我国棉花主产区变化与地膜残留污染研究.pdf

第 卷 第 期 年 月 华 中 农 业 大 学 学 报 J o u r n a l o f H u a z h o n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y V o l N o N o v 丁 凡 吕 军 刘 勤 等 我 国 棉 花 主 产 区 变 化 与 地 膜 残 留 污 染 研 究 J 华 中 农 业 大 学 学 报 D O I j c n k i h n l k x b 收 稿 日 期 基 金 项 目 中 国 农 业 科 学 院 创 新 工 程 项 目 英 国 自 然 环 境 研 究 理 事 会 项 目 N E V 丁 凡 E m a i l d i n g f a n s y a u e d u c n 通 信 作 者 严 昌 荣 E m a i l y a n c h a n g r o n g c a a s c n 我 国 棉 花 主 产 区 变 化 与 地 膜 残 留 污 染 研 究 丁 凡 吕 军 刘 勤 郭 莹 何 文 清 王 林 严 昌 荣 中 国 农 业 科 学 院 农 业 环 境 与 可 持 续 发 展 研 究 所 北 京 沈 阳 农 业 大 学 土 地 与 环 境 学 院 沈 阳 石 河 子 农 业 科 学 研 究 院 石 河 子 新 疆 生 产 建 设 兵 团 农 业 技 术 推 广 总 站 乌 鲁 木 齐 摘 要 地 膜 覆 盖 是 我 国 农 业 应 用 最 为 广 泛 的 农 艺 技 术 之 一 极 大 地 促 进 了 我 国 棉 花 产 业 的 发 展 推 动 了 我 国 棉 花 主 产 区 的 变 化 笔 者 采 用 实 地 调 研 和 文 献 统 计 数 据 对 我 国 主 要 棉 区 地 膜 应 用 和 残 留 污 染 特 点 进 行 大 范 围 采 样 获 取 第 一 手 数 据 同 时 对 过 去 几 十 年 中 与 棉 花 地 膜 覆 盖 技 术 应 用 数 据 进 行 整 理 归 纳 总 结 了 我 国 棉 花 生 产 格 局 的 变 化 特 点 分 析 了 地 膜 覆 盖 技 术 对 我 国 棉 花 产 业 的 影 响 探 讨 了 主 要 棉 区 农 田 土 壤 地 膜 残 留 污 染 特 点 和 趋 势 结 果 显 示 我 国 棉 花 的 主 产 区 从 过 去 的 黄 河 和 长 江 流 域 迁 移 到 现 在 的 西 北 内 陆 地 区 主 要 是 新 疆 其 种 植 面 积 占 全 国 的 新 疆 等 西 北 内 陆 地 区 自 年 开 始 规 模 化 应 用 地 膜 覆 盖 技 术 后 棉 花 单 产 皮 棉 快 速 上 升 现 在 已 经 超 过 k g h m 大 幅 度 超 过 长 江 和 黄 河 流 域 的 棉 花 单 产 同 时 新 疆 棉 区 地 膜 覆 盖 应 用 所 带 来 的 残 留 污 染 已 成 为 该 区 域 农 业 可 持 续 发 展 面 临 的 一 个 重 大 问 题 新 疆 连 续 a 和 a 覆 膜 的 棉 田 土 壤 中 残 膜 量 分 别 为 k g h m 和 k g h m 因 此 地 膜 覆 盖 是 我 国 棉 花 生 产 格 局 变 化 的 主 要 驱 动 力 之 一 对 保 持 我 国 棉 花 生 产 的 稳 定 至 关 重 要 但 同 时 棉 田 地 膜 残 留 污 染 非 常 严 重 必 须 尽 快 研 究 棉 田 地 膜 残 留 污 染 的 应 对 策 略 实 现 地 膜 残 留 污 染 的 有 效 防 控 关 键 词 棉 花 地 膜 覆 盖 种 植 区 域 地 膜 残 留 污 染 防 控 措 施 中 图 分 类 号 S X 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 地 膜 作 为 我 国 四 大 农 资 产 品 之 一 深 刻 改 变 了 我 国 农 业 生 产 方 式 扩 大 了 作 物 种 植 区 域 据 中 国 农 业 统 计 年 鉴 年 全 国 地 膜 用 量 基 本 稳 定 在 万 t 左 右 地 膜 覆 盖 面 积 近 亿 h m 亿 亩 地 膜 覆 盖 技 术 可 以 增 温 保 墒 抑 制 杂 草 使 我 国 蔬 菜 玉 米 花 生 棉 花 等 农 作 物 大 幅 度 增 产 增 收 普 通 地 膜 是 以 聚 乙 烯 为 原 料 的 化 工 产 品 在 自 然 条 件 下 很 难 降 解 随 着 地 膜 投 入 量 的 不 断 增 加 地 膜 覆 盖 面 积 的 增 大 以 及 大 量 不 符 合 国 家 标 准 的 超 薄 地 膜 的 使 用 回 收 困 难 和 覆 膜 年 限 的 增 加 我 国 农 田 土 壤 中 地 膜 残 留 量 越 来 越 多 尤 其 在 我 国 西 北 华 北 的 棉 花 种 植 区 大 量 残 膜 给 当 地 棉 田 土 壤 环 境 及 农 业 生 产 带 来 了 严 重 的 影 响 造 成 土 壤 结 构 变 差 农 事 操 作 受 阻 作 物 发 芽 率 低 农 村 景 观 变 差 河 流 污 染 等 一 系 列 农 艺 和 环 境 问 题 笔 者 在 分 析 地 膜 覆 盖 技 术 对 我 国 棉 花 生 产 的 影 响 以 及 我 国 三 大 棉 区 土 壤 地 膜 残 留 污 染 特 点 的 基 础 上 结 合 棉 花 地 膜 覆 盖 应 用 与 残 留 污 染 的 发 展 趋 势 提 出 我 国 棉 田 地 膜 残 留 污 染 的 应 对 策 略 以 期 为 地 膜 覆 盖 技 术 在 我 国 棉 花 生 产 上 合 理 利 用 提 供 科 学 依 据 1 我 国 棉 花 生 产 格 局 变 化 特 点 我 国 是 全 球 第 一 大 棉 花 生 产 国 和 消 费 国 在 过 去 年 来 棉 花 播 种 面 积 呈 现 先 增 加 后 降 低 的 变 化 趋 势 世 纪 年 代 种 植 面 积 接 近 万 h m 年 代 以 后 除 了 年 下 降 到 万 h m 以 下 种 植 面 积 一 直 稳 定 在 万 h m 左 右 近 a 受 到 经 济 结 构 调 整 等 因 素 影 响 种 植 面 积 呈 现 下 滑 的 态 势 年 种 植 面 积 只 有 万 h m 表 棉 花 种 植 区 域 也 发 生 了 天 翻 地 覆 的 变 化 世 纪 年 代 以 前 西 北 内 陆 地 区 棉 花 播 种 面 积 占 比 很 低 以 上 棉 花 种 植 集 中 在 长 江 流 域 和 黄 河 流 域 两 大 棉 区 主 要 分 布 在 长 江 流 域 的 湖 北 湖 南 江 西 第 期 丁 凡 等 我 国 棉 花 主 产 区 变 化 与 地 膜 残 留 污 染 研 究 安 徽 和 江 苏 以 及 黄 河 流 域 的 河 北 山 东 和 河 南 等 省 世 纪 年 代 以 后 西 北 内 陆 棉 区 特 别 是 新 疆 迅 速 扩 大 新 疆 棉 花 播 种 面 积 的 占 比 迅 速 增 加 由 年 的 年 均 迅 速 攀 升 到 年 的 年 又 进 一 步 提 高 到 以 上 目 前 棉 花 播 种 面 积 占 比 已 经 超 过 了 而 黄 河 和 长 江 流 域 的 棉 花 种 植 面 积 和 占 比 均 迅 速 下 降 黄 河 流 域 在 年 种 植 面 积 占 比 而 近 a 占 比 仅 为 长 江 流 域 在 年 占 比 而 近 a 仅 占 表 表 我 国 三 大 棉 花 主 产 区 主 要 省 棉 花 播 种 面 积 和 比 例 T a b l e C o t t o n p l a n t i n g a r e a s a n d p r o p o r t i o n f o r t h e t h r e em a i n p l a n t i n g r e g i o n s o f C h i n a 年 份 Y e a r 西 北 内 陆 N o r t h w e s t i n l a n d 面 积 万 h m A r e a 占 比 P r o p o r t i o n 黄 河 流 域 Y e l l o w R i v e r B a s i n 面 积 万 h m A r e a 占 比 P r o p o r t i o n 长 江 流 域 Y a n g t z e R i v e r B a s i n 面 积 万 h m A r e a 占 比 P r o p o r t i o n 面 积 小 计 万 h m S u m 注 数 据 来 自 农 业 农 村 部 信 息 中 心 统 计 资 料 表 中 数 据 为 a 的 平 均 值 N o t e D a t a i s o b t a i n e d f r o m I n f o r m a t i o n C e n t r e i n M i n i s t r y o f A g r i c u l t u r e a n d R u r a l A f f a i r s V a l u e s a r e t h e m e a n s a m o n g f i v e y e a r s 棉 花 单 产 受 到 农 业 生 产 条 件 品 种 和 植 棉 技 术 等 多 种 要 素 的 综 合 有 利 影 响 持 续 增 加 从 世 纪 年 代 以 来 我 国 棉 花 平 均 单 产 一 直 处 于 稳 定 增 长 状 态 分 别 从 世 纪 年 代 的 k g h m 年 代 的 k g h m 年 代 的 k g h m 增 加 到 现 在 的 k g h m 左 右 其 中 新 疆 棉 区 棉 花 单 产 为 k g h m 长 江 和 黄 河 流 域 棉 区 棉 花 单 产 k g h m 左 右 图 年 以 前 西 北 内 陆 棉 区 的 棉 花 单 产 只 有 黄 河 流 域 棉 区 的 长 江 流 域 棉 区 的 年 西 北 内 陆 棉 区 的 棉 花 单 产 分 别 增 加 到 黄 河 流 域 棉 区 和 长 江 流 域 棉 区 的 和 年 以 后 西 北 内 陆 棉 区 棉 花 单 产 水 平 与 后 二 者 的 差 异 进 一 步 拉 大 分 别 达 到 了 和 数 据 通 过 对 国 家 统 计 局 多 年 统 计 年 鉴 数 据 整 理 获 得 D a t a w a s o b t a i n e d f r o m S t a t e S t a t i s t i c s B u r e a u i n C h i n a 图 年 我 国 三 大 棉 花 主 产 区 棉 花 单 产 变 化 情 况 F i g C o t t o n y i e l d p e r h e c t a r e i n t h r e e c o t t o nm a i n p l a n t i n g r e g i o n d u r i n g 华 中 农 业 大 学 学 报 第 卷 世 纪 年 代 我 国 棉 花 总 产 量 保 持 在 万 t 左 右 年 代 迅 速 增 加 随 后 稳 定 在 万 t 左 右 年 之 后 持 续 增 加 到 万 t 年 有 所 减 少 但 保 持 在 万 t 以 上 图 黄 河 流 域 棉 花 总 产 量 在 世 纪 年 代 初 迅 速 增 加 到 万 t 之 后 持 续 减 少 到 年 的 万 t 年 有 所 增 加 后 又 迅 速 减 少 到 年 的 每 年 万 t 长 江 流 域 的 棉 花 总 产 量 与 黄 河 流 域 变 化 趋 势 基 本 一 样 图 过 去 几 十 年 来 西 北 内 陆 棉 区 的 棉 花 产 量 则 持 续 提 高 棉 花 总 产 量 从 年 的 万 t 提 高 到 年 的 万 t 图 占 全 国 棉 花 总 产 量 的 图 数 据 来 自 国 家 统 计 局 网 站 D a t a w a s o b t a i n e d f r o m S t a t e S t a t i s t i c s B u r e a u i n C h i n a 图 年 全 国 三 大 棉 区 皮 棉 总 产 量 F i g T o t a l c o t t o n y i e l d i n t h e t h r e e m a i n c o t t o n p l a n t i n g r e g i o n d u r i n g 数 据 来 自 国 家 统 计 局 网 站 D a t a w a s o b t a i n e d f r o m S t a t e S t a t i s t i c s B u r e a u i n C h i n a 图 年 全 国 三 大 棉 区 皮 棉 产 量 的 占 比 情 况 F i g T h e p r o p o r t i o n o f t h r e e m a i n c o t t o n p l a n t i n g r e g i o n i n n a t i o n a l t o t a l y i e l d d u r i n g 2 我 国 棉 花 生 产 格 局 变 化 驱 动 力 分 析 在 世 纪 年 代 后 期 长 江 流 域 和 黄 河 流 域 棉 区 的 长 期 连 作 使 棉 花 病 虫 害 越 来 越 严 重 棉 花 种 植 的 经 济 效 益 逐 渐 降 低 导 致 农 民 种 植 棉 花 的 积 极 性 下 降 同 时 也 与 地 膜 覆 盖 在 西 北 内 陆 尤 其 是 新 疆 广 泛 应 用 有 很 大 关 系 在 新 疆 棉 花 播 种 期 是 影 响 棉 花 生 长 发 育 和 产 量 的 一 个 重 要 因 素 若 播 种 过 早 土 壤 温 度 较 低 会 阻 碍 种 子 发 芽 导 致 出 苗 稀 疏 出 现 病 害 且 易 遭 晚 霜 危 害 若 播 种 过 晚 虽 然 棉 苗 出 土 迅 速 但 吐 絮 延 迟 产 量 降 低 地 膜 覆 盖 解 决 了 新 疆 棉 花 生 产 中 早 期 地 温 低 和 积 温 不 够 的 问 题 再 加 上 新 疆 光 照 条 件 好 气 候 干 燥 和 棉 花 种 植 时 病 虫 害 较 少 等 有 利 因 素 使 新 疆 棉 花 的 种 植 面 积 迅 速 扩 大 占 全 国 棉 花 播 种 面 积 比 例 逐 年 攀 升 表 黄 河 流 域 棉 区 从 年 播 种 面 积 占 全 国 比 例 的 逐 渐 下 降 到 现 在 的 长 江 流 域 棉 区 种 植 面 积 也 从 年 播 种 面 积 占 比 下 降 到 现 在 的 两 大 棉 区 的 绝 对 种 植 面 积 也 在 下 降 表 三 大 主 要 棉 区 在 棉 花 品 种 施 肥 技 术 等 基 本 处 于 同 步 发 展 而 西 北 内 陆 棉 区 最 大 特 点 是 年 后 开 始 规 模 化 应 用 地 膜 覆 盖 栽 培 技 术 尤 其 从 年 开 始 膜 下 滴 灌 技 术 在 棉 花 生 产 开 始 了 规 模 化 应 用 棉 花 单 产 快 速 上 升 并 大 幅 度 超 过 其 他 棉 区 棉 花 新 品 种 和 种 植 技 术 的 突 破 尤 其 第 期 丁 凡 等 我 国 棉 花 主 产 区 变 化 与 地 膜 残 留 污 染 研 究 是 育 苗 移 栽 与 地 膜 覆 盖 的 结 合 极 大 提 高 了 这 个 棉 区 棉 花 单 产 水 平 从 而 实 现 区 域 棉 花 总 产 量 的 基 本 稳 定 而 在 新 疆 棉 区 地 膜 覆 盖 技 术 则 是 该 区 棉 花 生 产 产 生 巨 变 的 关 键 其 有 效 解 决 了 该 区 域 棉 花 播 种 期 地 温 低 和 前 期 积 温 不 够 的 问 题 改 善 了 棉 花 生 产 条 件 新 疆 棉 区 地 膜 覆 盖 对 棉 花 生 产 贡 献 分 析 结 果 显 示 该 技 术 应 用 使 棉 花 每 年 增 产 万 万 t 相 当 于 全 国 棉 花 产 量 的 充 分 表 明 地 膜 覆 盖 在 棉 花 生 产 中 起 到 了 至 关 重 要 的 作 用 为 了 研 究 地 膜 覆 盖 对 棉 花 单 产 和 水 分 利 用 效 率 的 影 响 笔 者 收 集 了 近 年 来 西 北 内 陆 棉 区 和 黄 河 流 域 棉 区 的 相 关 文 献 其 中 西 北 内 陆 棉 区 地 膜 覆 盖 对 棉 花 单 产 影 响 的 数 据 有 对 黄 河 流 域 棉 区 对 涉 及 地 膜 覆 盖 影 响 棉 花 水 分 利 用 效 率 的 数 据 西 北 内 陆 棉 区 有 对 黄 河 流 域 棉 区 有 对 通 过 对 数 据 进 行 M e t a 统 计 分 析 发 现 地 膜 覆 盖 对 棉 花 单 产 影 响 巨 大 增 产 幅 度 都 超 过 在 西 北 内 陆 和 黄 河 流 域 棉 区 应 用 使 棉 花 单 产 分 别 提 高 了 和 水 分 利 用 效 率 分 别 提 高 了 和 图 这 一 方 面 说 明 地 膜 覆 盖 对 棉 花 单 产 和 水 分 利 用 效 率 影 响 极 大 另 一 方 面 也 表 明 地 膜 覆 盖 对 棉 花 单 产 和 水 分 利 用 效 率 的 影 响 存 在 区 域 差 异 在 西 北 内 陆 降 水 稀 缺 和 前 期 低 温 的 区 域 地 膜 覆 盖 的 作 用 更 大 总 体 而 言 地 膜 覆 盖 栽 培 对 棉 花 单 产 水 平 贡 献 巨 大 n 为 样 本 量 数 据 来 自 孙 东 宝 整 理 未 发 表 数 据 库 n i s s a m p l e n u m b e r D a t a w a s o b t a i n e d f r o m a u n p u b l i s h e d d a t a b a s e o w n e d b y S U N D o n g b a o 图 地 膜 覆 盖 条 件 下 不 同 棉 区 棉 单 产 和 水 分 利 用 效 率 增 加 的 百 分 比 F i g T h e c h a n g e p r o p o r t i o n f o r c o t t o n y i e l d a n d w a t e r u s e e f f i c i e n c y W U E u n d e r p l a s t i c f i l m m u l c h i n g 分 析 地 膜 在 棉 花 生 产 上 的 应 用 历 史 可 以 发 现 新 疆 地 区 最 早 开 展 了 棉 花 地 膜 覆 盖 栽 培 试 验 年 全 国 棉 花 地 膜 覆 盖 面 积 为 万 h m 年 棉 花 覆 膜 面 积 达 到 万 h m 年 更 是 达 到 万 h m 年 棉 花 地 膜 覆 盖 面 积 达 到 了 万 h m 占 全 国 农 作 物 地 膜 覆 盖 面 积 世 纪 年 代 后 期 及 世 纪 在 黄 河 流 域 棉 区 研 发 出 育 苗 移 栽 技 术 具 有 显 著 的 经 济 和 社 会 效 益 在 西 北 内 陆 棉 区 棉 花 膜 下 滴 灌 新 技 术 应 用 大 幅 度 提 高 了 棉 花 单 产 改 善 了 棉 花 品 质 年 全 国 植 棉 面 积 万 h m 其 中 新 疆 万 h m 几 乎 是 应 用 了 地 膜 覆 盖 黄 河 和 长 江 流 域 棉 区 植 棉 面 积 万 h m 其 中 万 h m 约 占 的 面 积 进 行 了 地 膜 覆 盖 比 较 西 北 内 陆 棉 区 新 疆 和 黄 河 流 域 棉 区 河 北 山 东 和 河 南 等 省 的 地 膜 使 用 强 度 发 现 年 以 来 西 北 内 陆 棉 区 的 地 膜 使 用 强 度 增 长 速 率 都 远 远 高 于 黄 河 流 域 也 说 明 西 北 内 陆 棉 区 棉 花 种 植 对 地 膜 覆 盖 技 术 的 高 度 依 赖 3 我 国 棉 区 地 膜 残 留 污 染 特 点 和 趋 势 在 自 然 社 会 等 多 重 因 素 的 作 用 下 形 成 了 我 国 三 大 棉 花 主 产 区 即 西 北 内 陆 主 要 是 新 疆 棉 区 黄 河 流 域 棉 区 和 长 江 流 域 棉 区 新 疆 棉 区 日 照 充 足 前 期 低 温 干 旱 少 雨 属 灌 溉 棉 区 膜 下 滴 灌 是 该 区 域 棉 花 种 植 的 关 键 技 术 经 过 近 a 连 续 的 地 膜 覆 盖 应 用 地 膜 残 留 已 经 成 为 该 区 域 一 个 重 大 的 农 业 环 境 污 染 问 题 黄 淮 流 域 棉 区 日 照 充 足 光 热 资 源 适 中 但 也 存 在 前 期 地 温 低 墒 情 差 和 杂 草 等 问 题 因 此 在 棉 花 种 植 时 进 行 地 膜 覆 盖 情 况 也 较 为 普 遍 由 于 该 区 域 人 均 耕 地 面 积 有 限 地 膜 回 收 做 得 相 对 较 好 存 在 一 定 程 度 的 地 膜 残 留 污 染 但 与 新 疆 棉 区 相 比 残 留 污 染 相 对 较 轻 长 江 流 域 棉 区 光 热 资 源 丰 富 以 移 栽 棉 为 主 地 膜 覆 盖 在 该 区 域 棉 花 种 植 上 仅 存 零 星 应 用 基 本 没 有 或 不 存 在 地 膜 残 留 污 染 问 题 通 过 对 严 昌 荣 等 何 文 清 等 和 王 旭 峰 等 在 新 疆 不 同 区 域 地 膜 残 留 调 查 结 果 的 综 合 分 析 可 以 发 现 该 区 域 棉 田 地 膜 残 留 量 很 大 长 期 覆 膜 棉 田 地 膜 残 留 量 在 k g h m 平 均 残 留 量 在 k g h m 以 上 调 查 结 果 也 显 示 棉 田 中 地 膜 残 留 呈 斑 块 状 分 布 南 疆 地 区 棉 田 的 地 膜 残 留 要 比 北 疆 棉 田 低 对 新 疆 建 设 兵 团 南 疆 团 场 个 点 的 调 查 华 中 农 业 大 学 学 报 第 卷 结 果 显 示 棉 田 地 膜 残 留 量 平 均 为 k g h m k g h m 而 北 疆 地 区 团 场 个 点 的 地 膜 残 留 量 平 均 为 k g h m k g h m 在 北 疆 连 续 a 和 a 覆 膜 单 作 棉 花 的 农 田 土 壤 地 膜 残 留 量 平 均 分 别 为 k g h m 和 k g h m 这 说 明 不 同 种 植 模 式 与 覆 膜 年 限 对 地 膜 残 留 量 影 响 很 大 覆 膜 年 限 越 长 土 壤 中 地 膜 残 留 量 越 高 调 查 结 果 还 显 示 棉 田 土 壤 中 残 留 地 膜 基 本 上 分 布 在 耕 作 层 且 主 要 集 中 于 c m 表 层 土 壤 中 由 于 翻 耕 等 导 致 残 膜 向 深 层 土 壤 转 移 棉 田 土 壤 中 地 膜 都 呈 现 出 不 同 形 状 和 大 小 的 碎 片 数 量 在 万 万 片 h m 残 膜 片 面 积 大 小 差 异 很 大 从 c m 到 c m 不 等 棉 田 土 壤 中 单 块 残 膜 面 积 c m 的 片 数 比 率 在 c m 的 片 数 比 率 在 c m 的 片 数 比 率 在 在 棉 田 耕 层 土 壤 中 面 积 较 小 的 残 留 农 膜 一 般 呈 片 状 而 大 块 残 膜 一 般 以 棒 状 球 状 和 圆 筒 状 等 不 规 则 形 态 存 在 黄 河 流 域 棉 田 地 膜 残 留 的 研 究 结 果 显 示 覆 膜 和 a 的 农 田 地 膜 残 留 量 分 别 为 和 k g h m 不 同 覆 膜 年 限 棉 田 中 残 膜 随 着 土 层 加 深 越 来 越 少 大 部 分 残 膜 分 布 在 c m 的 表 层 土 壤 中 c m 以 下 的 土 壤 中 残 膜 较 少 同 一 土 层 中 残 膜 量 随 着 覆 膜 年 限 增 加 而 增 加 c m 土 层 中 残 膜 片 数 占 总 量 c m 土 层 占 比 c m 土 层 中 占 比 棉 田 土 壤 中 面 积 c m 的 残 膜 数 量 之 间 的 比 值 约 为 大 部 分 为 面 积 c m 的 残 膜 由 于 普 通 聚 乙 烯 P E 地 膜 具 有 不 易 分 解 的 特 性 长 期 使 用 地 膜 的 棉 田 土 壤 中 必 然 会 产 生 残 膜 聚 集 大 量 残 膜 在 棉 田 土 壤 中 的 累 积 会 带 来 一 系 列 的 危 害 主 要 是 破 坏 土 壤 结 构 阻 碍 土 壤 中 水 肥 运 移 降 低 水 肥 利 用 效 率 降 低 土 壤 通 透 性 影 响 土 壤 微 生 物 活 动 和 土 壤 肥 力 水 平 还 可 能 导 致 地 下 水 下 渗 困 难 造 成 土 壤 次 生 盐 碱 化 影 响 棉 花 正 常 生 长 和 发 育 增 加 了 棉 花 中 异 性 纤 维 丝 的 含 量 导 致 棉 花 产 量 和 品 质 降 低 根 据 不 同 区 域 棉 花 生 产 对 地 膜 覆 盖 的 依 赖 程 度 未 来 不 同 棉 花 主 产 区 的 地 膜 残 留 污 染 将 会 随 着 种 植 结 构 残 膜 污 染 治 理 政 策 的 变 化 而 分 化 在 西 北 内 陆 棉 区 尤 其 是 新 疆 棉 花 生 产 中 对 地 膜 覆 盖 依 赖 性 大 地 膜 已 经 成 为 棉 花 生 产 中 必 备 的 生 产 资 料 覆 盖 方 式 也 从 最 早 的 半 膜 覆 盖 逐 渐 发 展 到 目 前 的 全 膜 覆 盖 棉 田 中 地 膜 覆 盖 比 率 已 经 超 过 导 致 地 膜 投 入 量 保 持 一 种 稳 定 上 升 态 势 随 着 地 膜 覆 盖 与 滴 灌 结 合 形 成 的 膜 下 滴 灌 技 术 的 大 范 围 应 用 南 疆 地 膜 棉 花 生 产 中 过 去 广 泛 应 用 的 头 水 揭 膜 措 施 由 于 劳 动 力 缺 乏 和 保 墒 需 要 被 弃 用 因 此 在 地 膜 覆 盖 面 积 增 加 高 密 度 种 植 模 式 应 用 农 村 劳 动 力 减 少 和 地 膜 回 收 机 具 缺 乏 的 现 状 下 该 区 域 棉 田 地 膜 残 留 污 染 存 在 进 一 步 加 剧 的 风 险 在 黄 河 流 域 棉 区 虽 然 地 膜 覆 盖 也 是 一 个 重 要 的 农 艺 技 术 但 相 对 而 言 地 膜 应 用 范 围 和 投 入 强 度 远 低 于 西 北 内 陆 棉 区 单 位 面 积 地 膜 投 入 量 一 般 只 有 西 北 内 陆 棉 区 的 左 右 基 本 上 属 于 短 时 期 覆 盖 在 月 中 下 旬 进 行 破 膜 揭 膜 培 土 这 时 候 地 膜 完 整 并 且 强 度 较 高 易 于 回 收 同 时 随 着 棉 花 新 品 种 抗 逆 性 和 丰 产 性 不 断 提 高 种 植 过 程 中 施 肥 技 术 杂 草 防 除 技 术 的 不 断 完 善 该 区 域 棉 花 生 产 对 地 膜 覆 盖 的 依 赖 程 度 将 逐 渐 减 弱 种 植 面 积 也 从 年 的 万 h m 下 降 到 年 的 万 h m 下 降 幅 度 达 到 可 以 预 见 在 未 来 随 着 农 业 生 产 结 构 调 整 棉 花 播 种 面 积 和 比 例 有 可 能 进 一 步 下 降 与 前 面 预 测 棉 花 地 膜 覆 盖 面 积 相 反 的 是 地 膜 投 入 量 进 一 步 减 少 因 此 黄 河 流 域 棉 区 的 棉 田 地 膜 残 留 将 出 现 减 缓 的 趋 势 4 主 要 结 论 与 建 议 4 1 我 国 棉 花 生 产 格 局 在 过 去 50 a 发 生 了 巨 大 变 化 过 去 a 我 国 棉 花 播 种 总 面 积 呈 先 增 加 后 降 低 的 变 化 趋 势 世 纪 年 代 种 植 面 积 接 近 万 h m 年 代 以 后 除 了 年 种 植 面 积 一 直 稳 定 在 万 h m 左 右 近 年 来 种 植 面 积 呈 现 下 滑 的 态 势 年 种 植 面 积 只 有 万 h m 棉 花 主 产 区 也 发 生 了 北 移 由 世 纪 年 代 以 前 以 上 棉 花 种 植 集 中 在 长 江 流 域 和 黄 河 流 域 两 大 棉 区 逐 渐 转 移 到 新 疆 棉 区 西 北 内 陆 棉 区 主 要 是 新 疆 种 植 面 积 扩 大 单 产 提 高 而 长 江 和 黄 河 流 域 棉 区 种 植 面 积 萎 缩 单 产 相 比 新 疆 棉 区 低 将 成 为 一 个 常 态 第 期 丁 凡 等 我 国 棉 花 主 产 区 变 化 与 地 膜 残 留 污 染 研 究 4 2 地 膜 覆 盖 是 我 国 棉 花 生 产 格 局 变 化 主 要 驱 动 力 之 一 新 疆 等 西 北 内 陆 地 区 棉 花 生 产 受 到 早 期 地 温 低 和 积 温 不 够 两 大 限 制 因 素 因 此 该 地 区 在 过 去 并 不 适 合 种 植 棉 花 地 膜 覆 盖 恰 好 可 以 解 决 早 期 地 温 低 和 积 温 不 够 的 问 题 再 加 上 新 疆 光 照 条 件 好 气 候 干 燥 和 棉 花 种 植 时 病 虫 害 较 少 等 有 利 因 素 以 及 膜 下 滴 灌 技 术 的 应 用 使 新 疆 棉 花 单 产 远 超 长 江 和 黄 河 流 域 地 膜 覆 盖 在 西 北 内 陆 应 用 可 以 使 棉 花 单 产 提 高 水 分 利 用 效 率 提 高 因 此 地 膜 覆 盖 技 术 是 我 国 棉 花 种 植 区 域 北 移 的 主 要 驱 动 力 之 一 4 3 我 国 棉 花 主 产 区 是 地 膜 残 留 污 染 的 重 灾 区 由 于 地 膜 的 使 用 强 度 和 回 收 程 度 不 同 我 国 三 大 棉 花 主 产 区 地 膜 污 染 情 况 不 尽 相 同 新 疆 棉 区 棉 花 生 产 地 膜 覆 盖 使 用 强 度 大 地 膜 回 收 率 低 地 膜 残 留 已 经 成 为 该 区 域 一 个 重 大 的 农 业 环 境 污 染 问 题 黄 河 流 域 在 棉 花 种 植 时 对 地 膜 覆 盖 依 赖 性 相 对 较 低 且 由 于 人 均 耕 地 面 积 有 限 地 膜 回 收 做 得 相 对 较 好 存 在 一 定 程 度 地 膜 残 留 污 染 但 与 新 疆 棉 区 相 比 残 留 污 染 相 对 较 轻 长 江 流 域 棉 区 光 热 资 源 丰 富 以 移 栽 棉 为 主 地 膜 覆 盖 在 该 区 域 棉 花 种 植 上 仅 存 零 星 应 用 基 本 不 存 在 地 膜 残 留 污 染 问 题 4 4 棉 田 地 膜 残 留 污 染 的 防 控 建 议 加 强 政 策 和 标 准 规 范 制 定 目 前 我 国 地 膜 标 准 对 强 度 和 厚 度 要 求 偏 低 应 尽 快 修 订 完 善 相 关 标 准 开 展 地 膜 应 用 适 宜 性 研 究 推 广 一 膜 多 用 延 期 利 用 技 术 以 及 膜 侧 种 植 半 膜 覆 盖 等 地 膜 用 量 少 增 产 效 果 好 的 技 术 模 式 加 强 适 期 揭 膜 回 收 技 术 研 究 和 推 广 加 快 西 北 内 陆 棉 区 地 膜 回 收 机 械 研 制 回 收 机 械 与 作 物 农 艺 相 结 合 棉 花 品 种 种 植 模 式 与 农 机 相 配 套 提 高 回 收 机 械 化 水 平 重 视 生 物 降 解 地 膜 产 品 研 发 和 示 范 重 点 研 究 生 物 降 解 地 膜 的 降 解 可 控 性 与 产 品 配 方 缩 小 其 与 普 通 P E 地 膜 在 增 温 保 墒 功 能 方 面 的 差 异 通 过 技 术 改 造 和 规 模 化 生 产 实 现 原 材 料 和 地 膜 产 品 的 成 本 大 幅 度 下 降 提 高 市 场 竞 争 能 力 促 进 规 模 化 应 用 参 考 文 献 R e f e r e n c e s 王 晓 方 申 茂 向 塑 料 地 膜 中 国 农 业 发 展 的 希 望 和 曙 光 R 北 京 中 华 人 民 共 和 国 科 学 技 术 部 农 村 科 技 司 W A N G X F S H E N M X F a r m l a n d p l a s t i c f i l m h o p e a n d d a w n o f c h i n e s e a g r i c u l t u r a l d e v e l o p m e n t R B e i j i n g C o u n t r y s i d e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y D e p a r t m e n t o f S c i e n c e o f C h i n a i nC h i n e s e 严 昌 荣 梅 旭 荣 何 文 清 等 农 用 地 膜 残 留 污 染 的 现 状 与 防 治 J 农 业 工 程 学 报 Y A N C R M E I X R H E W Q e t a l P r e s e n t s i t u a t i o n o f r e s i d u e p o l l u t i o n o f m u l c h i n g p l a s t i c f i l m a n d c o n t r o l l i n g m e a s u r e s J T r a n s a c t i o n s o f t h e C S A E i n C h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t 严 昌 荣 何 文 清 薛 颖 昊 等 生 物 降 解 地 膜 应 用 与 地 膜 残 留 污 染 防 控 J 生 物 工 程 学 报 Y A N C R H E W Q X U E Y H e t a l A p p l i c a t i o n o f b i o d e g r a d a b l e p l a s t i c f i l m t o r e d u c e p l a s t i c f i l m r e s i d u a l p o l l u t i o n i n C h i n e s e a g r i c u l t u r e J C h i n e s e j o u r n a l o f b i o t e c h n o l o g y i nC h i n e s e w i t h E n g l i s h a b s t r a c t M O L L E R E G E V E R T T H O L M S T R O M A E x a m i n a t i o n o f a l o w d e n s i t y p o l y e t h y l e n e L D P E f