劉寶香
摘 要 綠色種植技術(shù)的推廣對保障區(qū)域糧食安全,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。山東省無棣縣發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)面臨的主要問題有長期連作導(dǎo)致土壤肥力下降、病蟲害加重,化肥過量施用引起土壤酸化鹽漬化等。為解決這些問題,提出實(shí)施合理的輪作制度改善土壤環(huán)境、推廣有機(jī)肥減少化肥施用、發(fā)展生物農(nóng)藥和種植抗病品種、制定科學(xué)的種植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程等對策措施。
關(guān)鍵詞 綠色農(nóng)業(yè);輪作;有機(jī)肥;生物農(nóng)藥;山東省無棣縣
中圖分類號:F327 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.06.038
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對環(huán)境保護(hù)和食品安全的重視程度不斷加深。無棣縣作為山東省重要的商品糧基地,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)對保障區(qū)域糧食安全和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)具有重要意義。分析了當(dāng)前無棣縣綠色農(nóng)業(yè)面臨的土壤肥力衰減、病蟲害發(fā)生頻繁等問題,然后提出實(shí)施合理輪作、有機(jī)肥替代部分化肥、發(fā)展生物農(nóng)藥等路徑,以促進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
1 無棣縣農(nóng)業(yè)資源概況
無棣縣境內(nèi)地勢平緩,光熱資源充足,土壤類型以潮土、灰棕土為主,具備發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)條件。無棣縣主要糧食作物為小麥、玉米和大豆。據(jù)統(tǒng)計(jì),全縣共有耕地面積8.00萬hm2,糧食播種面積5.67萬hm2;按照綠色食品標(biāo)準(zhǔn),已取得綠色食品認(rèn)證的有機(jī)糧食面積達(dá)1.33萬hm2[1]。無棣縣依托區(qū)位交通優(yōu)勢,建立了以縣城為中心、輻射周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)產(chǎn)品流通體系??h城擁有40萬m2的農(nóng)產(chǎn)品流通中心,日均交易量達(dá)6 000 t,是山東省重要的優(yōu)質(zhì)糧食集散基地之一,為縣域內(nèi)綠色農(nóng)產(chǎn)品的“產(chǎn)銷對接”提供了有力保障。在種植業(yè)結(jié)構(gòu)方面,無棣縣正在大力發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)作物,在縣城郊區(qū)和主要中心城鎮(zhèn)建設(shè)了總面積達(dá)12萬m2的標(biāo)準(zhǔn)化蔬菜溫室,主要種植番茄、黃瓜等優(yōu)質(zhì)蔬菜;新培育0.67萬hm2高經(jīng)濟(jì)價值的林下經(jīng)濟(jì)作物,種植杏、核桃等果樹。這些高效和高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品是無棣縣綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的“品牌”。近年來,無棣縣主要農(nóng)產(chǎn)品播種面積逐年增加,具體面積如表1所示。
2 存在的問題
2.1 長期連作
長期連作是當(dāng)前無棣縣綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的主要問題之一。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,無棣縣小麥連作面積高達(dá)
3.33萬hm2,約占小麥總種植面積的70%[2]。在沒有進(jìn)行適當(dāng)輪作的條件下,連續(xù)種植小麥會導(dǎo)致土壤養(yǎng)分損耗嚴(yán)重,多年平均單位面積產(chǎn)量僅在325 kg·hm-2。此外,小麥連作導(dǎo)致病蟲害發(fā)生頻繁。這不僅直接導(dǎo)致減產(chǎn),而且增加了防治成本支出。無棣縣土壤類型復(fù)雜,不同區(qū)域連作導(dǎo)致的土壤肥力衰減情況也不盡相同??h農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心的檢測分析表明,以灰棕土區(qū)的肥力流失問題最為嚴(yán)重,有機(jī)質(zhì)流失量較大,連作7年以上可減少20%以上[3]。相比之下,疏松肥沃的潮土區(qū)連作對土壤質(zhì)量的負(fù)面影響較小,這與不同土壤物理化學(xué)性質(zhì)的差異有關(guān)。
2.2 化肥施用過量
長期過量施用化肥是當(dāng)前無棣縣綠色農(nóng)業(yè)面臨的另一大問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),該縣化肥利用率僅為35%,遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)地區(qū)50%左右的水平[3]。大量未吸收利用的氮、磷、鉀肥流失,不僅污染環(huán)境,而且導(dǎo)致土壤酸化和鹽漬化現(xiàn)象普遍。例如,縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站工作人員抽樣檢測發(fā)現(xiàn),小麥和玉米主產(chǎn)區(qū)土壤pH值已經(jīng)由原來的6.5~7.0降低為5.5~6.0,輕度和中度酸化土壤占比達(dá)到40%和35%[1]。土壤酸化會加速有機(jī)質(zhì)分解,影響作物對鈣、鎂、鉀、磷等養(yǎng)分的有效利用,從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。此外,過量施含氮、磷的化肥會促進(jìn)土壤鹽分積累,無棣縣目前不同程度鹽漬化土地面積高達(dá)1萬hm2,主要分布在主產(chǎn)糧區(qū)[4]。鹽漬化土壤的肥土結(jié)構(gòu)疏松,作物根系發(fā)育受限,往往出現(xiàn)早熟性減退、產(chǎn)量嚴(yán)重下降的現(xiàn)象。
2.3 病蟲害防治過于依賴化學(xué)農(nóng)藥
長期依賴化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行病蟲害防治是當(dāng)前無棣縣綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的突出問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),該縣化學(xué)農(nóng)藥使用量從2015年的120 t增長到了2022年的420 t,增幅高達(dá)250%,其中以殺蟲劑和殺菌劑使用量增加最多,分別增長了3倍和5倍。過度依賴農(nóng)藥防治不僅增加了生產(chǎn)成本,而且對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全構(gòu)成威脅。調(diào)查監(jiān)測發(fā)現(xiàn),由于農(nóng)藥使用不當(dāng),土壤殘留農(nóng)藥檢出率較高的樣本達(dá)到了43%,部分重金屬含量也略高于安全標(biāo)準(zhǔn),不僅影響土壤微生物的活性,而且有毒物質(zhì)會通過食物鏈富集并最終危害人體健康。此外,長期大量使用高毒性農(nóng)藥導(dǎo)致抗藥性產(chǎn)生。以小麥蚜蟲為例,在連續(xù)3~5年使用相同類別的殺蟲劑后,其防效下降幅度在50%以上[4]。當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶普遍反映,用量不斷增加但防治效果依然不佳的情況時有發(fā)生。
2.4 缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的種植操作規(guī)程
缺乏科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)操作規(guī)程是制約無棣縣綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的另一關(guān)鍵因素。目前,該縣1/2以上的種植戶對主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理還停留在粗放經(jīng)驗(yàn)化操作階段,關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)存在很大差異。以種子選擇和更換為例,不同農(nóng)戶小麥、玉米種子的更新速度存在差異,使用低品質(zhì)脫毒不良的種子發(fā)生問題的概率明顯更高。又如,整地深度、密度和作物株行距等的差異也很大,較為粗放的作業(yè)方式易造成養(yǎng)分流失和病蟲害滋生??陀^統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),這類缺乏標(biāo)準(zhǔn)化管理的種植區(qū)單位面積產(chǎn)量低于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作的高效區(qū)塊15%~30%[5]。此外,在施肥量確定、病蟲害防治等關(guān)鍵過程中,農(nóng)戶基本依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行主觀評判,準(zhǔn)確性較差,不僅導(dǎo)致資源浪費(fèi),也加重了面源污染。
3 優(yōu)化路徑
3.1 實(shí)施合理的輪作制度改善土壤環(huán)境
無棣縣長期的小麥連作已經(jīng)導(dǎo)致部分區(qū)域土壤肥力下降、有機(jī)質(zhì)流失嚴(yán)重、病蟲害頻發(fā),這與該縣主要土壤類型灰棕壤和潮土的物理化學(xué)特性有關(guān)。為了改善土壤環(huán)境,必須實(shí)施科學(xué)合理的作物輪作。1)可以在輪作體系中選用綠肥作物增加有機(jī)質(zhì)供給。例如,種植蠶豆等豆類綠肥,可通過固氮提供氮素營養(yǎng),并在還田后改善土壤理化性質(zhì)。2)輪作可打斷病蟲害的生命周期,降低其發(fā)生頻率和危害程度。例如,在小麥-玉米雙季輪作模式中,加入一季豆類綠肥,可減輕連作帶來的土壤肥力下降和病蟲危害。
在具體輪作制度設(shè)計(jì)上,應(yīng)考慮不同土壤條件的特點(diǎn)。對肥力較差的灰棕壤區(qū),可采取小麥-玉米-豆類綠肥輪作的模式,通過綠肥補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)。而對潮土區(qū),由于其保水保肥性能較好,可適當(dāng)減少綠肥種植比例,增大經(jīng)濟(jì)作物的比重。此外,不同作物組合應(yīng)該根據(jù)氣候資源情況進(jìn)行優(yōu)化配置。實(shí)踐表明,科學(xué)合理的輪作制度能顯著提高土壤肥力,并提升單季或多個輪作周期內(nèi)的產(chǎn)量水平[3]。
3.2 推廣有機(jī)肥減少化肥施用
無棣縣過量施用化肥是導(dǎo)致土壤酸化和鹽漬化的主要原因之一,長期大量施用氮、磷、鉀肥,不僅降低了肥料利用率,而且加速了土壤酸化進(jìn)程,促進(jìn)了鹽分積累。為應(yīng)對這一問題,必須推廣施用有機(jī)肥,以替代部分化肥。有機(jī)肥可提供穩(wěn)定的養(yǎng)分,并能改善土壤理化性質(zhì)。具體來說,農(nóng)戶可以通過農(nóng)作物秸稈粉碎還田的方式增加土壤肥力、改善土壤理化性質(zhì);通過施用高品質(zhì)的復(fù)合微生物菌劑,提高秸稈肥效。試驗(yàn)表明,秸稈還田配施菌肥,能促進(jìn)其礦化速度,提高氮素供給量[5]。相比化肥,這種植物源有機(jī)肥可提供更加穩(wěn)定持續(xù)的營養(yǎng),既能夠提高肥料利用率,也可以抑制土壤酸化趨勢。
此外,發(fā)展規(guī)?;B(yǎng)殖業(yè),收集利用畜禽糞便是一個可行路徑。利用沼氣池處理牛羊糞便,可得到優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥。畜禽糞肥能提高土壤堿解氮含量,增加土壤碳庫,對抵抗酸化具有顯著效果[3]。在防治鹽漬化方面,由于畜禽糞肥有機(jī)質(zhì)含量高,具有改善土壤滲透性和保水能力,施用效果優(yōu)于單純施用化肥。具體應(yīng)用中,可采取有機(jī)無機(jī)肥料定時、定量混施的模式,根據(jù)不同作物需肥規(guī)律,科學(xué)確定有機(jī)肥占比和施用次數(shù),再配施補(bǔ)充一定量的速效無機(jī)肥,確保有機(jī)無機(jī)肥協(xié)同發(fā)揮作用。
3.3 發(fā)展生物農(nóng)藥和種植抗病品種
長期過度依賴化學(xué)農(nóng)藥防治病蟲害已成為困擾無棣縣綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要問題。為了改變這一局面,減少化學(xué)農(nóng)藥使用,可從推廣生物農(nóng)藥和發(fā)展抗病品種2方面采取措施。1)大力發(fā)展并推廣應(yīng)用生物農(nóng)藥。芽孢桿菌、白僵菌等微生物制劑,可以有效防治小麥枯萎病、玉米螟等病蟲害,防效接近化學(xué)農(nóng)藥,但毒性更小,對人畜和環(huán)境更安全。目前,我國微生物農(nóng)藥研究已取得較大進(jìn)展,無棣縣可加強(qiáng)引進(jìn)及應(yīng)用。2)選育抗病品種。通過傳統(tǒng)雜交或基因工程等方法,培育抗蟲、抗菌和抗逆性強(qiáng)的優(yōu)良品種。這些品種對病蟲害的抵抗力強(qiáng),可減少防治次數(shù)。例如,選育適宜當(dāng)?shù)貧夂驐l件的抗旱、抗蟲小麥品種,能減輕連作環(huán)境下的逆境壓力。
在推廣應(yīng)用過程中,可建立生物農(nóng)藥和抗病品種技術(shù)服務(wù)體系。縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣機(jī)構(gòu)可開展效果監(jiān)測試驗(yàn),篩選出防效好、操作簡便的生物農(nóng)藥品種,發(fā)布使用技術(shù)規(guī)程,通過示范帶動農(nóng)戶應(yīng)用。對抗病品種也需要建立區(qū)域試驗(yàn)體系,驗(yàn)證其產(chǎn)量和抗病性能,再將其推廣到適宜種植的區(qū)域。建議采取政府補(bǔ)貼的方式,降低農(nóng)民試用新品種的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。同時,加強(qiáng)培訓(xùn)指導(dǎo),幫助農(nóng)戶掌握標(biāo)準(zhǔn)化種植新品種的技術(shù)要點(diǎn),以發(fā)揮其產(chǎn)量潛力和抗逆性。
3.4 制定科學(xué)的種植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程
無棣縣農(nóng)戶的種植管理存在較大盲目性,主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范,制約了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的提升。為改變這一狀況,無棣縣有必要組織技術(shù)力量,根據(jù)當(dāng)?shù)刂饕魑锲贩N特性、土壤肥力條件、氣候資源稟賦等因素,制定科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)體系。這套技術(shù)體系要覆蓋選擇品種、密度配置、輪作設(shè)計(jì)、整地方式、播種技術(shù)、水肥管理及病蟲害防治等全過程,形成詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程;并編制成適合推廣的指導(dǎo)手冊,供基層農(nóng)業(yè)技術(shù)人員和農(nóng)民學(xué)習(xí)使用。
在具體編制過程中,可進(jìn)行全縣范圍內(nèi)的土壤調(diào)查評估,測定不同區(qū)域肥力狀況,再按土壤類別劃定匹配的標(biāo)準(zhǔn)化肥水管理技術(shù)方案。同時,開展病蟲害監(jiān)測工作,確定主要病蟲害種類及發(fā)生規(guī)律,提出防治技術(shù)路線。在品種選擇方面,可組織專家進(jìn)行田間觀測,篩選產(chǎn)量性狀優(yōu)良的當(dāng)?shù)仄贩N,作為主種產(chǎn)品推薦,并給出合理的更新周期,通過科學(xué)化的調(diào)研與規(guī)劃,確保技術(shù)體系符合當(dāng)?shù)貙?shí)際。在推廣過程中,可選擇典型示范區(qū)進(jìn)行試點(diǎn),驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)化操作的增產(chǎn)效果。通過連續(xù)培訓(xùn)指導(dǎo),幫助農(nóng)民掌握各環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)要求及技巧,逐步擴(kuò)大推廣范圍。
4 結(jié)語
無棣縣是山東省重要的商品糧生產(chǎn)基地,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)對保障區(qū)域糧食安全和提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平意義重大。目前,長期連作、過量施肥、依賴農(nóng)藥及種植缺乏標(biāo)準(zhǔn)等問題制約了無棣縣綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。要治理這些問題,必須實(shí)施合理的輪作制度以改善土壤環(huán)境,推廣有機(jī)肥減少化肥施用,發(fā)展生物農(nóng)藥和抗病品種,并制定科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化種植技術(shù)操作流程。只有系統(tǒng)采取這些措施,充分發(fā)揮科技支撐作用,才能實(shí)現(xiàn)無棣縣綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會的進(jìn)步。
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