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地膜去哪了?

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在八师一四九团的一片田地里,左边是使用了全生物降解地膜的花生地,右边是使用了普通地膜的花生地(摄于9月11日)。对比试验显示,采用全生物降解地膜的花生地较普通地膜种植,实现了保产增收与绿色治污的双赢。 何彩珍 摄

●兵团日报全媒体记者 张刘洁

地膜,是西北干旱地区农业生产不可或缺的生产资料。在兵团,棉花种植高度依赖地膜保墒增温。但长期覆膜耕作的农田,普遍存在地膜残留难题。老化破碎的残膜,不仅破坏土壤结构、制约棉花生长,还会催生微塑料污染,持续侵蚀耕地质量。残膜带来的“白色污染”,曾是垦区农业难以根治的顽疾。长期以来,行业大多采用“先使用、后捡拾”的治理路径。而扎根石河子垦区的科研人员另辟蹊径,成功研发全生物降解地膜,从源头破解残膜困局。

白色困局:捡不尽的残膜,解不开的死结

深秋时节,八师石河子垦区的棉花采收完毕。10月20日,记者跟随新疆天业(集团)有限公司(以下简称“天业集团”)技术中心全生物降解地膜团队负责人贺盛喜,走进八师一二二团职工耿书忠承包的棉田。

贺盛喜蹲下身,拨开表层浮土,几片细碎的白色残膜显露在土层间。他拾起一块残膜介绍:“传统聚乙烯地膜埋入土壤,几十年难以降解。我们研发的降解地膜无需人工捡拾,农作物收获之后,可在土壤里自然降解。”

他稍作停顿,语气带着感慨:“多年来,兵团大面积推广膜下滴灌技术,依靠地膜保墒增温,支撑棉花、玉米稳产高产,但代价就是残膜不断在土壤中累积。”

机械捡拾只能回收大块残膜。那些碎至指甲盖大小的残膜,藏在十几厘米深的土层之下,年年捡拾、年年残留。兵团各大垦区地膜应用面积超过1600万亩,年用量近9万吨。长期覆膜地块里,残膜碎片持续累积,缠绕作物根系、阻碍水肥传导、抑制出苗,造成土壤生态持续退化。

过去的治理思路集中在加厚地膜、机械化回收上,但农户需要额外投入人工和机械成本;加之捡拾后的碎残膜杂质多、再生利用价值有限,这类方式仅能缓解污染,无法实现根治。

贺盛喜站起身,拍去手上浮土,指着脚下地块说:“我们想要的,是让地膜在完成使命之后,在田里自己‘消失’。”

这个想法,萌发于2021年夏天。

实验突围:50多组配方试错,寻找可控降解最优解

2021年8月,天业集团全生物降解地膜研发项目组正式组建。贺盛喜带领袁忠堂、黄健、陈吉祥等青年科研人员一头扎进实验室。团队目标清晰:以PBAT(聚对苯二甲酸—己二酸丁二醇酯)为基材,研制适合新疆大田、能够“可控消失”的地膜。

可构想刚提出,一系列难题接踵而至。新疆昼夜温差大、日照强、土壤盐碱度高:如果降解过早会导致地膜碎裂,苗期保墒抑草功能大幅降低,容易造成作物减产;如果降解速度过慢,采收后地膜依旧残留田间,无异于换一种膜继续污染耕地。与此同时,降解原料成本偏高,农户难以承受。

一边是残膜持续累积带来的生态压力,一边是技术瓶颈和成本门槛,项目攻关难度不小。

研发工作从海量配方筛选起步。2021年下半年,项目组先后调试、筛选50多组全生物降解地膜改性配方。PBAT是核心原料,但单纯用它制成的薄膜,难以承受新疆强烈日照和风沙侵蚀。

“最难的不是让它降解,而是控制降解时间。”天业集团高级工程师黄霞回忆。

北疆玉米生长期约100天至130天,棉花生长期则更长;不同农作物,对地膜功能的需求差异明显。

在天业集团科技楼的实验室里,双螺杆挤出机、吹膜机等精密仪器昼夜运转。研发团队反复调整PBAT等基材与功能助剂配比,持续优化加工参数,力争让这款降解地膜在力学性能、透光性、水蒸气透过率与降解可控性之间找到最优平衡点。

然而,科研之路从无坦途:部分配方薄膜力学性能偏弱,吹膜生产时频繁断膜;一些样品液相色谱峰形杂乱,组分难以定性定量;更有配方在多次平行试验中数据重现性差,团队只能推倒重来、从头复盘。

那段时间,袁忠堂几乎把家安在了实验室。凌晨两三点,仪器还在嗡嗡响,他守在一旁对照记录本,反复比对分析数据。2022年,团队带着阶段性成果走出实验室,进驻石河子天业农业研究基地。

真正的考验在田间。科研人员背着取样袋定点监测土壤温湿度、地膜开裂情况,持续记录作物长势,风雨无阻。历时一年,团队积累了海量田间试验数据。最终优选出3组玉米专用全生物降解地膜配方,并确定最优配套加工工艺。

田间迭代:从试验小田,走向万亩大田

2023年,更大的创新平台落地。兵团生物可降解材料创新联合体获批组建。天业集团聚焦PBAT全产业链关键技术攻关,建成合成、加工、检测三类实验室及加工试验平台。团队依托田间监测数据持续优化配方,同时筛选30余组棉花降解地膜配方开展大田对比验证试验,同步核验工业化连续生产的可行性。

一批膜样先后完成自检、送检、抽检,严格对照国家标准《全生物降解农用地面覆盖薄膜》(GB/T 35795—2017)逐项检测。力学性能、生物分解率、重金属含量、水蒸气透过率等指标全部达标。

当年,产品成品率稳定至97.8%,45吨全生物降解地膜下线,陆续铺进莫索湾、下野地、石总场、南山片区,覆盖6892.7亩试验田,在玉米、棉花、大豆、花生等多个作物上同步验证。

但首轮推广,挫折就来了。

有种植户找贺盛喜,道出最实在的顾虑:“膜看着不错,就是太贵。万一产量降了,一年的收入谁来承担?”

农户的疑问直击痛点:技术路线走通了,但生产成本偏高,配套农艺技术尚不成熟。技术员下地铺膜时,不少农户蹲在田边观望,眼里满是好奇,心里却存着犹豫。

科研探索没有止步于试验田。2024年,贺盛喜带领团队跑遍八师各个团场,建立“一地一档”数字化台账,逐块跟踪地膜全降解周期,解析降解产物对土壤生态的影响,制定不同场景下的地膜选型标准与配套农艺方案。团队同步研发适配玉米、花生、棉花等品类的专用地膜配方。当年生产全生物降解地膜282.21吨,示范面积扩大至3.62万亩。

一组关键数据打消了大家的顾虑:玉米产量与传统地膜基本持平。

当初担心“减产谁担”的种植户,蹲在田里看完测产数据,沉默许久。隔了一阵,他站起身,拍去手上泥土说:“明年我那几百亩,也用这个。”

全域拓新:垦区大地,铺展绿色新答卷

2025年8月28日,兵团作物学会牵头组建专家组,来到八师一四九团九连九丰合作社140亩花生示范田开展测产。测产现场,技术人员严格按照“起拔、摘果、去杂、称重”流程规范操作。测产结果出炉,在场人员都松了一口气:采用天业集团全生物降解地膜的花生,亩产鲜果945公斤、亩产干果519.75公斤;而使用传统PE地膜的花生,亩产鲜果787.5公斤、亩产干果433.13公斤,增产幅度达19.9%。

与此同时,这块田里全生物降解地膜降解率达到70.1%——七成地膜已在田间逐步降解,剩余部分也将在来年完全降解,不会对下一季作物生长造成影响。

“全生物降解地膜在光照、氧气、温度、水分和微生物共同作用下,最终分解为二氧化碳、水和其他无害小分子物质。”四川大学贵州新材料研究院院长郭少云向记者介绍全生物降解地膜的优势。

这一年,团队将产品功能期从65天延长至75天,将玉米专用降解地膜厚度从0.01毫米减至0.008毫米,在保障性能的同时减少原料消耗。针对棉花专用地膜开展中试,配套专属农艺措施,把产量损失控制在3%以内。经过全生产流程精细化管控,全生物降解地膜每吨售价较2024年下降1000元。

农户认可度持续提升。2025年,在八师12个团场,全生物降解地膜在玉米、花生作物上推广面积达5.97万亩,较2024年增长65.9%。

耿书忠于2025年开始试用降解地膜。起初他算了一笔账:这种地膜每公斤比普通地膜贵10多元,在推广人员讲解下,他了解到地膜可自行降解、无需回收,便抱着试一试的心态,在100多亩地里试用。待到第二年翻耕土地时,他惊喜地发现,地里的降解地膜已经不见踪影。

站在田埂上,耿书忠笑着对记者说:“降解地膜对土地没有污染,靠光照、水和微生物就能分解掉。使用它,1亩地要少花30元做残膜二次回收。”

2026年以来,这款产品进入大面积示范推广阶段,适配作物从玉米、花生拓展至棉花、板蓝根等。

“不是简单拿一张膜铺到地里就完事。降解地膜是‘材料+农艺’的整套技术体系。”贺盛喜说。这套可复制、可推广的绿色种植方案,整体达到国内领先水平,填补了兵团全生物降解地膜自主研发领域的技术空白。

残膜治理思路由此实现根本性转变:以往残膜治理走的是“末端捡拾、被动治污”路子;天业集团降解地膜技术转向源头防控,从根源上减少残膜进入土壤。在保障粮食和重要农产品稳产的同时,守护绿洲土壤健康,服务国家“双碳”战略,助推兵团现代农业绿色可持续发展。

从化工原料PBAT合成,到地膜生产、田间应用、降解回归土壤,一条工农协同的绿色循环产业链正在兵团绿洲成型。

夕阳西下,示范田里,收获后的地块上,残留地膜已经碎裂成网状,边缘慢慢融入泥土。曾经长期困扰垦区的“白色污染”,在这里找到了一条根治的路径。

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