江西水稻清潔生產(chǎn)理論與技術(shù)實(shí)踐

黃慶海,李大明*,柳開(kāi)樓,丁小滿,葉會(huì)財(cái),胡志華,余喜初,胡秋萍,胡惠文,徐小林

(1.江西省紅壤研究所/國(guó)家紅壤改良工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 江西耕地保育科學(xué)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)站,江西 南昌 330046;2.南昌市新建區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)站,江西 南昌 330100)

江西是我國(guó)13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)之一,全省耕地面積308.9萬(wàn)hm2,其中水田面積251.1萬(wàn)hm2,水稻播種面積居全國(guó)第三,近年穩(wěn)定在333萬(wàn)hm2以上;總產(chǎn)已穩(wěn)定在200億kg以上,居全國(guó)第三位[1-2]。江西稻谷產(chǎn)量占糧食總產(chǎn)的95%以上,而雙季稻的種植面積又占水稻播種面積的89%,居全國(guó)之首。然而,在水稻生產(chǎn)中,不合理的施肥管理和耕作栽培措施等導(dǎo)致了氮磷養(yǎng)分大量淋失,化肥、農(nóng)藥利用率低下,在造成資源浪費(fèi)的同時(shí),造成潛在的農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)[3-4];受成土母質(zhì)、土壤酸化和不適當(dāng)耕作管理措施等因素的影響,土壤重金屬的危害風(fēng)險(xiǎn)日益顯現(xiàn),稻米重金屬含量超標(biāo)事件時(shí)有發(fā)生[5-7]。再加上水稻生產(chǎn)過(guò)程中的淹水、干濕交替等水分管理措施和不合理的耕作措施,可誘導(dǎo)溫室氣體排放量增加[8-11]。要破解這些問(wèn)題,進(jìn)一步凸顯江西省水稻種植特色,提升水稻品牌價(jià)值,必須探索更為科學(xué)高效的雙季稻栽培管理技術(shù)模式。

清潔生產(chǎn)是以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)利用、資源高效利用、污染物阻斷減毒等為目的的生產(chǎn)技術(shù)模式。在當(dāng)前資源緊缺、環(huán)境優(yōu)先的背景下,清潔生產(chǎn)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。清潔生產(chǎn)技術(shù)已在其它行業(yè)得到了較為廣泛的應(yīng)用,其指導(dǎo)思想符合當(dāng)前綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念,也是破解當(dāng)前江西省雙季稻發(fā)展遇到的實(shí)際困難的有效途徑。目前對(duì)雙季稻清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵和技術(shù)路徑尚缺乏系統(tǒng)總結(jié)和實(shí)踐,因此本文在歸納有關(guān)清潔生產(chǎn)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合近年來(lái)水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)研究和應(yīng)用的實(shí)際,分析了雙季稻清潔生產(chǎn)技術(shù)的背景意義,初步探討了江西省雙季稻清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵、技術(shù)原理、控制路徑和主要技術(shù),并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐比較了水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用效果和前景,旨在為推動(dòng)江西雙季稻安全高效可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 水稻清潔生產(chǎn)的需求與意義

1.1 水稻清潔生產(chǎn)是建設(shè)秀美鄉(xiāng)村、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的迫切需求

打造美麗中國(guó)“江西樣板”。綠色生態(tài)是江西最大的品牌,水稻生產(chǎn)必須要以維護(hù)江西優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境為前提。當(dāng)前,江西省在大力發(fā)展畜禽綠色養(yǎng)殖和糧食豐產(chǎn)的背景下,采用清潔生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖廢棄物的循環(huán)利用將可以實(shí)現(xiàn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理與糧田地力提升的雙贏,對(duì)獲得江西糧食持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)豐產(chǎn)、減輕農(nóng)業(yè)面源污染、提升農(nóng)田肥力水平有重要的推動(dòng)作用,可為建設(shè)秀美鄉(xiāng)村、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供重要保障。2018年中央1號(hào)文件《中共中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見(jiàn)》明確指出了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的總要求“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！保弧吨泄步魇∥?、江西省人民政府關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見(jiàn)》也明確指出了江西省鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的發(fā)展目標(biāo)“農(nóng)業(yè)穩(wěn)糧、優(yōu)供、增效,農(nóng)村整潔美麗、和諧宜居,農(nóng)民脫貧、致富、文明”；要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)也迫切需要在江西省主要的農(nóng)田利用類型——稻田生產(chǎn)管理中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)。

1.2 水稻清潔生產(chǎn)是實(shí)施國(guó)家“減肥減藥”戰(zhàn)略的主要路徑

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是人類通過(guò)對(duì)環(huán)境的投入而不斷獲取相應(yīng)回報(bào)的過(guò)程。我國(guó)以高資源消耗換取糧食高產(chǎn)的水稻生產(chǎn)方式將難以持續(xù),隨著農(nóng)業(yè)供需關(guān)系的轉(zhuǎn)變,環(huán)境問(wèn)題及食品安全問(wèn)題已成為關(guān)注焦點(diǎn),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式必須要轉(zhuǎn)變,農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革勢(shì)在必行。在2015年,農(nóng)業(yè)部印發(fā)了《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》和《到2020年農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》；水稻作為江西省種植面積最大的作物,其生產(chǎn)也必須應(yīng)時(shí)而發(fā),順勢(shì)而為,采用清潔生產(chǎn)技術(shù),合理降低種植過(guò)程中化肥和農(nóng)藥的投入量,從而實(shí)現(xiàn)國(guó)家“減肥減藥”的戰(zhàn)略目標(biāo)。

1.3 水稻清潔生產(chǎn)是農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要保障

“鎘大米”等農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題的發(fā)生為我國(guó)水稻生產(chǎn)管理敲響了警鐘。水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展從土壤選擇、施肥、灌溉、水稻栽培、收獲到稻谷的保存、加工,每一個(gè)環(huán)節(jié)都與食品安全密切相關(guān)。采用水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)種植過(guò)程的全程清潔化管控,將污染物阻斷在食物鏈之外,將可為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供重要保障。

1.4 水稻清潔生產(chǎn)是貫徹落實(shí)江西省綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展十大行動(dòng)的重要支撐

習(xí)總書記于2016年春節(jié)前在江西視察中指出:綠色生態(tài)是江西的最大財(cái)富、最大優(yōu)勢(shì)、最大品牌。在2016年,江西省政府發(fā)布了化肥零增長(zhǎng)行動(dòng)、農(nóng)藥零增長(zhǎng)行動(dòng)、養(yǎng)殖污染防治行動(dòng)、農(nóng)田殘膜污染治理行動(dòng)、秸稈綜合利用行動(dòng)、農(nóng)業(yè)資源保護(hù)行動(dòng)等綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展十大行動(dòng)工作要點(diǎn),這是實(shí)現(xiàn)江西省農(nóng)業(yè)綠色生態(tài)發(fā)展、建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)強(qiáng)省的全面部署,水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展必須要貫徹落實(shí),實(shí)施水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)將是必然選擇。

1.5 水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)的推廣應(yīng)用符合我國(guó)糧食安全的新需求

近年來(lái),我國(guó)的糧食安全觀已從以往的單純追求糧食不斷高產(chǎn)向糧食高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效轉(zhuǎn)變,從單純的糧食高總量向提高耕地的糧食產(chǎn)能轉(zhuǎn)變,即由“藏糧于倉(cāng)”向“藏糧于地、藏糧于技”轉(zhuǎn)變,減庫(kù)存、擴(kuò)產(chǎn)能、優(yōu)結(jié)構(gòu)、增效益是新時(shí)代水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略路徑,而清潔生產(chǎn)技術(shù)提倡的綠色高產(chǎn)高效可持續(xù)契合我國(guó)糧食安全的新要求。

2 水稻清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵

水稻清潔生產(chǎn)是指通過(guò)合理控制和調(diào)節(jié)水稻生產(chǎn)的全過(guò)程管理,協(xié)調(diào)稻田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各生態(tài)因子的關(guān)系,增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)自我循環(huán)和凈化的功能,盡可能減少對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響,實(shí)現(xiàn)水稻的持續(xù)、安全、高效生產(chǎn)。水稻清潔生產(chǎn)的基本內(nèi)涵可以概括為“環(huán)境清潔-生產(chǎn)保潔-物質(zhì)循環(huán)-安全高效-持續(xù)豐產(chǎn)”。

2.1 環(huán)境清潔

環(huán)境清潔是水稻清潔生產(chǎn)的前提條件。沒(méi)有符合水稻生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的土壤、灌溉水等產(chǎn)地環(huán)境條件,就無(wú)法保障水稻的質(zhì)量安全。水稻生產(chǎn)應(yīng)優(yōu)先選擇無(wú)障礙因子、無(wú)污染的土壤,確保灌溉水源清潔無(wú)污染。受污染土壤的修復(fù)利用不應(yīng)是清潔生產(chǎn)的主要范疇。

2.2 生產(chǎn)保潔

生產(chǎn)保潔是水稻生產(chǎn)的過(guò)程控制。生產(chǎn)保潔要求在水稻生產(chǎn)過(guò)程中避免人為帶入或盡可能少帶入污染物，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)投入品的高效利用，避免對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響,不輸入稻田生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)能量。亦即合理施用農(nóng)藥、化肥，合理利用農(nóng)業(yè)廢棄物等,避免外源污染物隨生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),保持和維護(hù)稻田生態(tài)系統(tǒng)的能量平衡和穩(wěn)定性。

2.3 物質(zhì)循環(huán)

物質(zhì)循環(huán)是水稻清潔生產(chǎn)的技術(shù)路徑,在水稻生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)本身生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢棄物料的循環(huán)利用,增強(qiáng)稻田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)自我循環(huán)與凈化功能,提高稻田生態(tài)系統(tǒng)能量?jī)?chǔ)蓄能力和系統(tǒng)的生態(tài)穩(wěn)定性。同時(shí),消納稻田周邊地區(qū)農(nóng)村養(yǎng)殖及生產(chǎn)生活的無(wú)害化廢棄物,盡可能減少對(duì)其他生態(tài)系統(tǒng)的污染承載。常見(jiàn)的模式有:水稻秸稈還田、將稻殼粉碎后作為飼料喂養(yǎng)畜禽類、將畜禽糞便作為有機(jī)肥施入農(nóng)田、就近消納養(yǎng)殖場(chǎng)的畜禽糞便等。

2.4 安全高效

安全高效是水稻清潔生產(chǎn)的總體目標(biāo),實(shí)現(xiàn)資源的高效利用,生產(chǎn)安全的糧食產(chǎn)品,不過(guò)分單一追求經(jīng)濟(jì)效益,而是達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、生態(tài)效益的統(tǒng)一綜合目標(biāo)；不僅要經(jīng)濟(jì)高效,更要資源利用高效、生態(tài)高效；不僅要農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全,更要生態(tài)安全。這是水稻清潔生產(chǎn)的特色和優(yōu)勢(shì),也是水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力和生命力所在。

2.5 持續(xù)豐產(chǎn)

持續(xù)豐產(chǎn)是水稻清潔生產(chǎn)的基本要求,在實(shí)現(xiàn)水稻相對(duì)合理的高產(chǎn)量的同時(shí),實(shí)現(xiàn)土壤質(zhì)量的提升與保持,穩(wěn)定當(dāng)前糧食產(chǎn)量,增加土地糧食產(chǎn)能,將水稻產(chǎn)量短期目標(biāo)和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)有機(jī)統(tǒng)一起來(lái),既保障糧食安全,又達(dá)到“藏糧于地”的目的。但盲目追求生態(tài)環(huán)境的改善,從而嚴(yán)重降低水稻產(chǎn)量不符合我國(guó)的基本國(guó)情。因此,既要實(shí)現(xiàn)水稻適度豐產(chǎn),保持糧食產(chǎn)量穩(wěn)定,更要注重逐步提升土壤質(zhì)量,提高土地的糧食產(chǎn)能,保持糧食長(zhǎng)期可持續(xù)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)。

3 水稻清潔生產(chǎn)的基本理論

水稻清潔生產(chǎn)控制路徑包括:源頭阻控、過(guò)程削減和末段治理等,這與“環(huán)境保潔、生產(chǎn)清潔、物質(zhì)循環(huán)、安全高效”等清潔生產(chǎn)的內(nèi)涵是一致的。常規(guī)的技術(shù)措施主要包括:減少污染源投入、施用改良劑、選擇合理的水稻品種和調(diào)控水稻生產(chǎn)的水肥管理等農(nóng)藝措施,以及通過(guò)物理、化學(xué)和生物學(xué)手段對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)治理等。

3.1 源頭阻控

源頭控制是減少農(nóng)業(yè)面源污染最有效的技術(shù)途徑。主要是通過(guò)科學(xué)制定水稻生產(chǎn)管理技術(shù)方案,合理的作物營(yíng)養(yǎng)及病蟲害防治管理,減少化肥、農(nóng)藥等的施用量,減少化學(xué)污染源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)廢棄物資源的循環(huán)利用,從源頭上削減污染源,以達(dá)到減少農(nóng)業(yè)面源污染的目的。

3.2 過(guò)程阻斷

主要是在農(nóng)業(yè)面源污染輕度產(chǎn)生后,根據(jù)污染物質(zhì)的產(chǎn)生源頭和遷移、變化規(guī)律,因地制宜,制定科學(xué)合理的阻控措施,在其遷移過(guò)程中進(jìn)行攔截、吸附、降解、削減,制止污染源流出農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)而污染環(huán)境或在農(nóng)產(chǎn)品中累積,達(dá)到控制污染物質(zhì)轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散的目的。這是清潔生產(chǎn)的過(guò)程控制理論。

3.3 末端治理

末端治理是按點(diǎn)源的方式對(duì)已污染的水體與土壤通過(guò)工程方法、生物方法、化學(xué)方法進(jìn)行治理。對(duì)受污染的土壤可以采取施肥等措施來(lái)影響污染物在土壤中的環(huán)境行為或降低其生物有效性,從而減少作物對(duì)污染物質(zhì)的吸收和富集,達(dá)到生產(chǎn)出安全農(nóng)產(chǎn)品的目的。是安全高效的補(bǔ)救性措施。

4 水稻清潔生產(chǎn)的技術(shù)原理和實(shí)踐

4.1 報(bào)酬遞減規(guī)律

邊際報(bào)酬遞減規(guī)律:又稱邊際收益遞減規(guī)律,是指在其他條件不變的前提下,如果一種投入要素不斷地等量增加,增加到一定產(chǎn)值后,其提供的產(chǎn)品和增量就會(huì)下降,即可變要素的邊際產(chǎn)量會(huì)遞減,是經(jīng)濟(jì)學(xué)著名的邊際報(bào)酬遞減規(guī)律,并且是短期生產(chǎn)的一條基本規(guī)律。

土地報(bào)酬遞減規(guī)律:是指在技術(shù)不變和其他要素不變的前提下,對(duì)相同面積的土地不斷追加某種要素的投入所帶來(lái)的報(bào)酬的增量(邊際報(bào)酬)遲早會(huì)出現(xiàn)下降。

總報(bào)酬,即總產(chǎn)量,可視為tP；平均報(bào)酬,即總報(bào)酬除以某種要素的投入量,可視為mP；某要素(例如化學(xué)肥料)的投入量,可視為F；邊際報(bào)酬,即對(duì)同一塊土地不斷追加某種要素(F)的投入,最后一單位追加要素所帶來(lái)的總報(bào)酬的增量，可視為mP=△tP/△F或tP/F。

水、肥、氣、熱等資源的利用均存在報(bào)酬遞減的規(guī)律(圖1),當(dāng)資源投入達(dá)到一定的閾值后,再增加資源的投入時(shí)收益會(huì)明顯下降,而過(guò)分高投入非但不能實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn),反而會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降,起到負(fù)面作用。

圖1 水稻生產(chǎn)中的報(bào)酬遞減率

通過(guò)在不同點(diǎn)位進(jìn)行的氮磷肥梯度試驗(yàn)結(jié)果(圖2～圖3)也表明,隨著氮、磷肥用量的增加,早、晚稻季的產(chǎn)量均呈現(xiàn)出先增加后穩(wěn)定的趨勢(shì)；通過(guò)擬合方法研究表明,氮、磷肥的合理用量分別為150～180 kg/hm2和50～60 kg/hm2。

4.2 基礎(chǔ)地力貢獻(xiàn)率

土壤基礎(chǔ)地力的高低會(huì)顯著影響水稻的產(chǎn)量。高基礎(chǔ)地力的農(nóng)田可以在較低施肥水平情況下取得較高的產(chǎn)量,肥料利用率明顯偏高?；陂L(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)的研究結(jié)果(圖4)表明,土壤基礎(chǔ)地力較高稻田(以土壤有機(jī)碳含量為依據(jù))可在施肥水平一致的情況下,提高產(chǎn)量10%～15%[15]。大量研究[13-14]證實(shí),有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施是提高土壤基礎(chǔ)地力和維持持續(xù)增產(chǎn)的有效措施。

圖4 施肥對(duì)土壤基礎(chǔ)地力和作物產(chǎn)量的影響

4.3 物質(zhì)循環(huán)利用

江西省紅壤研究所于1981年進(jìn)行了綠肥(紫云英)、畜禽糞便(豬糞)和秸稈(水稻秸稈)等南方3種主要有機(jī)肥料施用的定位試驗(yàn)研究。結(jié)果(表1)表明,紅壤稻田不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的物質(zhì)循環(huán)利用,減少化肥施用量,還可以增加水稻產(chǎn)量的穩(wěn)定性,保持水稻持續(xù)豐產(chǎn)[12]。

表1 不同有機(jī)肥、化肥配施比例對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

注:T1、T2、T3、T4、T5和NPK處理分別為綠肥、2倍綠肥、綠肥+晚稻豬糞、綠肥+晚稻豬糞+冬季秸稈、綠肥+冬季秸稈以及化肥。其中NPK處理的氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)肥用量分別為90、45和75 kg/hm2；綠肥、豬糞的用量均為22500 kg/hm2；秸稈的用量為4500 kg/hm2。為了保障水稻的正常生長(zhǎng),在1981～1988年,各有機(jī)肥處理每季補(bǔ)施化肥N 45 kg/hm2、P2O530 kg/hm2;在1989～1995年,各有機(jī)肥處理在施用上述化肥的基礎(chǔ)上,每季補(bǔ)施K2O 37.5 kg/hm2;從1996年早稻開(kāi)始,各有機(jī)肥處理每季N、P2O5、K2O的施用量分別增至69.0、30.0、67.5 kg/hm2。圖5與此相同。

實(shí)現(xiàn)有機(jī)物料的循環(huán)利用可以顯著提高紅壤雙季稻田化肥氮肥的農(nóng)學(xué)利用率,減少化肥施用量。長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果(圖5)表明,單施化肥處理的氮肥農(nóng)學(xué)效率僅為17.33%,且顯著低于有機(jī)培肥處理。在不同有機(jī)物料處理中,以綠肥+豬糞+秸稈(T4)處理的化學(xué)氮肥農(nóng)學(xué)利用率最高,其次為綠肥+豬糞(T3)處理,再次為2倍綠肥(T2)和綠肥+秸稈(T5)處理,最低為綠肥(T1)處理。因此,采用合理的有機(jī)物料循環(huán)利用模式可以在減少化肥用量的前提下,實(shí)現(xiàn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn),提高化學(xué)氮肥利用率,同時(shí)提高稻田生態(tài)系統(tǒng)的凈碳匯效應(yīng)[17]。

圖5 不同有機(jī)物料循環(huán)利用模式下化學(xué)氮肥利用率

4.4 稻田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)功能限制規(guī)律

稻田生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)的能力,在合理的外源物質(zhì)投入下,稻田生態(tài)系統(tǒng)可以通過(guò)自我調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定(圖6)。但是,如果外源物質(zhì)投入過(guò)多或擾動(dòng)過(guò)大,超出稻田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)容量(能力)范圍,則系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)明顯下降,形成系統(tǒng)能量外溢,易對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。

項(xiàng)目組基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)開(kāi)展的長(zhǎng)期施用豬糞對(duì)稻田土壤重金屬含量影響的研究結(jié)果表明,按照鮮豬糞22.5 kg/(hm2·a)的施用標(biāo)準(zhǔn),紅壤稻田的Cu、Zn、Cr和As含量將分別在21.6年、66.5年、43.8年和14.2年后達(dá)到國(guó)家土壤環(huán)境質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618─1995)臨界值[15],這說(shuō)明稻田生態(tài)系統(tǒng)對(duì)外源投入品有較強(qiáng)的自我調(diào)節(jié)能力,但持續(xù)高投入也會(huì)造成系統(tǒng)崩潰(土壤重金屬含量超標(biāo))。

圖6 稻田生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力

水稻清潔生產(chǎn)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)資源高效利用、物質(zhì)循環(huán)利用、污染物阻斷減毒等為目的的生產(chǎn)技術(shù)模式,因而化肥減量增效、水熱資源高效利用、水稻秸稈循環(huán)利用、稻田面源污染控制、稻田污染物源頭阻截、稻田病蟲害綠色防控、稻田綜合種養(yǎng)等技術(shù)都是水稻清潔生產(chǎn)常用的單項(xiàng)技術(shù),在水稻生產(chǎn)過(guò)程中可依據(jù)實(shí)際情況按照“環(huán)境保潔-生產(chǎn)清潔-物質(zhì)循環(huán)-安全高效-持續(xù)豐產(chǎn)”的路徑要求采用清潔生產(chǎn)單項(xiàng)技術(shù)或集成應(yīng)用水稻全程清潔生產(chǎn)技術(shù)模式。農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用和化肥高效利用技術(shù)是水稻清潔生產(chǎn)的主要技術(shù),其在維持水稻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、提高農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的凈碳匯效應(yīng)和提高化肥的利用效率等方面有顯著作用。

總之,清潔生產(chǎn)是適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)的一種理念轉(zhuǎn)變,是將以往的過(guò)分追求產(chǎn)量的提高轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^(guò)培肥土壤和綠色高效生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)潛能的提升和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的改善,是實(shí)現(xiàn)藏糧于土、持續(xù)豐產(chǎn)、鄉(xiāng)村振興、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的有效途徑和重要保障。