我国成功突破农作物秸秆纤维地膜技术

      
    在保水保墒、培肥地力方面，黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司与东北农业大学合作的农作物秸秆纤维地膜技术取得了显著的成效：保墒性能与塑料地膜相当，较裸地提高土壤含水率33.5～100%；蔬菜栽培较裸地增产15%以上，水稻栽培较裸地增产5%。据黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司总经理王宏介绍，该项技术成果已经在东北农业大学香坊实验实习基地、北安红星农场、通河有机水稻生产基地、延寿县加信镇太和村、五常市金福现代农业产业园、黑龙江省庆安县丰收乡丰年村、庆安县王乃朱水稻科技示范园区（市级）和依兰县巴兰河绿色水稻种植专业合作社分别实施了水稻和蔬菜覆膜栽培试验示范，并取得了极佳的效果。

  秸秆纤维地膜替代塑料地膜杜绝白色污染

中国作为世界农业大国，对各类农用产品的需求量十分巨大。1979年，国内开始试验应用并推广地膜技术，为中国农业带来了一场“白色革命”。从那时起，农用地膜开始在我国得到大面积应用，并逐步成为继种子、农药、化肥之后的第四大农业生产资料。经过30多年的发展和应用，现在农用地膜已成为我国农业增产的重要支撑，在农业增产增收中发挥着重要的作用，为农业生产带来了巨大的效益。

一块地膜，何以能让原本干旱贫瘠的土地发挥出如此巨大的生产潜能？对此，东北农业大学工程学院院长陈海涛教授认为，地膜覆盖具有增温保墒，抗旱节水，改善土壤理化性质，提高土壤肥力，抑制杂草生长，减轻病害等作用，可促进作物生长发育，增加产量。如地膜覆盖不仅能够使土壤日均温度增加3~5摄氏度，而且可以改变水分的循环过程，减少无效水分的蒸发，这些对保障旱区有些作物的生长是非常重要的，在助推旱作农业扩面提质、稳粮增产上发挥着不可替代的作用。

正因如此，我国农用地膜市场相当大，使用量每年都在数百万吨，相当于欧美各国与日本农用地膜使用量的总和。农用地膜行业的快速发展使得农业规模化、集约化经营以及农产品工厂化生产成为现实。随着中央确立发展绿色生态农业，将助推农用地膜产品结构优化。可以预见，随着新型城镇化和农业现代化步伐的不断加快，今后农用地膜的应用范围和空间将越来越大，其市场前景极为广阔，产业发展潜力巨大。东北农业大学工程学院院长陈海涛教授说，统计数据显示，2015年全国农用地膜年产量为232.8万吨，覆盖面积达4亿亩以上。

农用地膜的广泛使用，虽然为农业高产增效发挥了重要作用，但由于残留地膜回收率低，土壤中残膜量逐渐增加，极易造成地膜污染；同时，传统地膜不能降解，自然状态下残留地膜能够在土壤中存留200年以上，已给农业生产和环境带来一系列危害。据农业部门的专项调查，我国每年残存在田野、土壤、沟河中的塑料薄膜至少占到供应总量的10%，现累计残存量已在上千万吨。研究发现，废弃在农田里的农膜碎片及其他塑料垃圾不但给田间管理带来不便，而且进入土壤后，会破坏土壤耕作层结构，导致土壤板结，影响土壤的通透性及水分的上下输导，阻碍植物吸收水分及种子的发芽生长，造成作物根系生长发育不良，导致农作物减产，有时甚至影响到一些农作物的质量。据专家测算，当每亩土地残留塑料制品3.9公斤时，可使玉米减产11~23%、小麦减产9~16%、水稻减产9~14%、大豆减产5.5~9%、蔬菜减产14~59%。此外，散落在田间、路边及草丛中的废地膜碎片，一旦被牲畜采食，则会危及健康甚至导致死亡。

目前这一现象在全国较为普遍，严重影响着养殖业的正常发展。长期以来，重使用、轻回收，农用地膜残留导致的“白色污染”已成为严峻的环境问题。

陈海涛教授介绍，随着绿色生态农业的推进，为了实现农业可持续发展，更对农用地膜发展提出了更新更高的要求，使用可降解地膜则是杜绝白色污染的根本方法，但是目前市面上的“可降解”地膜（主要包括光降解地膜、热氧降解地膜、淀粉填充地膜等）实际的主体成分还是聚乙烯，使用后裂解成碎块埋在土壤中也完全无法回收，造成严重的二次污染。

如果强制性回收地膜，却由于各地的种植方式不同，废旧农膜机械化回收机具差异较大，地域适用性差，因此配置回收机械的成本很高。机械回收过后，仍然需要人工二次捡收，导致回收成本难以降低。现在，残膜的回收大多采用人工方式，回收不彻底、效率低，且回收的地膜多为就地处理，堆积在田埂或田间道路上，不仅会再次污染环境，还造成了资源浪费。

“加大技术创新力度，加快推进全生物可降解农膜研发试验与推广应用，从根本上解决地膜污染问题。这才是根本之道。”陈海涛教授说。

陈海涛教授带领的东北农业大学科研团队与黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司合作的农作物秸秆纤维地膜技术就在综合利用秸秆的基础上，成功地找到了解决这个问题的办法：用农作物秸秆纤维地膜替代目前常用的塑料地膜。使用这种可降解的新型地膜不仅能够因替代塑料地膜而根除了白色污染，而且在抗旱保墒、抑制杂草等方面，还能取得与塑料地膜相同甚至更好的效果。据介绍，秸秆粗纤维和植物纤维地膜，是以水稻、玉米、大豆、棉花和烤烟等各类作物秸秆为原料，通过专利技术D200型组合式秸秆纤维清洁制取机制造秸秆纤维原料，再辅以辅料和环境友好型功能助剂按照专利工艺技术混抄制成。该项技术具有如下特点：一是原料主要采用各种农作物秸秆，资源丰富、低廉；二是纤维制取过程采用纯物理方法，不添加任何化学助剂，无需蒸煮，清洁无污染；三是地膜制造可借用现有造纸设备，减少投资；四是抑制杂草滋生、保墒效果极显著，增产效果与传统塑料地膜相当；水田50～60天、旱田120天内完全生物降解还田，防止土肥流失，无残留，无污染。陈海涛教授说，该项技术的创新体现在：一是一种组合式作物秸秆纤维清洁制取机器系统；二是基于组合式秸秆纤维制取机的无污染制造秸秆纤维地膜原料的方法；三是秸秆纤维地膜的无污染制造方法。该项技术可以应用在生物质材料制造、制浆造纸、作物有机栽培生产等领域。