湖北蔬菜“一控两减三基本”技术模式

摘要：简述了湖北省蔬菜生产中影响农业生态环境的主要不利因素。结合生产实践和相关研究进展，介绍了利用蔬菜水资源利用技术、设施蔬菜水肥一体化及精准施肥技术、功能微生物药肥技术、病虫害“五层防御系统”技术、蔬菜废弃物生物转化利用技术、畜禽粪便生物转化利用技术等措施来实现蔬菜健康生产，减少农业环境面源污染的现实途径，提出了实现“一控两减三基本”目标的主体技术模式。

关键词：农业面源污染；化肥农药；蔬菜；“两减”技术；湖北省

中图分类号：S157.4；S63 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）05-1204-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.029

Technology Model for “One Regulatory， Two Reduction and Three Basic” Agricultural Pollution Control Goals in Hubei Vegetable

CHEN Lei-fua，QIU Zheng-minga，LIU Zhi-xionga，MIN Yongb，ZHAO Shu-junc，JIAO Zhen-biaoa，JIAO Zhong-jiua

（a.Cash Crops Research Institute； b. Hubei Biopesticide Engineering Research Center；

c. Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064， China）

Abstract： The main unfavorable factors affecting the agricultural ecological environment in Hubei vegetable production were briefly introduced. Combining production practice and related research progress， the vegetable health production technical models， such as the utilization technology of water resource， the technology of integrative water and fertilizer in protected vegetable， bio-organic fertilizer and biological pesticide，“five layer defense architecture” on pests and diseases resistance， the biotransformation and utilization of vegetable waste， and how to use these technologies to get the goals for agricultural pollution control were introduced， so as to reduce the pratical ways of agricultural non-point source pollution. The technical mode of realizing “One Regulatory， Two Reduction and Three Basic” was proposed.

Key words： agricultural non-point source pollution； pesticide and fertilizer； vegetable； "Two Reduction" technology； Hubei province

蔬菜是保障人民健康生活的民心工程和民生产业，已成为中国除粮食作物以外的第一大作物，是种植业中促进农民增收最具活力的支柱产业之一。湖北省是蔬菜生产大省，高山蔬菜、露地越冬菜、水生蔬菜、魔芋和食用菌产销的地域特色和外向型明显，近年来生产面积和产值大幅增加[1]。但和全国大多数地区一样延续着大肥大水传统增产方式，对局部农业生态承载力造成一定压力，面临着农业面源污染加剧的环境现状，农业部及时提出了“一控两减三基本”重大举措，将农村生产、生活、生态“三位一体”协同发展，把农业生产发展和农业资源环境相统筹，具有积极意义。笔者结合湖北省蔬菜生产实践中的经验和相关研究进展，在现有蔬菜健康栽培技术基础上，总结提出湖北蔬菜“一控两减三基本”主要技术模式，以供参考。

1 湖北省蔬菜生产中肥药施用和废弃物处理情况

湖北省蔬菜产业体量大，但配套生产技术水平参差不齐，大部分产区化肥农药长期盲目过量施用情况较普遍，造成农业面源污染严重，土壤健康度下降，蔬菜产品质量安全风险增加。

1.1 蔬菜生产水资源利用技术

湖北省地处长江中下游，水资源丰富，年降雨700～1 800 mm，但时空分布不均，是洪灾和旱灾多发省份之一，农业水利用率不足50%，低于全国平均水平。中东部平原地区夏季灾害性降雨频发，若排水不及时极易发生洪涝。鄂西南山区降雨量充足，但山地蓄水能力差，鄂西北二高山和丘陵岗地夏秋季易发生短期旱情[2，3]。

1.2 化肥农药使用量偏高

湖北省果树、蔬菜的化肥使用量整体偏高，蔬菜化肥使用量已达365 kg/hm2。以高山蔬菜为例，大白菜、辣椒、萝卜和甘蓝的施氮量分别达到300、351、202.5和166.5 kg/hm2，化肥施肥水平明显偏高[4]，致使生产成本居高不下，且不利于蔬菜的产量和品质。近几年的调查发现，施肥方式和观念正在逐步变化，从过去单纯注重施氮肥向注重施用硼、镁肥转变，从单纯使用化肥向注重施用有机肥转变，测土配方施肥推广迅速，农户从过去依靠单质肥料向使用复合肥转变，施用比例达到94%以上，但恩施地区使用商品有机肥的农户比例低的仅为4.9%，农家肥资源逐渐减少。

农药使用量逐年上升。经过多年管控，禁用的高毒高残留农药已基本杜绝，农民用药安全意识有所提高，85%的农户在买药时既注重药效又注意毒性。但受病虫害耐药性增加、连作障碍以及利益驱动影响，蔬菜用药量和用药成本仍不断上升[5]。以番茄为例，用药成本最高已达15 000～22 500元/hm2。农户识别病虫害能力差，盲目用药情况普遍存在。调查发现，超过50%的农户根据自己用药经验选药，30%的农户通过模仿他人用药方式而用药。此外，重治病轻防虫、安全防范意识差、产品农残超标等问题也普遍存在[6]。生物农药虽已开始受到关注，但推广使用范围十分有限。

1.3 菜田废弃物、农膜无害化处理率低

目前中国农作物秸秆的综合利用率约为76%，其中主要为粮食作物秸秆，菜田废弃物的有效利用更低[7]。湖北蔬菜废弃物以废菜残体和不合格蔬菜产品为主，多以堆放在地头自然干枯腐烂的方式处理，不合格产品随意丢弃倾倒现象普遍。尤其菜价低迷年因不合商品规格或滞销而浪费的蔬菜达数百万吨，腐烂后成为病虫害滋生传播的重要来源和点源污染源。

农膜污染也呈现逐年增加趋势，其中地膜污染最为严重。目前湖北省蔬菜生产中多采用0.004～0.008 mm的非降解膜，以0.006 mm膜使用量最大，使用寿命短，揭膜时易破难以回收，加之无相关政策扶持，回收利用率不足30%，且废旧地膜通常做焚烧或掩埋处理，造成大量面源污染。进入土壤中的废旧地膜自然降解缓慢，一方面会直接破坏土壤结构，降低耕地质量，有毒物质析出后直接污染地下水质；其次，残膜直接影响作物根系发育及分布，阻碍作物的养分吸收。此外，焚烧农膜会产生大量有毒有害气体，造成环境的二次污染，且残膜碎片易被风力转移，影响环境卫生[8]。

1.4 畜禽养殖粪便资源化利用潜力大

中国畜禽粪便产生量已超过工业固体废弃物产生总量，据估算，2020年全国畜禽粪便的产生量将达到42.44亿t，约有60%的养殖场缺乏必要的污染防治措施，养殖粪水对流域水体氮富营养化的贡献率高达10%～30%。湖北省2013年畜禽规模养殖的氨氮排放量约为3.02万t，粪水排放量大，受生产条件和成本限制，绝大多数养殖场走的是“处理-排放”的方式，众多小型养殖场甚至未经充分处理就排放，将畜禽粪便作为资源加工利用的仅为少数，长期以来种植业和养殖业相互分离的特点明显，资源化利用潜力巨大[9]。

2 湖北省蔬菜健康生产“一控两减三基本”技术模式

针对湖北省蔬菜生产中的诸多问题，结合各地蔬菜生产中的有益经验，经多年探索摸索出了一套蔬菜“一控两减三基本”的技术模式，通过对现有蔬菜生产方式的改进，最终达到兼顾节支增收和环境保护的目的，同时实现蔬菜生产过程和产品的健康。

2.1 蔬菜生产水资源利用技术

设施蔬菜产区结合微滴微喷节水灌溉技术和水肥一体化技术实现精准用水用肥；在鄂西及鄂北山区采用在高处林边修建简易的蓄水池收集降水和地表径流，并利用地形自然落差产生的水压，在干旱季节对坡下蔬菜作物进行微灌，可达到有效聚雨灌溉的目的，结合地膜覆盖、微蓄微灌技术种植蔬菜[10，11]，提高山区水资源利用效率。

2.2 蔬菜生产化肥农药减量技术

2.2.1 施用有机肥部分替代化肥 施用有机肥可有效改善土壤结构，同时有机肥养分全面，经过微生物分解能释放植物所需的各种矿质元素，促进营养平衡、改善产品品质[12]。采取有机无机肥配合使用，可明显提高肥料的利用效率，对改良和保护土壤具有重要意义。研究表明，每公顷地施用15 000 kg有机肥，可在不影响产量的同时减少30%的化学肥料使用量。在目前农家肥资源逐渐减少的背景下，应引导农民使用商品有机肥。

2.2.2 推广水肥一体化、精准施肥，减少化肥用量 设施蔬菜生产应推广水肥一体化技术，结合水肥膜下滴灌或喷雾的方式施入液态冲施肥、微肥等，可达到精准施肥的效果。膜下滴灌措施能将作物所需的养分和水分直接输送到作物的根部。同时，根据干旱情况控制灌水量，使湿润范围仅限于根系分布区域，减少水分蒸发和土壤深层渗漏，提高肥料利用率，从而实现节水、节肥、降低大棚内的湿度，改善作物微环境，减轻病害发生，同时节省劳动力。

2.2.3 使用功能微生物减肥减药 利用专用功能微生物，帮助转化分解释放土壤中的有效磷、有效钾，可提高肥料利用率，使有机肥和化肥的肥效更充分发挥，进而减少施肥量[13]。同时，功能微生物可改善土壤微生物群落结构，通过拌入有机肥或膜下喷滴灌的方式施入，可有效拮抗有害微生物，减轻土传病害，起到促生抗逆、消除连作障碍、控制病害发生的作用，有效减少化学农药用量。

多年试验表明，将专用功能微生物加入有机肥和育苗基质的种植方式，对预防缓解十字花科高山蔬菜根肿病效果明显，可有效降低大白菜、甘蓝病情指数50%以上[14]。设施蔬菜生产中，在蔬菜种植前，将功能微生物、粉碎的秸秆和豆粕等混匀，深翻入土并喷水浸湿土壤，然后覆盖地膜封闭大棚，通过高温焖棚和发酵产生的高温，以及功能微生物直接杀菌的联合作用，能在一定程度上修复连作的土壤[15]。通过该方法处理因连作导致茄果类青枯病和瓜类枯萎病高发的菜田，能使下茬新种植的番茄和西瓜的发病率控制在5%以下。

2.2.4 病虫害“五层防御系统”减少化学农药使用量 采用以生态、农业防治为基础，配合使用生物、物理、化学防治的措施，可实现病虫害的绿色防控，大幅减少化学农药使用量。经过多年研究设计出一套蔬菜病虫害五层防御系统，主要包括如下。

1）生态隔离防御。通过营造产地周边适宜蔬菜生长而不利于病虫害发生的生态因子环境，达到防御病虫害发生的目的，如高山蔬菜的不同海拔、不连片种植，利用山地沟岛效应、水旱轮作、伴生栽培方式等[11]。

2）物理隔离防御。通过网膜物理隔离，可有效控制迁飞性害虫及经雨水传播的病害。如高山茄果类蔬菜的避雨栽培，配合使用防虫网、杀虫灯、粘虫板、反光膜等技术。

3）农艺措施防御。通过采用抗病蔬菜品种及农业栽培技术来有效控制或减轻病虫害的发生，包括利用抗病抗虫抗逆品种、轮作换茬、间作套种、冬凌夏炕、高温焖棚、宽行密植、深沟高畦、田园清洁等农艺措施。

4）生物防治。通过天敌昆虫、性引诱剂来控制害虫的发生，以及通过有益微生物和植物源农药拮抗有害微生物来控制病害。

5）化学防治。必要时通过限量使用安全的化学农药来控制病虫害的大量发生。

3 蔬菜废弃物、畜禽粪便、菜田残膜资源化利用技术

3.1 菜田秸秆、蔬菜残次体生物转化循环再利用

目前已研制出在多种温度范围条件下，就地转化利用蔬菜废弃物的专用微生物菌剂，可快速降解蔬菜残次体。以高山蔬菜残次体为例，通过人为添加嗜低温细菌群、放线菌群和真菌群三类菌群的菌粉作为发酵原料进行堆肥发酵，适合于高山蔬菜废弃物的快速降解。发酵过程中产生的高温也可杀死内部病菌及虫卵，抑制病原菌的扩散。通过调整三类菌群的比例以适应不同蔬菜废弃物种类，可在9～16 d内将废弃物转变为腐熟有机肥料。

湖北省是食用菌生产大省，每年香菇出菇后的废弃菌袋数量较大，内含的菇渣是经微生物分解的优质碳源，利用专用微生物多废弃菇渣进行二次发酵，可转化为优良有机肥[16]。

3.2 畜禽粪便生物转化综合再利用

畜禽粪便中过量的钠盐、钾盐通过反聚作用会造成土壤结构破坏，并造成土壤的重金属污染，而传统的沼气池处理方式尚无法很好解决，且发酵过程受环境条件影响大，沼气产量不稳定，产生的沼液沼渣不便于运输保存利用，形成新的二次污染物。高效蝇蛆生物转化综合利用技术为畜禽粪便处理利用提供了一种全新途径[17]。利用专用蝇蛆在工厂化控制条件下投入畜禽粪便转化池内饲养转化，成虫经分离后可制成活性蛋白免疫增强剂或畜禽鱼饲料，剩余残留物及蝇蛆粪便可生产为优质有机肥。该方式下畜禽粪便的处理周期仅为3～4 d，粪量减容率达45.5%，过程稳定可控，粪便腐熟彻底，零污染，可实现养殖场粪便100%利用率。形成的有机肥中全磷、全钾和速效磷含量显著增高，可作为蔬菜生产的优良有机肥源。

3.3 农膜无害化处理

湖北省的蔬菜生产已大规模使用农膜、地膜，在增加蔬菜产量的同时也带来了废旧农膜污染问题。长期以来，受群众环保意识不强、回收利用技术落后、配套政策不到位等因素制约，农膜的无害化处理率较低。目前，废旧农膜再生加工技术正日渐成熟，配套专用捡拾设备可使农膜的回收利用效率大为提高。应通过回收加工企业的布点和带动，加上政府给予一定的优惠政策，采取“以奖代补”等方式，可建立起完善的农膜回收加工网络。此外，在加强回收利用的同时，禁止使用0.008 mm以下的超薄地膜，积极倡导应用环保型可控降解地膜，如生物降解膜和光降解膜等，能够有效降低残膜捡拾强度。研究表明，目前全生物降解地膜均能适应蔬菜农艺操作要求，且对作物的保温性和增产效果与普通地膜接近，应用前景广阔。

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