地膜覆盖让新疆棉田亩产提升30%，却也让塑料污染“潜入”土壤深层。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，棉田残膜不仅在表层累积，还会分解为微塑料（直径小于5毫米的塑料颗粒）向下迁移至30厘米深处，30年覆盖后深层土壤微塑料占比达32.6%。更严峻的是，当残膜质量超过200 kg·ha–1时，微塑料生成速率会激增85%，出现“阈值效应”。相关成果近日发表于《Frontiers of Agricultural Science and Engineering》，为干旱区农田塑料污染治理敲响警钟。

地膜覆盖30年：残膜堆成“地下塑料库”，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年定位试验，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，相当于每年新增16.8 kg·ha–1残膜，“就像土壤里的塑料垃圾库越堆越满”。

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%。“小颗粒微塑料就像碎玻璃渣，更容易穿透土壤孔隙。”研究团队解释，30年时20–30厘米土层微塑料达4636 fragments kg–1，相当于表层的43%，且<1毫米的小颗粒占比达18.7%，证实微塑料可通过耕作和水分下渗向深层迁移。

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+政策管控，守住“安全线”

研究明确，控制残膜在200 kg·ha–1以下是关键。团队建议三方面应对：

• 机械化回收：推广残膜捡拾机，尤其在棉田收获后及时清理，新疆试点显示机械化回收可降低残膜增量30%；
• 耐老化地膜：研发厚度≥15微米的高强度地膜，减少田间碎裂，同时探索可降解地膜，但需警惕其降解不完全导致的微塑料风险；
• 政策管控：建立残膜监测体系，对超过阈值的棉田强制休耕或补贴回收，避免“边增产边污染”。

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。未来需结合土壤质地和气候特点，制定分区管控策略，让棉田‘高产’与‘清洁’兼得。”

来源: 农业科学与工程前沿