★消除“白色汙染”
1994年,美國農業部在本年度的研究計劃中把研製可降解地膜列入第一號任務。由此可以看出,治理“白色汙染”的確是一個國際性的大難題。然而北京膜科所的專家們研製開發的植物纖維膜,則有可能解決這一難題。最近,經我國權威專家評定,認為這一成果是一項世界性的新進展。他們一致呼籲有關方麵盡快組織商業化生產,以廣泛推廣使用。
塑料薄膜作為包裝材料已經廣泛用於各種食品、生活及文化用品等方麵,也大量用於農業大棚和地膜覆蓋材料。這主要是因為塑料膜具有強度較高、輕盈、透光、能防水、不透氣並且價格低廉等一係列優點。然而,人們始料不及的事情發生了,這種被稱為“白色革命”的塑料製品,又轉化成“白色汙染”。廢棄的塑料在自然條件下要經過幾百年才能降解回歸自然,因而使大量使用過的廢棄塑料膜阻礙作物吸收水分與根係生長,導致土壤劣化,嚴重時可使收成減產30%,還常被牛羊等家畜誤食,造成死亡。治理“白色汙染”也就成了一個國際性大難題,國內外眾多機構和專家學者為此開展了大規模的研究開發工作。但迄今所提出的多種可降解塑料膜一直沒能形成有推廣價值的製品。例如,美國開發的以塑料為主的澱粉膜(澱粉含量為15%~50%),被稱為“崩裂膜”,他們自己也不用。還有一種在光作用下能夠降解的塑料膜,也具有明顯的不足。比如,把它作為地膜用在棉花地裏,棉花長起來以後紫外光透不過,基本上不能分解。而且一旦分解,則成為碎片,無法回收,進人土壤失去光照條件,情況更糟。
北京膜科所的專家們所研製的植物纖維膜,經實驗檢測證明,埋入濕土在一周之內就有5%降解,經過8周有74.9%降解。不管是埋在地下還是留在地上的部分都可以達到100%的生物降解,並且它的降解產物還具有增加土壤有機質和微生物含量的作用,能促進作物生長,有利於保護生態環境。對其降解機理的深入研究表明,在華北地區土壤中存在的許多菌種(包括真菌類及細菌的多個菌屬)都能分解這種植物纖維膜。這種可降解性是目前已知的其他各種類型的地膜所不具備的。有關專家對此新型植物纖維膜,曾於1993年和1996年進行農田試驗,證明:纖維地膜在不同地區、不同作物上的試驗都比露地種植有明顯的增產效果,有的增產效果要好於聚乙烯地膜。研究表明,這種較好的增產效果,與植物纖維膜具有較好的透氣性,能在作物生長過程中形成優於聚乙烯膜的水、肥、氣、熱(光)綜合效應的生態小環境密切相關。
植物纖維膜有較多的可透過氣體的微細孔隙,即使經過改性和表層塗布仍然保持一定的透氣率,覆蓋膜保持一定的透氣率。對作物生長是有利的。試驗結果還說明,覆蓋聚乙烯塑料膜與覆蓋植物纖維膜的地溫升降也有不同,前者增溫快,降溫也快;後者增溫稍慢,但是散熱也慢,在5月中旬能較前者夜間地溫高出l℃多。這種溫度變化情況更有利於作物的生長發育。此外,由於植物纖維膜的通氣狀況明顯好於聚乙烯膜,為肥料的轉化和養分的釋放創造了較好的條件,使肥料的轉化率提高,從而提高了對作物的有效養分。
尤其令我國農業專家們興奮的是,具有一定透氣性的植物纖維膜更能促進作物增產,這就為在植物纖維膜基礎上開發出更為完善的膜指出了方向。據了解,目前該植物纖維膜尚有不盡如人意之處,今後需要進一步研究改進。主要表現在它的撕裂強度較低和收縮率較大,成本也較高。但是專家們認為,較易撕裂也不全是壞事。例如,在棉花地使用覆膜時,在一個半月之後就應該撕開,否則將會減產。該植物纖維膜恰巧具有適時撕裂的特性,正適合種植棉花的需要。關於成本問題,據介紹該膜的起始原料易得,取自草本植物,非常有利於在大規模商業化時降低成本。在成本尚未降低之前,可作為膜中的精品用於附加值高的作物,例如草莓和煙草等。