中国小麦生产中若干问题的探讨

朱统泉　吴大付

摘 要：旨在探讨中国小麦生产中主要问题。以中国主要粮食作物——小麦为研究对象，中国小麦生产近年来有了长足的发展，单产、总产都有了质的飞跃。在中国小麦生产过程中，随着小麦单产水平的提高，形成了对化肥过分依赖；宝贵的作物秸秆成了农业废弃物，成为农业面源污染源，以及化肥的不合理利用，导致水体富营养化和硝酸盐污染，带来了对环境的污染和破坏，还导致土壤酸化和结构的破坏；同时因地下水资源的过度开采导致地下水位持续下降，这些问题严重地制约了中国小麦生产。为此提出了相应对策，以促进中国小麦生产可持续发展。

关键词：小麦生产；问题；可持续发展

中图分类号：S3 文献标志码：A 论文编号：2013-0569

The Discussion of Several Issues Concerning About Wheat Production in China

Zhu Tongquan1， Wu Dafu2

（1Zhumadian Academy of Agricultural Sciences， Zhumadian 463000， Henan， China；

2Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Some issues of Chinese wheat production were discussed in the paper. Wheat is the staple food crop in China， is taken as the research object. Wheat production has made great progress in recent year， the yield level， total output have been developed by leaps and bounds. However， with the level of wheat yields raising， the over-reliance on chemical fertilizer was formed， during Chinese wheat production process. At the same time， the valuable crop stalks not only turned into the agricultural waste， but also became the nonpoint source pollution. The chemical fertilizers was irrational use， leading to eutrophication and nitrate pollution of water body， and bringing pollution and damage to the environment， and led to the destruction of soil structure and soil acidification. The groundwater resources were over-exploitation， the groundwater levels were declined. The Chinese wheat production was severely restricted by these problems. Some countermeasures were proposed in this paper， in order to promote the sustainable development of Chinese wheat production.

Key words： Wheat Production； Problems； Sustainable Development

0 引言

小麦是中国三大粮食作物之一。中国2011年小麦播种面积仅次于玉米、水稻，达到了2427万hm2，占中国粮食作物种植面积的21.95%，占中国谷物种植面积的26.67%；小麦总称达到了11740.1万t，占中国粮食总量的20.56%、占中国谷物总量的22.60%；同年全国小麦平均单产达到了4837.3 kg/hm2[1]。由于惠农政策的出台，使得河南小麦实现“十连增”，全国粮食获得了“九连增”的奇迹。但与世界单产水平高的国家比，差距还是比较大的，根据FAO对世界小麦生产国的统计，2006年中国小麦单产只有4455 kg/hm2，不足单产最高的阿拉伯联合酋长国的45%（10000 kg/hm2）[2]。中国小麦总产世界第一，得益于中国播种面积是世界上第二多的国家（播种面积第一是印度）。尽管中国小麦连年丰产，但是在小麦生产过程中还存在对化肥“过分依赖症”，单产水平较低。为此，作者对中国小麦生产中存在的问题，如小麦单产水平的提高，小麦生产中资源的高效利用等进行探讨，以期为中国小麦生产提供理论依据，促进中国小麦生产持续发展。

1 高产依然是中国小麦生产追求的目标

随着中国城镇化、工业化进程的加快，有大量的耕地进行“农转非”，也直接影响到小麦的播种面积。中国统计数据显示，小麦2000年播种面积为2665.3万hm2下降到2011年的2427.0万hm2，播种面积减少了238.3万hm2，减少了8.94%。同期，小麦总产从9963.6万t增加到了11740.1万t，增加了1776.5万t，增幅达到了17.83%[1]。因此，为了养活养好日益增加的人口，就必须不断提高小麦单产，在稳定面积的前提下，才能获得更多的小麦。因此，可以充分利用小麦冬春季节生长发育的特点，可与玉米、大豆等作物进行轮作，也可以与油菜、豌豆等冬作物间作，还可以与春播作物套种，提高种植指数，增加农作物周年产量，保证中国粮食安全；此外，小麦具有广泛的遗传基础，有着多种多样的形态，多姿多彩的栽培品种，广泛的适应性，对温度、光照、水分和土壤的要求较宽；同时，冬小麦有8个月左右生育期，可以通过播种量来调节播期，灾后补偿能力强，农艺措施调控余地大，有助于小麦稳产、高产。加上中国小麦品种的改良、灌溉面积的扩大、化肥投入的增加、农业机械化水平的提高以及小麦田间管理技术的提高。因此，为了继续追求小麦高产，今后要开展小麦高产、超高产研究与实践，使得中国小麦生产更上一层楼。

2 资源高效利用是中国小麦生产面临的重大课题

2.1 面对日益短缺的水资源，提高水分利用率是第一要务

在中国小麦区划中，黄淮冬麦区是中国主要产区，也是中国生态条件最适宜于小麦生长的地区，该区包括山东全部、河南大部、河北省中南部、苏北和皖北地区、陕西关中地区和山西南部、以及甘肃天水市全部和平凉及定西部分县[3]。根据统计数据，2011年河南省、山东省、河北省、江苏省和安徽省小麦总产分别是3123.0、2103.9、1276.1、1023.2和1215.7万t，占全国小麦总产的74.5%[1]。在这个区域，特别是河南、山东和河北小麦生产因降水不能满足小麦生长发育的需要，主要依靠地下水灌溉。在该区冬小麦生产中，在一定程度上说，没有灌溉就没有冬小麦生产。因对地下水的过度开采，导致地下水水位持续下降，形成了地下漏斗。据国图资源部2003年公布的新一轮全国地下水资源评价数据，中国已有100多个地下漏斗，面积达15万km2；其中华北平原深层地下水已形成跨冀、京、津、鲁的区域地下水降落漏斗，有近7万km2面积的地下水位低于海平面[4]。如何提高小麦生产中的水资源利用效率，延缓和恢复地下水位的抬升，才能使得中国冬小麦生产能够持续发展。

2.2 中国小麦生产中必须走有机肥与无机肥相结合的道路

随着中国化肥工业的发展和经济条件的改善以及大批青壮年农民进城务工，使得中国农业生产劳动力以妇女和老人为主，同时因粮食价格偏低，种植业比较效益低下，导致中国农业生产肥料投入中，以化肥为主，有机肥从中国种植业中逐渐淡出，形成中国农业对化肥依赖症，使得中国氮肥失控，加上农业秸秆和畜禽粪便利用的有限性，导致中国比较严重的硝酸盐污染；工业“三废”大量排放和综合处理的有限性，以及水资源短缺和污水灌溉，加剧了土壤污染，在一定程度上威胁到中国粮食生产潜力。

2.2.1 小麦生产中出现严重的化肥依赖症 根据中国统计资料，从2000年到2011年，粮食总产从46217.5万t增加到了57120.8万t，提高了1.24倍；同期谷物总产从40522.4万t增加到了51939.4万t，提高了1.28倍；化肥使用量从4146.3万t增加到了5704.2万t，提高了1.38倍[1]；从此可以看出，化肥使用量的增加快于粮食总产的提高。

因化肥特别是氮肥的大量使用，导致土壤酸化。根据中国土壤肥力监测体系多年监测结果，中国土壤pH下降，导致土壤酸度增加。从20世纪80年代早期至2010年，几乎在中国发现的所有土壤类型的pH都下降了0.13～0.80，土壤的不断酸化还有发展的趋势。中国土壤的酸化不仅发生在南方酸性土壤，特别是红、黄壤。南方14省（区、市）土壤pH<6.5的比例由30年前的52%扩大到65%，pH<5.5的由20%扩大到40%，pH<4.5的由1%扩大到4%[5]。近年来，中国北方非酸性土壤酸化的报道也逐渐增多。

2.2.2 农业废弃物的不合理利用，不仅导致宝贵的农业资源浪费，还加剧了环境污染 伴随着中国粮食总产的增加，作物秸秆量也随之猛增，秸秆量已经超过了6亿t，秸秆中含有的氮磷钾等营养元素量是十分可观的。估算中国秸秆中含氮超过300万t、磷超过70万t、钾近700万t，相当于中国目前化肥使用量的25%以上，并且还含有大量的有机质和微量元素，是宝贵的农业生产资源[6]。

随着中国经济条件的改善，畜禽养殖规模化养殖，规划了养殖小区，但是畜禽粪便处理跟不上，甚至一些养殖小区就没有畜禽粪便处理设施，导致畜禽粪便直接排放到沟渠甚至河流，畜禽粪便中含有大量的氮磷等营养元素未被利用，而成为水体富营养化的罪魁祸首。此外，畜禽粪便散发出来的异味也污染了环境。

中国是一个畜禽养殖大国，根据中国统计资料，2010年中国养牛量10626.4万头，马677.1万匹、驴639.7万头、骡269.7万头、肉猪出栏量达66686.4万头、年底存栏量达46460.0万头、羊28087.9万只[1]，2009年中国蛋禽养殖量达到了30.23亿只，肉禽养殖达到了579.09亿只，合计609.32亿只[7]。根据畜禽粪尿氮磷钾含量，笔者估算出中国畜禽业每年排放出氮磷钾量分别为1676.05万t，磷528.19万t、钾1269.74万t。

2.2.3 农业废弃物的不合理利用，加上化肥的大量施用，成为面源污染主要来源 一般而言，农田氮素平衡盈余超过20%时，即可能引起氮素对环境的潜在威胁。2004年中国农田化肥氮通过损失进入环境的数量高达493.4万t，其中有28.4万t氮以N2O形态和284.1万t氮以NH3形态进入大气；通过淋洗和径流损失分别有129.1万t氮进入地表水，51.7万t进入地下水[8]。

据报道，中国北方一些地区的农村和小城镇饮用水硝酸盐污染的问题已经相当严重。对北京市郊县氮肥与地下水污染问题研究结果表明，田间地下水中硝酸盐含量与氮肥使用量呈正相关（水样主要来自于菜田浇灌水）[9]。张维理等[10]对北京、天津、河北和山东等省市调查了69个点，其中有半数超过饮水硝酸盐含量的最大允许量，70%的菜地，11.1%的粮田地下水含量超标。对北京市平原农区481眼深层井硝态氮含量进行了调查分析，平原农区深层地下水硝态氮含量平均为5.74 mg/L，其中48.4%的调查机井受到人类活动的影响不低于2 mg/L，21.0%的机井超过国际安全允许上限（硝态氮10 mg/L），8.1%的机井超过中国饮用水上限（硝态氮20 mg/L）[11]。赵同科等[12]曾对环渤海7个省（市）地下水的硝酸盐含量进行了大面积调查，结果显示，7个省（市）地下水中的硝态氮含量平均值为11.9 mg/L，约34.1%的地下水超过WHO制定的饮用水标准。

农田利用类型对地下水的影响较大，在粮田、菜地、果园、养殖小区等几种类型中，菜地的影响最大，硝态氮平均含量达到21 mg/L，其次是果园。随着地下水深度的加深，硝态氮含量呈现明显下降的趋势，其中10 m以内的水体硝态氮含量最高，达到了21.7 mg/L。因此，集约化农区面源污染造成地下水硝酸盐污染十分严重同时，菜、果、花农业面源污染成为流域水体富营养化最大潜在威胁之一[13]。根据中国农业科学院在北方5省20个县集约化蔬菜种植区的调查，在800多个调查点中，45%的地下水硝态氮含量超过11.3 mg/L，20%的超过了20 mg/L，个别点超过了70 mg/L。中国超过85%的湖泊面临富营养化威胁，532条河流中82%者含有过量的氮，其中大部分的氮来自农田流失的氮肥[8]。在一些农业集约化地区，化肥流失造成的地下水硝酸盐污染也非常严重，威胁着饮用者的身体健康。

在中国施肥结构中，主要来源于化肥，而有机肥使用量急剧下降。在对农户调查中，基本上农户都不用有机肥。其结果导致土壤有机质下降。在现有生产水平下，若每公顷地还田玉米秸秆4500～7500 kg，可增产粮食375 kg/hm2，连续还田3年，可提高土壤有机质0.2%～0.4%[6]。

因此，必须通过秸秆直接还田、覆盖还田和过腹还田等多种途径，加大还田量。特别是针对玉米收获后直接播种小麦，对于玉米秸秆更多的是直接还田，因秸秆切得不够碎，一般长8～10 cm，加上玉米单产一般在6000 kg/hm2，秸秆量也比较大，而耕地深度不足10 cm，在一定程度上降低小麦薄种质量，出现缺苗断垄现象；秸秆在分解过程中，还会和小麦苗争夺氮素营养，导致小麦苗期出现缺氮症状[6]。因此，必须注重秸秆还田，走有机无机结合之路。

3 面对日益严峻的小麦生产形势，依靠科技水平的提高破解难题

3.1 利用常规育种技术，培育高产优质的小麦新品种

利用常规育种技术，中国已选育了许多新品种，使得小麦品种不断更新换代，不断推进中国小麦单产水平的提高。以河南为例，1949年以来，河南小麦增产的年份有37年，减产的年份有21年。在整个生产发展过程中，根据产量表现和品种特性，河南小麦品种更替大致分为9个比较明显的演变世代[14]。目前‘矮抗58、‘周麦22、‘郑麦366、‘西农979、‘豫麦70-36、‘众麦1号等品种主导着河南小麦生产，促进小麦生产水平再上一个新台阶。

3.2 新形势下对小麦育种提出多目标的要求

面对日益严重的水、土污染和大气污染，保证生产出安全的小麦籽粒，确保中国粮食安全，必须进行“环保育种”[15-16]。

环保育种的基础在于小麦品种间对于污染物（如重金属等）的吸收存在着差异。季书勤等[17]研究了河南省20个主推小麦品种对重金属吸收的差异，结果发现不同的小麦品种对重金属的吸收存在一定的差异：在被Cd污染的土地上种植的20个小麦品种中，‘开麦l8为低吸收型，‘郑麦005等9个品种为中吸收型，而‘高优503等l0个品种为高吸收型。

面对日益严重的农业面源污染，借助育种选育对化肥特别是氮肥反应比较敏感的小麦新品种，对于氮肥的过量使用表现出一定的症状，提醒生产者氮肥过量了，应控制氮肥使用。

3.3 开展小麦高产与农产品质量安全的栽培技术

为了满足中国人民生活和经济发展的需要，生产出越来越多的小麦，追求单产达到12000 kg/hm2小麦栽培技术，充分挖掘小麦增产潜力，破解小麦生产潜力的限制因子，稳定小麦播种面积，提高单产，是世界小麦生产发展的趋势。

为了应对中国日益严重的土壤污染、水污染和水资源短缺的矛盾，开展环保育种还不够，还要开展污染土壤利用的栽培技术，污水灌溉安全和提高水资源利用效率的技术体系。

据报道，目前中国重金属污染的耕地面积近1000万hm2因重金属污染，全国粮食每年减产1000万t以上，严重时高达1200万t，经济损失超过200亿元[18]。农业部环保监测系统曾对全国24省（直辖市、自治区）320个严重污染区550万hm2的土壤调查发现，主要作物农产品超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%[19]。利用小麦品种对重金属吸收之间的差异性，以及污染土壤的重金属种类的不同，针对不同的污染土壤推广不同的小麦品种甚至其他农作物，在2010年吴大付等[20]提出了对污染土壤利用的新思路。

还可以利用间作套种技术，利用小麦生育期比较长，而冬作物种类偏少，可以利用小麦与树木和其他一些富集重金属或其他污染物的植物间作套种，组合成农林复合生态系统[21]和农业生态系统。如在华北种植比较多的“上杨下农”的农林复合系统，可以利用杨树对重金属吸收能力比较强的特性，或许能够减少小麦对重金属的吸收；在公路两边种植杨树和柳树，能够增加对铅等重金属的吸收，或许减少了重金属在农产品中的含量[22]。如马唐与玉米间作系统促进了玉米根部对Cd的吸收，而玉米子粒中Cd含量反而下降[23]。玉米与东南景天套种对东南景天吸收重金属有促进作用[24]。

施肥可以影响超富集植物对重金属的积累。适量施用氮肥可显著地提高植物的生物学产量，而不会降低植物体内的重金属含量，从而可以提高植物从环境中吸收和积累重金属量。Robinson[25]研究结果表明，施用氮肥可以增加超富集植物Alyssum bertolonii的生物量提高两倍，而不会降低其地上部镍含量。Kulli等[26]的研究表明，施入尿素可使莴苣、黑麦草对铜、镉和锌的累积量比对照显著升高。但氮肥施用量过高会对植物的重金属富集产生“稀释作用”，有可能使累积量降低[23]。施用磷肥对超富集植物也有一定的影响。廖晓勇等田间试验也表明，适量施用磷肥明显促进蜈蚣草的生长，提高其砷含量，增大砷累积量，而过量施磷不仅不会进一步提高蜈蚣草产量，反而有降低砷含量和砷累积量的趋势，甚至氮肥形态不同，也会影响到玉米对重金属的吸收[27]。通过施肥、间作套种等不同农艺措施来改善小麦生长发育的环境条件，确保小麦安全生产。

4 结束语

河南小麦“十连增”对中国粮食“九连增”做出了一定的贡献，为确保中国小麦总产的持续提高，除加大力度开展小麦育种工作外，还要良种良法相配套，才能充分发挥优良品种的增产潜力；同时，走有机无机结合之路，不断培肥土壤肥力，满足小麦高产对土壤肥力的要求，有研究表明，小麦单产水平越高，对土壤肥力的依赖性就越强，高产小麦吸收的氮素68.07%～82.72%来自土壤，只有17.43%～30.93%来自肥料[28]；稳定小麦种植面积，不断提高单产水平，才能增加小麦总产[29]；优化小麦种植结构，持续改善小麦品质，解决品质结构矛盾；提高效益，增产增收；提高肥料和水分利用效率，减少肥料和农药等物质投入对环境带来的污染和破坏；确保小麦产品安全，促进小麦生产力持续增加，为中国粮食安全做出新贡献。

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