地膜覆盖让新疆棉田亩产提升30%，却也让土壤变成“塑料垃圾场”。我国塔里木大学、新疆农业科学院团队最新研究显示，长期地膜覆盖下，棉田残膜质量超过200 kg·ha–1时，微塑料（直径小于5毫米的塑料颗粒）生成速率会激增85%，出现“阈值效应”。30年定位试验发现，残膜累计达281 kg·ha–1，表层土壤微塑料数量达10.8×10³ fragments kg–1，且可向下迁移至30厘米深处。相关成果近日发表于《Frontiers of Agricultural Science and Engineering》。

地膜增产的“甜蜜陷阱”：残膜30年增6倍，微塑料“越变越小”

新疆作为我国最大棉区，地膜覆盖技术让干旱区棉花产量翻番，但长期使用也埋下隐患。团队在新疆阿拉尔市开展30年田间试验，追踪5–30年地膜覆盖下残膜和微塑料的变化。结果显示，残膜质量随覆盖年限持续累积：5年时仅46 kg·ha–1，30年增至281 kg·ha–1，增长超6倍；且积累速率逐渐加快，20–30年间增量达168 kg·ha–1，是前10年的5.9倍。

更令人担忧的是残膜分解产生的微塑料。这些“土壤中的PM2.5”不仅数量增加，还在“缩水”：30年后，表层土壤中<1毫米的微塑料占比从7.9%升至22.6%，而>2毫米的大颗粒占比从49.2%降至13.8%。“就像塑料瓶逐渐碎成小碎片，越小越容易被植物吸收或渗入地下水。”研究团队解释，小颗粒微塑料可通过土壤孔隙迁移，30年时20–30厘米土层微塑料达4636 fragments kg–1，相当于表层的43%。

阈值效应：残膜超200公斤/公顷，微塑料生成“踩油门”

研究发现，残膜与微塑料间存在强线性关系（R²=0.85–0.94），即残膜越多，微塑料也越多。但当残膜质量超过200 kg·ha–1时，这种关系出现“跳跃”：微塑料生成速率从每增加1 kg·ha–1残膜产生86–93 fragments kg–1，骤增至161 fragments kg–1，增幅达85%。

“这就像往饱和的盐水中加盐，超过阈值后溶解速度突然变快。”团队指出，阈值出现可能与残膜密度有关：当残膜过多，相互摩擦和紫外线照射加速碎裂，同时土壤孔隙被残膜占据，微塑料更易向下迁移。30年试验中，20–30厘米土层残膜达67.9 kg·ha–1，是5年时的2.7倍，印证了深层污染风险。

破解之道：及时回收，把残膜控制在“安全线”下

研究明确，残膜是微塑料的主要来源，控制残膜在200 kg·ha–1以下是关键。团队建议，推广机械化残膜回收技术，尤其在棉田收获后及时清理；同时研发耐老化地膜，减少田间碎裂。目前新疆部分棉区已试点“一膜两用”（覆盖两季作物），可降低年残膜增量30%。

论文通讯作者胡灿表示：“长期地膜覆盖是把‘双刃剑’，既要发挥其增产优势，更要守住污染阈值。未来需建立残膜监测体系，结合土壤质地和气候特点制定分区管控策略。”

来源: 农业科学与工程前沿