长江经济带稻田耕作制度绿色发展探讨*

黄国勤

长江经济带稻田耕作制度绿色发展探讨*

黄国勤

(江西农业大学生态科学研究中心 南昌 330045)

实施长江经济带发展战略, 推动长江经济带绿色发展、高质量发展、可持续发展, 是当前我国正在实施的区域协调发展战略之一。稻田耕作制度是长江经济带整个农业耕作制度的重要组成部分。实现长江经济带稻田耕作制度绿色发展, 对于维护长江经济带乃至全国的粮食安全、食品安全和生态安全均具有重要意义。长江经济带稻田耕作制度具有起源的古老性、模式的多样性、结构的复杂性、功能的高效性和影响的国际性的显著特点。当前, 长江经济带稻田耕作制度发展面临着熟制缩减、投入过量、资源浪费、养地削弱、基础脆弱和效益下降等突出问题与挑战。为实现长江经济带稻田耕作制度的绿色发展, 应在遵循“共抓大保护、不搞大开发” “生态优先、绿色发展”原则的前提下, 采取如下对策与措施: 1)绿色覆盖, 做到稻田“一年四季, 季季皆绿”; 2)绿色培肥, 充分利用绿肥、农家肥、沼液、沼渣, 以及生物肥料、专用肥料等培肥稻田土壤, 提高稻田地力; 3)绿色防控, 应用农业防治技术(如实行作物轮作换茬)、生物防治技术、生态调控技术和理化诱控技术等防治稻田作物病、虫、草、鼠、鸟害; 4)绿色修复, 采用轮作休耕、深耕深松、保护性耕作、秸秆还田、增施有机肥、施用修复剂、种植绿肥和修复植物等多种措施, 对已“退化稻田” “污染土壤”进行修复; 5)绿色利用, 包括对稻田农业资源及废弃物的立体利用、综合利用和循环利用; 6)绿色产品, 将长江经济带稻田“打造”成为无公害农产品、绿色农产品、有机农产品的生产基地。

耕作制度; 稻田; 绿色发展; 高质量发展; 可持续发展; 生态环境保护; 资源利用; 长江经济带

当前, 全国上下正在按照党中央、国务院的战略部署, 实施长江经济带发展战略, 全力推进长江经济带绿色发展, 且已取得显著成效[1]。

稻田耕作制度是整个农业耕作制度的重要组成部分, 是进行稻谷等粮食生产、农产品生产的主要场所。长江经济带稻田耕作制度绿色发展, 就是在进行水稻()等农作物生产时, 既要强调增加农产品产量、提高农产品质量, 还要注重稻田生态环境保护, 实现农业生态系统可持续发展。显然, 实现和保持长江经济带稻田耕作制度绿色发展, 对于维护长江经济带乃至全国的粮食安全、食品安全和生态安全均具有重要意义。

本文拟就长江经济带稻田耕作制度的优势与特色、问题与挑战, 以及促进长江经济带稻田耕作制度绿色发展的对策与措施等进行探讨, 以期为推进长江经济带绿色发展做出积极贡献。

1 优势与特色

长江经济带覆盖上海、江苏、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、云南等11省、市, 国土面积约205万km2, 占全国陆地总面积的21%。2017年, 长江经济带人口近6亿, 占全国总人口的42.8%; 耕地面积4 490.87万hm2, 占全国耕地总面积的1/3; 农作物总播种面积6 601万hm2, 占全国农作物总播种面积的近40%; 粮食作物播种面积和粮食产量均占全国总量的36%以上; 水稻种植面积和稻谷产量均达到全国总数的64%以上(表1)[2]。可见, 长江经济带农业及粮食生产, 特别是稻田和水稻生产在全国占有极其重要的战略地位。长江经济带已发展成为我国农业综合实力最强、粮食战略支撑作用最大、发展前景最为广阔的重要区域之一。

长江经济带地处亚热带季风气候, 夏季高温多雨, 地形地貌多样, 平原、丘陵、山地交替, 是我国稻田耕作制度类型最多、模式最丰富、结构最复杂的地区。长江经济带形成了以小麦()-水稻、油菜()-水稻、水稻-再生稻等一年两熟, 以及绿肥-早稻-晚稻、油菜-早稻-晚稻、小麦-早稻-晚稻等一年3熟为主体的稻田多熟耕作制度体系。

与世界各地的稻田耕作制度相比, 长江经济带稻田耕作制度具有以下5个显著特点:

1)起源的古老性。据中外专家考证, “栽培稻源自江西万年, 且有上万年的历史”[3]。这就是说, 在长江经济带起源的稻田耕作制度已经有一万多年的历史, 这在世界稻作史上也是罕见的。

2)模式的多样性。首先是季节内稻田种植模式, 如水稻间(混)作模式, 云南省用不同水稻类型或品种进行间(混)作以防治病虫害的发生, 如糯稻与粳稻间(混)作。研究表明[4], 水稻多品种间作对稻瘟病的防效达81.1%~98.6%, 减少农药施用量60%以上, 抗倒伏率100%, 每公顷增产优质稻630~1 040 kg, 平均每公顷增收1 500元以上, 经济、社会和生态效益显著。其次是季节间稻田种植模式, 有两种: ①水稻套作模式, 如晚稻套播紫云英(), 在长江中下游地区稻田十分常见, 其主要作用是“抢时”(争取季节); ②水稻再生作模式, 最常见的就是再生稻, 再生稻作为水稻的一种种植模式, 在中国有悠久的种植历史, 可以追溯到1 700年前[5]。其优点是省工、省种、省水、省肥、省药、省秧田。湖北省再生稻面积从2013年的2.98万hm2增至2017年的15.33万hm2[6], 湖南省再生稻生产面积已从2014年的4 000 hm2迅速发展到2018年再生稻推广面积达到26.67万hm2, 跃居全国首位[7]。第三是周年内稻田种植模式, 有一年1熟制(如单季稻)、一年2熟制(油菜-一季稻)和一年3熟制(紫云英-早稻-晚稻)等。第四是多年间(内)稻田种植模式, 形成的稻田连作、轮作模式就更加多种多样, 丰富多彩。

表1 长江经济带人口、耕地及农作物、粮食、水稻生产占全国比重(2017年)

资料来源于《中国统计年鉴2018年》(中华人民共和国国家统计局编, 中国统计出版社, 2018)。Data are from China Statistical Yearbook in 2018 (National Bureau of Statistics of the People’s Republic of China, China Statistical Press, 2018).

3)结构的复杂性。长江经济带稻田耕作制度结构的复杂性, 主要体现在: 一是组成稻田耕作制度的作物(生物)种类多, 有粮食作物[如水稻、小麦、大麦()、玉米()、马铃薯()等]、经济作物[油菜、花生()、棉花(spp.)等]、绿肥作物[紫云英、毛叶苕子()、光叶苕子(var.)、箭筈豌豆()和蚕豆()等]、饲料作物[大豆()、甘薯()、优质牧草等]; 还有蔬菜、瓜果、花卉、苗木、中药材等; 鱼、鸭、蛙、鳖、鳅、食用菌等也都被纳入稻田养殖或栽种。二是由上述植物、动物和微生物(食用菌)组成的种植模式或种养结合模式多种多样, 结构复杂, 既有平面结构、立体结构, 还有季相结构、年间结构等。三是由此构成的田间管理措施和技术体系也十分复杂。

4)功能的高效性。稻田耕作制度既具有生产农产品和轻工业原料的经济功能, 还具有固碳、释氧、大气调节与净化、土壤养分累积、水分涵养、防灾减灾等多种生态环境功能。据测算, “冬闲-早稻-晚稻”系统和“紫云英-早稻-晚稻”系统的年总服务价值分别为64 230.89元∙hm-2和87 438.46元∙hm-2[8]。

5)影响的国际性。至今(截至2018年8月), 中国已有15个项目入选“全球重要农业文化遗产(Globally Important Agricultural Heritage System, GIAHS)”名录, 其中5个项目属长江经济带稻田耕作制度系统, 如: 中国浙江青田稻鱼共生系统(2005年FAO批准入选)、中国云南红河哈尼稻作梯田系统(2010年FAO批准入选)、中国江西万年稻作文化系统(2010年FAO批准入选)、中国贵州从江侗乡稻-鱼-鸭系统(2011年FAO批准入选)、中国南方稻作系统(包括广西龙胜龙脊梯田、福建尤溪联合梯田、江西崇义客家梯田、湖南新化紫鹊界梯田, 2018年FAO批准入选)[9]。

2 问题与挑战

2.1 熟制缩减

三熟制变两熟制, 两熟制变一熟制。长江经济带一些地区大量闲置土地, 使稻田多熟种植的三熟制变为两熟制, 如“紫云英(油菜、马铃薯或蔬菜)-早稻-晚稻”模式变成了“早稻-晚稻”模式或“紫云英(油菜、马铃薯或蔬菜)-一季稻”模式, 使原本适合发展3熟制的地区, 变成只种植2季(2熟)作物; 原本适合种植双季稻的地区, 只种植1季稻(中稻或1季晚稻)。

2.2 投入过量

长江经济带11省市, 特别是长江中下游7省市, 是我国农业精耕细作的典型地区, 化肥、农药等农业化学投入品有增无减, 不仅造成资源浪费(因利用率低, 大量资源流失), 还对土壤、地下水等造成严重污染, 既对生物多样性造成危害, 还引发食品安全问题, 造成农产品质量“不安全”。如2017年, 长江经济带化肥施用量为2 077.4万t, 占全国化肥施用总量的35.45%, 其中, 氮肥施用量占全国近40%(表2)[2]。据对中国粮食主产区耕地土壤重金属时空变化与污染源的调查和分析, 长江经济带的四川盆地、长江中游及江淮地区的耕地点位超标率分别为43.55%、30.64%, 远高于黄淮海平原、松嫩平原和三江平原的12.22%、9.35%和1.67%[10]。

表2 长江经济带化肥施用量及占全国比重(2017年)

资料来源于《中国统计年鉴2018年》(中华人民共和国国家统计局编, 中国统计出版社, 2018)。Data are from China Statistical Yearbook 2018 (National Bureau of Statistics of the People’s Republic of China, China Statistical Press, 2018).

2.3 资源浪费

一是耕地资源的浪费, 尤其是冬季稻田资源的浪费。据作者实地考察和粗略估算, 长江经济带冬季休闲、撂荒的稻田约占稻田总面积的80%~85%, 即只有15%~20%的稻田冬季利用起来了, 其余约4/5的稻田被抛弃、闲置、浪费, 这是对冬季(冬生长季)光、热、水、气、土、劳力等农业资源的极大浪费; 二是作物秸秆资源的浪费, 长江经济带约有2/3的作物秸秆资源没有得到有效利用, 既浪费宝贵的农业生物质资源, 又污染了农业(农田)环境; 三是厕所粪污和畜禽粪便资源的浪费, 长江经济带约有1/3~1/2的厕所粪污和畜禽粪便资源没有得到合理利用, 不仅浪费资源, 还污染环境、影响健康, 对推进生态文明和建设美丽乡村极为不利。

2.4 养地削弱

一是稻田冬季绿肥紫云英种植面积减少, 鲜草产量下降, 养地作用逐渐削弱甚至“被遗忘”; 二是厕所粪污和畜禽粪便资源“返田量”大减, 影响稻田土壤培肥; 三是作物秸秆资源的还田量, 尤其是稻草的还田量也大为减少, 尽管有些地方农民会将一部分稻草焚烧还田(这种做法已明文禁止), 但远远不能满足“培肥地力”的需要。

2.5 基础脆弱

总体而言, 长江经济带稻田基础设施落后且十分脆弱, 突出表现在: 旱涝保收的高产稳产稻田面积比重低, 约占整个稻田面积的1/3; 稻田限制因子多, 且易受水旱灾害危害的中、低产稻田面积比重仍然较大, 约占整个稻田面积的2/3。如不加大长江经济带各地、市水利设施建设力度, 夯实稻田可持续发展基础, 提升农业可持续发展能力, 要实现该地区粮食(主要是水稻)高产稳产和持续增产, 确保国家和地区粮食安全, 实属困难。这应引起有关部门高度重视。

2.6 效益下降

当前, 长江经济带稻田耕作制度的经济效益下降。其原因一是劳动力成本上升, 且农村缺乏劳动力, 特别是缺乏青壮年劳动力; 二是农资成本提高, 尤其是种子、化肥、农药等价格提高, 不利于农民增收; 三是由于受自然灾害的危害, 稻田耕作制度往往难以做到“旱涝保收、灾年丰收”, 从而影响稻田经济效益; 四是二、三产业经济效益趋好, 就更加“映衬”农业、农田、稻田效益“低”。

3 对策与措施

“共抓大保护、不搞大开发” “生态优先、绿色发展”, 已成为推进长江经济带高质量发展的鲜明导向和“主旋律”[11]。因此, 为实现长江经济带稻田耕作制度的绿色发展, 必须针对上述问题与挑战, 采取相应的对策与措施。

3.1 绿色覆盖

要实现“绿色发展”，“绿色覆盖”是基础和前提。没有“绿色覆盖”, 农业生产的“绿色发展”、耕作制度的“绿色发展”、长江经济带稻田耕作制度的“绿色发展”, 都只能是“空话” “大话” “虚话”。要实现“绿色发展”, 做到“绿色覆盖”, 就是要采取如下措施: 一是冬季绿色覆盖。将长江经济带现有稻田冬季全部披上“绿装”——种植冬季作物, 可种植绿肥紫云英, 或种植冬小麦、大麦、油菜、蚕豆、豌豆、马铃薯, 或种植冬季各种蔬菜等, 做到稻田“绿色过冬”; 二是夏、秋季同样绿色覆盖, 即充分利用夏闲田、秋闲田, 种植农作物, 将裸露稻田种上“绿色作物”, 既改善、优化、美化了稻田生态环境, 还可增加农业收入, 一举双得; 三是将稻田田埂(田堘)种上蚕豆(冬季)、大豆(夏、秋季)等作物, 既可充分利用宝贵的稻田耕地资源, 又可增加农业产出, 还可为保护农田(稻田)生物多样性发挥作用。总之, 稻田“绿色覆盖”, 就是要求稻田“一年四季, 季季皆绿”, 这是长江经济带稻田耕作制度绿色发展的“基础环节”, 必须坚决做到。

3.2 绿色培肥

培肥地力, 强化养地, 是稻田耕作制度的重要内容和环节。稻田“绿色培肥”, 就是要改变长期以来稻田生产“只施用化肥、多施用化肥、过量施用化肥”的现象: 一是要重新认识绿肥的作用, 恢复绿肥生产, 提倡种植紫云英, 种植豆类作物[蚕豆、豌豆、大豆、绿豆()、豇豆()等]和各种“养地作物”, 做到“以肥(绿肥)养田” “以田养田”; 二是要高度重视农家肥、有机肥的使用, 将厕所粪污、生活废水、生活垃圾、鸡鸭鹅屎、瓜皮果壳、河塘污泥、水沟淤泥等全部施入稻田, 对提高稻田土壤地力、实现有机培肥必将发挥良好作用; 三是要发挥沼液、沼渣对稻田培肥的作用。通过上述一系列“绿色培肥” “有机培肥”, 不仅可减少化肥使用量, 消除长期过量使用化肥带来的负作用、负影响, 还可有效改变稻田土壤理、化、生物学性状, 提高土壤肥力、提升土壤质量和安全性; 四是在稻田耕作制度中, 施用生物肥料、专用肥料, 实现稻田丰产增收和环境改善。

3.3 绿色防控

在长江经济带稻田生产过程中, 传统方法防治稻田作物病、虫、草、鼠、鸟害, 多采取喷施农药、除草剂等化学药品, 虽然可以起到一定的防治作用, 但同时污染了稻田生态环境, 导致稻田土壤存在农药残留, 不仅危害稻田生物多样性, 影响稻田土壤生态环境质量, 还可能因农产品污染而危及人体健康。而采用“绿色”的方法(包括绿色方法、绿色技术、绿色措施等)防控作物病、虫、草、鼠、鸟害和其他种类的灾害, 则可起到既防灾减灾, 又不污染环境的“双重效果”。稻田耕作制度的绿色防控技术主要有: 农业防治技术、生物防治技术、生态调控技术和理化诱控技术等。湖北省孝感市农业科学院运用稻田田埂种植香根草()、赤眼蜂杀虫卡、性诱剂、Bt、阿维菌素毒死蜱等绿色防控技术, 有效地防治了水稻虫害[12]。重庆市云阳县农业技术推广站在云阳县南溪镇蒲山村, 针对该村种植的水稻常发病虫害, 如稻瘟病、纹枯病、稻曲病、二化螟、稻纵卷叶螟、稻飞虱等, 开展水稻病虫害绿色防控, 采取灯光诱杀害虫、性诱剂诱杀二化螟成虫、黄色粘虫板诱杀害虫、稻田养鸭控害等措施, 取得良好效果, 示范区较常规种植区(CK, 采用传统方法防治水稻病虫害)产量增加8.6%, 纯收益增加28.7%[13]。

3.4 绿色修复

长江经济带稻田已有相当部分出现土壤退化现象, 如: 土壤耕层变浅、变薄, 土壤酸化, 土壤性状变劣, 土壤肥力下降, 土壤污染, 尤其是重金属污染, 等等。不仅阻碍稻田生产力的提高, 还影响农产品质量安全, 对人、畜健康和生命安全产生严重威胁。必须采用“绿色”的办法对其进行修复, 否则, 不利于长江经济带绿色发展、高质量发展。对长江经济带已经受到污染并出现土壤质量退化的稻田进行绿色修复的主要措施为实行稻田轮作休耕[14]。包括: 在生态严重退化的长江上游(云南、贵州、四川、重庆)部分稻田, 因水土流失十分严重而产生的生态退化稻田, 应实行休耕或改种养地作物以保持水土、恢复地力; 因稻田重金属污染严重而不适宜种植水稻的湖南长沙、株洲、湘潭地区稻田, 应实行轮作休耕, 如改种能源高梁()或其他养地作物[紫云英, 或紫云英、油菜、肥田萝卜()“三花”混播等]; 江苏、江西部分低质、低效稻田, 亦需要通过轮作休耕进行绿色修复。长江经济带其他省市稻田, 可以在轮作稻田中采用深耕深松、保护性耕作、秸秆还田、增施有机肥、施用修复剂、种植绿肥和修复植物, 或在休耕稻田上种植豆科绿肥、修复植物, 施用修复剂等, 从而达到“绿色修复”之功效。

3.5 绿色利用

针对长江经济带11省、市稻田耕作制度的优势和特色, 为充分发挥生产潜力, 必须实行资源的绿色、高效利用。一是立体利用, 即根据各省、市稻田立体分布特点, 依据山地(高山、中山、低山)、丘陵、平原、洼地等地形地貌, 立体布局稻田耕作制度, 充分利用不同海拔、不同高度、不同层次的自然资源和社会经济条件, 挖掘稻田耕作制度生产潜力; 二是综合利用, 将稻田单一种植水稻, 发展成为集稻田养鸭、稻田养鱼、稻田养虾、稻田养蛙等多种复合模式为一体的稻田综合利用体系, 全方位提升其经济效益、生态效益和社会效益[15]; 三是循环利用, 将稻田废物, 以及农业生产和农村生活中的垃圾、副产物等充分利用起来, 发展稻田循环农业, 真正做到化害为利、变废为宝、变废为肥、变废为粮[16]。

3.6 绿色产品

衡量、检验长江经济带11省、市稻田耕作制度是否绿色发展, 关键是看最终结果——农产品。如稻田生产出来的产品符合无公害产品、绿色产品、有机产品的标准, 则可以肯定, 这种稻田耕作制度是绿色的, 或者说, 这已经建立起来了稻田绿色耕作制度。相反, 则说明还没有达到“绿色”要求, 还应继续努力, 要通过找出没有实现绿色发展的环节、问题, 对症下药, 针对性地采取措施, 直至达到“绿色产品”要求、实现“绿色发展”。一句话, 只要按照党中央、国务院的战略部署, 齐心协力、齐抓共管, 长江经济带稻田耕作制度绿色发展必定能如期实现。

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Green development of paddy field farming systems in the Yangtze River Economic Belt*

HUANG Guoqin

(Research Center of Ecological Sciences at Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

Currently, implementing the development strategy of Yangtze River Economic Belt and promoting green, high-quality and sustainable development of Yangtze River Economic Belt is one of China’s regional coordinated development strategy. The rice field farming systems is an important part of the whole agricultural farming systems in the Yangtze River Economic Belt. Realizing the green development of rice field farming systems in the Yangtze River Economic Belt is of great significance for maintaining food security, food safety and ecological security in the Yangtze River Economic Belt and even the whole country. The rice field farming systems have remarkable characteristics such as ancient origin, diversity of patterns, complex structure, the efficiency of function and the international influence. At present, the development of rice field farming systems in the Yangtze River Economic Belt are faced with outstanding problems and challenges such as reduction of maturity, excessive investment, waste of resources, weakening of land, weak foundation and decreased efficiency. In order to realize green development of rice field farming systems, the following countermeasures and measures should be taken on the premise of following the principle of “common protection, no large scale development”, “ecological priority and green development”: 1) Green coverage, “all year round, seasonal green” rice fields; 2) Green fertilizer, make full use of green manure, farm fertilizer, biogas, marsh residue, as well as bio-fertilizer, special fertilizer and other fertilizer soil, improve the soil fertility of rice fields; 3) Green prevention and control, the application of agricultural control technology (such as the implementation of crop rotation), biological control technology, ecological control technology and physical and chemical booby-trapped technology to prevent and control rice plant diseases, insects, grasses, rats, and birds; 4) Green repair, restoration of “degraded rice fields” and “polluted soil” by means of rotational fallow, deep-till deep pine, conservation farming, straw return to the fields, increased application of organic fertilizer, application of repair agents, planting of green manure and restoration of plants; 5) Green utilization, including three-dimensional utilization, comprehensive utilization and recycling of agricultural resources and wastes in paddy fields; 6) Green products, construct paddy fields of Yangtze River economy to become production base with pollution-free, green and organic agricultural products.

Farming systems; Rice fields; Green development; High-quality development; Sustainable development; Ecological environment protection; Resource utilization; Yangtze River Economic Belt

S344

* 国家重点研发计划课题(2016YFD0300208)、国家自然科学基金项目(41661070)、中国工程院咨询研究项目(2017-XY-28)、江西省重点研发计划项目(20161BBF60058)和江西省软科学研究计划项目(20133BBA10005)资助

黄国勤, 研究方向为耕作制度、农业生态和农业可持续发展等。E-mail: hgqjxes@sina.com

2019-07-05

2019-07-25

* This work was supported by the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0300208), the National Natural Science Foundation of China (41661070), the Consulting Project of the Chinese Academy of Engineering (2017-XY-28), the Key Research and Development Project of Jiangxi Province (20161BBF60058) and the Soft Science Research Project of Jiangxi Province (20133BBA10005).

, HUANG Guoqin, E-mail: hgqjxes@sina.com

Jul. 5, 2019;

Jul. 25, 2019

10.13930/j.cnki.cjea.190500

黄国勤. 长江经济带稻田耕作制度绿色发展探讨[J]. 中国生态农业学报(中英文), 2020, 28(1): 1-7

HUANG G Q. Green development of paddy field farming systems in the Yangtze River Economic Belt[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, 28(1): 1-7