望着沉甸甸的稻穗，蕲春县云杰再生稻专业合作社联合社负责人吕云清乐得合不拢嘴：“今年4月，我们在再生稻田里铺上了华中农大李强教授团队的秸秆基全生物降解地膜，效果令人惊喜。不仅节省了除草剂、农药和化肥，还预计可增产10%到15%，更神奇的是，现在田里的地膜已经在降解中了。”
全球有5000万公顷(折合7.5亿亩)的耕地通过覆盖农业地膜进行作物生产，地膜通过提高作物产量、水资源利用效率和农民收入，彻底改变了农业生产状况。然而，传统聚乙烯（PE）地膜难以回收和生物降解，在土壤中留下的地膜残片带来了不可忽视的“白色污染”问题，对全球农业生产和生态环境构成了潜在威胁。
农用地膜需要承受田间复杂的环境条件，包括风力、光照老化、机械铺设时的拉伸、农作物生长过程中的摩擦、土壤的侵蚀等，对材料的拉伸强度、断裂伸长率、耐穿刺性都有着较高要求。研发低成本、高覆膜性能的生物降解材料是当前产业发展的迫切需要。
目前，市场上生物降解性能优良的聚乳酸（PLA）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）虽然强度高，但韧性不足，容易脆裂；而聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）等生物降解地膜柔韧性虽好，但力学性能不足，单独使用时难以满足农业生产需求，且成本高达每亩200元以上，难以规模化应用。
李强团队师生在开展田间试验
“我们的技术核心是‘变废为宝’，让秸秆成为地膜的主角，实现‘秸秆回收-地膜生产-田间应用-降解还田’的绿色农业闭环。”项目负责人、华中农业大学工学院、湖北洪山实验室李强教授介绍，团队通过秸秆细胞壁超分子构造原位调谐技术，实现秸秆粉末与客体高分子高通量复配，直接将原料成本降低40%。同时开发秸秆源木质素绿色塑化剂技术，替代传统工业塑化剂，使地膜拉伸强度、断裂伸长率等力学性能提升至国家标准的2-4倍，可耐受农作物全生长期的田间覆膜需求。
值得一提的是，秸秆源木质素不仅有助于地膜材料塑化成型，还能显著促进作物生长发育。作为土壤有机质组分，木质素还田后还可显著肥田。
田间试验
据测算，该技术能将地膜降解周期精准调控至40-180天，可匹配不同作物生长周期。在湖北油菜和水稻田间试验中，地膜在收获后可完全降解为有机肥料，既增温保墒，又环保经济，解决了地膜行业的多个痛点。
该成果已获得国家重点研发计划青年科学家项目资助，被评为湖北省农业农村厅十大新技术。目前，相关技术已落地云南、湖北、新疆、四川、江苏等多个种植场景，并在水稻、油菜、烟草、甘蔗、棉花、玉米等作物上完成百亩级示范应用，增产增收效益显著。
秸秆基全生物降解地膜生产车间
在云南昆明，依托与云南省现代农发集团合作成立的合资公司，秸秆基全生物降解地膜1吨/天中试示范线已在稳定运行。未来三年，随着产能进一步扩大，相关技术将推广至百万亩农田。
“秸秆地膜每亩成本仅为市售PBAT地膜的60%，价格优势显著，具备大规模替代潜力。”李强算了一笔账，“我国地膜年需求量超160万吨，塑料年需求量更是达到8000万吨，若全部替换为秸秆基全生物降解材料，可提升秸秆价值150倍，既有效解决‘秸秆焚烧污染’问题，又可守护沃野良田，实现生态效益与经济效益的双赢。”
“未来，我们将联合多方力量加强基础研究和多元产品开发，让‘华农方案’走向世界，为全球农业白色污染治理提供中国智慧。”李强表示。
