湖北省典型区域地膜使用与残留现状分析

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摘要：选取湖北省4个典型区域作为研究对象，通过开展问卷调查和典型样点采集的方式，对湖北省地膜的使用与残留现状进行了分析。结果表明，湖北省4个典型区域覆膜比例为10%～88%，地膜厚度为0.005～0.014 mm，每年地膜使用量为17.29～50.16 kg/hm2，地膜使用量与覆膜比例有关，地膜使用后均不作回收；0～30 cm土层地膜残留量为10.72～38.20 kg/hm2，残留的地膜主要集中在0～20 cm土层中，该土层残膜量占0～30 cm土层残膜量的92%及以上；0～30 cm土层残留的地膜为18.83万～80.47万片/hm2，0～20 cm土层残膜数量占0～30 cm土层残膜数量的78%及以上；残留的地膜主要以中块膜（4～25 cm2）和大块膜（>25 cm2）为主，小块膜（

关键词：地膜残留；现状；典型区域；湖北省

中图分类号：X71 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）11-2500-05

20世纪70年代中国引进地膜覆盖技术，由于地膜覆盖具有显著的保温保墒、增强光照、促进土壤养分释放、促进作物早熟、防治病虫、抑制杂草生长、保持土壤疏松、抑盐保苗等多种功能[1-4]，使用后不但能扩大作物适作区，而且还能增加作物产量和提高经济效益[3]，因此地膜被广泛应用于农业生产[5]。据统计，2010年中国地膜使用量达到了112.8万t，覆膜面积达到1 550万hm2[6]。但由于地膜材料在自然条件下降解速度缓慢[7]，在土壤环境中降解周期为200～400年[8，9]，因而随着地膜用量和地膜覆盖面积的逐年增加，残留的地膜越来越多，污染面积也逐渐扩大。残留的地膜会对土壤理化性质、土壤微生物、农作物的生长和产量以及农事耕作等产生不利影响[4，10-12]。

近年来国内研究者对中国华北[13-16]和西北[17-19]的地膜残留现状、残留特点等内容做了较多研究。湖北省从20世纪80年代开始推广地膜覆盖技术，至今已有30年，主要用于蔬菜和棉花等经济作物。近20年湖北省地膜使用量和地膜覆盖面积整体呈逐年上升的趋势，2009年地膜使用量为3.5万t，覆膜面积为69.1万hm2，分别是1991年的1.5倍和1.7倍，年增长率分别为3.25%和3.14%[20]。目前有关湖北省地膜残留状况的报道较少，仅李秋洪等[21]在湖北省覆膜初期对农用塑料薄膜残留与污染状况开展过调查，但覆膜多年后湖北省地膜使用与残留情况还未见报道，为了弄清湖北省当前地膜的使用情况以及多年覆膜后地膜的残留现状和分布特点，特对湖北省典型区域农用地膜展开调查、取样，分析了湖北省的地膜残留现状和残留分布特点，为湖北省今后的地膜污染防治工作提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域采样点选择

选取湖北省4个典型覆膜种植区作为研究区域，4个区域基本情况见表1。在4个区域内选择25个典型样点进行农户问卷调查，每个区域再分别从25个调查的典型样点中选取3个不同覆膜年限范围（10年）的地块作为代表该区域地膜残留情况的采集样点。

1.2 研究方法

1.2.1 地膜使用情况 采用问卷调查的方法进行，每个区域发放问卷25份，共计100份，回收100份，有效问卷95份。主要调查地膜使用量、覆膜年限、覆膜作物、覆膜比例、地膜厚度和是否回收地膜等信息。其中，覆膜比例=覆膜宽度/地块宽度×100%。

1.2.2 地膜残留情况 每个地块随机选取5个采样点，每个采样点大小为100 cm×200 cm，采用人工边挖边捡的方式分别对0～20 cm和20～30 cm土层的残膜进行收集，收集的残膜带回实验室用超声波清洗仪进行洗涤，洗净后用吸水纸吸干残膜上的水分，小心展开卷曲的残膜，放在干燥处自然阴干后利用万分之一的电子天平称重。然后根据土壤深度（0～20 cm和20～30 cm）分类统计残膜的数量和不同面积（25 cm2）残膜的数量。

1.3 数据统计分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0软件对数据进行处理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 4个典型区域地膜使用与回收现状

调查结果（表2）表明，4个典型覆膜种植区覆膜方式有很大差异，红安县地膜花生的覆膜宽度为180 cm，覆膜比例高达86%～88%；洪湖市地膜棉花的覆膜宽度为60 cm，覆膜比例为60%～70%；浠水县地膜棉花的覆膜宽度为50 cm，平均覆膜比例为50%；嘉鱼县地膜南瓜、冬瓜的覆膜宽度为80 cm，覆膜比例仅为10%～19%。此外，调查区域所用地膜的厚度也不同，除嘉鱼县地膜外，其余3个区域的地膜厚度均低于国家标准水平（0.008 mm）。由于覆膜方式和地膜厚度的不同，4个区域的地膜使用量有很大差别，其中地膜使用量最大的为红安县，为50.16 kg/hm2；嘉鱼县地膜使用量最小，仅为17.29 kg/hm2。此外，4个区域的地膜覆盖后均不作回收。

2.2 4个典型区域地膜污染现状

2.2.1 地膜残留量及分布特点 对4个典型区域3个地块0～30 cm土层的地膜残留量调查结果（表3）表明，红安县地膜花生的地膜平均残留量最大，为38.20 kg/hm2；浠水县地膜棉花的地膜平均残留量最小，为10.72 kg/hm2；洪湖市（地膜棉花）和嘉鱼县（地膜南瓜）地膜平均残留量分别为16.31和12.04 kg/hm2。

对4个区域0～20 cm和20～30 cm土层地膜残留量的分析结果（表3）表明，4个典型区域残留的地膜主要集中在0～20 cm土层中，红安县和洪湖市残留的地膜在两个土层中均有分布，0～20 cm土层地膜残留量占0～30 cm土层地膜残留量的比例分别为95%和92%，浠水县和嘉鱼县残留的地膜全部集中在0～20 cm土层，20～30 cm土层中无地膜残留。

2.2.2 残膜数量及分布特点 4个典型区域不同覆膜年限地块0～30 cm土层的残膜数量调查（表4）结果表明，红安县地膜花生的残膜数量最多（80.47万片/hm2），3个地块的残膜数量差别较大，为13.20万～122.10万片/hm2；浠水县地膜棉花的残膜数量最少，为18.83万片/hm2，3个地块之间残膜数量差别相对较小，为11.20万～23.00万片/hm2；洪湖市（地膜棉花）和嘉鱼县（地膜南瓜）的残膜数量分别为54.07万和49.07万片/hm2。

因0～20 cm土层地膜残留量所占比例较大，故0～20 cm土层中残膜数量明显多于20～30 cm土层，红安县和洪湖市0～20 cm土层平均残膜数量占0～30 cm土层平均残膜数量的比例分别为80%和78%，由于浠水县和嘉鱼县的地膜全部集中在0～20 cm土层，因此0～20 cm土层的残膜数量占0～30 cm残膜数量的比例均为100%。

2.2.3 不同面积残膜的数量及分布特点 对4个典型区域不同覆膜年限地块0～30 cm土层不同面积残膜的数量进行分析，结果（表5）表明，浠水县0～30 cm土层不同面积残膜的数量大小关系为大块膜（>25 cm2）>中块膜（4～25 cm2）>小块膜（大块膜>小块膜。

4个区域0～20 cm和20～30 cm土层中不同面积残膜的数量统计分析结果（图1）表明，浠水县0～20 cm土层以大块膜最多，其次是中块膜，小块膜最小，其他3个区域0～20 cm土层为中块膜>大块膜>小块膜；而在20～30 cm土层中不同面积残膜的数量均为中块膜>小块膜>大块膜（浠水县和嘉鱼县20～30 cm土层中无残留的地膜）。

3 讨论

湖北省4个典型区域的主要覆膜作物为棉花、花生、南瓜和冬瓜，不同作物覆膜方式不同，棉花、南瓜和冬瓜种植采用单垄覆膜的方式，花生种植采用全地块覆膜的方式，覆膜方式决定覆膜比例，覆膜比例越大，单位面积地块的地膜使用量也就越大。4个典型区域中，地膜年平均使用量和覆膜比例均为红安县>洪湖市>浠水县>嘉鱼县，并且地膜使用量越大其残留量也越大。可见，覆膜比例是影响地膜使用量的主要因素，地膜使用量决定土壤中的地膜残留量，与成振华等[13]和何文清等[22]的研究结果一致。

4个区域均不回收地膜，农户调查结果表明主要由以下几个因素所致：①目前农民环保意识差，对残膜的危害普遍认识不够，不注重残膜回收[23]；②4个区域使用的地膜厚度都低于日美和西方国家农膜厚度标准（0.015～0.020 mm）， 且除嘉鱼县外，其他3个区域均低于国家标准（0.008 mm），使用低于国家标准的地膜虽然节约了生产成本，但由于地膜太薄，无论是人工回收或机械回收均难以进行[24]；③人工拾捡田间地膜工作量大，区域对残膜收购的价格低或不收购，无法调动农民的积极性[25]。

马辉等[26]的研究显示，残膜数量随覆膜年限延长而增加，与此次调查结果基本一致，研究所选择的4个区域中，平均覆膜年限从小到大依次分别为5年（嘉鱼县）、7年（浠水县）、12年（洪湖市）和14年（红安县），对应区域0～30 cm土层的残膜数量分别为49.07万、18.83万、54.07万和80.47万片/hm2，虽然嘉鱼县平均覆膜年限小于浠水县，残膜数量反而多于浠水县，但是从4个区域整体来看，残膜数量仍然随着覆膜年限的增加呈现增加趋势。

残留在土壤中的地膜具有明显的层次性，地膜残留量和分布情况是影响农田质量的一个重要特征[27]。4个典型区域残留的地膜主要集中在0～20 cm土层，与之前研究结果[1，18，22，26，27]一致。农艺措施是影响地膜层次分布的主要因素，何文清等[22]的研究结果显示，新疆地区残膜污染层次明显深于河北邯郸地区，造成这一结果的主要原因是新疆地区以大型农场为主，机械化程度高，每年翻耕整地大型机械作业的幅度深，而湖北省以小型机械为主，整地幅度多集中在0～20 cm土层，因而地膜大多残留在0～20 cm土层。本研究所选择的4个区域中，随着覆膜年限增加，对应区域20～30 cm土层的地膜残留量分别为0、0、1.27和1.95 kg/hm2，残膜数量分别为0、0、12.10万和16.13万片/hm2，可见，随着覆膜年限的增加，残留的地膜有向深层转移的趋势，这与何文清[22]的研究结果一致。

4 结论

1）湖北省4个典型区域平均覆膜比例为红安县（86%～88%）>洪湖市（60%～70%）>浠水县（50%）>嘉鱼县（10%～19%）；红安县和浠水县使用的地膜厚度均为0.006 mm，洪湖市和嘉鱼县使用的地膜厚度分别为0.005 mm和0.014 mm；每年地膜投入量大小关系为红安县（50.16 kg/hm2）>洪湖市（33.25 kg/hm2）>浠水县（28.50 kg/hm2） >嘉鱼县（17.29 kg/hm2），地膜投入量主要与覆膜比例有关。此外，4个典型区域地膜使用后都不进行回收。

2）4个典型区域0～30 cm土层的地膜残留量为10.72～38.20 kg/hm2，大小关系为红安县（38.20 kg/hm2）> 洪湖市（16.31 kg/hm2）>嘉鱼县（12.04 kg/hm2）>浠水县（10.72 kg/hm2）；残留的地膜主要集中在土壤0～20 cm土层，该土层地膜残留量占0～30 cm土层地膜残留量的92%及以上。

3）4个典型区域0～30 cm土层残留的地膜为18.83万～80.47万片/hm2，红安县残膜数量最多（80.47万片/hm2），其次分别是洪湖市（54.07万片/hm2）、嘉鱼县（49.07万片/hm2）和浠水县（18.83万片/hm2）；0～20 cm土层残膜数量多于20～30 cm土层，占0～30 cm土层残膜数量的78%及以上。

4）0～30 cm土层残留的地膜主要以中块膜（4～25 cm2）和大块膜（>25 cm2）为主，小块膜（

致谢：调查工作得到了浠水县农业局高立、嘉鱼县农业局刘宏斌、红安县农业局农技推广中心冯旭东和洪湖市农业局李循早等的支持与帮助。特此致谢。

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