东北地区种植业环境污染现状分析

王荣兴，金春玉

（1.吉林省农业环境保护与农村能源管理总站，吉林 长春 130033；（2.吉林省敦化市江南镇农业技术推广站，吉林 敦化 133799）

广义的东北地区即包括辽宁省、吉林省、黑龙江省和内蒙古自治区东部三市一盟（赤峰市、通辽市、呼伦贝尔市和兴安盟）。自南向北跨中温带与亚寒带，属温带季风气候，四季分明，夏季温热多雨，冬季寒冷干燥。 自东南而西北， 年降水量自 1000 mm 降至300 mm 以下，从湿润区、半湿润区过渡到半干旱区。降雨集中多以中到大雨形式出现，7～9 月的降雨量占年降水量的70%左右。 年平均降雨量400～700 mm，水资源总量为1.416×107m2，人均占有量为1213.98 m2。是我国重要的农业和工业基地， 维护国家粮食安全、国防安全、生态安全、能源安全、产业安全的战略地位十分重要，关乎国家发展大局。

东北地区土壤以黑土为主，尽管它是世界三大黑土地中面积最小、气候条件最寒冷、农业开发条件最恶劣的，但在特定的历史条件下，举全国之力，只用了六十多年的时间，成为“中华大粮仓”，是中国重要的玉米、粳稻等商品粮供应地，粮食商品量、调出量均居全国首位。 辽吉黑三省2019 年的粮食产量分别为：2430 万、3878 万、7503 万吨，三省的粮食产量超过全国1/5。 从单产上看， 辽吉黑的单产分别为6965、6870、5233 公斤/公顷，除黑龙江省的积温过低导致其单产低于全国平均水平（5720 公斤/公顷），吉林和辽宁多以一季为主的单产仍然显著高于全国平均水平，说明东北地区的粮食生产水平较高。但从另一个方面来看，这种高投入的农业生产，如果处理不当，对农村环境的污染风险更高。 主要体现在如下几个方面：

1 化学肥料

农业生产过程中，为了追求稳产高产，农民习惯性过量施用化学肥料，不考虑肥料的经济效益，更无暇顾及环境效益，产量增加是终极目标。 一方面化学肥料的过量投入， 使一部分肥料未得到有效利用，导致利用率偏低，经济效益低；另一方面肥料过量施用容易造成土壤板结，影响土壤质量。从环境角度来看，未被作物利用的肥料在土壤中作为污染物的“源”，通过微生物作用产生氧化亚氮等温室气体引起大气污染，通过地表径流和淋溶作用分别对地表水和地下水造成污染，引起水体富营养化，导致水质下降。

东北地区，尤其是东北地区的中南部区域，施肥过程中有两种做法对环境极其不友好。一是高氮施肥模式，过量氮素使水体富营养化风险极高，对土壤酸化影响也很大。 二是“一炮轰”施肥的方法，这种方法是在播种时将作物一生所需的肥料一次性施入土壤，这种施肥方式最大优点是节约劳动力成本，农民可以利用节省下来的时间打工赚钱， 容易被农民自觉接受，所以在农业生产中的普及率极高。 但是这种做法缺点是肥料利用率低，环境污染风险大，因为作物种子萌发期和苗期对养分的需求量很小，不需要大量的肥料， 而这个时期恰好是耕地覆盖度最低的阶段，抗水蚀能力极差，施入到土壤中过量的肥料很容易随地表径流迁移出土壤，而作物到了生长中后期，养分需求量激增，“一炮轰”施肥还容易造成脱肥现象。 在作物的中后期，耕地的地表覆盖度增加，抗水蚀能力增强，可以通过追肥的方式来给作物补充养分，这一点上，黑龙江北大荒农垦集团一些农场“基肥+追肥+叶面肥”的模式值得借鉴和推广。

另外，保护地种植的化肥投入量更大。 受低温等气候因素限制，我国北方地区的保护地种植比例要远高于南方地区，因为只有通过保护地种植，才能满足人们对早晚熟蔬菜水果的需求。保护地种植的复种指数较高，所以化学肥料投入更大，过量的化学肥料主要影响地下水的水质，尤其对地下水硝态氮含量的影响更大。

2 有机农药

在东北，由于冬季寒冷，植物的病害和虫害相对弱于南方地区。因此，在东北的大田种植过程中，杀虫剂和杀菌剂的污染风险相对较小，应该更多地关注除草剂引起的污染。 莠去津、乙草胺等是常用的玉米田除草剂，氟乐灵、异丙甲草胺等是常用的大豆田除草剂，氰氟草酯、双草醚、五氟磺草胺、丁草胺是常用的水田除草剂。 由于东北地区经常同一种作物连片种植，极容易产生面源污染，除草剂污染应严格监控。例如，新版的《生活饮用水水质标准》中对莠去津的限值为0.002 mg/L，要严于六六六的限值（0.005 mg/L）。

除大田以外，东北地区有机农药用量比较集中的地方出现在设施农业和中药材种植。对于设施农业来说，高温和高湿环境有利于作物生长的同时也有利于病菌和害虫的生长，因此设施农业的有机农药污染更多的要关注杀菌剂和杀虫剂在农产品的残留和对环境的污染。 对于中药材种植来说，由于中草药生长周期比较长，病菌在植物定殖后容易繁殖，因此，中药材种植过程中，农药的使用要严格按规定执行，避免农药残留超标。 前几年，国家提出农药化肥零增长的目标之后，位于长白山、大小兴安岭的一些县市，依托当地资源优势，通过发展中药材种植产业，已实现化肥农药双减半，实际上这种做法的确可大幅降低化肥用量，但对农药污染风险可能更高。

3 农膜

农用地膜具有增温、固水保水和防治杂草和虫害等功能，因此其增产效果更加明显，尤其是在低温缺水的区域。 因此，农膜覆盖种植技术的推广和普及促进了农业的稳产高产， 国家统计局的数据显示，2018年辽宁、吉林、黑龙江三省的农膜使用量分别为11.8万、5.6 万、7.7 万吨， 全国农用塑料薄膜使用量246.5万吨，覆盖面积在2 亿亩。 主要用于棉花田、蔬菜田、瓜田、花生田等，农膜的广泛应用带来的白色污染问题也不容忽视。

实际上，废弃农膜对环境的危害是多方面的：（1）酞酸酯类化合物的毒害作用。酞酸酯作为塑料制品的增塑剂，广泛存在于土壤、水、大气等环境中，其水溶性较差、脂溶性强，容易在生物链中传递最终进入动物和人类的体内，酞酸酯通过摄食进入动物或者人体后，肝脏是其主要的代谢器官，然后经肾脏后排出体外。酞酸酯出现之初，由于其急性毒性较低，其危害并未受到广泛关注， 随着塑料制品的应用量迅速增加，降解率逐渐降低， 酞酸酯对环境的危害逐渐受到重视，研究发现过敏、肺功能下降、哮喘、甲状腺激素异常等与酞酸酯的一级降解产物--邻苯二甲酸单辛酯（MEHP）有关[1]，后期的研究发现，酞酸酯还会引起哺乳动物的精子质量和数量下降， 进而影响生殖能力，还有可能引起乳房的早期发育。 （2）土壤中残留农膜破坏耕层的土壤结构，破坏土壤空隙的通透性，阻碍土壤中水分的迁移；也会影响到气体的扩散、导致毒害气体局部积聚。（3）土壤中残留农膜影响种植萌发、阻碍植物根系的生长发育，降低对水分和养分的吸收能力最终导致作物减产。 （4）土壤中残留农膜使微生物和土壤动物的活力受到限制， 改变土壤生态系统，这种危害是无法估量的。

要想有效遏制农膜对环境的危害，一定要杜绝超薄膜的生产和使用。 在《聚乙烯吹塑农用地面覆盖薄膜 （GB 13735-2017）》 实施之前， 农膜厚度标准是0.008±0.003 mm，为了降低成本，企业生产厚度低于0.005 mm 的超薄膜， 导致农膜回收困难； 在GB 13735-2017 实施之后， 规定的农膜最低厚度为0.010 mm，生产和使用成本有所上升，因此，监管部门要严格监控， 禁止不符合规定的超薄膜流入市场。另外，逐步建立废弃农膜的回收制度，降低农膜在土壤中的残留量。

4 秸秆

在20 年前，当时的秸秆产量相对较少，东北地区的秸秆主要作为农村烧柴，并未产生污染问题，近些年来，农村能源结构的改变和秸秆产量的增加，秸秆的问题日益突出。 一般来说，秸秆的产量是粮食产量的1.2 倍左右， 按此核算，2019 年东北三省的秸秆产量约为1.6 亿吨/年，有效利用率不超过40%，其余部分以焚烧或抛弃为主要处理方式，环境压力巨大[2]。在华北及以南地区，农田的秸秆主要通过还田的方式处理，秸秆问题逐渐解决。 但东北地区的秸秆通过还田手段来解决效果并不十分理想，主要是东北地区秋收后马上进入冬季，第二年解冻后马上进入播种期。 若作物收获后产生的秸秆在第二年春播前腐解程度较低、还田深度不够，会影响春播。 因此，东北地区的秸秆还田一定要有很好的农机配套、 以深翻还田为主。同时，还要加强保护性耕作的研究，以遏制黑土区土壤有机质的降低。