研究人員在加利福尼亞草莓農場發現了一個令人擔憂的塑料污染源。塑料地膜是促進草莓生長的常用工具，但研究發現，塑料地膜會將大量碎片滲入土壤。這種現象會對土壤質量產生不利影響，並使人們對塑料地膜的長期可持續性使用產生懷疑。這些發現可能會對塑料在農業生產中的使用產生全球性影響。

在里昂舉行的Goldschmidt 地球化學會議上，博士後研究員Ekta Tiwari 博士（來自加州州立理工大學Sistla 小組）在介紹他們的工作時說：”我們看到，在使用地膜提高草莓產量的地方，有大量的大顆粒塑料材料（直徑大於5 毫米的顆粒）脫落。這些塑料可能會在土壤中存留幾十年甚至更久。”

聚乙烯等塑料在農業中的應用越來越廣泛，例如在聚乙烯大棚中的應用。塑料地膜在農業中得到廣泛應用，具有一系列優點。它們覆蓋在植物基部，有助於控制雜草和病原體，減少水分蒸發，防止土壤濺到果實上（這對草莓尤為重要）。

研究人員發現，加利福尼亞州廣泛用於支持草莓生長的塑料覆蓋物會將大量塑料碎片帶入土壤。這些碎片對土壤質量產生了負面影響，並對農業中塑料使用的可持續性提出了挑戰。即使是小心翼翼地清除塑料覆蓋物，也會使碎片附著在土壤上，導致塑料長期積累，從而使問題更加嚴重。

地膜是成行鋪設的，然後在作物的季節性生產結束後清除。然而，即使農民認真管理土地，也不能確保所有塑料都被清除，因為在清除過程中會留下碎片，並附著在土壤上。經過幾十年每年施用和清除塑料覆蓋物的過程，研究人員觀察到塑料碎片在農田土壤中的積累，即使是在真正管理良好的農田中也是如此。研究人員尋找的是大塑料，即直徑超過5 毫米的塑料碎片。

Ekta Tiwari 介紹說：”在按季節清除這些塑料薄膜後，我們對草莓田進行了系統調查。我們發現其分佈相當均勻。僅在田地表面，我們就發現了每公頃多達213,500 個大型塑料顆粒。這還不包括我們沒有調查的地下顆粒。此外，我們目前正在對相同的土壤樣本進行微塑料分析，這些微塑料顆粒較小，直徑小於5 毫米；我們的研究結果尚未包括這些微塑料顆粒。”注：一公頃為10,000 平方米。相比之下，一個普通的專業足球場約為7100 平方米，一個美式足球場為5350 平方米。

大部分顆粒都是聚乙烯（通過傅立葉變換紅外光譜法識別）。在初步研究結果中，研究人員發現，隨著大型塑料污染水平的增加，土壤含水量、微生物呼吸作用和植物可利用的氮含量都在下降。

Tiwari 博士補充說：”塑料覆蓋物帶來了好處，但卻犧牲了長期的土壤質量。從土壤中清除這些顆粒既困難又昂貴，所以它們一旦存在，就會無限期地留在土壤中。我們往往認為草莓只是用來享用的東西，但這表明，即使像新鮮草莓這樣美味的東西也會為環境付出代價。我們正在與生產商合作，以觀察能否降低這些成本。”

除使用聚乙烯地膜外，還有其他替代品，如生物可降解塑料地膜或稻草等天然地膜，但這些選擇都需要付出經濟成本。不過，塑料在農業中的使用也受到越來越多的監管，例如，請參閱https://environment.ec.europa.eu/system/files/2021-09/Agricultural%20Plastics%20Final%20Report.pdf上的歐盟信息。

Sean Schaeffer 教授（美國田納西大學生物系統工程與土壤科學系）評論說：

“塑料，尤其是塑料地膜，對維持農業生產至關重要。它們有多種用途，包括土壤保濕、土壤增溫/降溫以及雜草或害蟲控制。農用塑料的使用量在全球範圍內不斷增加，加利福尼亞州是美國最大的農用塑料用戶。有關塑料在土壤和水系統中的歸宿和遷移的研究相對較晚，因此類似的研究對於提高我們對塑料問題範圍的認識至關重要。目前，我們對土地面積和農業生產最大的州的土壤中塑料的分佈、大小和類型知之甚少”。這是一條獨立評論，Schaeffer 教授沒有參與這項工作。

這項工作正在進行中，尚未經過同行評審。研究人員目前正在評估塑料覆蓋物留下的微塑料污染水平（顆粒小於5 毫米）。這項研究為了解美國農業系統中塑料污染的程度提供了基準數據，並通過評估塑料在農業土壤中積累的生物地球化學後果，有助於改進土地管理方法。