上海市稻田耕作制度演變與綠色高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程

李金文，曹林奎，曹燕，倪遠(yuǎn)之，錢(qián)曉雍

1.上海市環(huán)境科學(xué)研究院，上海 200233；2.上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院上海 200240

上海地處長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶下游，屬于河網(wǎng)平原地區(qū)，水資源豐富，土壤肥沃，適宜水稻生產(chǎn)。作為一座超大型城市，上海常住人口2 400 萬(wàn)，流動(dòng)人口600 萬(wàn)，糧食總消費(fèi)量609萬(wàn)t（2019年），糧食產(chǎn)量只有96萬(wàn)t，糧食自給率僅為15%[1］。雖然是糧食的主銷(xiāo)區(qū)，但上海的水稻生產(chǎn)對(duì)于確保糧食自給水平不下降的“糧食安全”底線(xiàn)至關(guān)重要。另一方面，上海水稻生產(chǎn)具有典型的都市生態(tài)農(nóng)業(yè)特色，即在有限的資源條件下，運(yùn)用生產(chǎn)性投入和依靠現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，生產(chǎn)出足夠的農(nóng)產(chǎn)品，并合理調(diào)控農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境，確保農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)[2］。在面對(duì)新冠疫情大流行及百年未有之大變局之際，上海糧食生產(chǎn)在保障特大城市糧食部分自給尤為重要，是“城市安全”的重要組成部分；同時(shí)，上海人口密度大，人均自然資源少，生態(tài)空間有限，稻田作為一類(lèi)特殊的人工濕地，發(fā)揮稻田的生態(tài)服務(wù)功能，成為上海城市生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的功能部分，對(duì)城市的可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)筑“生態(tài)安全”的“底色”同樣至關(guān)重要?？偨Y(jié)和研究上海市稻田耕作制度的歷史演變和改革調(diào)整，提出今后上海市稻田耕作制度的發(fā)展方向，對(duì)于保障糧食安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量、綠色發(fā)展，具有重大意義。

1 上海稻田耕作制度的變遷

我國(guó)糧食生產(chǎn)的目標(biāo)可以概括為“增產(chǎn)→增產(chǎn)和增收→增產(chǎn)、增收和生態(tài)友好→增產(chǎn)、增收、生態(tài)友好、提質(zhì)增效”4 個(gè)階段[3］。上海稻田的耕作制度變遷，可以總結(jié)為從三熟變兩熟、從兩熟變一熟，契合了糧食生產(chǎn)從“以糧為綱”的“計(jì)劃經(jīng)濟(jì)”，到放開(kāi)糧價(jià)、以市場(chǎng)為導(dǎo)向的“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”，再到逐步建立綠色發(fā)展為導(dǎo)向的“綠色經(jīng)濟(jì)”演變，從單一目標(biāo)向多目標(biāo)發(fā)展，糧食作物的播種呈現(xiàn)明顯的階段性變化[4-6］（圖1）。

1.1 三熟制階段：以糧為綱，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)

1）1949?1963 年，糧食產(chǎn)量穩(wěn)定增加，“一年兩熟”與“一年三熟”并存，以“一年兩熟”為主。經(jīng)過(guò)土地改革，糧食作物和其他作物年均種植面積逐步增加，耕地復(fù)種指數(shù)達(dá)190%左右，實(shí)行了“麥（油）-稻”連作一年兩熟為主的耕作制度，產(chǎn)量穩(wěn)步提高（圖1、圖2）。在20 世紀(jì)60 年代，上海貫徹“以糧為綱”的方針，開(kāi)展大規(guī)模的農(nóng)田基本建設(shè)，擴(kuò)大了糧田面積，進(jìn)一步提高了糧食作物和其他作物的單產(chǎn)，在總耕地面積逐年下降的情況下，糧田面積反而擴(kuò)大，糧食作物播種面積比例占比也逐步增加（圖1），糧田復(fù)種指數(shù)進(jìn)一步提高到220%，但耕作制度依然保持一年兩熟為主，出現(xiàn)了“綠肥-早稻-后季稻”“油菜-早稻-后季稻”“麥-單季中、晚稻”等耕作制度，一年兩熟、三熟并存，但仍以一年兩熟為主。這個(gè)時(shí)期由于農(nóng)田基本建設(shè)的推進(jìn)，生產(chǎn)條件的改善，上海水稻單產(chǎn)快速上升（圖3）。

圖1 上海市作物播種面積及糧食作物播種比例（1949?2021年）Fig.1 Sown area and proportion of grain crops sown in Shanghai（1949?2021）

圖2 上海市水稻和糧食作物產(chǎn)量變化（1949?2020年）Fig.2 Dynamics of grain and rice yield in Shanghai from 1949 to 2020

圖3 上海市水稻單產(chǎn)變化Fig.3 Change of rice yield per unit area in Shanghai

2）1964?1984 年，以“一年三熟”為主，為高復(fù)種指數(shù)時(shí)期。為進(jìn)一步提高糧食產(chǎn)量，加快了推廣雙季稻的節(jié)奏。壓縮單季中、晚稻，擴(kuò)大早稻、后季稻的面積，硬性推廣糧田一年三熟制（“麥或油-稻-稻”），其中1976 年糧田復(fù)種指數(shù)提高到252%，達(dá)到了歷史最高水平，形成了一年三熟的飽和狀態(tài)。因較高的復(fù)種指數(shù)，糧食產(chǎn)量達(dá)到歷史新高。上海郊區(qū)以雙季稻為主的格局一直保持到1984年。這一時(shí)期由于栽培技術(shù)的改進(jìn)促進(jìn)水稻單產(chǎn)上升，但波動(dòng)性較大，這主要與雙季稻生產(chǎn)光熱資源緊張，搶收、搶種壓力大導(dǎo)致的產(chǎn)量不穩(wěn)定有關(guān)[6］。

1.2 兩熟制階段：注重效益，兼顧產(chǎn)量

1）1985?1997 年，以一年兩熟為主，糧食產(chǎn)量基本穩(wěn)定。自1983年起上海全面推行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制。到1983 年5 月，實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的生產(chǎn)隊(duì)，迅速達(dá)到了全市生產(chǎn)隊(duì)總數(shù)的73.5%。由于一年三熟制需要較高的勞動(dòng)力投入，但改革開(kāi)放后經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，勞動(dòng)力向二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加上化肥、農(nóng)藥、種子等成本投入不能產(chǎn)生相應(yīng)的效益，以及一年三熟制、長(zhǎng)期泡田對(duì)土壤質(zhì)量的影響[7］，在1985?1988 年上海歷時(shí)4 a 將三熟制改為兩熟制，雙季稻種植面積逐漸減少，逐漸恢復(fù)到“麥（油）-稻”輪作一年兩熟為主[8-9］。這一時(shí)期由于采用單季稻種植為主，光熱資源充足，水稻單產(chǎn)開(kāi)始提速增長(zhǎng)，并且波動(dòng)性較小。

2）1998?2003 年以一年兩熟為主，但“非糧化”趨勢(shì)明顯。隨著國(guó)家糧食流通逐漸放開(kāi)，從極為嚴(yán)格的市場(chǎng)控制逐步向市場(chǎng)化發(fā)展，市場(chǎng)管理和調(diào)控從數(shù)量管理轉(zhuǎn)向價(jià)格管理[10］。以市場(chǎng)為導(dǎo)向，進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，縮減了夏糧的面積，“經(jīng)濟(jì)作物-水稻”輪作模式的比重逐步增加，以提高種植業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益；并且部分糧田尤其是低洼易澇地區(qū)糧田進(jìn)行了退耕還林，以提高森林覆蓋率[11］。該階段水稻種植面積逐步下降，水稻產(chǎn)量與糧食產(chǎn)量快速下降（圖2），糧食減少幅度在全國(guó)處于較高水平，水稻單產(chǎn)也有較大波動(dòng)。

3）2004?2012 年，以一年兩熟為主，“非糧化”趨勢(shì)得到抑制。為確保糧食安全，抑制糧食產(chǎn)量的快速下降，上海采取積極的糧食作物種植補(bǔ)貼政策，涵蓋種糧農(nóng)戶(hù)補(bǔ)貼、秋糧收購(gòu)補(bǔ)貼、優(yōu)質(zhì)種子補(bǔ)貼、綠肥補(bǔ)貼以及基本農(nóng)田建設(shè)5個(gè)方面，處理好了糧食作物生產(chǎn)與林業(yè)建設(shè)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)民增收的關(guān)系，擴(kuò)大了小麥種植面積，穩(wěn)定了水稻播種面積，確保了糧食產(chǎn)量的穩(wěn)定[12-13］。此階段總體水稻單產(chǎn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)幅度放緩。2000 年起上海加大了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度，全市實(shí)施減量施用化肥和化學(xué)農(nóng)藥政策，化肥、農(nóng)藥用量逐步下降[14］，可能影響了單產(chǎn)的增長(zhǎng)幅度。

1.3 一熟制階段：注重生態(tài)，兼顧效益

2013 年至今，上海耕作制度逐步向一年一熟過(guò)渡，建立“用養(yǎng)結(jié)合”的稻田綠色耕作制度。上海市積極推進(jìn)都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，制定了農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，全面實(shí)施糧食綠色高質(zhì)、高效創(chuàng)建工作，在上海郊區(qū)大力推廣稻田冬季綠肥種植模式，水稻播種面積基本穩(wěn)定[15］。為減少化肥施用量，實(shí)現(xiàn)化肥、農(nóng)藥“零增長(zhǎng)”考核目標(biāo)，上海以調(diào)整種植結(jié)構(gòu)為主要措施，減少化肥施用，縮減了大、小麥的種植面積，擴(kuò)大綠肥（蠶豆、紫云英）種植面積，或?qū)嵭卸旧罘饶Ｊ剑⒎e極推廣有機(jī)肥施用，水稻產(chǎn)量基本不變，但糧食總產(chǎn)量保持下降（圖2）。全市形成了以種植冬季綠肥或冬季深耕休閑為主的水稻綠色茬口模式。由于采取了化肥“零增長(zhǎng)”等政策，同時(shí)推廣了產(chǎn)量相對(duì)較低、口感更好的優(yōu)質(zhì)品種，例如軟米品種種植比例高達(dá)1/3，但軟米品種抗逆性普遍較差[16-17］，可能造成水稻單產(chǎn)有所波動(dòng)，但總體保持穩(wěn)定。

2 水稻綠色耕作制度的構(gòu)建與高質(zhì)量發(fā)展

2.1 構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合的稻田耕作制度

1）形成稻田輪作休耕制度。減少大、小麥種植面積，增加綠肥種植面積和深耕曬垡，改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境和耕地質(zhì)量。大、小麥及玉米、豆類(lèi)和薯類(lèi)的播種面積持續(xù)縮減，逐漸形成水稻占主導(dǎo)地位的糧食作物種植格局。2020 年，上海糧食作物播種面積為114 300 hm2，其中水稻播種面積104 100 hm2，麥類(lèi)播種面積僅7 500 hm2，水稻播種面積占糧食作物播種總面積比例由“十二五”末的60.8%提升至91.1%。稻田冬季茬口種植蠶豆、紫云英、油菜等養(yǎng)地作物或者深翻曬垡為主，其中綠肥以蠶豆、紫云英為主，2019 年以綠肥-水稻和休閑深翻-水稻為主的用養(yǎng)結(jié)合種植模式比例達(dá)到95.1%，其中綠肥-水稻輪作約38 000 hm2，休閑深翻-水稻輪作約48 000 hm2?？紤]到小麥種植面積縮減對(duì)糧食產(chǎn)量的影響，2021 年起小麥種植面積有所恢復(fù)，但仍然維持較低種植比例。

2）構(gòu)建糧豬一體的循環(huán)耕作制度。為解決種植與養(yǎng)殖分離、糞尿還田利用難協(xié)調(diào)的問(wèn)題，減少化肥用量、增加稻田土壤有機(jī)質(zhì)含量，上海市松江區(qū)以“龍頭企業(yè)+家庭農(nóng)場(chǎng)”布局種稻與養(yǎng)豬相結(jié)合的種養(yǎng)結(jié)合生態(tài)循環(huán)模式，培育種養(yǎng)結(jié)合、機(jī)農(nóng)一體家庭農(nóng)場(chǎng)，使經(jīng)營(yíng)者成為既種糧、養(yǎng)豬、會(huì)農(nóng)機(jī)操作的職業(yè)農(nóng)民[18］。按照制定的生態(tài)還田地方標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)稻田承載能力建設(shè)養(yǎng)殖場(chǎng)。單個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)飼養(yǎng)規(guī)模為500~700 頭，配套稻田6.67~10.00 hm2。通過(guò)儲(chǔ)存池、還田管網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)還田。豬糞尿經(jīng)發(fā)酵成沼液還田，為水稻種植提供優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥。經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐，化肥用量減少了60%以上，土壤肥力與結(jié)構(gòu)不斷改善。這種“種糧加養(yǎng)豬”的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式適用于水網(wǎng)地區(qū)種植養(yǎng)殖集中成片、以種糧和養(yǎng)豬為主的區(qū)域，可有效分散區(qū)域內(nèi)養(yǎng)殖企業(yè)疫病風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)可提高稻田綠色生產(chǎn)水平[19-21］。

3）發(fā)展多樣化“種養(yǎng)結(jié)合”稻田耕作制度。由于上海地處水網(wǎng)地區(qū)，冬閑田資源豐富，適宜發(fā)展稻田種養(yǎng)結(jié)合模式[2］。上海市試點(diǎn)與示范了“蛙稻共作”“鴨稻共作”和“漁稻共作”等稻田生態(tài)種養(yǎng)模式。其中，青浦區(qū)自2007 年起由上海青浦現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)率先開(kāi)始對(duì)“蛙稻共作”模式進(jìn)行試驗(yàn)和示范，并對(duì)該模式進(jìn)行了大面積推廣，形成了“蛙稻米”品牌；以部分農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)民合作社為主體，開(kāi)展了“漁稻共作”“鴨稻共作”等模式的實(shí)踐。

2.2 以品牌化促進(jìn)水稻綠色高質(zhì)量發(fā)展

上海從“賣(mài)稻谷”向“賣(mài)大米”轉(zhuǎn)變，從品種選育、技術(shù)集成到品牌創(chuàng)制等方面，并依托綠色認(rèn)證，形成品牌效益。

一是聚焦優(yōu)質(zhì)水稻品種培育、推廣。種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，也是水稻品牌化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。上海雖是糧食主銷(xiāo)區(qū)，但在優(yōu)質(zhì)水稻品種培育上具有較高的影響力，尤其是近年來(lái)培育的節(jié)水抗旱稻系列品種，能夠在中低產(chǎn)田中實(shí)現(xiàn)旱種旱管、增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并且在高產(chǎn)田實(shí)現(xiàn)節(jié)水栽培，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用[22］。此外，上海地區(qū)居民歷來(lái)喜歡食用香味濃郁、口感軟糯的優(yōu)質(zhì)粳稻。2004?2017 年上海一直實(shí)行免費(fèi)統(tǒng)一供種，2018 年后實(shí)行種子市場(chǎng)化供應(yīng)，并在2020 年發(fā)布水稻主導(dǎo)品種推介目錄。全市主推優(yōu)質(zhì)米品種比例始終保持在90%以上，上海自主培育的系列優(yōu)質(zhì)地產(chǎn)香軟米，成為常規(guī)稻主推品種[23-24］。2020年上海全市水稻種植面積約91 000 hm2，軟米品種應(yīng)用面積達(dá)到32 000 hm2，占比達(dá)35%，為歷年最高。

二是開(kāi)展水稻綠色、高效生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)集成。圍繞水稻生產(chǎn)“減肥、減藥、節(jié)本、增效”的目標(biāo)，應(yīng)用無(wú)人機(jī)全程飛防植保、機(jī)械測(cè)深施肥、播噴除草劑一體化等技術(shù)逐步解決各環(huán)節(jié)機(jī)械化程度低難題；在農(nóng)田邊界種植百日菊、芝麻、大豆等蜜源植物，通過(guò)增加農(nóng)田邊界景觀多樣性開(kāi)展病蟲(chóng)害防控。2020 年全市水稻高地隙自走式植保示范推廣20 000 hm2；飛防無(wú)人植保示范推廣20 000 hm2次，水稻同步側(cè)深施肥輻射推廣達(dá)5 500 hm2。2020年上海市水稻機(jī)械化種植率達(dá)到92.4%，耕種收全程機(jī)械化水平再創(chuàng)新高，在國(guó)內(nèi)位居前列[16］。

三是實(shí)施大米銷(xiāo)售品牌化戰(zhàn)略。由政府和龍頭企業(yè)共同牽頭開(kāi)展產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)接模式的推廣，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)米全產(chǎn)業(yè)鏈，打造地產(chǎn)區(qū)域公共品牌和企業(yè)品牌。通過(guò)舉辦農(nóng)民豐收節(jié)、稻米評(píng)比等傳統(tǒng)形式促進(jìn)區(qū)域優(yōu)質(zhì)稻米品牌發(fā)展，并借助融媒體，確定“劇情+宣傳”的傳播短片新形式，用直播的手段在社交短視頻平臺(tái)上進(jìn)行傳播，突出地產(chǎn)品牌內(nèi)涵，增強(qiáng)產(chǎn)品辨識(shí)度[16］。目前，上海大米品牌化銷(xiāo)售比例超過(guò)30%。此外，上海大米品牌建設(shè)是以綠色認(rèn)證、加強(qiáng)統(tǒng)一管理為基礎(chǔ)。例如，上海市金山區(qū)出臺(tái)的《關(guān)于“金山味道”區(qū)域公用品牌商標(biāo)使用和管理的指導(dǎo)意見(jiàn)》要求“申報(bào)人生產(chǎn)、加工、經(jīng)營(yíng)的農(nóng)產(chǎn)品需通過(guò)綠色、有機(jī)認(rèn)定或其他同等質(zhì)量安全認(rèn)證”。目前在上海各類(lèi)別綠色食品認(rèn)證率中，糧油類(lèi)綠色食品認(rèn)證率最高，達(dá)到49%，為大米品牌化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.3 制定綠色發(fā)展導(dǎo)向的政策體系

我國(guó)加入世貿(mào)組織后，農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼須遵循世貿(mào)組織《農(nóng)業(yè)協(xié)議》的相關(guān)規(guī)則。在《農(nóng)業(yè)協(xié)議》中，農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼主要由“綠箱”補(bǔ)貼和“黃箱”補(bǔ)貼兩類(lèi)構(gòu)成，“綠箱”補(bǔ)貼主要是對(duì)農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)田水利、生態(tài)安全、農(nóng)村發(fā)展等，“黃箱”補(bǔ)貼主要是對(duì)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)成本、農(nóng)產(chǎn)品的流通環(huán)節(jié)和銷(xiāo)售價(jià)格等方面的資金和政策支持[25-26］。我國(guó)財(cái)政支農(nóng)的政策導(dǎo)向開(kāi)始由“數(shù)量興農(nóng)”向“質(zhì)量興農(nóng)”“綠色興農(nóng)”轉(zhuǎn)變[27］。上海市樹(shù)立了以綠色發(fā)展為導(dǎo)向的財(cái)政扶持體系，將“科技興農(nóng)”“農(nóng)業(yè)生態(tài)與安全”單獨(dú)設(shè)項(xiàng)，改變以往與其他農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)類(lèi)政策一并歸入“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大類(lèi)”的方式，更加突出科技、質(zhì)量、綠色、生態(tài)導(dǎo)向[28］。

目前，上海財(cái)政支持政策中，“綠箱政策”資金占比為87%左右[26］。在水稻生產(chǎn)方面，制定了耕地質(zhì)量保護(hù)與提升補(bǔ)貼（綠肥種植補(bǔ)貼、商品有機(jī)肥補(bǔ)貼及深耕補(bǔ)貼三項(xiàng)補(bǔ)貼合一）、緩釋肥農(nóng)作物秸稈綜合利用補(bǔ)貼、綠色（有機(jī)）食品認(rèn)證補(bǔ)貼等支持政策，涵蓋了水稻綠色種植的關(guān)鍵要素[29］。為規(guī)范管理，上海市還制定了《上海市農(nóng)業(yè)生態(tài)和農(nóng)產(chǎn)品安全專(zhuān)項(xiàng)資金管理辦法》，建立農(nóng)業(yè)生態(tài)專(zhuān)項(xiàng)資金績(jī)效考核評(píng)價(jià)制度，考核結(jié)果作為下一年度分配資金的重要依據(jù)，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣，防止資金執(zhí)行存在的問(wèn)題。

3 水稻綠色生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 糧食穩(wěn)產(chǎn)壓力

糧食安全是重大戰(zhàn)略性根本性問(wèn)題，對(duì)于人口超過(guò)2 500 萬(wàn)的超大型城市，上海水稻生產(chǎn)對(duì)于筑牢糧食安全底線(xiàn)尤為重要，然而上海糧食生產(chǎn)（主要是水稻生產(chǎn)）面臨穩(wěn)產(chǎn)的壓力，糧食安全的底線(xiàn)不斷被觸碰，糧食穩(wěn)產(chǎn)面臨兩方面壓力：

一是面臨耕地空間有限、耕地面積下行的壓力。由于城市化的發(fā)展，尤其是郊區(qū)新城的建設(shè)戰(zhàn)略，對(duì)于耕地保護(hù)造成很大壓力，加上生態(tài)用地的需求也對(duì)耕地保護(hù)造成壓力，使得協(xié)調(diào)耕地保護(hù)與城鎮(zhèn)建設(shè)用地、生態(tài)建設(shè)用地的關(guān)系成為難點(diǎn)問(wèn)題[30］。例如，同樣是超一線(xiàn)城市的日本東京都，耕地率僅為3.3%（上海為30%），森林覆蓋率超過(guò)30%（上海為15%），可見(jiàn)，若不采取強(qiáng)有力的政策措施，城市化的發(fā)展必然對(duì)郊區(qū)耕地保護(hù)造成壓力。近5 年土地調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，上海市占用耕地流向生態(tài)建設(shè)的占55.3%，流向城鄉(xiāng)建設(shè)的占20.7%，流向農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的占18.4%，流向農(nóng)業(yè)設(shè)施建設(shè)的占5.6%[31］，生態(tài)和城鄉(xiāng)建設(shè)用地成為上海耕地保護(hù)的主要壓力。

二是水稻單產(chǎn)穩(wěn)步提升空間有限。近年來(lái)上海水稻單產(chǎn)在高位保持基本穩(wěn)定，并有一定波動(dòng)，水稻單產(chǎn)穩(wěn)定增長(zhǎng)空間有限，其主要原因一方面受限于水稻的生物學(xué)產(chǎn)量，缺乏進(jìn)一步提升產(chǎn)量的途徑；另一方面，綜合性狀優(yōu)良的優(yōu)質(zhì)食味稻品種匱乏，口感好的不好看，或者不抗病、不抗倒，導(dǎo)致高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)難以兼顧。

3.2 資源與環(huán)境約束

1）對(duì)水環(huán)境影響壓力。稻田氮、磷流失造成了面源污染，并且對(duì)水環(huán)境的影響途徑存在差異。氮素在施肥后1周地表徑流流失風(fēng)險(xiǎn)較高，通過(guò)多途徑影響水環(huán)境，除了地表徑流外，施肥后期通過(guò)大氣、土壤、地下水途徑進(jìn)入水環(huán)境，對(duì)水環(huán)境影響具有滯后性、長(zhǎng)期性[32］。和氮不同，磷不易遷移，易于與土壤顆粒結(jié)合，導(dǎo)致農(nóng)田土壤中磷賦存量從“耗竭態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶罘e態(tài)”，磷對(duì)水環(huán)境影響也存在“滯后效應(yīng)”，主要原歸因于土壤表層磷累積。根據(jù)筆者對(duì)上海郊區(qū)1 100 多個(gè)水質(zhì)斷面監(jiān)測(cè)點(diǎn)位連續(xù)3 a 的大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)河道總磷濃度與降雨強(qiáng)度密切相關(guān)（R2=0.72，P<0.01），但降雨量與河道氮濃度沒(méi)有顯著關(guān)系（P>0.05），汛期河道磷濃度的短期升高可能與農(nóng)田土壤磷累積及化肥施用密切相關(guān)，但氮對(duì)水環(huán)境的影響途徑更為復(fù)雜（通過(guò)地表徑流、土壤淋溶以及干濕沉降等途徑），并且河道氮濃度還與溫度有關(guān)。

20 世紀(jì)80 年代至今，上?；适┯媒Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了不斷優(yōu)化調(diào)整。在1979年之前，上海化肥施用較少，化肥以氮肥為主（占87%），磷、鉀肥主要依靠有機(jī)肥補(bǔ)充；1980 年之后，實(shí)施了氮、磷配施以及多種養(yǎng)分配施，磷肥施用比例顯著增加[33-34］。磷肥的施用造成農(nóng)田土壤磷累積。筆者分析上海崇明區(qū)20世紀(jì)80年代至今的土壤數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)農(nóng)田土壤有效磷呈現(xiàn)逐步累積趨勢(shì)，但鉀的增加并不明顯（與鉀易于流失有關(guān)）（圖4）。磷累積可能是長(zhǎng)期施用化肥地區(qū)的普遍現(xiàn)象，例如，泰國(guó)、菲律賓和馬來(lái)西亞自20 世紀(jì)60 年代開(kāi)展的綠色革命（即高產(chǎn)水稻品種推廣、化肥農(nóng)藥的應(yīng)用）至今，稻田土壤有效磷增加了743%（P<0.01），速效氮、速效鉀僅增加12%和1%，磷累積尤為明顯[35］；常年施用化肥的太湖流域稻田有效磷也呈現(xiàn)盈余狀態(tài)[36］。

圖4 1983?2018年上海崇明區(qū)土壤速效鉀（A）、速效磷（B）變化Fig.4 Changes of soil available K（A）and P（B）in Chongming District，Shanghai from 1983 to 2018

針對(duì)土壤磷累積，有研究提出了農(nóng)田磷素管理限量標(biāo)準(zhǔn)，推薦土壤磷環(huán)境閾值（有效磷）為40 mg/kg，超過(guò)此值，進(jìn)一步提高磷素水平會(huì)導(dǎo)致磷淋溶或徑流損失風(fēng)險(xiǎn)激增[37］。在當(dāng)前磷基本以復(fù)合肥形式施用，造成磷被動(dòng)、過(guò)量投入到農(nóng)田、土壤磷盈余的前提下，注重對(duì)磷投入總量的控制，具有更好的環(huán)境意義和可操作性。

2）秸稈綜合利用與碳減排壓力。上海稻秸稈年產(chǎn)量在80 余萬(wàn)t，占總秸稈量一半以上，其中大部分是直接還田。多年的還田也引發(fā)部分問(wèn)題，包括過(guò)量還田存在誘發(fā)病蟲(chóng)害、影響出苗率等。此外，秸稈還田雖然有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累，是土壤碳庫(kù)富集的過(guò)程，具有非?？捎^的溫室氣體減排效益，但由于水田種植的厭氧環(huán)境會(huì)促進(jìn)CH4排放，由此增加的溫室效應(yīng)高于固碳效應(yīng)[38］。因此，秸稈合理還田是水稻田固碳減排的關(guān)鍵，開(kāi)發(fā)消納能力強(qiáng)、減排潛力大、經(jīng)濟(jì)可行的秸稈離田利用方式，加大水稻田秸稈離田利用率，對(duì)于促進(jìn)碳減排具有顯著意義。秸稈離田利用存在2 個(gè)重要的難點(diǎn)，一是經(jīng)濟(jì)性上，秸稈本身密度小、體積大，加之上海秸稈資源規(guī)模有限、分布分散，收儲(chǔ)運(yùn)成本高，規(guī)模效應(yīng)不明顯，據(jù)相關(guān)項(xiàng)目實(shí)施數(shù)據(jù)，秸稈的最優(yōu)利用半徑僅50 km；二是秸稈處理的收入依賴(lài)補(bǔ)貼，模式單一，市場(chǎng)化機(jī)制尚未充分發(fā)揮作用，導(dǎo)致缺乏可持續(xù)的、高值化利用技術(shù)途徑[39］。

3.3 自身“造血”能力不足

目前，上海水稻生產(chǎn)效益不高，主要依靠財(cái)政補(bǔ)貼。根據(jù)對(duì)水稻、蔬菜和水果的種植成本投入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，種植蔬菜的耕地租金價(jià)格最高，平均年租金為1 522 元/667 m2，其次為果園，平均年租金為1 286 元/667 m2，種植糧食的耕地租金年均價(jià)為1 252 元/667 m2[40］。然而，常規(guī)粳稻谷約3 元/kg，優(yōu)質(zhì)粳稻約為4元/kg，一般稻田產(chǎn)值僅為1 500~1 800元/667 m2。根據(jù)調(diào)查，上海水稻生產(chǎn)投入成本結(jié)構(gòu)中，流轉(zhuǎn)費(fèi)就占了70%左右（圖5），水稻生產(chǎn)總成本約為1 700 元/667 m2，由于采取單季稻生產(chǎn)，稻田產(chǎn)出僅僅為水稻，導(dǎo)致基本沒(méi)有盈利空間，產(chǎn)出、投入比例很難突破1∶1；但若種植蔬菜或水果，雖然人工成本和物資成本較多，導(dǎo)致土地流轉(zhuǎn)成本僅16%和23%（圖5），但收益往往更高，產(chǎn)出、投入比（1.5~2.0）∶1（視管理水平和價(jià)格波動(dòng)）。由于水稻種植自身盈利空間不足，具有“低投入、低產(chǎn)出”的特征，造成農(nóng)民對(duì)單純種植水稻意愿不大，僅僅通過(guò)財(cái)政的補(bǔ)貼維持種植的“非糧化”，究其深層原因，可能是由于上海的農(nóng)業(yè)不是市場(chǎng)選擇的，而是自上而下行政體系的一部分，導(dǎo)致上海農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從經(jīng)濟(jì)上并不合算[41］。

圖5 典型種植模式下水稻生產(chǎn)與蔬菜、水果生產(chǎn)的投入組成比較Fig.5 Comparison of input composition of rice production，vegetable and fruit production under typical cropping patterns

4 稻田耕作制度綠色發(fā)展的對(duì)策

4.1 樹(shù)立底線(xiàn)意識(shí)，穩(wěn)定糧食產(chǎn)量

1）嚴(yán)守耕地紅線(xiàn)，挖掘面積增長(zhǎng)潛力。城市化發(fā)展的趨勢(shì)必然導(dǎo)致城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)張和耕地的占用，必須堅(jiān)決遏制耕地占用現(xiàn)象，協(xié)調(diào)好城市發(fā)展需求與生態(tài)空間需求對(duì)耕地占用的壓力，嚴(yán)格落實(shí)耕地保護(hù)政策。目前，上海正科學(xué)劃定耕地保護(hù)空間，錨定保護(hù)目標(biāo)與規(guī)劃格局，梯次劃定“永久基本農(nóng)田-永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)-規(guī)劃保護(hù)耕地”，共同構(gòu)成市域耕地保護(hù)空間，并以全域土地綜合整治為基礎(chǔ)，劃定土地整備引導(dǎo)區(qū)[31］。在耕地增量空間挖掘方面，上海的城市開(kāi)發(fā)邊界外低效建設(shè)用地規(guī)模較大，用地布局和結(jié)構(gòu)仍需調(diào)整優(yōu)化，通過(guò)推進(jìn)低效建設(shè)用地復(fù)墾，是實(shí)現(xiàn)城市“逆生長(zhǎng)”、創(chuàng)新都市化地區(qū)耕地機(jī)制的有益嘗試[42］。此外，上海濱海地區(qū)具有一定的鹽堿地分布，可將濱海鹽堿地進(jìn)行改良，作為上海耕地的后備來(lái)源。

2）創(chuàng)新種質(zhì)資源，優(yōu)化稻田耕作制度。加快培育效益高、食味優(yōu)、環(huán)境友好的水稻新品種。例如，近年來(lái)上海培育的特早熟節(jié)水抗旱稻品種，不但廣受市場(chǎng)歡迎，而且生育期較常規(guī)水稻縮短近2 個(gè)月，在8月收獲后可繼續(xù)種植一茬玉米或蔬菜等，大大提高了稻田綜合生產(chǎn)力。此外，特早熟節(jié)水抗旱稻施肥期集中在4?5 月份，避開(kāi)了汛期（6?8 月）面源污染物流失高風(fēng)險(xiǎn)期，加上其需水量少、生育期短，甲烷排放潛力較低，能夠?yàn)榫G色高效的稻田耕作制度構(gòu)建提供基礎(chǔ)。

適度恢復(fù)“麥（經(jīng)濟(jì)作物）-稻”輪作制度。近年來(lái)，減少小麥種植的主要驅(qū)動(dòng)力是包括化肥“零增長(zhǎng)”目標(biāo)在內(nèi)的環(huán)境資源壓力，雖然冬季種植小麥增加了肥料投入，但冬季降雨量小，進(jìn)入水環(huán)境的量少，并且小麥種植溫室氣體排放潛力低，因此，將優(yōu)化冬季稻田種植制度作為保障糧食安全與市民“菜籃子”的戰(zhàn)略空間，在推廣優(yōu)質(zhì)水稻新品種的基礎(chǔ)上，考慮適度恢復(fù)“麥（經(jīng)濟(jì)作物）-稻”輪作制度，實(shí)現(xiàn)“麥（經(jīng)濟(jì)作物）-稻”“綠-稻”“深翻-稻”交替輪作。

4.2 創(chuàng)新和集成綠色栽培技術(shù)體系，提升稻田濕地生態(tài)功能

1）減“源”增“匯”，開(kāi)展面源污染防控。稻田既是面源污染的“源”也是“匯”，從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)面源污染防控路徑，將“減源”與“增匯”有機(jī)結(jié)合，探索將水稻栽培與面源污染防控充分融合的河網(wǎng)平原地區(qū)面源防控模式。主要包括：

一是在源頭防控方面，從“控制化肥、農(nóng)藥總量”，向“提高化肥、農(nóng)藥利用率”轉(zhuǎn)變。隨著化肥、農(nóng)藥零增長(zhǎng)戰(zhàn)略的實(shí)施，化肥、農(nóng)藥再減量空間有限，因此，源頭防控的關(guān)鍵措施要從提高肥料、農(nóng)藥利用率著手。在技術(shù)層面，針對(duì)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝融合不緊密的問(wèn)題，進(jìn)一步推廣側(cè)深施肥技術(shù)應(yīng)用，加大有機(jī)肥機(jī)械化施用水平，開(kāi)展播噴除草劑一體化等技術(shù)應(yīng)用，并加大緩釋肥、綠色農(nóng)藥等的推廣以及抗旱稻品種結(jié)合旱直播節(jié)水栽培技術(shù)應(yīng)用力度，通過(guò)減少水分輸入控制面源污染排放；在管理上，針對(duì)區(qū)域稻田土壤養(yǎng)分特征，分區(qū)、分類(lèi)制定土壤有效磷流失風(fēng)險(xiǎn)限值，在此基礎(chǔ)上優(yōu)化、調(diào)整復(fù)合肥施用類(lèi)型，對(duì)氮、磷分開(kāi)考核。

二是在面源污染治理方面，基于基本農(nóng)田建設(shè)，開(kāi)展面源污染防控。由于河網(wǎng)平原地區(qū)土地空間有限，土地利用高度破碎化，雖然利用坑塘系統(tǒng)可以有效控制面源污染物排放，但受制于成本、土地空間等因素，目前仍然難以推廣應(yīng)用。因此，源頭防控仍然是面源污染防控最有效的手段，通過(guò)提高田埂高度、優(yōu)化水肥管理等措施，可以大大降低面源污染排放量[43］。建議從基本農(nóng)田建設(shè)角度出發(fā)，將面源污染防控相關(guān)要求、標(biāo)準(zhǔn)融入農(nóng)田基本建設(shè)，結(jié)合近年來(lái)上海市制定的農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字化無(wú)人農(nóng)場(chǎng)戰(zhàn)略，以灌溉區(qū)（面積為30~50 hm2）為單元，開(kāi)展灌區(qū)尺度水分的精準(zhǔn)管理，發(fā)揮稻田增“匯”、減“源”的作用。對(duì)于有條件的區(qū)域（例如圩區(qū)內(nèi)“圩中圩”等地形低洼且相對(duì)封閉區(qū)域），通過(guò)水系循環(huán)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“零”污染排放；適當(dāng)開(kāi)展排水溝渠等的生態(tài)化改造，將排水溝渠作為農(nóng)田邊界景觀的一部分，實(shí)現(xiàn)凈化排水、增加稻田生態(tài)系統(tǒng)多樣性的功能[44］。

2）減“污”降“碳”，提升土壤健康度。完善秸稈綜合利用模式，逐步降低稻田碳排放。實(shí)現(xiàn)秸稈機(jī)械化還田與離田利用雙措并舉，以秸稈還田托底，在提高秸稈還田工作質(zhì)量基礎(chǔ)上，逐步適當(dāng)提高秸稈離田利用比例，從秸稈收儲(chǔ)、利用等環(huán)節(jié)，優(yōu)先鼓勵(lì)秸稈離田利用，支持基料化、飼料化、燃料化等秸稈產(chǎn)業(yè)化利用模式，以鎮(zhèn)、村為單位形成集中收集、利用秸稈加工有機(jī)肥的示范基地，支持引導(dǎo)農(nóng)業(yè)企業(yè)、專(zhuān)業(yè)合作社、種植大戶(hù)發(fā)展以秸稈為基料的食用菌生產(chǎn)，并提升水稻基肥中有機(jī)肥比例，打通循環(huán)農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵堵點(diǎn)。

優(yōu)化綠肥種植模式，提升土壤健康度，做到藏糧于地。由于綠肥經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，綠肥雖然能夠培肥土壤，但不能直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)收入，農(nóng)民普遍不愿意種植，導(dǎo)致綠肥種植效果較差，部分綠肥種植流于形式。因此，建議加快培育出集土壤改良、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益于一體的新型綠肥植物品種，創(chuàng)新兼顧綠肥、蔬菜、飼料和賞花的綠肥種植模式與技術(shù)，提升種植綠肥的積極性[15］。

4.3 打造稻米品牌，實(shí)現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值

要實(shí)現(xiàn)稻田綠色生產(chǎn)的生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值，除了通過(guò)財(cái)政轉(zhuǎn)移等途徑外，可以通過(guò)品牌效應(yīng)，將生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。公共品牌的建設(shè)，是品牌效益實(shí)現(xiàn)的重要途徑[45］，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者利益需求（提高效率、降低成本）、政府對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外部性（生態(tài)安全、糧食安全）需求、以及市場(chǎng)需求（尋找優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品，降低交易成本）三者有機(jī)結(jié)合的“最大公約數(shù)”。

在品牌建設(shè)過(guò)程中，生產(chǎn)主體（家庭農(nóng)場(chǎng)、合作社）面臨的關(guān)鍵問(wèn)題是如何優(yōu)化組織形式，解決“小個(gè)體”如何面對(duì)“大市場(chǎng)”的問(wèn)題。上海是我國(guó)家庭農(nóng)場(chǎng)起步較早的地方，家庭農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)成為水稻種植的重要主體。然而，和美國(guó)動(dòng)輒幾百公頃的“大而粗放”的家庭農(nóng)場(chǎng)相比，上海的家庭農(nóng)場(chǎng)特色是“小而精致”，以上海松江的家庭農(nóng)場(chǎng)為例，其平均規(guī)模在10 hm2以下[46］。研究表明，家庭農(nóng)場(chǎng)經(jīng)營(yíng)規(guī)模與生產(chǎn)效率呈倒“U”關(guān)系，要防止盲目擴(kuò)大土地經(jīng)營(yíng)規(guī)模造成的生產(chǎn)效率的下降[47］。對(duì)于土地高度破碎化、人多地少、長(zhǎng)期以來(lái)依靠精耕細(xì)作的江南地區(qū)，在品牌創(chuàng)建過(guò)程中尤其需要從生產(chǎn)到加工到銷(xiāo)售的“縱向”一體化，注重產(chǎn)業(yè)鏈的延伸，為品牌化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)，而不僅是“橫向”一體化做強(qiáng)大米產(chǎn)業(yè)（即規(guī)模效應(yīng)）[48］。

政府要在公共品牌的建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮“主角”作用，其主要作用體現(xiàn)在2 個(gè)層面，一是促進(jìn)糧食生產(chǎn)主體（種糧大戶(hù)、家庭農(nóng)場(chǎng)等）自身的生產(chǎn)效率以及對(duì)接市場(chǎng)能力，即鼓勵(lì)家庭農(nóng)場(chǎng)（農(nóng)戶(hù)）+龍頭企業(yè)（合作社）等合作形式，在生產(chǎn)主體之間橫向的合作基礎(chǔ)上，加強(qiáng)“縱向”的加工與銷(xiāo)售整合能力，依托龍頭企業(yè)（合作社），實(shí)現(xiàn)“縱向”的規(guī)?；瑸槠放频膭?chuàng)建、管理提供基礎(chǔ)；二是通過(guò)農(nóng)業(yè)農(nóng)村主管部門(mén)、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門(mén)及其他聯(lián)合組織，成立公共品牌管理機(jī)構(gòu)，制定公共品牌的管理制度，將對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求納入品牌管理，在綠色認(rèn)證的基礎(chǔ)上，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建立并維護(hù)公共品牌，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效管理。

在產(chǎn)品銷(xiāo)售方面，可以借鑒“地產(chǎn)地消”模式，形成穩(wěn)定市場(chǎng)。上海是糧食的主銷(xiāo)區(qū)，水稻的生產(chǎn)除了滿(mǎn)足本地農(nóng)戶(hù)的口糧外，主要銷(xiāo)售到市區(qū)。雖然市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品眾多，但上海地產(chǎn)大米也有口感軟、上市早的優(yōu)勢(shì)，滿(mǎn)足了市民的需求，具有自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?！暗禺a(chǎn)地消”作為日本的舶來(lái)品，指按照本地消費(fèi)者的需求進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)本地農(nóng)產(chǎn)品的銷(xiāo)售活動(dòng)，給消費(fèi)者和生產(chǎn)者交流的機(jī)會(huì)[49］。近年來(lái)，上海的早熟品種“國(guó)慶稻”“八月香”的生產(chǎn)以及新米評(píng)選等活動(dòng)，已經(jīng)具有“地產(chǎn)地消”理念。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)借鑒“地產(chǎn)地消”模式，根據(jù)上海消費(fèi)特征，完善本地銷(xiāo)售渠道，形成“地產(chǎn)地消”的常態(tài)化機(jī)制，對(duì)于地產(chǎn)大米的品牌溢價(jià)形成尤為重要。