中國報告大廳網訊,在農業綠色高質量發展的浪潮中,無紡布作為一種新興的綠色環保材料,憑藉透光透氣、保溫保濕和易降解等獨特優勢,正逐步替代傳統農用地膜,成為推動農業可持續發展的重要力量。它在溫室大棚覆蓋、水稻育苗保溫、水果保鮮等諸多農業領域發揮著關鍵作用,對減少 「白色污染」、提升農產品品質和保障農業生態環境意義重大。
農用無紡布是農業生產中使用的非織造布材料,由方向性或無序雜亂的纖維網編制而成,依靠纖維間的摩擦、抱合或粘合加固製成,生產原料主要包括 PP、HDPE、PVAL、PS、PET 等。1942 年美國率先提出無紡布概念,1976 年部分歐洲地區首次將無紡布用作溫室覆蓋材料,開啟了其在農業領域的應用推廣之路。1970 年末,日本研發出輕薄透氣的無紡布地膜作為農田覆蓋材料,引發了農業領域的第二次白色革命,其應用範圍也擴展到防蟲防鳥、防止蔬菜病害和霜害等方面。我國於 1981 年從日本引進紙袋套袋技術,1993 年在膠東地區蘋果園大規模使用,同時在南北方諸多水果生產中得到廣泛應用。20 世紀 90 年代後,已開發國家開始生產可降解無紡布地膜,這種地膜能在短期內完全降解於土壤中,且不會對環境造成污染。
我國對無紡布的研究起步相對較晚,1988 年引進的長絲無紡布生產線投入大批量生產,隨後在露地和大棚內用無紡布覆蓋辣椒、芹菜、菠菜和韭菜等作物,取得了良好的栽培效果和經濟效益。1997 年,國家在相關產業目錄中提出發展農用非織造布,我國進入無紡布在農業領域的初步研發期。2000 年以後,無紡布地膜在我國農業生產中廣泛應用。2008 年我國全面禁止使用聚乙烯塑膠袋,推動了無紡布產業的興起。2017 年國家頒布全生物降解地膜相關國家標準,對以往使用的地膜標註進行了修改。目前,農業生產中主要應用的是聚丙烯無紡布地膜,其老化和降解問題成為當下研究的熱點。
聚丙烯無紡布地膜具有優良的保溫性能,能減小淺層土壤溫度變化的差值。《2025-2030年中國無紡布行業市場調查研究及投資前景分析報告》相關研究顯示,使用 120g/m² 的無紡布地膜覆蓋後,冬季生菜田的土壤地表和 5-20cm 淺層土壤溫度有一定提高,冬日晴天地膜覆蓋下的地表平均增溫比不覆膜處理高 2℃,尤其在冬季夜間低溫時,無紡布覆蓋下的土壤地表溫度較不覆膜可提高 2.6℃。在『香秀西瓜』限根栽培試驗中,採用無紡布覆膜後,5-25cm 不同深度處的根域溫度和平均根域溫度均高於對照組,其中 15cm 深度根域溫度平均提高 2.43℃,25cm 深度根域溫度提高 2.6℃。此外,無紡布地膜在夏季還能起到遮陽作用,阻擋強光對植物的日灼傷害,因此在蔬菜育苗領域得到廣泛使用和推廣。土壤溫度通過影響土壤中碳氮物質的化學和生物學過程,進而影響植物生長,調節土壤溫度對農業生產至關重要。
外界的溫濕度、光照度和風速等氣象條件是影響土壤水分蒸發的主要因素,而無紡布覆蓋能改變這些氣象條件對土壤的影響。無紡布地膜覆蓋可阻隔土壤水分的垂直蒸發,促使水分橫向遷移,增大水分蒸發阻力,抑制土壤水分的無效蒸發,從而改變土壤含水量的日變化趨勢。試驗表明,無紡布覆蓋對 10-15cm 深度的中層土壤含水量有顯著的保蓄能力,400g/m² 無紡布覆蓋的土壤含水量較對照提高 18%。憑藉這一保濕特性,無紡布不僅能防止土壤水分蒸發,還被用於農作物的貯藏,在實際生產中,選擇耐貯藏和蒸散係數低的作物如菜豆、番茄,用無紡布覆蓋可延長其貯藏時間。
土壤中的氮、磷和鉀是促進植物生長發育的重要元素,可直接被植物根系吸收。在無紡布地膜覆蓋下,土壤受雨水沖刷的強度降低,土壤孔隙度提高,能大幅減少土壤中速效鉀、磷和鹼解氮的流失量,提高植物對肥料的利用率,促進植物生長發育。相關試驗顯示,地膜覆蓋條件下土壤氮總流失量較不覆膜降低 48.3%,磷總流失量較不覆膜降低 21.6%。同時,覆蓋無紡布地膜後,土壤淺層的鹽鹼化程度能得到顯著改善,對鹽荒地和棄耕地的修復具有積極意義。
地膜覆蓋會改變土壤的溫濕度和通透氣性,進而影響土壤中酶活性和微生物的多樣性。試驗表明,與清耕相比,無紡布地膜覆蓋下土壤的脫氫酶活性提高 75.09%,芳基硫酸酯酶活性提高 43.32%。而且,無紡布地膜覆蓋下的土壤細菌數量較不覆膜有所增加,糖類代謝物含量的降低幅度比不覆膜小。在冬瓜地鋪設無紡布與不覆膜處理相比,土壤中細菌豐度增多、真菌豐度降低,細菌與真菌數量比(B/F)較不覆膜處理提高 24.8%。
黑色無紡布行業地膜透光率低,覆蓋於作物行間時,能阻止雜草進行有效的光合作用,使其無法合成本身生長所需的有機物,從而導致雜草凋亡。因此,黑色無紡布地膜是一種比其他顏色地膜更優良的抑制雜草生長的材料。數據顯示,黑色無紡布地膜覆蓋下的地塊除草效果達 98.2%,較傳統透明地膜提高 97.5%。試驗還發現,黑色無紡布地膜覆蓋能明顯抑制雜草的萌發和生長,其覆蓋下的雜草淨重為 10.52g/m²,而裸土地塊雜草淨重達 369.35g/m²。這顯著減少了除草劑的噴施次數和人工除草的勞動力投入,降低了種植過程中的農肥和人力成本。
水果套袋是生產優良果品的重要手段,相比傳統的紙袋和塑膠袋套袋材料,無紡布果袋具有良好的透氣透光性能,價格低廉,有利於果實著色,還能有效防止病蟲害、鳥類和機械對果實的損傷。目前,無紡布果袋在水果生產中被廣泛應用,能明顯降低果樹鏽病、傷斑的發生以及果實農藥殘留量,保障果實品質。與傳統紙袋相比,白色聚丙烯無紡布果袋內部的溫濕度變化較為溫和,能適當調整光照度,降低果實日灼病的病果率,同時顯著提升果面的光潔度。以山東省為例,當前葡萄、蘋果、桃、梨等諸多水果在生長過程中採用白色無紡布進行果實套袋處理,不僅提高了果面光潔度、單果重和口感,還減少了農藥殘留,使果農獲得了更高的經濟收益。
與傳統聚乙烯地膜相比,無紡布地膜作為環保友好型材料,不僅能調節土壤溫濕度,還能顯著改善土壤微環境和提升土壤肥力,從而對植物的生長發育起到良好的促進作用。與清耕法相比,無紡布地膜覆蓋能提高果樹單葉鮮重、厚度、葉面積及新梢長度。相關試驗發現,無紡布地膜覆蓋的桃樹新梢長度較不覆膜處理增長 7cm。在草菇種植中鋪設無紡布,可使菌絲滿床時間縮短至 9.1d,較不覆蓋處理縮短 3.3d,整體平均產量達到 6.21kg/m²,而不覆蓋處理的平均產量為 4.12kg/m²,產量平均提高 50.72%,且菌絲粗壯濃密。
土壤覆蓋無紡布地膜能有效阻斷土壤病原微生物和蟲害與作物直接接觸的途徑,大幅減小病蟲害傳播機率,減少農藥使用量。在水稻種植中覆蓋無紡布,可有效阻隔灰飛虱傳播病毒病,防止條紋葉枯病的發生。研究發現,無紡布全程覆蓋區水稻條紋葉枯病病穴率和病株率分別為 7.00% 和 0.75%,而不覆蓋區域的病穴率和病株率分別為 19.00% 和 1.94%。在菸草、番茄和草莓等作物上覆蓋無紡布,能有效減少蚜蟲傳播病毒病的途徑,降低發病率,提高整體經濟效益。在人們日益關注食品安全和環保的當下,在保證作物品質和安全性的同時,最大限度降低農藥使用量是重要的發展方向,而無紡布在這方面發揮著重要作用。
我國是世界上農用地膜生產和使用量最多的國家,推廣面積約 5000 萬 hm²,而當前無紡布地膜的用量僅占全部農用覆蓋產品用量的 1%,應用市場和前景十分廣闊。以日照市為例,全市果樹種植面積約 47.6 萬畝,主要有蘋果、桃、梨、櫻桃、草莓、獼猴桃、藍莓等種類,但無紡布地膜的使用占比極小,約為 1.2 萬畝,且主要應用於草莓園。
目前,市場上農用無紡布地膜常見的規格有 20g/m²、30g/m²、40g/m²、50g/m²、60g/m²、80g/m²、100g/m²,最大達 200g/m²,其中 60-90g/m² 是常用規格,市場價為 1.0-1.6 元 /m²,每畝價格達 667-1000 元;傳統塑料地膜厚度在 0.015mm 以上的每畝成本約 110 元,加上每年人工和回收處理費用,成本為 320 元 / 畝。在現有技術水平下,聚丙烯無紡布地膜的使用年限在 3 年以上,期間可減少回收和鋪設的人力成本,以 3 年期鋪設周期計算,兩者成本接近。
傳統農用地膜會破壞和污染生態環境,在田間可殘存幾十年不降解,土壤中殘留的塑料薄膜碎片易造成土壤板結、通透性變差,嚴重影響作物生長發育和產量。而聚丙烯無紡布地膜最終降解產物為水和二氧化碳,對環境較為友好。自然因素如光照、溫濕度、微生物和昆蟲等是導致無紡布地膜老化和降解的主要原因,其老化和使用成本問題是制約當前無紡布地膜大規模推廣的主要因素。因此,研發抗老化、易降解和低成本的聚丙烯無紡布已成為當下研究的重點。同時,應加大對無紡布地膜的宣傳力度和財政補貼力度,持續推動我國農業的綠色可持續發展。
綜上所述,無紡布行業作為一種綠色環保的農業材料,在農業生產中展現出了多方面的優勢,從調節土壤理化性質到提升農作物產量和品質,再到減少農業面源污染,都發揮著不可替代的作用。儘管目前在推廣過程中還存在一些問題,但隨著技術的不斷進步和政策的支持,無紡布在農業領域的應用必將更加廣泛,為我國農業綠色高質量發展注入強勁動力。
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