很多朋友都有印象,在我國農村,農民種地大多會在地里鋪上一層薄薄的塑料膜,就像給土地蓋一層被子。我國是上世紀70年代末從日本引入,并在全國廣泛推廣應用的,到如今,已經成為世界上地膜使用量最多、覆蓋面積最大的國家,每年要用掉大約145萬噸地膜,占全球總量的75%,農作物覆蓋面積近3億畝。
地膜覆蓋對農業節水和增產效果是十分顯著的,它可以讓作物水分利用效率和產量分別提高30%左右,每年在國內產生直接經濟效益1200億—1400億元。
地膜覆蓋技術引進中國幾十年來,為農產品增產增收,保障糧食安全、蔬菜周年供應等做出巨大貢獻的同時,也因難以回收和降解在土壤中留下巨量的地膜殘片,帶來了不可忽視的污染問題。
在生態環境保護受到高度重視的當下,從“白色革命”到“白色污染”,地膜如何才能實現增產增收與保護環境、減少環境污染之間的平衡?地膜的生產、銷售、使用、回收以及管理等各環節應承擔怎樣的責任?
近日,中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所研究員、農業農村部農膜污染防控重點實驗室主任、國際農業塑料協會主席嚴昌榮接受《財經國家周刊》記者采訪,對上述問題進行了深入解讀。
農業生產已經離不開地膜
《財經國家周刊》:目前我國的地膜使用情況如何,地膜的引進和廣泛應用,對我國的農業發展做出了怎樣的貢獻?
嚴昌榮:地膜覆蓋是保障我國農產品安全供應的關鍵舉措之一,已經成為我國農業生產不可或缺的關鍵技術之一,浸入農業的骨髓,在西北一些地區,沒有地膜農民就不知道怎么種地,已經成為一種事實存在。
我國每年農作物播種面積近25億畝,其中作物覆膜面積近3億畝,農作物地膜覆蓋比率在12.7%左右;地膜覆蓋技術應用使得作物產量和水分利用效率分別增加30%,初步估算,我國地膜覆蓋技術使農作物增產所帶來的直接經濟效益在1200億—1400億元/年。
地膜覆蓋技術應用對我國農業生產和農產品安全供給的貢獻應該得到充分肯定,如果沒有地膜覆蓋技術,我們一些農產品供應肯定會出現問題,如棉花、蔬菜等,從宏觀上來說,我們已經回不到不用地膜的時代了。
《財經國家周刊》:為什么不能不用地膜,不用會怎樣?
嚴昌榮:由于地膜原料是聚乙烯,在塑料污染成為全球最為熱門話題的情況下,地膜應用與殘留污染也成為公眾廣泛關注的焦點。許多人在談地膜,談地膜應用與殘留污染,但這片地膜承載著什么,與農業、農村和農民的利害關系是什么,需要深入思考。地膜應用與回收已經遠遠超出了農業、環境本身的范疇,需要我們認真審視和對待。
地膜覆蓋使得農作物水分利用效率和產量提高30%,這不是一個簡單的數字,而是實實在在關系農產品安全供給的大事。地膜覆蓋技術之所以在我國得到廣泛應用,與我國農業生產條件有很大關系,我國北方早春的干旱低溫,對農業生產影響是致命的,地膜覆蓋增溫保墑功能恰恰有效解決了這一問題。沒有地膜覆蓋技術之前,我國許多區域,如寧夏中南部山區、西南山區,由于溫度低和水分不足,玉米產量極低,或者根本沒法成熟,而有了地膜覆蓋技術,在這些地區就可以種植玉米了,而且獲得高產。
還有一個典型的例子是棉花。上個世紀八九十年代,我國棉花種植主要在黃河流域和長江流域,二者的播種面積接近全國播面的90%,新疆棉區只有不到10%,由于地膜技術應用,目前新疆成為我國的棉花主產區,種植面積占全國70%以上,產量占83%。如果沒有地膜覆蓋技術,新疆的棉花生產將急劇下滑,產量馬上會出現30%以上的下降,而且我們也不可能找到能夠替代新疆棉花的生產區域,這是我們不可承受之重。
地膜殘留已對農業和環境造成危害
《財經國家周刊》:外界普遍認為地膜的廣泛利用,在增產增收的同時也對土壤造成污染,我國地膜污染的情況如何?
嚴昌榮:地膜在使用過程中,確實存在污染。從全球范圍看,我們大約使用了全球75%的地膜,沒有哪個國家像我們這么廣泛、大量地使用地膜覆蓋技術,作為技術使用后的另一個方面,地膜殘留污染也就產生了,所以,塑料污染是全球的,而地膜殘留就成為了我國一項特有污染問題。我國農田地膜殘留量有自北向南、自西向東遞減的區域特征,這與地膜應用的情景完全一致。根據已有調查研究結果,我國農田地膜殘留污染嚴重區域主要是在西北地區,如新疆、河套灌區、張家口等,一些地區的農田地膜殘留量已超10千克/畝。
綜合看,我國農田地膜殘留污染發生主要原因有以下幾個方面。
第一,地膜質量差,可回收性差。“又要馬兒跑又要馬兒不吃草”確實害死人,隨著技術和工藝的發展,在追求低成本的驅動下,地膜越吹越薄。2019年,相關機構通過電商平臺和農資銷售市場隨機獲得了104個地膜樣品,委托第三方檢測機構按照地膜國標(GB13735-2017)對其相關指標進行檢測,結果顯示104個地膜樣品中符合國標強制性指標要求的僅2個,不合格率達98.1%,其中低于10微米樣品占95.2%,低于8微米樣品占85.6%,低于6微米樣品占62.5%。這種超薄地膜在應用后基本上都破裂嚴重,沒有可回收性。而日本、歐洲應用的地膜厚度在一般在20微米以上,在作物收獲后仍然保持較高的機械強度,易于回收。
第二,應用規模大,模式多樣,回收難度大。我國的農作物地膜覆蓋比率高、涉及農作物種類多,幾乎在全國從北到南所有省區都有應用。由于區域農業生產條件的不同,不同區域應用目的也存在差異,北方要增溫保墑,南方是要防雜草,所以我們對地膜的依賴度是非常高的。主要作物覆膜面積近3億畝/年,而全歐洲和日本分別只有640萬畝/年和200萬畝/年,主要用在蔬菜和園藝作物上,比如蘿卜、薯類、煙草等,沒有大規模應用。多作物、多模式和廣大區域也必然要求回收方法、工具和形式的多樣性,也導致回收難度大。
第三,回收技術和機具無法滿足生產需要。除了上述兩個原因外,地膜回收的技術和機具的缺乏和性能不足,在很大程度上影響了地膜回收作業,尤其是地膜回收對作業機具的專用性、穩定性要求高,使得地膜回收的困難較大。
《財經國家周刊》:地膜污染的危害有哪些?
嚴昌榮:目前,地膜殘留已給局部地區的農業生產和環境造成了不利的影響和危害,尤其是新疆內陸棉區。主要體現在3個方面,一是影響棉花播種作業,增加勞動力投入,嚴重影響了播種作業效率和質量。二是增加農事作業工序,降低棉花產量水平。由于地膜殘留,每年棉花收獲后和第二年播種前需要進行地膜回收,每畝增加作業成本30元,新疆全區地膜回收作業需增加投入11.4億元。同時,長期覆膜棉田,如果不進行地膜回收處理,棉花播種質量下降,空穴率、爛籽率會提高,產量也會受到一定程度的影響。三是降低棉花產品質量,影響農民經濟收入。殘膜隨著機械采收混入棉花,是造成新疆棉加工品質差、價格低,無法適應高端紡織需求的主要原因之一。
除了新疆棉花生產受到影響,產生經濟損失外,華北地區的花生因地膜殘留造成的損失也日益嚴重。近年來,花生種植采用地膜覆蓋技術越來越普遍,尤其華北地區的山東省、河北省,以及東北地區,地膜覆蓋使花生單產增加20%-30%。據估算,花生覆膜種植面積占全國花生總播種面積的27%左右,面積大概在1866萬畝,為了利用花生秸稈作為牲畜飼料,農民不得不進行去膜處理,每畝處理成本在30—50元,全部處理需要增加6億—10億元的投入。
不會造成農產品塑化劑超標
《財經國家周刊》:土壤中殘留大量地膜,會不會造成農產品塑化劑含量超標或重金屬含量超標,進而影響農產品安全?
嚴昌榮:農產品的塑化劑是一個社會公眾極為關心的問題,有人認為地膜殘留是農產品,尤其是瓜果、蔬菜類塑化劑的來源。2020年,農業農村部農膜污染防控重點實驗室對100多個地膜樣品的6種主要塑化劑含量進行了測定,結果顯示6種主要塑化劑平均含量為14.6毫克/千克,遠遠低于肥料標準中塑化劑含量小于25毫克/千克的要求,如果按照這個標準計算,地膜覆蓋和殘留污染不會對農產品塑化劑產生影響。
我想特別強調,外界對地膜殘留導致農產品塑化劑超標的問題有誤解,把農產品塑化劑問題歸結到地膜應用,到目前為止,還沒有數據支持這種觀點,大多是可能或者估計,這是不客觀和不公平的,我們測定的數據顯示地膜不是導致農產品塑化劑超標的原因。
此外,地膜覆蓋和殘留與土壤重金屬問題也無關。2020年,對全國50個地膜樣品重金屬含量的測定結果顯示,地膜中確實存在一定含量的重金屬,但根據《土壤環境質量標準(修訂)GB 15618—2008》中有關土壤無機物的環境治理第二級標準的要求,地膜中重金屬含量都低于土壤中幾種重金屬的最低要求,地膜中重金屬對土壤的影響不存在。
同時,地膜是一種地面覆蓋材料,它基本上覆蓋在農田表面,用量也極其有限,大約在5千克/畝,加上地膜材料的穩定性,它與土壤及其組分發生生物化學反應的過程完全不同于肥料、水分和農藥等,地膜中重金屬元素進入土壤的過程將十分緩慢,會隨著地膜回收而離開農田。
因此,我們認為地膜中重金屬問題是一個偽命題,不是一個潛在的問題,也沒有環境風險。
減量、回收、替代解決污染問題
《財經國家周刊》:對于地膜殘留帶來的不利影響和危害,我們應當如何解決?
嚴昌榮:農田地膜殘留污染問題的解決途徑,我認為可以概括為六個字,“減量、回收、替代”。
關于減量的問題,目前,地膜覆蓋技術在全國應用的非常普遍,但已有研究和實踐都證明,并不是所有地方都必須用地膜覆蓋技術,在一些區域,存在一定程度上濫用或泛用。地膜覆蓋技術具有增溫、保墑和雜草防除的多種功能,,但也有一個適宜性的問題,并不是所有地方都適用,應用從經濟、生態和社會效益等進行綜合評估,有些地方,水土條件很好,用地膜覆蓋技術效果不是太明顯,用地膜覆蓋,農作物產量增加30-50kg/畝,不用地膜,農作物產量減少30-50kg/畝;如果考慮到環境效益,這個賬是算不過來的,在這些可用可不用的地區要堅決減下來。
最典型的是東北黑土地的玉米種植,如果應用地膜覆蓋技術,玉米生產需要多投入70-80元/畝,玉米產量能夠提高15%,增加經濟收入150多元/畝,加上需要增加地膜回收成本、環境成本,這個技術的應用就沒有實際作用。同時,減量一定要特定區域的具體作物,同樣是東北,種花生如果不讓用地膜,老百姓不干,種玉米不讓用地膜,老百姓愿意,因為地膜覆蓋種植玉米投入產出比很低,而地膜覆蓋花生能夠實現增產30%,投入產出很高。
關于地膜濫用和泛用問題,尤其需要對國家財政資助的地膜覆蓋技術給予關注,過去十多年來,地膜覆蓋技術一直受到國家和地方一些政策支持,容易出現無論是否真正需要都推廣這個技術的問題,在一定程度上增加濫用和泛用的可能。根據我們的研究,在北方春玉米區,通過技術替代可以減少近2000萬畝覆膜玉米種植的可能。
其次是替代,在部分區域部分的部分作物生產中,可以用生物降解地膜來替代傳統地膜。生物降解地膜作為一種環境友好型的新產品,具有很好的應用前景,但在現階段,無論從經濟性還是從增溫保墑功能上看,生物降解地膜都還不具備完全替代傳統地膜的可能。
從經濟性上看,傳統地膜具有不可替代的優勢,聚乙烯原料價格一般只是生物降解材料的1/3(聚乙烯價格在7000—8000元/噸左右,PBAT價格為18000—24000元/噸),而且其密度高,也進一步增加了生物降解地膜地膜單位面積成本。
從功能上看,生物降解地膜的增溫保墑性能明顯弱于傳統地膜,在北方旱寒區,生物降解地膜無法滿足增溫保墑要求比較高的作物。
所以,生物降解地膜的替代傳統地膜一定是有條件的,只能是部分區域的部分作物如新疆的加工西紅柿,甜菜,華北地區的馬鈴薯、大棚蔬菜、西南地區的煙草、以及部分地區的直播水稻等。
因此,減量和替代都只能解決局部地區和部分作物種植中的地膜污染問題。回收應該是解決地膜殘留污染的重中之重,要在回收上下功夫,采取高強度地膜、合理的種植模式、研制合適的回收機具進行回收。
回收需要在重點區域和重點作物上進行突破,如新疆的3800萬畝棉花,基本上百分之百覆膜,河套灌區800多萬畝玉米和向日葵,西北地區的玉米等等。
不能談污染色變,談焚燒色變
《財經國家周刊》:解決地膜污染三條途徑中,減量、替代都只能針對比較小的面積,主體還是回收,在回收過程中,又需要采用可回收的高強度地膜、合理的種植模式、研制合適的回收機具,目前,這些條件我們具備嗎?
嚴昌榮:目前地膜回收的問題,原因可以追溯到生產環節,由于我們追求低成本,吹的很薄,回收難度大。另外,還涉及到農民有沒有意愿收,收了以后往哪里去的問題。
可回收性的問題,決定于地膜產品質量和種植模式。需要有高強度、回收性好的地膜、有利于進行地膜回收的種植模式,以及高效、穩定的回收機具。提高地膜的可回收性有兩條途徑,一條是將傳統地膜加厚,比如8微米加到12微米、15微米,另一個是通過原料、配方和生產工藝的改變,生產在用后仍然能夠保持較高強度的地膜,易于被回收。從成本角度,上述措施和方法可能會是地膜成本增加20%,我們認為這是可以承受的,也是必須承受的。現在的問題是誰應該為這部分增加的成本買單,農民、地膜生產和銷售商,政府?還沒有形成一個共識和有效的解決辦法。另一個是部分作物對地膜厚度、強度的特殊需求問題,如目前大蒜種植中,應用的地膜一般都很薄,厚度一般在6微米左右,在大蒜出苗期可以通過人工輔助措施,可實現大蒜快速刺破地膜出苗,如果地膜太厚、強度較高會導致大蒜沒法正常刺破透地膜出苗。
另外一條是要有合適的回收機具,過去這些年來,我國已經研究生產了一些回收機具,但問題在于,每一種作物和種植模式都需要相應的回收機具,回收機具的通用性較差。所以地膜回收的機械化作業規模還比較小,人工或者簡單摟耙式回收占據主導地位。
地膜收回來以后往哪里去是面臨的另一個挑戰和問題,目前還沒有完善的處理方案,有些回收后堆在田頭路邊,風一吹可能又回到地里了。所以,急需對不同回收地膜處理方式進行綜合評價,比如是棄置地頭、填埋、就地焚燒,還是要控制焚燒、回收清洗造粒等等。
要從多維度考慮回收地膜的出路,形成可實施、可落地的處理方法,既要環境友好,也需要經濟可行,絕對不能離開經濟性和可行性而單純地談環境保護。應該通過科學研究,明確不同處理方式的利與弊,然后確定合理的處置方式。不能談污染色變、談焚燒色變。我們不可能因為地膜應用產生了污染就完全不用,我們討論這個問題的前提是,必須用,然后如何好好用,怎樣解決實際問題。
需要構建產業鏈責任共擔機制
《財經國家周刊》:現在的情況是,沒有強制回收、回收起來又很難,回收機具又處于初級段,沒有大規模應用,這種情況下應該如何系統解決地膜污染問題?
嚴昌榮:按照地膜國標要求,地膜厚度和強度是強制性指標,厚度必須要達到10微米以上,實際上市場上脫標的地膜比例還很高。關于這一問題,根據現有的法律、法規和辦法,在生產端和銷售端監管還是不難做到的,畢竟生產廠家是有限的。重點是要落實到具體的部門,誰去管,責權利在哪里等。
總體而言,我國地膜回收處理還相對粗放,關于地膜回收處理的法律、法規和管理辦法也是近幾年才開始著手制定和頒布,但相關具體的實施機制還沒有完全建立,還在摸索之中。我認為需要首先明確政府部門及地膜生產者、銷售者、使用者的權利、責任和義務,構建由地膜產業鏈相關方共同承擔的地膜生產者有限責任延伸機制。
政府有對地膜生產、銷售、回收處理監管和問責的權力,需要盡快完善有關具體實施方案。同時還應該為回收地膜處理承擔一定的義務和責任,比如投入一定比例的資金,或者是建立耕地地力維持補貼與地膜回收的掛鉤機制。
農民作為地膜使用者,具有使用地膜的權利,但同時必須承擔相應的責任和義務,主要是必須承擔地膜使用結束后將地膜按照一定要求收回來并進行適當處理的責任和義務,應該借鑒日本和歐洲的經驗,強化使用者權利和責任義務的平衡。
地膜生產者和銷售者必須樣按照國家和地方有關規定,生產和銷售合格地膜產品,與地方政府、地膜使用者共同完成使用后的地膜回收處理是其有限延伸責任。
在這樣一個框架下,在縣域單元或者鄉鎮引入地膜回收處理企業,通過政府購買服務、地膜生產者和銷售者補貼回收地膜殘值實現企業的自我維持和運營。