近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所节水新材料与农膜污染防控团队通过荟萃（Meta）分析方法评估了全球范围内农用塑料地膜的可持续性权衡。这是首个在全球尺度上对生物降解地膜和聚乙烯地膜在作物产量和环境表现方面进行全面比较的研究。相关研究成果发表在《Journal  of Cleaner Production》上。

地膜覆盖技术从有机材料向合成材料迭代，已成为提高农业生产力、减少蒸发、抑制杂草、降低温室气体排放的重要手段。生物降解覆盖膜（BDM）因其可在土壤中完全降解为二氧化碳（CO₂）、水和生物质，被视为聚乙烯覆盖膜（PM）的重要替代选择。现有研究虽已量化农用塑料地膜的农艺效益，也对比了 BDM 与 PM 的材料特性、农艺表现及环境影响，但缺乏二者多指标的系统评估和系统差异比对。

该研究通过对724篇出版物中的4331个实验数据集进行全球Meta分析，系统比较了BDM与PM在作物产量、水分利用效率（WUE）及温室气体排放方面的差异。系统评估了生物降解地膜相较传统聚乙烯地膜的可持续性协同效应，研究表明：

BDM与PM均能显著提升作物产量（分别+27.72%/+29.53%）及水分利用效率（分别+20.28%/+47.27%），并有效削减甲烷通量（分别-31.68%/-48.28%），但均会抬升氧化亚氮（N₂O）释放（分别+8.60%/+24.03%）；

核心突破在于BDM展现出显著的全球增温潜势（GWP）削减效应（-18.27%），而PM未见此成效。节水减排同步指数（SIWC）分析进一步揭示，BDM在节水与温室气体减排方面具有更高协同潜力，地膜选择需权衡短期效益与长期可持续性，PM适合短期、资源极度短缺的区域（如干旱区），而BDM更适合长期、生态敏感的区域（如温带和湿润区）。

此外，未来研究应致力于提升BDM的耐久性与农艺表现，拓展其在不同作物与区域的应用范围，并推动PM的回收与循环利用，以实现更好的可持续性权衡。该研究为BDM作为全球可持续农业工具的推广提供了科学依据。

该研究得到国家重点研发计划项目、内蒙古自治区科技计划项目等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.146445