运用现代生物技术，营造良好的农产品供给侧生态环境

王前勇 杨菲菲

摘  要：进入新时代，人民群众对农业生态环境美好的迫切希望以及对中高端农产品的需求，与现实的农业粗放发展形成了明显的矛盾。改善生态环境，提供优质农产品在供给侧结构性改革中显得尤为重要。该文介绍了中国当前农业生态环境存在的问题，提出改变发展思路，运用现代生物技术改善农业生态环境的举措，为现代农业生产解决环保问题提供借鉴。

关键词：供给侧;生态环境;生物技术;农产品

作为传统的农业大国，中国在长期以粗放式生产从事种植与养殖的情况下，使得农业生态环境损害严重。而农业生态环境每况愈下又致使农产品供给短缺，更缺乏高质量（安全、健康和口感纯正）的农产品，大量的农产品需要依赖进口，严重影响中国农业经济的可持续发展和国民生活质量的提高，甚至威胁到粮食安全。近些年来，特别是习近平总书记提出“坚持人与自然和谐共生”的要求，全国上下牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，将节约资源和保护环境确立为基本国策以来，农村生态环境的破坏得到了及时的遏制，生态环境开始“休养生息”，逐渐修复。

1    中国农业生态环境现状

1.1   农业资源减少

1.1.1   水资源匮乏

中国一直属于淡水资源紧缺的国家。人均水资源为2200 m3，为世界平均水平的1/4，排名位列世界第110位。全国2/3的大中城市水资源匮乏，而且水资源南北分别不均。

1.1.2   耕地减少

中国的耕地红线是18亿亩，到2020年保持在18.05亿亩以上，且确保15.60亿亩基本农田不减少。但是目前土地仍旧存在退化严重的问题。土地荒漠化，绿色植被减少。荒漠化面积以每年2460 km3的速度侵蚀国土，涉及全国18个省、市、自治区。同时，因为水蚀、风蚀等原因造成的水土流失也是耕地减少的主要原因之一 ，《2007年中国环境状况公报》显示水土流失占国土总面积的37.08%。

1.1.3   物种锐减

综合环境的破坏，很多物种的生存环境、栖息地遭到破坏，很多物种种群数量锐减，濒临灭绝，甚至直接从地球上消失。华南虎、白鳍豚、高鼻羚羊等现在都很难再寻踪迹了。物种的消失，势必破坏生物多样性，从而影响生态系统，使食物链变短，农业生物生长环境变得苛刻[1]，最终导致作物减产。

1.2   农业环境污染加剧

1.2.1   农业大气污染

工业废气中含有大量的有害物质，其中对农业有显著危害的有：SO2、HF、Cl2、臭氧和粉尘等。它们有的会形成酸雨，导致植物叶片枯萎，影响开花结果，造成土壤酸化，毒害农作物;有的通过雨水落入水中，致使水产品减产;有的直接在空气中存在，影响光合作用，使农作物减产，而动物长时间吸入含有有害物质的气体可能造成呼吸道疾病。而这些污染物可能通过食物链进入人体内，对人的健康产生威胁。农业生产中也会产生有害气体。近些年来因焚烧秸秆造成雾霾天气也时有发生。养殖业中的畜禽粪尿发酵产生出的臭粪素，不仅对大气有着极大的危害，而且对养殖场区周边的居民生活造成很多困扰。

1.2.2   农业用水污染

工业废水和城乡居民生活污水是农业用水的主要污染源。废水中常含有次氯酸、氰化物、苯、酚以及富氮等物质。用这些受污染的水源灌溉农作物和喂饲家畜时，会导致作物生长受抑制，产量减少，土壤板结;动物重金属中毒，身材僵小。农业生产中对水的污染是最主要的，也是最受人诟病之处：

①种植业中长效高毒性农药滴滴涕、一六零五、六六六等在环境中结构稳定不易分解，喷洒后在土壤中残留，抑或随雨水流入江河湖海，对土壤昆虫和水生动物都造成危害;不正当或长期过量使用化肥，造成水体富营养化，水葫芦、浮萍和浒苔等水生植物大量孳生致使鱼类缺氧死亡[2]。

②养殖业中，以万头猪场为例，每年产出的粪尿在3000万kg以上，污水排放量5000万kg以上。同时，粪尿中的病原微生物和寄生虫也会对水生动物和人类直接或间接产生危害，由此畜禽养殖对环境的不友好可见一斑。

1.2.3   農业用地污染

在种植业中长期对土壤的单一化肥使用，一年多次耕种，造成土质恶化、土壤生产力下降;而因土壤生产力下降，又会持续施肥，进一步恶化土质。这是农业用地污染的一个恶性循环。同时用水污染，也势必造成用地污染。土地中的重金属会通过农作物的根系最终富集在植物的茎、叶和果实内：如镉、铅、汞、铬和砷等，食用这些农作物后造成动物和人的“疼痛病”、“水俣病”和“佝偻病”等。地膜的使用泛滥也是用地污染源之一。在种植过程中，地膜起到保温保湿的作用，但地膜弃置田间无法降解，又不利于作物生长，也会造成水源污染。

2    营造良好生态环境的举措

环境之殇，事实上是发展思路之殇。曾几何时，唯GDP至上，以牺牲环境为代价，换来粗放式低质量的发展，中国即将走上“先发展后治理”的老路。但十八大以后，国家对发展思路有了深刻的认识——“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”因此，解决环境问题，首先应解决思路问题[3]。

2.1   制度制定，执法问责

重视环保，在加大宣传，提高民众环保意识的同时，应出台切实可行的环境保护法律法规——2015年史上最严的的新《环保法》出台，与之配套的还有《大气污染防治行动计划》（大气十条）、《水污染防治行动计划》（水十条）和《土壤污染防治行动计划》（土十条）等管理规定。明晰职能部门管理职责，避免“叠床架屋、多头治理”——2018年第十三届全国人大机构改革组建生态环境部，整合分散的生态保护职能，释放强有力的信号：环境保护将会常抓不懈。让全国的“湖长”、“河长”们通过严守生态红线、监测评估、监督执法和督查问责等方式让生态环境保护落到实处。

2.2   合理运用现代科技

2.2.1   畜禽粪尿污水处理

全国29省有239种畜禽粪污处理技术，大体可以分为三个方面：种养结合、清洁回用和达标排放，其中最佳模式即为“种养结合”——种养循环，达到“零排放”。以下主要介绍种养结合模式。

2.2.1.1   粪污收集+沼气+资源化利用模式

小型养殖场或养殖户依托大型规模化养殖场、第三方粪污处理企业，专业化能源利用。适用于县境内有较多且分散的养殖合作社或养猪户。

2.2.1.2   异位床发酵模式

异位床发酵又称为舍外床发酵、场外床发酵，根据工艺有舍外发酵床和高位发酵床两种。它是一种利用微生物异位发酵处理畜禽粪污，集粪污减量化、无害化和资源化利用为一体的综合技术。相比于传统发酵床——畜禽床一体养殖，异位床发酵将畜禽与发酵床分开，在不同场地进行，在减少了传统发酵床易“死床”，发酵高温危害畜禽，及畜禽在发酵床上“异嗜”等问题的同时，充分发挥了发酵床处理粪污的能力。主要的特点是养殖过程中不使用清水冲洗，污水产生少，处理成本低，粪污经微生物处理后成为固体肥料，变废为宝。舍外发酵床适用于中小型养殖场，高位发酵床适用于规模化养殖场。

2.2.1.3   粪污全量收集还田利用模式

此种模式是将养殖场粪污全量收集后，置于贮存池发酵，然后利用过滤、计量调配和水肥混兑调配综合系统将粪污处理为适用的农用肥，再经槽罐车或管道输送至田间利用。其特点是将粪污处理后水肥一体化还田，适用于养殖场周边现有的配套农田。以湖北省荆州市松滋县新果源为例，其采用管道输送田间，沼液作物滴灌，自动化程度高，一人半天即可完成“水肥一体化”工程覆盖的200亩设施标准园。每年可节省劳工2000多个，节水省肥折合经济效益近40万元，而每亩产值却超3万元。

2.2.1.4   固体粪便有机肥利用模式

鸡粪、羊粪和兔粪相对干燥，或猪粪先进行干湿分离处理，或干清粪技术收集为固体粪便，然后与秸秆粪、稻壳、蘑菇渣或米糠等辅料混合后将水分含量降低至60%以下，然后均匀拌入发酵专用菌剂（速腐宝）进行堆肥或发酵池发酵。堆肥形成的初级有机肥可直接肥田;发酵池发酵7～10天后将初级肥进行添加抗菌剂、多种微量元素调配后形成商品有机肥。其特点是很好的将种植业与养殖业废弃物结合综合资源化利用[4]，适合种植业废弃物较多区域。

2.2.1.5   粪便垫料回用模式

在奶牛的饲养中，为保护好牛的蹄部和四肢关节，通常会在牛床内使用垫料，传统使用沙、土或软质橡胶垫，存在不易干燥的缺点。而牛粪便纤维素含量高、质地松软，此种模式就是将奶牛粪污固液分离，固体粪便进行好氧发酵无害化处理后回收用作为牛床垫料。起到“就地取材”，综合利用减少排放的作用，同时污水贮存后作为肥料进行农田利用。

2.2.2   新型农药、化肥和地膜的生产

在农药和化肥使用过程中，应秉承“生物为主，化学为辅”的理念，使用生物和物理对环境友好的方式杀虫;用上文介绍的方式使用有机肥料，防止土壤生产力下降。

2.2.2.1   生物农药的研究与使用

生物农药一般包括微生物农药、农用抗生素、植物源农药、生物化学农药和天敌昆虫农药等。目前研究较多且已经上市的微生物杀虫剂主要有真菌类、病毒类和细菌类。其中细菌类在国内外已经形成了工业化批量生产，进入成熟的商品化阶段。这些生物农药有防治对象专一，选择性高，特异性强;药效作用较缓慢，对生态环境的影响小等特点。

2.2.2.2   创新农药剂型与新型喷洒方式相结合

传统农药喷洒是在发现病虫草害到一定程度后，对作物受害部位及其周围生态群体进行全面覆盖笼罩式喷洒，这样留存在作物上的农药约有35%，65%的药剂流向土壤和环境，而真正被利用的不足0.2%。同时，传统农药大多数剂型中的有效物是完全开放式释放，作用方向不受控制，选择性差。因此，具有受控功能（可以控制时间、流速、流量及流向等）的導向型药剂是农药的创新方向。剂型创新丰富了喷洒方式，利用无人机施药面积逐年增多。无人机的低空精准施药，对于大面积连片的水塘、农田和森林以及山区施药困难区域的虫草鼠蚁防治有着无可比拟的优势。

2.2.2.3   生物降解地膜的研发与应用

目前国内外对其的研究还处于起步阶段，主要研究的有：淀粉基降解地膜、完全生物降解地膜和纤维素类生物降解地膜。生物降解地膜是解决地膜残留污染的重要途径，实际使用效果很好。目前需要解决好生物降解地膜的抗拉强度、降解时间可控、提高增温保墒性能和降低成本等因素，为将来的大面积推广打下坚实基础。

3    结语

在人民日益增长的美好生活需要下，农业生态环境只有越来越好，才是顺应民意，才能产出更优质的中高端农产品，这样的农业供给侧结构性改革必会使农业呈现健康的发展势态。一方面在环保的压力下，倒逼农业产业结构进行改革、调整和升级;另一方面农业为了提供优质农产品，又会优化生态。在两者相互作用下，我们的生态文明将进一步提升。

参考文献：

[1]邢洁，曲茉莉，王强，等. 供给侧结构性改革与环境保护的相互影响[J]. 环境科学与管理，2016，41（7）： 1-4.

[2]高剑平，高龙. 农业生态环境现状及对策[J]. 现代农业科技， 2013，（22）： 211-215.

[3]李丽娜，谢靖，盛思远等. 农业面源污染控制研究[J]. 南方论坛，2018，（4）： 37-38.

[4]吕清华.调整农业职业教育结构，推进农业供给侧改革[J].农业工程技术，2016，36（32）：2+4.