基于农业社会化服务模式下的安阳农业面源污染研究及防控

靳前龙 王卫民 童燕 史昕冉 刘春红

(安阳市农业科学院，河南 安阳 455000)

引言

安阳是我国重要的粮食生产区域，承担着保障国家粮食安全的重担，是全国农业生产管理及技术推广应用、政策创新和实践的重要区域。长期高强度的农业生产造成的面源污染问题引发广泛关注，当前，研究安阳的农业面源污染现状及成因，创新性结合农业社会化服务模式，推动面源污染防控技术研究与应用，对于发展域内生态绿色高效农业，助力乡村振兴都具有积极意义。

1 安阳主要农业面源污染现状

农业面源污染是指在农业生产生活过程中，氮素和磷素等营养物质、农药及其他有机或无机污染物质，通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏形成的水环境污染[1]。项目研究过程中发现，随着农业农村部“一控两减三基本”要求的实施落地，安阳农业面源污染治理工作已经取得了较大进展。但在种植过程中，农药、化肥的过量施用、超量灌溉等现象依旧存在，从而造成了较大的资源浪费和环境压力。

2018年末安阳耕地总资源为408373.6hm2(此数据为2018年数据，自2018年以来未公布相关数据)。以播种面积(小麦、玉米2季)为基数，如表1所示，安阳近3a单位面积农用化肥用量(折纯)分别为540kg·hm-2、525kg·hm-2和490kg·hm-2。国际安全施肥线的上限是225kg·hm-2，超出国际安全线的2.2倍。另外，我国肥料整体平均利用率只有35.2%[2]，按照该利用率计算，安阳每年大约有2.76×108kg化肥流入环境中，造成了巨大的资源浪费和环境污染。

表1 安阳面源污染主要污染源

农用膜方面，生产中使用的基本为不可回收利用农膜，安阳每年约有1.8×107kg塑料薄膜以废弃物的形式进入生态环境中，严重污染当地生态。

同样，以播种面积为基数，近3a安阳单位面积农药用量分别为13.26kg·hm-2、13.79kg·hm-2、12.75kg·hm-2，是世界农药单位面积平均用量的2～3倍。农药的过量使用，迫切需求新的生产方式来解决由此产生的环境污染和食品安全等问题[3-6]。

2 社会化服务对于农业面源污染防治的意义

健全的农业农村社会化服务体系，可以支持农户引入现代经营管理理念，应用先进技术及设施，实现农业生产的提质增效；能够利用集约化优势，帮助农户发展绿色生态的高质量农业，开展标准化生产、专业化经营，推进种养循环、农牧结合，实现农业清洁生产的健康发展。

安阳积极响应落实农业农村部“一控两减三基本”的目标要求，对农业面源污染进行了有效治理，尤其是化肥使用量有逐渐降低的趋势。但通过数据统计与分析发现，化肥用量偏高、农药和农用塑料薄膜污染环境的风险依旧存在。这就要求探索新的技术路径和生产管理模式，来防控和治理农业面源污染。农业面源污染的防控，除了推动农户积极参与外，更应该同农业社会化服务体系建设相结合，统筹高效地推进安阳农业绿色可持续发展。

本研究在国家黄淮海粮食主产区安阳开展农业社会化服务模式下的农业面源污染防控研究，达到减轻劳动强度、提升劳动效率、节水、减肥、减药、提质和增效等目标，降低农业面源污染风险，服务好地区农业绿色高效发展。通过制定田间技术规程、技术培训、召开现场会等为农业社会化服务体系建设和农业可持续发展提供技术支撑和借鉴模式。

3 研究创新

因地制宜，将农业社会化服务和面源污染防治有机结合，把生态循环农业技术标准、管理模式真正落实到农业生产全周期中，做到节水增效、减肥减药的便利性、可操作性和实效性。

正确处理好发展适度规模经营和协同基层农民的关系，调动农户生产积极性，缓解农业社会化服务过程中产生的矛盾及阻力，为农业社会化服务发展与面源污染防控提供实践案例和应用模式。

4 应用模式

4.1 基于有机肥生产利用的生态循环农业模式

有机肥的生产利用技术体系，可以解决生态农业中关键制约因素有机肥的来源问题，为作物种植提供技术保障，实现农业面源污染的防治。生态循环农业是把清洁生产和废弃物综合利用融合为一体的生态生产方式，使得农业生产由过去传统生产的“资源—产品—污染排放”的单向流动变为“资源—产品—废物利用(资源)”的良性循环。通过“粮(果蔬)+沼+粮(果蔬)”、“猪+沼+粮(果蔬)”等一体化循环农业模式的应用，使得农作物秸秆和养殖排泄物等得到无害化处理和资源化利用，促进了系统内各种生物质能的循环利用。该模式实现了农业生产废弃物对外界环境的“减排”，减少了化肥、农药对环境的污染，促进了生态环境的改善。同时，改良了土壤的理化性状，提高了土壤有机质含量和基础肥力。此模式还提升了农业生态系统的稳定性和抗逆性，保障了农产品的安全质量和产量。

“粮(果蔬)+沼+粮(果蔬)”模式中，大田种植玉米、小麦、花生等农作物，收获后进行加工。秸秆除了还田，还可以加工成沼肥后再回田利用，形成一个闭式循环链，有效实行一体化的循环。秸秆成为可利用的资源，焚烧秸秆污染环境的问题得到缓解。形成规模废弃物资源化利用、机械配套以及物质能量循环高效利用的生产模式。

“猪+沼+粮食(果蔬)”模式中，养猪场产生的废弃物进行发酵，发酵后沼渣、沼液用于大田、果园和蔬菜大棚，发酵产生的沼气可以供给附近居民或企业使用，也可以发电供应企业使用，形成良性的循环利用，实现废弃物的资源化、能源化利用。

4.2 利用生态平衡的方式防控病虫害

为满足日益增长的粮食需求，农业生态系统生物多样性发展已受到越来越多的重视，而传统的农业集约化生产是导致生物多样性丧失的主要原因之一。美国西华盛顿大学Hooper等研究分析显示，中等水平的物种损失(21%～40%)可使植物生产力减少5%～10%，这与紫外辐射和气候变暖产生的影响相当。联合国粮农组织研究表明，2014年全球生态系统服务价值达125万亿美元；资源可利用性和生物量的生产通常在生物多样性较高的群落中更加稳定。

国际和国内生态农业中的病虫害防治主要运用综合防治的策略。项目课题组生产中利用病虫害生态防控技术建立了多种农业害虫的防控方法，针对特定的害虫引进生物农药，培育害虫天敌。通过生态平衡的方式，建立起病虫防治的技术体系，实现生态农业化学农药减量的目标[7-12]。

本项目研究并建立了控制病虫害的综合技术体系。根据害虫对光波或者激素响应的不同，利用害虫类的趋光趋化特性，使用诱虫灯或性诱剂诱捕虫类，减少害虫产生后代的数量，从源头减少害虫种群的暴发几率；利用天敌昆虫捕食害虫；种植诱集植物保护、繁衍天敌；通过农艺措施等增强植物本身抵抗力，如在小麦灌浆期喷洒沼液防治病虫害。利用生态平衡的模式控制农业病虫害，解决了病虫害的早期防控问题，农药使用得到控制和减量，生态多样性得以恢复，作物产量得到保障。该研究有效控制了重大病虫草灾害，如小麦条锈病等迁飞性、大区域流行性病虫灾害的暴发频率；促进了农户增产增收，绿色防控示范区杜绝了农药喷施，节本增效显著；确保了农产品质量安全，经农药残留检测，农产品均符合国家质量标准。

考虑到上述技术模式应用的多样性、规模性和技术性，单独的农户在技术、资金和效益上存在一定劣势，而完善的农业社会化服务可以将农户、村集体和平台等联系起来，实现农业面源污染的高效治理和科学防控，促进农业绿色发展。

4.3 发展精量化节水灌溉技术

农田水利的发展模式、管理体制、投入机制等与该地区自然条件、经济社会发展状况等有密切的联系。我国大陆人均耕地仅有0.1hm2，不到美国等国家或地区的1/10，更需要通过改善灌溉设施和技术模式来提高农业产量，实现粮食自给的目标；我国大陆地区农业种植规模较小，发展水平不高，限制了现代灌溉技术的推广应用。研究显示，2010年中国喷微灌面积占灌溉面积的8.6%，去除水田基数，喷微灌占旱地灌溉面积约为15%，世界主要农区还存在一定差距。因此，本研究结合安阳的自然、社会、经济等情况，分析对比多种农田水利建设和管理的主要做法，并提出适合本地区农业发展的高效节水灌溉模式。

安阳以小麦-玉米一年两熟连作为主，传统的灌溉模式导致农田耕层变浅、犁底层加厚、水肥利用效率低下。试验及生产实践表明，传统的灌溉方法会造成水资源严重流失，灌溉水淋溶入地下，同时导致肥料淋溶地下引发环境污染。课题组研究了管、喷、微等高效节水灌溉模式，确定了与深松技术相结合的畦灌、微喷灌和滴灌等灌水技术。同时，研究应用了以品种选用、扩大低耗水和耐旱作物种植比例等为代表的节水模式。推广的移动式喷灌机动灵活、节水高效、生产者接受程度，推广区域内农户几家联合购买一套设备，经济负担较小，使用效率高。

灌溉量方面，小麦播前灌溉1次，灌溉量约为60m3·667m-2；灌溉越冬水1次，灌溉量约为50m3·667m-2；拔节灌溉1次，灌溉量为60～80m3·667m-2；玉米苗期土壤相对含水量低于60%时进行灌溉，灌溉水量为25m3·667m-2左右；穗期土壤相对含水量低于65%时，按照30m3·667m-2水量进行灌溉；籽粒灌浆前期土壤相对含水量低于60%时，按水量25m3·667m-2左右进行灌溉。

同时，中央管理机构应从粮食安全的高度继续加强对农田水利发展的指导，在农田水利政策、标准、规划制定、统筹协调和资金投入中起主导作用；地方管理服务部门在农田水利工程的建设和运行管理等方面承担主要责任；农业社会化服务组织和农户积极承担起节水灌溉的技术模式应用和发展；多方统筹，共同推进农田水利公益性事业的发展进步，为防控和治理面源污染、提升粮食安全而探索。

5 总结

本研究围绕安阳农区开展了农业面源污染现状调研与解析；在区域内开展了农业面源污染防控与农业社会化服务结合探索；开展了基于农业社会化服务条件下的农业面源污染的防控和治理。安阳市农业科学院农业生态与环境研究所进行了长期的模式集成和示范推广，并取得了农户、农业合作社及农业科技公司的认可。

研究提高了农业生产中水资源利用率，节约了农业用水，减少了化肥和农药的施用量，将作物秸秆资源化、再生化利用，同时利用病虫害绿色防控技术体系在生态、环保的基础上对农业病虫害进行了科学有效的防控。通过开展该研究工作，每个生产季度可以减施农药1～2次。同时，农业生态系统生物多样性得到恢复，乡村生态景观性得到增强，创造了良好的社会效益和生态效益。

当前，农户为主的家庭经营和分散种植仍是中国农业的基本经营方式，“谁来种地”、“如何种好地”、“农业如何提高效益”成为中国农业生产过程中迫切需要解决的问题。科学合理的农业社会化服务模式可以有效解决上述问题。完善的农业社会化服务体系可以助力农业现代化的实现，相关研究表明，农业服务体系比较完善的国家或地区，农业现代化模式通常也较成熟。通过把农户、村集体和企业有机结合起来，建立起共同发展、相互帮扶的联结机制，实现区域内规模化、集约化、标准化生产，助推绿色、生态、循环农业发展，为农业面源污染防控、农业可持续发展和乡村振兴贡献力量。