【力美新材料】可消失的生物降解地膜

“地膜可是幫了我們大忙，在大棚里鋪地膜，既能避免雜草生長，又能保持土壤溫度和水分。在大田里鋪地膜，產量顯著提高?！闭f起農膜，京郊的農民并不陌生，鋪設地膜為農業生產帶來了不錯的效益，但農民也有自己的煩惱：“多年種植，地膜殘留越來越多，有些已經妨礙耕種了。但是撿拾收回地膜，一是人工成本太高，二是能撿拾的只是淺層的大塊地膜，小塊的卻清理不了?！睋?，為篩選出適宜北京市農業生產的可降解地膜，近兩年來，北京市農業環境監測站在順義大孫各莊鎮開展了全生物可降解地膜試驗，目前已篩選出兩種降解速率快、具有較好適應性和推廣型的農膜。這種新型地膜不需要撿拾就可以直接降解在棚里或地里。

地膜應用廣 弊端卻凸顯

地膜覆蓋具有增溫保墑、防病抗蟲和抑制雜草等作用，具有顯著的增產效果，成為西北、東北和華北地區玉米生產應用最廣的農藝技術之一。據統計，截止到目前，北京市地膜使用量已達到近三千噸，覆膜面積達到近兩萬公頃。

地膜覆蓋可改變作物生長小環境，擴大農作物種植區域。與常規種植相比，地膜覆蓋不僅可以使農作物穩產早熟，還可使部分喜溫作物的栽培北界北移2-5個緯度，即向北推進500多公里，使作物種植海拔向上提升500-1000米。

但就像“塑料是20世紀最偉大也是最糟糕的技術發明”一樣，普通塑料地膜在發揮積極效應的同時，由它產生的負面效應也很糟糕。隨著地膜投入量的不斷增加，越來越多的殘膜留在了土壤中，由于地膜是一種人工合成的高分子化合物，在自然條件下需要近百年的時間才能完全降解，因此，在地膜廣泛應用的區域，農田土壤中存在不同程度的殘膜污染。

近些年來，隨著地膜覆蓋面積增大以及大量不符合國家標準的超薄地膜（厚度小于0.008mm）的使用，使得地膜回收越來越困難，殘膜污染也呈現不斷惡化的趨勢。大量的地膜殘留給農田生態環境以及農業生產帶來了嚴重的負面影響，造成土壤結構破壞、耕地質量下降、作物減產以及農事操作受阻、次生環境污染等一系列問題。

解決地膜殘留問題有兩個途經：一是采用國標厚度地膜，不易破碎，便于撿拾回收；二是使用全生物可降解地膜。

許多發達國家一直在使用地膜，農業白色污染卻較少，因為國際農用地膜厚度推薦標準為0.012mm以上。歐美等國家生產的地膜厚度一般要求為0.02mm，日本為0.015mm，并且使用后實行強制回收，因此，農田的殘膜污染風險得到了有效的控制。

但在中國，許多地膜生產企業為減少生產成本，獲得更大的經濟利益和迎合農民的心理和需求，生產銷售的地膜厚度大多為0.005-0.006mm脫標產品，甚至更薄，導致地膜強度低，易老化破碎，回收十分困難。

降解地膜 讓地膜消失在地里

地膜越薄，成本越低，而且不用人工“摳洞”，幼苗可以自己“拱破”地膜長出來。對于農民來說，選擇最廉價、最實用的地膜，不應當受到任何責怪。推廣降解地膜是解決地膜殘留的一個新趨勢，在作物生長期充分發揮地膜覆蓋效應，在作物收獲期地膜完全自行分解，可謂是兩全其美。

降解地膜與傳統的聚乙烯地膜相比，其主要優點是在地膜失去增溫保墑等功能后，在各種因素作用下經過一定的時間自動降解為對環境無污染的小分子物質，從而可以防止殘膜對農田環境的污染。

生物可降解地膜由木薯淀粉等材料制成，具有與普通地膜相似的保溫和保水效果，同時能夠完全自然降解，因此，生物可降解地膜的應用是解決地膜殘留環境問題的主要手段。

生物降解地膜是在自然環境中通過微生物的作用而引起降解的一類塑料薄膜。根據主要原料可分為天然生物質為原料的降解地膜和石油基為原料的降解地膜。

天然生物質如淀粉、纖維素、甲殼素等，通過對這些原料進行改性、再合成形成生物降解地膜的生產原料。

淀粉作為主要原料的地膜按照降解機理和破壞形式又可分為淀粉添加型不完全生物降解地膜和以淀粉為主要原料的完全生物降解地膜。添加型生物降解地膜是用PE塑料中添加具有生物降解特性的天然或合成聚合物等混合制成的原料，再添加相容劑、抗氧化劑和加工助劑等吹制而成，不屬于完全生物降解的地膜。以淀粉為原料生產的完全生物降解地膜主要是通過發酵生產乳酸，乳酸經過再合成形成聚乳酸，以聚乳酸為主要原料生產的地膜。

另一類重要的天然生物質是纖維，通過對纖維素醚化、酯化以及氧化成酸、醛和酮后可制成地膜，屬于完全生物降解的地膜。

以石油基生產生物降解地膜的主要成分是一些高分子物質。這些高分子物質在自然界中能夠快速分解和被微生物利用，最終降解產物為二氧化碳和水。

●淀粉基降解地膜

生物降解地膜研發初期，淀粉添加型生物降解地膜一直是研發的重點，從最初用6%-20%淀粉和聚合物烯烴共混制備地膜逐漸發展到由50%淀粉和親水性聚合物共混制備地膜；目前是將淀粉進行改性，生產出能夠被生物降解的塑料，然后生產地膜。該種地膜具有工藝簡單、成本低等優點。國內研發單位大部分生產添加型淀粉塑料，其產品中淀粉含量為10%-30%。

●完全生物降解地膜

目前開發的用于生物降解地膜生產的材料主要由淀粉進行發酵成乳酸，再聚合成完全生物降解的半晶質聚合物，可在水和土壤中完全降解的聚乳酸。

●纖維素類生物降解地膜

以天然纖維絲為原料生產生物降解地膜一直是研究的熱點，這類地膜雖然在增溫保墑等功能方面不如普通PE地膜，但具有很好的透水透氣性能。國內多家單位開展了草纖維地膜、紙基地膜的研究和應用，這類地膜被大規模應用在水稻育秧和南方蔬菜種植方面。

全生物可降解地膜 掀起農膜綠色革命

減少化石能源的消耗，并從根本上解決廢棄農膜回收問題，杜絕農田白色污染，長遠看來，全生物降解地膜更加適應現代農業發展的需求。隨著國家土壤治理政策的落地執行，全生物降解地膜終將逐步取代傳統地膜，掀起一場盛大的“綠色革命”。

2010年以來，國外生物降解地膜材料研發生產大企業開始與中國有關科研和農業技術推廣部門合作，進行生物降解地膜的試驗和示范工作，重點在西北的新疆、甘肅和內蒙古地區，西南的云南以及華北的北京、河北等，應用作物有棉花、玉米、煙草、馬鈴薯和蔬菜等。

2015年，國家有關部門設立了專項資金進行全國生物降解地膜試驗評價，選擇了20多家公司的不同生物降解地膜，在東北、華北、西北和西南四大區域的11個?。▍^） 23個縣（市）的7種農作物上開展了試驗。目的是明確不同生物降解地膜的降解特性和區域差異，不同降解地膜增溫保墑和防除雜草的功效及對作物產量的影響，促進與區域和作物特點相適宜的降解地膜的研發與應用，為國家有關決策部門制定地膜應用及污染防治提供依據。

由于全生物降解地膜價格高于聚乙烯地膜，許多人認為這是制約其規?；茝V的最大障礙。實際上，加上回收殘膜與再生利用成本，全生物降解地膜其實比聚乙烯地膜更為劃算。

國內有關企業在生物降解樹脂材料生產線完成的基礎上，開始進行降解地膜的研發和應用，并不斷改進和完善產品配方，使得產品應用性能、經濟性能都得到了大幅度提高。