李文刚团队成员深入孝义金晖兆隆公司，和企业一起探讨生产全生物降解地膜的组分配比。郭贵明摄

李文刚团队成员和合作社负责人在田间一起查看不同地膜对农作物生长的影响。山西日报记者李全宏摄

吕梁市马铃薯产业园区大面积采用全生物降解地膜，在防治聚乙烯地膜污染方面走在了全省前列。山西日报记者李全宏摄

地膜和化肥、农药、种子一样，是我国农业生产不可或缺的重要农资，其抗旱节水增温保墒的特性，为“丰富米袋子，装满菜篮子”、农业增产、农民增收发挥了重要作用。但是由于普通地膜属于不可降解的聚乙烯塑料，使用后如果不及时回收处理的话，会破坏土壤结构，影响农作物正常生长。丢在田间地头的残膜，被风吹至房前屋后、田野树梢，随处可见的“白色污染”影响着村容村貌。

如何实现既能提高农作物产量，又能防治残膜“地魔”两个目标？近年来，由山西农业大学农业经济管理学院（省农科院资经所）李文刚团队主持实施的山西省科技成果转化引导专项项目——全生物降解地膜的试验和推广，加快推进农用地膜的绿色可持续发展，为我省农业高质量发展保驾护航。

聚乙烯地膜遭遇环保难题

初夏的汾河两岸郁郁葱葱、生机盎然。车辆驶入农业大县文水，路旁的玉米、马铃薯长势正健，农作物间若隐若现的地膜，在太阳的照射下，不时反射出耀眼的光芒，成为田野上一道独特的风景。

“地膜具有提高地温、防旱、防养分流失等作用，在农业生产上增产增收的作用十分明显，目前地膜覆盖技术在我国已广泛普及。”提起地膜，李文刚有说不完的话。聚乙烯地膜从上世纪50年代开始用于蔬菜覆盖，随着地膜材料、吹膜工艺、起垄覆膜穴播机械等地膜领域科技的不断进步，地膜应用成本大幅降低、增产幅度显著提高，地膜覆盖技术从经济作物到粮食作物，跨地域、跨作物迅速得到普及应用。

有关资料显示，我国是当今世界地膜使用量和覆盖面积最大的国家，农作物覆膜面积达3亿亩以上，地膜年使用量超150万吨，占全球使用量的90%以上。

然而，目前大量使用的不可降解聚乙烯地膜，其残留污染正日益消耗和减弱其产生的农业经济效益。由于地膜回收的经济和技术可行性低，无法实现有效回收，造成农田土壤残留大量地膜碎片，碎片最终转为微米级和纳米级微塑料。

毕业于中山大学环境科学专业、担任民盟山西省委会农业农村工作委员会委员、山西农大民盟支部主委的李文刚，长期从事地膜方面的研究，对长期使用地膜的“副作用”不无担忧，他说：“一方面严重影响机械化耕作、作物果实收获、农田水肥营养迁移和作物吸收、土壤生物活动和降低出苗率，最终导致粮食产量下降；另一方面地膜碎片形成的微塑料和纳米塑料颗粒物，进入农田土壤环境和通过食物链转移到农作物体内，由此带来土壤、地下水和农产品食品安全隐患。”

李文刚团队经过多次实地走访发现，我省一方面中高纬度和高海拔冷凉区受自然条件的限制必须使用地膜，另一方面平川区快速城镇化、农村土地大面积流转机械规模化生产也广泛使用地膜，再加上80%以上耕地为丘陵山区旱地，农业立地条件较差，我省地膜污染形势不容乐观。

文水是传统的农业大县，全县地膜覆盖栽培面积较大，主要覆膜作物为马铃薯、玉米、蔬菜等。2023年全县地膜覆膜面积约2.65万亩，其中马铃薯面积1.5万亩、蔬菜1万亩，使用量约96.65吨。文水县农业农村局科教股股长、高级农艺师胡丽华干了半辈子农业，对地膜的发展和未来充满期待：“一方面要大面积提高单产，一方面要保护土壤生态环境，全生物降解地膜的试验和推广势在必行。”

全生物降解地膜的现实选择

“以聚乙烯为原料的地膜是不可降解地膜，以聚酯为主要原料的地膜是全生物降解地膜，两者生产工艺基本相同，但全生物降解地膜还需根据农作物保温保墒应用要求，加入抗老化剂、增塑剂、相容剂等功能助剂，才能生产出全生物降解原料，生产成本会高些。而聚乙烯地膜则没有添加其他辅料，用聚乙烯直接进入熔融挤出工序，生产成本也相对较低。”山西省化工研究所（有限公司）正高级工程师李向阳向记者道出了两种地膜的区别。

为了使全生物降解地膜在农作物领域广泛应用，李文刚及其团队一直在我省的中部平川区和北部、西北部及东南部高纬度和高海拔冷凉区进行小规模的试验，分别在文水、祁县、阳曲、榆次、云冈、山阴、岚县、石楼、武乡、沁县、襄垣、屯留、潞城等县区设置试验点，将不同成分和厚度的全生物降解地膜应用于玉米、谷子、高粱、马铃薯等农作物，观察其性状和表现。

2023年，在文水县石永村的玉米试验田里，采用0.01mm全生物降解地膜覆盖，亩产达到699.5公斤，同一地块、同一品种的玉米试验田，采用聚乙烯地膜亩产666.5公斤，且玉米生长期结束时，全生物降解地膜降解率达60%以上。

同年在长治市屯留区岗上村，采用0.01mm全生物降解地膜覆盖的谷子亩产422公斤—445公斤，沁县烟立村谷子亩产443公斤，潞城区成家川村谷子亩产376公斤，潞州区壁头村玉米亩产700公斤……

一个个试验表明，采用全生物降解地膜和聚乙烯地膜都能促进农作物增产。团队成员马旭东感慨地说：“这些试验点的地膜覆盖时长达120天以上，农作物收获时地膜降解率达到60%以上，为第二年完全降解奠定了良好的基础，实现了地膜覆盖增产和地膜白色污染防治的双重效益。”

但是在试验中他们也发现厚度0.007—0.008mm的薄型全生物降解地膜会过早降解，安全使用期仅40天左右，诱导期（地膜出现多处＜2cm自然裂缝或孔洞的时间）小于60天，无法保障作物生长前期的地膜保温保墒、抑制杂草等功能作用。

为了进一步优化提升薄型全生物降解地膜使用效果，李文刚团队把试验中的数据及时反映给生产企业，并与山西省化工研究所（有限公司）、金晖兆隆高新科技股份有限公司、中北大学材料科学与工程学院、山西晋田农业科技有限公司、珠海金发生物公司、安徽特斯曼生物公司等科研院所和企业建立广泛联系，在改性PBAT、PBSeT等聚酯原料、功能助剂、薄型全生物降解地膜等产品与技术领域，联合攻关厚度0.007—0.008mm全生物降解地膜，覆盖作物的安全期力争达国标有效使用寿命60—90天以上。

有失败的教训，也有成功的喜悦。通过无数次的试验，李文刚团队最终得出了厚度0.01mm的以聚酯为原料，添加其他辅料、功能助剂的全生物降解地膜能满足我省大部分农作物生长期保温保墒、抑制杂草等需求，且秋收前后降解效果良好，适宜在全省大面积、大范围推广。

政策加持大面积推广正当时

5月30日，马铃薯花期已进入尾期。位于文水县的吕梁市马铃薯产业园区，每一株秧苗都在茁壮生长，地下的根茎已经进入果实膨大期。在地头记者见到了文水县农源薯业专业合作社的理事长赵永壮，他和李文刚正弯腰扒开土壤查看地膜的性状和马铃薯的生长情况。

李文刚指着其中两垄马铃薯说：“这垄用的是聚乙烯地膜，另外一垄用的是全生物降解地膜，别看秧苗长得一样，扒开土一看就知道了，用全生物降解地膜的那垄，土壤透气较湿，更利于作物生长。”他解释说，聚乙烯地膜拉力很大，而全生物降解地膜力学性能大大降低，手动触碰地膜开始出现孔洞，进入降解前期阶段，保证马铃薯收获时不会缠绕机器，收获后将完全降解，既实现地膜覆盖马铃薯增产目的，又破解了普通地膜白色污染难题。

赵永壮是一位不到30岁的年轻人，但从事农业生产已有多年。他说：“合作社和企业签订了马铃薯收购协议，要求保证品质，全生物降解地膜可降解、无须回收的特性，正符合我的要求，我把地保护好，马铃薯品质和产量肯定不会差。”

李文刚介绍，全生物降解地膜团队依托山西省科技成果转化引导专项项目，在文水县的大力支持下，组建产学研联合体，从2024年开始在当地大面积试验推广全生物降解地膜。

为推动全生物降解地膜在辖区落地见效，文水县成立了全生物降解地膜推广应用小组，并出台相关政策要求，在凤城镇、刘胡兰镇、下曲镇、北张乡、马西乡、西槽头乡等乡镇实施全生物降解地膜覆盖6000亩，依托文水县农深蒋业专业合作社、田园蒋业专业合作社、文水县农源薯业专业合作社、吕梁润农科技有限责任公司等主体实施，并给予中央补助60元/亩、市级补助50元/亩的资金扶持。

这个春天，李文刚全生物降解地膜团队比以往更忙了。

3月11日—20日，播种时节。李文刚团队穿梭于农田生产一线，指导文水县北张乡吕梁市马铃薯产业园实施机械化高垄膜下滴灌播种。在此期间，李文刚受文水县农业农村局的邀请对全县全生物降解地膜的合作社、农业公司等实施主体进行全面系统培训。同时，根据项目需要，李文刚团队开展2000亩PBAT基全生物降解地膜和1000亩传统聚乙烯地膜的规模化生产对比示范，百亩不同厚度PBAT基全生物降解地膜、白色聚乙烯地膜和黑色聚乙烯地膜小区对比试验，为我省推广全生物降解地膜大面积提高作物单产、解决地膜白色污染等国家粮食安全工作积累数据和经验。

5月22日，马铃薯进入开花旺盛期，吕梁市马铃薯产业园区变成一片花的海洋，山西农大农业经管学院团委带领学生来此开展创新创业实践。正在田间走访农户的胡丽华对记者说：“现在，文水的许多农户已经知晓全生物降解地膜的好处，在政策的扶持下，2024年的全生物降解地膜推广已全面完成。”

谈及全生物降解地膜的未来，李文刚表示，希望各地政府能出台或延续相关政策，加大0.01mm全生物降解地膜的应用扶持力度，积极推动生物降解原料市场价格不断降低。同时，科研人员也在积极研发降低用量、价格和保障粮食稳产增产的＜0.01mm薄型全生物降解地膜，以有效解决日益严重的地膜白色污染问题，为大面积提高粮食单产夯实基础。

山西日报记者李全宏