚乙烯类，保温性能良好，与无滴剂有较好的相容性，拉伸性好，易制备微膜。有保温性能好，柔韧性好，低温下不发脆，透明性好，薄膜雾度低，透光性好，促进光合作用，流滴性好，能延长流滴期等优点。
（二）.功能型防虫薄膜材料
防虫防病新型环保薄膜材料随着食品安全和健康问题的日益突出，农药是否残留已经成为人们备受关注的焦点。吃到的食品是否健康、安全，关系到每个人的生活质量和生命安全等问题。如果能研发出防虫防病新型环保薄膜材料，对于农药残留问题将会得到解决。防虫防病新型环保薄膜在使用过程中，可以防止穿蛀性害虫为害和杀死爬行在薄膜表面的害虫，从而保护薄膜内的物品不为害虫感染和为害。同时，由于防虫防病薄膜是由多层不同品种的薄膜材料复制而成，其气密性能比单层使用薄膜优越的多。例如，张华集教授团队以荧光材料为转光剂，以氟虫隆与乙虫脒为驱虫剂制成驱虫母粒，以滑石粉为保温剂，将以上组分混合，制成转光驱虫聚乙烯农用薄膜在薄膜保温性能得到保证的同时，其驱虫和驱虫时效都得到了大大提高。
三.农用大棚塑料薄膜所需特性及作用
1.耐久性
农膜尤其是温室棚膜应用过程中需要较长的使用寿命来保障作物生长周期。影响温室棚膜使用寿命的重要参数主要是薄膜材质特征和环境因素。薄膜材质包括聚合物种类、膜种类、稳定剂类别和膜厚度等，环境因素则包括框架材料、设计方式、地理气候因素和农药使用等。另外，温室大棚薄膜中添加的一些光稳定剂和抗氧化剂等也有效提高了其使用寿命。
2.光学特性
不同类型和颜色的农膜具有其典型的光学特性，可改变到达土壤的光辐射水平，导致土壤温度的升高或降低，如黑色和透明的地膜最易使土壤升温。对于那些生长在凉爽短暂季节中的暖季蔬菜作物，透明地膜对土壤的升温效果更好。然而，高透光性的缺点是缺乏杂草控制，当暴露在阳光下，杂草会继续生长。其他颜色，如红色、蓝色、黄色或橙色的地膜，可满足蔬菜生产的特殊要求，如驱除某些害虫或吸引有益昆虫等。农膜的关键光学特性是透光率和雾度，波长在400～700nm之间的可见光是植物光合作用所必需的，因此温室覆盖物必须对这部分太阳光谱尽可能透过。
3.红外传输
红外不透明农膜是蔬菜种植中常用的塑料薄膜，其红外不透特性可有效增温保暖，以及在不加热的情况下能降低结霜的风险，同时能显著降低能耗和有效降低热损失。生产过程中主要通过2种方式提高薄膜的红外不透明度:（1）使用填料和添加剂，如二氧化硅、碳酸盐等；（2）添加含有红外吸收带的共聚物，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）等。
4.抗滴防雾性
为降低雨水对农膜光透射的影响，农膜通常需要通过添加一些特殊添加剂来提高其抗滴防雾性能，如添加非离子表面活性剂用于防雾膜中，将冷凝形状改变为水膜。但表面活性剂是由浓缩水萃取而成，通常在2个农业季节内其防雾效果会消失，因此随着农膜使用时间增加，防雾效果会逐渐降低。
四.农膜残留可能产生的环境污染
1.土壤污染
农膜使用后，大部分并没有回收而是残留在土壤中。我国新疆自治区长期覆膜棉田每公顷地膜平均残留量在200kg以上，甘肃省、内蒙古自治区、东北地区、山西省和河北省部分地区每公顷平均残留量在100kg以上。农膜残留会影响土壤理化性质和造成二次污染。
（1） 降低土壤团聚体稳定性。
农膜残留可在土壤中形成阻隔层，使耕层土壤透气性降低，导致土壤团聚体量减少和稳定性降低。土壤团聚体减少会进一步影响土壤的雨水溅蚀力和保肥保水性能。
（2） 影响土壤抗蚀度与分散性。
农膜残留会增加土壤颗粒分散性，减少土壤渗透和降低土壤的抗蚀性。
（3） 邻苯二甲酸酯污染。
农膜残留会释放邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）到土壤中。当PAEs从覆盖膜中释放出来时，它可能通过植物吸收蒸发的方式进入大气和径流，并进一步分布在地下水和地表水环境中；另外也有研究表示，覆盖地膜土壤中邻苯二甲酸二丁酯（DPB）和邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）的浓度比未覆盖地膜的土壤高2.5～3倍。此外，地膜使用后也会增加农药和重金属在土壤中的残留，如有研究报道，地膜覆盖土壤中农药和重金属污染负荷显著高于未覆盖的土壤。
2.植物和作物污染
土壤中农膜残留还会影响植物和种植作物发芽、生长发育，并造成污染物在植物体内富集等。研究发现，当土壤中地膜残留量达到一定程度时，会对作物的根系生长有显著抑制作用，使叶面积显著减小，作物产量显著下降。另外其锌、镉、铜和铅等重金属含量也较无薄膜覆盖作物高很多。
3．塑料和微塑料污染
农膜残留还会带来塑料和微塑料污染。农膜使用后，随着风化破碎可成为大塑料和微塑料，并进入大气环境和水环境。土壤是陆地微塑料的主要储存场所和地下水的主要污染来源载体。
4．其他污染
农膜残留还对农业生产和农业环境带来一系列其他负面影响。如:焚烧残膜可产生有害气体排放污染大气；牛、羊等牲畜食用混有残膜的农作物秸秆和草料可能会诱发胃肠功能障碍，出现严重厌食症甚至造成死亡；残膜对田边、运河和林间也会造成污染。
五.农膜常用处理方法
1.焚烧
经常采用的原位焚烧或露天焚烧，以及回收后的燃烧发电或者是用作燃料。但焚烧处理会产生一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氨气以及二噁英等有毒致癌物，给生态环境和人体健康带来潜在风险。
2.填埋
目前无法回收利用的农膜基本上都是采用填埋的方式处理。但填埋处理只能是暂时的处理方式，且填埋后往往会使填埋区土壤质量退化，同时也可能造成土壤污染以及大气污染，对区域食品质量安全和人体健康带来危害。
3.农膜的防治技术
回收处理和回收再利用是农膜防治的基本做法。主要用以下方式。
（1）适期揭膜技术。根据作物种类和区域条件，形成合理的揭膜时间和揭膜方式，在地膜完成其功能且又未老化破损之前进行揭膜回收，提高地膜回收率。
（2）回收再利用技术。通过回收地膜作为再生塑料的原料，利用回收薄膜产生环境友好型填充母料，利用回收地膜进行燃料提取，以及利用回收地膜作为建筑材料。
（3）使用可降解农膜。通过添加促降解剂来加速残留在土壤中的农膜自然消解，减少残膜对环境的污染，避免了农膜在土壤中的过度积累。但目前研制的促降解添加剂还过于昂贵，实际应用性不高。
六.结束语
在潍坊和寿光市的考察中，我们走过一望无际的瓜果地，微风拂过叶片，吹起几粒金黄的沙土，农膜塑料沙沙作响，反射着耀眼的阳光，也映着扎根土地的人们对丰收的渴望。
人们利用这农膜塑料等农业材料保温，保水，保肥等特性满足农作物生长的需求，使农作物达到健壮、防虫、增产等作用。现在塑料薄膜仍然是以聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成，但其均很难被降解，因此我们仍需关注对农业环材的处理。最大程度处理塑料，减少其对环境的污染，才是正确的方式。
参考文献：
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