豫东平原种植业生态效益和经济效益“双赢”的技术措施

史国敏，张海芝，王生军，徐 丰 (周口市农业科学院，河南周口 466001)

种植业结构的调整是涉及当前粮食生产问题、食物结构改变及发展优质高效农业总体布局的一项举措。由于过去相当长时期内单纯抓经济效益而忽视生态效益，导致农业生态系统出现不稳定、不平衡，农业生产产生种种矛盾，如土壤肥力下降、病虫害猖獗、环境污染等［1-2］。农业生产中虽然投入了大量的农药、化肥等，但仍然不能获得应有的产量和效益报酬，造成了农业资源浪费。

河南省周口市农业科学院研究人员基于对平原区种植业结构的研究，结合豫东平原实际调整农业生产内部的种植业结构，在传统的二元结构中加入饲料作物，进而形成合理的“粮-经-饲”三元结构体系，有利于促进畜牧业的发展，改豫东平原区以耗粮型的猪禽饲养畜牧业为以大量富于营养的高效饲草饲料饲养的畜牧业，同时带动各项工业的发展，如肉食品加工业、皮革加工业等，从而实现种植业的再次增值，增加农民收入，实现由植物农业向动物农业、农业大省向农业强省的转变。而且农产品的多层次综合循环利用，对净化农村环境、提高农业资源化利用和农业可持续发展能力具有重大意义［3］。

1 豫东平原原种植业结构存在的问题

通过调查研究，分析得出豫东平原农作区2009年以前的原有种植业结构存在以下几方面的问题。

1．1 种植结构单一，农业生产结构比例失调 周口平原种植业结构调整，以往较偏重粮食和经济作物双发展的二元结构，其中粮食只注重抓小麦，经济作物只注重抓棉花、蔬菜。所以，小麦、棉花等常年套作，小麦、棉花、蔬菜等作物组合长期连作，年内虽有不同的作物更替，但均属耗肥作物，不能调节土壤养分，反而片面消耗土壤中的氮素等养分;同一作物组合的长期连作，病虫草随着连作年限延长而累加;导致土壤理化性质变化，土壤肥力下降。这些原因造成该区粮食单产达到一定水平后，增长势头减缓，出现徘徊局面。2009～2011年，周口市小麦单产在4 500 kg/hm2(麦套产量)上下排徊;棉花产量降低，品质下降，皮棉产量由2009年的1 725 kg/hm2，下降到2011年的1 200 kg/hm2，棉花衣分率下降了1．8个百分点。由于种植制度单一，畜牧业发展主要靠粮食，经济效益低。2009年的农业总产值中，种植业占65．6%，畜牧业占25．4%，副业占3．0%，林果蔬占 5．8%。

1．2 种群结构简单，有机物质未能循环利用 种植业生产产品单一，养殖畜牧业养猪比重大，其他所占比例均较小。由于食物链数量少和种群结构过于简单，生态系统物质、能量转化率低，一级生产在生态系统中占主要地位，但缺乏有效利用一级产出副产品(秸秆)的二级生产。大量秸秆当柴烧或无为焚烧，秸秆还田数量少，宝贵的有机氮损失殆尽，对资源造成极大浪费，同时不利于碳的保持和土壤肥力的提高。直接燃烧秸秆是一种极其落后的能源利用方式，其社会效益、生态效益、经济效益都很低。烧掉1亿kg玉米秸秆，相当于损失有机物质3．3万t，其中的氮素相当于2 000 t硫酸铵的氮含量。大量的秸秆被作为燃料烧掉，贫瘠的土地因得不到有机质的补偿而不断衰竭，致使土壤胶体品质变差，结构变坏，肥力不断下降，产量不断降低。为了维持现有产量水平，不得不使用大量的化肥，并由此导致一系列严重后果。

1．3 化肥施用量过大，土壤养分比例失调 统计结果表明，豫东平原地区单位土地面积施用化肥量303．0 kg/hm2(折纯量)以上，大大超出了发达国家设置的225 kg/hm2的安全上限，而所施化肥平均利用率仅为30%～40%。种植业靠长期使用大量化肥，尤其是以氮肥来维持高产，已形成恶性循环，造成土壤板结、地力下降、氮肥利用率低等不良后果。据2007年调查分析，当年有机氮、无机氮施用之比仅为0．46∶1，而适宜的有机、无机氮之比元为1∶1．1～1．2，这样造成氮素化肥利用率不到35．0%，剩余的65．0%，一部分随雨水流失，污染水体，另一部分分解残留于土壤中。

2 种植业结构的调整措施

该区农业结构调整的目标是充分而合理地开发利用各种农业自然资源和社会经济条件，以适度的能源和物质投入与适用有效的农业技术措施相结合，求得农业生产稳定、持续、均衡的增长。调整的主导思想是:优化种植业结构、保证粮食安全，形成粮、经、饲协调发展，农业增效、农民增收，生态效益显著的局面。

2．1 稳定麦棉面积，扩大玉米、油菜面积 该区属粮棉适宜生长区，不能过度压缩小麦、棉花面积，种植业结构仍以小麦、棉花为主体，以保证粮食安全和棉花生产的优势，但要改革麦棉套作种植为麦棉、油棉接茬连作的种植制度。因为随着生产的发展，长期的麦棉套作逐渐暴露了一定的局限性，如不利于轮作倒茬和深耕施肥;麦棉共生期相互影响大，病虫害发生严重等，并且本区域的热量和水份条件能够满足油棉、麦棉两熟的需要。

根据该区对粮食和畜牧业及食品工业的需要，将原有的粮、经二元结构，优化为粮、经、饲协调的格局。以淮阳为例，各作物比例为小麦占复种面积的56%，棉花占17%，玉米间作大豆和花生占15%，油菜占4%，牧草占3%，林果蔬菜占5%。

2．2 优化粮食种植结构和经济作物品质结构 优化粮食种植结构，形成口粮、加工用粮和饲料粮协调发展的格局。在优化小麦口粮品质(粉质、面白、易磨)的同时，针对国内外食品工业用粮快速增长的形势，积极发展优质高产适销价俏的优质工业用小麦，并发展优质高效的饲用玉米、大豆等，以加快畜牧业的发展。农产家养畜禽饲料年消耗小麦占粮作总产的1/5，而且饲养的畜禽生产能力差，饲养周期长，经济效益低。通过试验配合饲料养猪每增重0．5 kg毛重所用精料比当地常用粮食养猪少1．03 kg，育肥周期缩短46 d，饲料成本降低0．85元。因此，增加玉米、大豆等饲料粮作面积，不仅有利于食品和饲料加工业的发展，而且有利于生态系统内部物质和能量循环。

优化经济作物品质结构，还可增强市场竞争力，提高农业经济效益。经济作物结构的调整不仅在于提高种植面积，而且更重要的是优化品种结构，即改变该区经济作物低质低效的现状，积极发展市场竞争力强、经济效益适销对路的品种。因为市场需求在不断地变化，所以品质结构的调整是一个永恒的主题。经济作物种植结构调整后，棉花施行统一供种，种植高产优质专用棉、特产黄花菜、芦笋、食用菌、名优小杂果等经济作物产品，改良其加工工序，提高品质，以适应市场需求的不断变化。

2．3 发展多种形式的间作套种，提高生态和经济效益 建立合理的种植业结构，必须强调用养结合，促进生态平衡和提高经济效益。而调整种植业结构要从生态地位出发，发展多熟制间作套种，提高经济和生态效益。既研究作物在物质循环中的作用和对土壤肥力的影响，又要从经济出发调整种植业结构比例。在作物构成中增大花生和大豆的比重，大豆和花生主要营养物质大多保留在生态系统内，可通过家畜家禽过腹还田。油菜的生态地位与豆类相似，其吸收利用磷的能力很强，而且菜籽饼和秸秆又把大部分氮转移给土壤，所以种植业结构调整中，要发展一定的玉米间大豆、花生和油菜及棉花间大豆等。

2．4 做强做大畜牧业，增加农民收入 畜牧业前连种植业、后连加工业，是农业参占国内外市场竞争的优势产业，也是农民增收的主要产业。按目前的效益水平，饲养1头单产5 t的奶牛，年纯盈利可达4 000元，相当于3 hm2粮食的收入，出栏1头商品猪或肉羊或10只大鹅可盈利200元，1头肉牛可盈利350元。可围绕养殖建设一批青贮饲料基地，发展奶牛肉牛、肉羊、皮山羊、生猪、家禽养殖基地。

2．5 加强农作物秸秆在生态农业中的综合利用 按照生态学“整体、协调、循环、再生”的原理，围绕秸秆这一宝贵资源，把养殖业、种植业、农副产品加工业、能源和环保等有机地连接起来，以达到农业经济效益、生态效益和社会效益协调稳步增长的一种农业模式。从秸秆资源转化的目的和用途看，主要利用途径分为作饲料、肥料、能源、培养料和多层次循环利用方式。采用发酵秸秆既可生产高产气率的沼气作为优良能源，同时厌氧消化残留物又可成为低值高质的厌氧饲料和肥料。积极发展农作物秸秆原料化，如作为造纸、糠醛原料，制作秸秆餐具等。

［1］张占贞，王兆君．林业产业集群生态系统结构及平衡条件分析［J］．安徽农业科学，2012，40(18):9731-9733，9873．

［2］马衍霄，李晶，钟少华，等．关中-天水经济区农田生态系统服务功能正效益时空差异研究［J］．安徽农业科学，2013，41(5):2201-2204．

［3］李子蓉，邱妍，袁建军．富丽乡村建设与循环农业协同发展探讨［J］．安徽农业科学，2013，41(2):703-706．