東北地區(qū)種植業(yè)環(huán)境污染現(xiàn)狀分析

王榮興，金春玉

（1.吉林省農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與農(nóng)村能源管理總站，吉林 長(zhǎng)春 130033；（2.吉林省敦化市江南鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，吉林 敦化 133799）

廣義的東北地區(qū)即包括遼寧省、吉林省、黑龍江省和內(nèi)蒙古自治區(qū)東部三市一盟（赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市和興安盟）。自南向北跨中溫帶與亞寒帶，屬溫帶季風(fēng)氣候，四季分明，夏季溫?zé)岫嘤?，冬季寒冷干燥?自東南而西北， 年降水量自 1000 mm 降至300 mm 以下，從濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)過(guò)渡到半干旱區(qū)。降雨集中多以中到大雨形式出現(xiàn)，7～9 月的降雨量占年降水量的70%左右。 年平均降雨量400～700 mm，水資源總量為1.416×107m2，人均占有量為1213.98 m2。是我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)和工業(yè)基地， 維護(hù)國(guó)家糧食安全、國(guó)防安全、生態(tài)安全、能源安全、產(chǎn)業(yè)安全的戰(zhàn)略地位十分重要，關(guān)乎國(guó)家發(fā)展大局。

東北地區(qū)土壤以黑土為主，盡管它是世界三大黑土地中面積最小、氣候條件最寒冷、農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)條件最惡劣的，但在特定的歷史條件下，舉全國(guó)之力，只用了六十多年的時(shí)間，成為“中華大糧倉(cāng)”，是中國(guó)重要的玉米、粳稻等商品糧供應(yīng)地，糧食商品量、調(diào)出量均居全國(guó)首位。 遼吉黑三省2019 年的糧食產(chǎn)量分別為：2430 萬(wàn)、3878 萬(wàn)、7503 萬(wàn)噸，三省的糧食產(chǎn)量超過(guò)全國(guó)1/5。 從單產(chǎn)上看， 遼吉黑的單產(chǎn)分別為6965、6870、5233 公斤/公頃，除黑龍江省的積溫過(guò)低導(dǎo)致其單產(chǎn)低于全國(guó)平均水平（5720 公斤/公頃），吉林和遼寧多以一季為主的單產(chǎn)仍然顯著高于全國(guó)平均水平，說(shuō)明東北地區(qū)的糧食生產(chǎn)水平較高。但從另一個(gè)方面來(lái)看，這種高投入的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，如果處理不當(dāng)，對(duì)農(nóng)村環(huán)境的污染風(fēng)險(xiǎn)更高。 主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1 化學(xué)肥料

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了追求穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，農(nóng)民習(xí)慣性過(guò)量施用化學(xué)肥料，不考慮肥料的經(jīng)濟(jì)效益，更無(wú)暇顧及環(huán)境效益，產(chǎn)量增加是終極目標(biāo)。 一方面化學(xué)肥料的過(guò)量投入， 使一部分肥料未得到有效利用，導(dǎo)致利用率偏低，經(jīng)濟(jì)效益低；另一方面肥料過(guò)量施用容易造成土壤板結(jié)，影響土壤質(zhì)量。從環(huán)境角度來(lái)看，未被作物利用的肥料在土壤中作為污染物的“源”，通過(guò)微生物作用產(chǎn)生氧化亞氮等溫室氣體引起大氣污染，通過(guò)地表徑流和淋溶作用分別對(duì)地表水和地下水造成污染，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水質(zhì)下降。

東北地區(qū)，尤其是東北地區(qū)的中南部區(qū)域，施肥過(guò)程中有兩種做法對(duì)環(huán)境極其不友好。一是高氮施肥模式，過(guò)量氮素使水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)極高，對(duì)土壤酸化影響也很大。 二是“一炮轟”施肥的方法，這種方法是在播種時(shí)將作物一生所需的肥料一次性施入土壤，這種施肥方式最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約勞動(dòng)力成本，農(nóng)民可以利用節(jié)省下來(lái)的時(shí)間打工賺錢， 容易被農(nóng)民自覺(jué)接受，所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的普及率極高。 但是這種做法缺點(diǎn)是肥料利用率低，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)大，因?yàn)樽魑锓N子萌發(fā)期和苗期對(duì)養(yǎng)分的需求量很小，不需要大量的肥料， 而這個(gè)時(shí)期恰好是耕地覆蓋度最低的階段，抗水蝕能力極差，施入到土壤中過(guò)量的肥料很容易隨地表徑流遷移出土壤，而作物到了生長(zhǎng)中后期，養(yǎng)分需求量激增，“一炮轟”施肥還容易造成脫肥現(xiàn)象。 在作物的中后期，耕地的地表覆蓋度增加，抗水蝕能力增強(qiáng)，可以通過(guò)追肥的方式來(lái)給作物補(bǔ)充養(yǎng)分，這一點(diǎn)上，黑龍江北大荒農(nóng)墾集團(tuán)一些農(nóng)場(chǎng)“基肥+追肥+葉面肥”的模式值得借鑒和推廣。

另外，保護(hù)地種植的化肥投入量更大。 受低溫等氣候因素限制，我國(guó)北方地區(qū)的保護(hù)地種植比例要遠(yuǎn)高于南方地區(qū)，因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)保護(hù)地種植，才能滿足人們對(duì)早晚熟蔬菜水果的需求。保護(hù)地種植的復(fù)種指數(shù)較高，所以化學(xué)肥料投入更大，過(guò)量的化學(xué)肥料主要影響地下水的水質(zhì)，尤其對(duì)地下水硝態(tài)氮含量的影響更大。

2 有機(jī)農(nóng)藥

在東北，由于冬季寒冷，植物的病害和蟲(chóng)害相對(duì)弱于南方地區(qū)。因此，在東北的大田種植過(guò)程中，殺蟲(chóng)劑和殺菌劑的污染風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，應(yīng)該更多地關(guān)注除草劑引起的污染。 莠去津、乙草胺等是常用的玉米田除草劑，氟樂(lè)靈、異丙甲草胺等是常用的大豆田除草劑，氰氟草酯、雙草醚、五氟磺草胺、丁草胺是常用的水田除草劑。 由于東北地區(qū)經(jīng)常同一種作物連片種植，極容易產(chǎn)生面源污染，除草劑污染應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控。例如，新版的《生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)莠去津的限值為0.002 mg/L，要嚴(yán)于六六六的限值（0.005 mg/L）。

除大田以外，東北地區(qū)有機(jī)農(nóng)藥用量比較集中的地方出現(xiàn)在設(shè)施農(nóng)業(yè)和中藥材種植。對(duì)于設(shè)施農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，高溫和高濕環(huán)境有利于作物生長(zhǎng)的同時(shí)也有利于病菌和害蟲(chóng)的生長(zhǎng)，因此設(shè)施農(nóng)業(yè)的有機(jī)農(nóng)藥污染更多的要關(guān)注殺菌劑和殺蟲(chóng)劑在農(nóng)產(chǎn)品的殘留和對(duì)環(huán)境的污染。 對(duì)于中藥材種植來(lái)說(shuō)，由于中草藥生長(zhǎng)周期比較長(zhǎng)，病菌在植物定殖后容易繁殖，因此，中藥材種植過(guò)程中，農(nóng)藥的使用要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，避免農(nóng)藥殘留超標(biāo)。 前幾年，國(guó)家提出農(nóng)藥化肥零增長(zhǎng)的目標(biāo)之后，位于長(zhǎng)白山、大小興安嶺的一些縣市，依托當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)，通過(guò)發(fā)展中藥材種植產(chǎn)業(yè)，已實(shí)現(xiàn)化肥農(nóng)藥雙減半，實(shí)際上這種做法的確可大幅降低化肥用量，但對(duì)農(nóng)藥污染風(fēng)險(xiǎn)可能更高。

3 農(nóng)膜

農(nóng)用地膜具有增溫、固水保水和防治雜草和蟲(chóng)害等功能，因此其增產(chǎn)效果更加明顯，尤其是在低溫缺水的區(qū)域。 因此，農(nóng)膜覆蓋種植技術(shù)的推廣和普及促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)， 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示，2018年遼寧、吉林、黑龍江三省的農(nóng)膜使用量分別為11.8萬(wàn)、5.6 萬(wàn)、7.7 萬(wàn)噸， 全國(guó)農(nóng)用塑料薄膜使用量246.5萬(wàn)噸，覆蓋面積在2 億畝。 主要用于棉花田、蔬菜田、瓜田、花生田等，農(nóng)膜的廣泛應(yīng)用帶來(lái)的白色污染問(wèn)題也不容忽視。

實(shí)際上，廢棄農(nóng)膜對(duì)環(huán)境的危害是多方面的：（1）酞酸酯類化合物的毒害作用。酞酸酯作為塑料制品的增塑劑，廣泛存在于土壤、水、大氣等環(huán)境中，其水溶性較差、脂溶性強(qiáng)，容易在生物鏈中傳遞最終進(jìn)入動(dòng)物和人類的體內(nèi)，酞酸酯通過(guò)攝食進(jìn)入動(dòng)物或者人體后，肝臟是其主要的代謝器官，然后經(jīng)腎臟后排出體外。酞酸酯出現(xiàn)之初，由于其急性毒性較低，其危害并未受到廣泛關(guān)注， 隨著塑料制品的應(yīng)用量迅速增加，降解率逐漸降低， 酞酸酯對(duì)環(huán)境的危害逐漸受到重視，研究發(fā)現(xiàn)過(guò)敏、肺功能下降、哮喘、甲狀腺激素異常等與酞酸酯的一級(jí)降解產(chǎn)物--鄰苯二甲酸單辛酯（MEHP）有關(guān)[1]，后期的研究發(fā)現(xiàn)，酞酸酯還會(huì)引起哺乳動(dòng)物的精子質(zhì)量和數(shù)量下降， 進(jìn)而影響生殖能力，還有可能引起乳房的早期發(fā)育。 （2）土壤中殘留農(nóng)膜破壞耕層的土壤結(jié)構(gòu)，破壞土壤空隙的通透性，阻礙土壤中水分的遷移；也會(huì)影響到氣體的擴(kuò)散、導(dǎo)致毒害氣體局部積聚。（3）土壤中殘留農(nóng)膜影響種植萌發(fā)、阻礙植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育，降低對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收能力最終導(dǎo)致作物減產(chǎn)。 （4）土壤中殘留農(nóng)膜使微生物和土壤動(dòng)物的活力受到限制， 改變土壤生態(tài)系統(tǒng)，這種危害是無(wú)法估量的。

要想有效遏制農(nóng)膜對(duì)環(huán)境的危害，一定要杜絕超薄膜的生產(chǎn)和使用。 在《聚乙烯吹塑農(nóng)用地面覆蓋薄膜 （GB 13735-2017）》 實(shí)施之前， 農(nóng)膜厚度標(biāo)準(zhǔn)是0.008±0.003 mm，為了降低成本，企業(yè)生產(chǎn)厚度低于0.005 mm 的超薄膜， 導(dǎo)致農(nóng)膜回收困難； 在GB 13735-2017 實(shí)施之后， 規(guī)定的農(nóng)膜最低厚度為0.010 mm，生產(chǎn)和使用成本有所上升，因此，監(jiān)管部門要嚴(yán)格監(jiān)控， 禁止不符合規(guī)定的超薄膜流入市場(chǎng)。另外，逐步建立廢棄農(nóng)膜的回收制度，降低農(nóng)膜在土壤中的殘留量。

4 秸稈

在20 年前，當(dāng)時(shí)的秸稈產(chǎn)量相對(duì)較少，東北地區(qū)的秸稈主要作為農(nóng)村燒柴，并未產(chǎn)生污染問(wèn)題，近些年來(lái)，農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的改變和秸稈產(chǎn)量的增加，秸稈的問(wèn)題日益突出。 一般來(lái)說(shuō)，秸稈的產(chǎn)量是糧食產(chǎn)量的1.2 倍左右， 按此核算，2019 年?yáng)|北三省的秸稈產(chǎn)量約為1.6 億噸/年，有效利用率不超過(guò)40%，其余部分以焚燒或拋棄為主要處理方式，環(huán)境壓力巨大[2]。在華北及以南地區(qū)，農(nóng)田的秸稈主要通過(guò)還田的方式處理，秸稈問(wèn)題逐漸解決。 但東北地區(qū)的秸稈通過(guò)還田手段來(lái)解決效果并不十分理想，主要是東北地區(qū)秋收后馬上進(jìn)入冬季，第二年解凍后馬上進(jìn)入播種期。 若作物收獲后產(chǎn)生的秸稈在第二年春播前腐解程度較低、還田深度不夠，會(huì)影響春播。 因此，東北地區(qū)的秸稈還田一定要有很好的農(nóng)機(jī)配套、 以深翻還田為主。同時(shí)，還要加強(qiáng)保護(hù)性耕作的研究，以遏制黑土區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的降低。