基于農業社會化服務模式下的安陽農業面源污染研究及防控

靳前龍 王衛民 童燕 史昕冉 劉春紅

(安陽市農業科學院，河南 安陽 455000)

引言

安陽是我國重要的糧食生產區域，承擔著保障國家糧食安全的重擔，是全國農業生產管理及技術推廣應用、政策創新和實踐的重要區域。長期高強度的農業生產造成的面源污染問題引發廣泛關注，當前，研究安陽的農業面源污染現狀及成因，創新性結合農業社會化服務模式，推動面源污染防控技術研究與應用，對于發展域內生態綠色高效農業，助力鄉村振興都具有積極意義。

1 安陽主要農業面源污染現狀

農業面源污染是指在農業生產生活過程中，氮素和磷素等營養物質、農藥及其他有機或無機污染物質，通過農田地表徑流、農田排水和地下滲漏形成的水環境污染[1]。項目研究過程中發現，隨著農業農村部“一控兩減三基本”要求的實施落地，安陽農業面源污染治理工作已經取得了較大進展。但在種植過程中，農藥、化肥的過量施用、超量灌溉等現象依舊存在，從而造成了較大的資源浪費和環境壓力。

2018年末安陽耕地總資源為408373.6hm2(此數據為2018年數據，自2018年以來未公布相關數據)。以播種面積(小麥、玉米2季)為基數，如表1所示，安陽近3a單位面積農用化肥用量(折純)分別為540kg·hm-2、525kg·hm-2和490kg·hm-2。國際安全施肥線的上限是225kg·hm-2，超出國際安全線的2.2倍。另外，我國肥料整體平均利用率只有35.2%[2]，按照該利用率計算，安陽每年大約有2.76×108kg化肥流入環境中，造成了巨大的資源浪費和環境污染。

表1 安陽面源污染主要污染源

農用膜方面，生產中使用的基本為不可回收利用農膜，安陽每年約有1.8×107kg塑料薄膜以廢棄物的形式進入生態環境中，嚴重污染當地生態。

同樣，以播種面積為基數，近3a安陽單位面積農藥用量分別為13.26kg·hm-2、13.79kg·hm-2、12.75kg·hm-2，是世界農藥單位面積平均用量的2～3倍。農藥的過量使用，迫切需求新的生產方式來解決由此產生的環境污染和食品安全等問題[3-6]。

2 社會化服務對于農業面源污染防治的意義

健全的農業農村社會化服務體系，可以支持農戶引入現代經營管理理念，應用先進技術及設施，實現農業生產的提質增效；能夠利用集約化優勢，幫助農戶發展綠色生態的高質量農業，開展標準化生產、專業化經營，推進種養循環、農牧結合，實現農業清潔生產的健康發展。

安陽積極響應落實農業農村部“一控兩減三基本”的目標要求，對農業面源污染進行了有效治理，尤其是化肥使用量有逐漸降低的趨勢。但通過數據統計與分析發現，化肥用量偏高、農藥和農用塑料薄膜污染環境的風險依舊存在。這就要求探索新的技術路徑和生產管理模式，來防控和治理農業面源污染。農業面源污染的防控，除了推動農戶積極參與外，更應該同農業社會化服務體系建設相結合，統籌高效地推進安陽農業綠色可持續發展。

本研究在國家黃淮海糧食主產區安陽開展農業社會化服務模式下的農業面源污染防控研究，達到減輕勞動強度、提升勞動效率、節水、減肥、減藥、提質和增效等目標，降低農業面源污染風險，服務好地區農業綠色高效發展。通過制定田間技術規程、技術培訓、召開現場會等為農業社會化服務體系建設和農業可持續發展提供技術支撐和借鑒模式。

3 研究創新

因地制宜，將農業社會化服務和面源污染防治有機結合，把生態循環農業技術標準、管理模式真正落實到農業生產全周期中，做到節水增效、減肥減藥的便利性、可操作性和實效性。

正確處理好發展適度規模經營和協同基層農民的關系，調動農戶生產積極性，緩解農業社會化服務過程中產生的矛盾及阻力，為農業社會化服務發展與面源污染防控提供實踐案例和應用模式。

4 應用模式

4.1 基于有機肥生產利用的生態循環農業模式

有機肥的生產利用技術體系，可以解決生態農業中關鍵制約因素有機肥的來源問題，為作物種植提供技術保障，實現農業面源污染的防治。生態循環農業是把清潔生產和廢棄物綜合利用融合為一體的生態生產方式，使得農業生產由過去傳統生產的“資源—產品—污染排放”的單向流動變為“資源—產品—廢物利用(資源)”的良性循環。通過“糧(果蔬)+沼+糧(果蔬)”、“豬+沼+糧(果蔬)”等一體化循環農業模式的應用，使得農作物秸稈和養殖排泄物等得到無害化處理和資源化利用，促進了系統內各種生物質能的循環利用。該模式實現了農業生產廢棄物對外界環境的“減排”，減少了化肥、農藥對環境的污染，促進了生態環境的改善。同時，改良了土壤的理化性狀，提高了土壤有機質含量和基礎肥力。此模式還提升了農業生態系統的穩定性和抗逆性，保障了農產品的安全質量和產量。

“糧(果蔬)+沼+糧(果蔬)”模式中，大田種植玉米、小麥、花生等農作物，收獲后進行加工。秸稈除了還田，還可以加工成沼肥后再回田利用，形成一個閉式循環鏈，有效實行一體化的循環。秸稈成為可利用的資源，焚燒秸稈污染環境的問題得到緩解。形成規模廢棄物資源化利用、機械配套以及物質能量循環高效利用的生產模式。

“豬+沼+糧食(果蔬)”模式中，養豬場產生的廢棄物進行發酵，發酵后沼渣、沼液用于大田、果園和蔬菜大棚，發酵產生的沼氣可以供給附近居民或企業使用，也可以發電供應企業使用，形成良性的循環利用，實現廢棄物的資源化、能源化利用。

4.2 利用生態平衡的方式防控病蟲害

為滿足日益增長的糧食需求，農業生態系統生物多樣性發展已受到越來越多的重視，而傳統的農業集約化生產是導致生物多樣性喪失的主要原因之一。美國西華盛頓大學Hooper等研究分析顯示，中等水平的物種損失(21%～40%)可使植物生產力減少5%～10%，這與紫外輻射和氣候變暖產生的影響相當。聯合國糧農組織研究表明，2014年全球生態系統服務價值達125萬億美元；資源可利用性和生物量的生產通常在生物多樣性較高的群落中更加穩定。

國際和國內生態農業中的病蟲害防治主要運用綜合防治的策略。項目課題組生產中利用病蟲害生態防控技術建立了多種農業害蟲的防控方法，針對特定的害蟲引進生物農藥，培育害蟲天敵。通過生態平衡的方式，建立起病蟲防治的技術體系，實現生態農業化學農藥減量的目標[7-12]。

本項目研究并建立了控制病蟲害的綜合技術體系。根據害蟲對光波或者激素響應的不同，利用害蟲類的趨光趨化特性，使用誘蟲燈或性誘劑誘捕蟲類，減少害蟲產生后代的數量，從源頭減少害蟲種群的暴發幾率；利用天敵昆蟲捕食害蟲；種植誘集植物保護、繁衍天敵；通過農藝措施等增強植物本身抵抗力，如在小麥灌漿期噴灑沼液防治病蟲害。利用生態平衡的模式控制農業病蟲害，解決了病蟲害的早期防控問題，農藥使用得到控制和減量，生態多樣性得以恢復，作物產量得到保障。該研究有效控制了重大病蟲草災害，如小麥條銹病等遷飛性、大區域流行性病蟲災害的暴發頻率；促進了農戶增產增收，綠色防控示范區杜絕了農藥噴施，節本增效顯著；確保了農產品質量安全，經農藥殘留檢測，農產品均符合國家質量標準。

考慮到上述技術模式應用的多樣性、規模性和技術性，單獨的農戶在技術、資金和效益上存在一定劣勢，而完善的農業社會化服務可以將農戶、村集體和平臺等聯系起來，實現農業面源污染的高效治理和科學防控，促進農業綠色發展。

4.3 發展精量化節水灌溉技術

農田水利的發展模式、管理體制、投入機制等與該地區自然條件、經濟社會發展狀況等有密切的聯系。我國大陸人均耕地僅有0.1hm2，不到美國等國家或地區的1/10，更需要通過改善灌溉設施和技術模式來提高農業產量，實現糧食自給的目標；我國大陸地區農業種植規模較小，發展水平不高，限制了現代灌溉技術的推廣應用。研究顯示，2010年中國噴微灌面積占灌溉面積的8.6%，去除水田基數，噴微灌占旱地灌溉面積約為15%，世界主要農區還存在一定差距。因此，本研究結合安陽的自然、社會、經濟等情況，分析對比多種農田水利建設和管理的主要做法，并提出適合本地區農業發展的高效節水灌溉模式。

安陽以小麥-玉米一年兩熟連作為主，傳統的灌溉模式導致農田耕層變淺、犁底層加厚、水肥利用效率低下。試驗及生產實踐表明，傳統的灌溉方法會造成水資源嚴重流失，灌溉水淋溶入地下，同時導致肥料淋溶地下引發環境污染。課題組研究了管、噴、微等高效節水灌溉模式，確定了與深松技術相結合的畦灌、微噴灌和滴灌等灌水技術。同時，研究應用了以品種選用、擴大低耗水和耐旱作物種植比例等為代表的節水模式。推廣的移動式噴灌機動靈活、節水高效、生產者接受程度，推廣區域內農戶幾家聯合購買一套設備，經濟負擔較小，使用效率高。

灌溉量方面，小麥播前灌溉1次，灌溉量約為60m3·667m-2；灌溉越冬水1次，灌溉量約為50m3·667m-2；拔節灌溉1次，灌溉量為60～80m3·667m-2；玉米苗期土壤相對含水量低于60%時進行灌溉，灌溉水量為25m3·667m-2左右；穗期土壤相對含水量低于65%時，按照30m3·667m-2水量進行灌溉；籽粒灌漿前期土壤相對含水量低于60%時，按水量25m3·667m-2左右進行灌溉。

同時，中央管理機構應從糧食安全的高度繼續加強對農田水利發展的指導，在農田水利政策、標準、規劃制定、統籌協調和資金投入中起主導作用；地方管理服務部門在農田水利工程的建設和運行管理等方面承擔主要責任；農業社會化服務組織和農戶積極承擔起節水灌溉的技術模式應用和發展；多方統籌，共同推進農田水利公益性事業的發展進步，為防控和治理面源污染、提升糧食安全而探索。

5 總結

本研究圍繞安陽農區開展了農業面源污染現狀調研與解析；在區域內開展了農業面源污染防控與農業社會化服務結合探索；開展了基于農業社會化服務條件下的農業面源污染的防控和治理。安陽市農業科學院農業生態與環境研究所進行了長期的模式集成和示范推廣，并取得了農戶、農業合作社及農業科技公司的認可。

研究提高了農業生產中水資源利用率，節約了農業用水，減少了化肥和農藥的施用量，將作物秸稈資源化、再生化利用，同時利用病蟲害綠色防控技術體系在生態、環保的基礎上對農業病蟲害進行了科學有效的防控。通過開展該研究工作，每個生產季度可以減施農藥1～2次。同時，農業生態系統生物多樣性得到恢復，鄉村生態景觀性得到增強，創造了良好的社會效益和生態效益。

當前，農戶為主的家庭經營和分散種植仍是中國農業的基本經營方式，“誰來種地”、“如何種好地”、“農業如何提高效益”成為中國農業生產過程中迫切需要解決的問題。科學合理的農業社會化服務模式可以有效解決上述問題。完善的農業社會化服務體系可以助力農業現代化的實現，相關研究表明，農業服務體系比較完善的國家或地區，農業現代化模式通常也較成熟。通過把農戶、村集體和企業有機結合起來，建立起共同發展、相互幫扶的聯結機制，實現區域內規模化、集約化、標準化生產，助推綠色、生態、循環農業發展，為農業面源污染防控、農業可持續發展和鄉村振興貢獻力量。