農(nóng)用地膜是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中直接覆蓋于栽培畦或近地面的塑料薄膜的總稱。它是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料,具有增溫、保墑等功能,能有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì),為保障主要農(nóng)產(chǎn)品有效供給和國(guó)家糧食安全做出了重大貢獻(xiàn)。但是長(zhǎng)期以來,由于重使用、輕回收,加之殘留地膜不容易分解,對(duì)土壤和環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,成為制約綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的突出環(huán)境問題,特別是對(duì)土壤和農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響尤為嚴(yán)重,必須引起高度重視。
一、農(nóng)用地膜殘留對(duì)土壤的影響
由于地膜不易分解的特性,殘留在農(nóng)田土壤中的地膜對(duì)土壤特性會(huì)產(chǎn)生一系列的影響,最主要的是農(nóng)用地膜殘留在土耕作層和表層將阻礙土壤毛管水和自然水的滲透,影響土壤的吸濕性,從而對(duì)農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙,使其移動(dòng)速度減慢,水分滲透量減少。
在模擬試驗(yàn)條件下土壤容重隨著地膜殘留量的增加呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì),其造成這些差異的原因主要與殘片進(jìn)入土壤的量及其密度有關(guān)。通常聚乙烯地膜密度為0.93g/cm3左右,在土壤中未降解為低分子時(shí),仍以物理形態(tài)影響土壤為主,因此,未造成降低土壤容重的現(xiàn)象。但也有不同的研究結(jié)果被報(bào)道,如研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)農(nóng)用地膜殘留量提高到225kg/hm2時(shí),土壤容重將增加18.2%、土壤孔隙度降低13.8%。土壤孔隙度下降,通透性降低,將在一定程度上破壞農(nóng)田土壤空氣的循環(huán)和交換,而更進(jìn)一步將影響到土壤微生物正?;顒?dòng),降低土壤肥力水平。
二、農(nóng)用地膜殘留對(duì)農(nóng)作物的危害
1.農(nóng)用地膜殘留對(duì)農(nóng)作物的毒害作用
農(nóng)用地膜在制作過程中會(huì)加入增塑劑,這些物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物有毒害作用。如鄰苯甲酸-2-異丁酯具有揮發(fā)性,可從地膜揮發(fā)至空氣中。由氣孔進(jìn)入葉肉細(xì)胞后,破壞葉綠素并抑制其形成,為害植物生長(zhǎng)。酞酸酯類增塑劑對(duì)作物的生長(zhǎng)有明顯影響,這種影響隨農(nóng)作物生長(zhǎng)時(shí)期和品種不同而異,如白菜葉片顯微結(jié)構(gòu)顯示酞酸酯類增塑劑導(dǎo)致白菜葉細(xì)胞內(nèi)葉綠素明顯減少,進(jìn)而影響植物的光合作用,導(dǎo)致作物生長(zhǎng)緩慢,嚴(yán)重者黃化死亡。
2.農(nóng)用地膜殘留對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響
農(nóng)用地膜殘留的聚集阻礙土壤毛細(xì)管水的運(yùn)移和降水的滲透,對(duì)土壤容重、土壤孔隙度、土壤的通氣性和透水性都產(chǎn)生不良影響,造成土壤板結(jié),地力下降。由于農(nóng)用地膜殘留破壞了土壤理化性狀,必然造成作物根系生長(zhǎng)發(fā)育困難,阻礙根系串通,影響作物正常吸收水分和養(yǎng)分。
作物株間施肥時(shí),如有大塊農(nóng)用地膜殘留隔離,會(huì)影響肥效,致使產(chǎn)量下降,已有研究結(jié)果表明在土壤中地膜殘留量達(dá)到37.5kg/hm2時(shí),小麥基本苗較對(duì)照降低25%,冬前分蘗數(shù)較對(duì)照降低17%,明顯表現(xiàn)出出苗慢,出苗率低,根系扎得淺,有些根系由于無法穿透農(nóng)用地膜殘留碎片而彎曲橫向發(fā)展。
農(nóng)用地膜殘留對(duì)玉米、茄子、白菜和花生根系的生長(zhǎng)也具有明顯的抑制作用。有研究者在新疆棉區(qū)的模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在棉田土壤中農(nóng)用地膜殘留達(dá)到一定數(shù)量后,爛種和爛芽率大幅度提高,棉苗側(cè)根比正常減少4.8~7.6條,2~3片真葉期棉苗死亡率提高1.19%,子葉期棉苗死亡3.08%,現(xiàn)蕾期推遲3~5天,株高降低6.7~12.9cm。但也有研究結(jié)果顯示,有些作物生長(zhǎng)受農(nóng)用地膜殘留的影響較小,如番茄株高、莖粗、葉數(shù)、植株干重在土壤中殘留量低于360kg/hm2時(shí)受到的影響都不大。
綜合這些研究結(jié)果可見,農(nóng)用地膜殘留對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的不利影響主要是在播種期及苗期,在作物生長(zhǎng)后期的影響明顯降低,同時(shí)與作物種類也有很大的關(guān)系,具有強(qiáng)壯根系的作物受到的影響較小。
有研究表明,農(nóng)用地膜殘留能夠影響玉米生長(zhǎng),除根系外,對(duì)植株高矮、莖粗等亦有明顯影響。土壤中農(nóng)用地膜殘留量越多,玉米株高、莖粗與對(duì)照處理差異越明顯,尤其在苗期、拔節(jié)和成熟期;當(dāng)農(nóng)用地膜殘留量達(dá)到100kg/hm2以上,玉米葉面積將顯著減少,葉片干物質(zhì)重也同樣如此。