湖南省高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式與綜合技術(shù)研究總結(jié)

生態(tài)環(huán)境 2003, 12(4): 518-520 Ecology and Environment E-mail: 基金項目： 中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目（ KZCX2-SW-415； KZCX3-SW-426）；國家科技攻關(guān)項目（ 96-004-03-02）；湖南省科技攻關(guān)項目（ 97KJY2007） 作者簡介： 劉欽云 （ 1965 ），男，高級農(nóng)藝師， 副站長，從事農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測與管理工作。 *通訊聯(lián)系人 收稿日期： 2003-08-13 湖南省高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式與綜合技術(shù)研究總結(jié) 劉欽云 1，黃道友 2*，唐 昆 1，王翠紅 3，陳桂秋 2 1. 湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測管理站，湖南 長沙 410005； 2. 中國科學(xué)院亞熱帶區(qū)域農(nóng)業(yè)研究所，湖南 長沙 410125； 3. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，湖南 長沙 410128 摘要： 文章總結(jié)了 湖南省 10 年來推行高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式和推廣綜合農(nóng)業(yè)技術(shù)的理論和實踐，以及取得的效益。經(jīng)過 10 年的努力， 5 個試點縣的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到了顯著改善，農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟得到了巨大發(fā)展；累計推廣應(yīng)用面積 3.266 3106 hm2，新增產(chǎn)值 50.90 億元。 關(guān)鍵詞： 生態(tài)農(nóng)業(yè)模式；發(fā)展原理；綜合技術(shù)；示范；推廣；湖南省 中圖分類號： S181 文獻標(biāo)識碼： B 文章編號： 1672-2175（ 2003） 04-0518-0320 世紀(jì) 60 年代末，當(dāng)石油農(nóng)業(yè)弊端與能源危機出現(xiàn)后，人們更加注重運用生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理來研究和指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以生態(tài)農(nóng)業(yè)為中心的替代農(nóng)業(yè)在世界各國相繼涌現(xiàn) 1。我國也于 20 世紀(jì) 70 年代末提出了“ 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)” 的概念，并開始組織試點、示范和研究 16。 1993 年，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，農(nóng)業(yè)部、國家計委等 7 部委下發(fā)了關(guān)于組織全國 50個生態(tài)農(nóng)業(yè)試點縣建設(shè)的通知，湖南省慈利縣、長沙縣被批準(zhǔn)列入全國首批生態(tài)農(nóng)業(yè)試點縣。為順應(yīng)這一發(fā)展形勢，建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)強省，從 1993 年起，湖南省和科技部、中國科學(xué)院等有關(guān)部門將高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式及綜合技術(shù)研究與示范列為重點科技攻關(guān)課題，在研究制訂湖南省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃和生態(tài)農(nóng)業(yè)縣建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的同時，將全省劃分為山區(qū)、丘陵、平湖、城郊和工礦 5 大生態(tài)經(jīng)濟類型區(qū)，各選定 1 個代表性強的縣市進行縣域生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)與示范，建立了一批典型、實用的高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，研究和闡明了生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī) 律與原理，創(chuàng)造了大批生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的實用技術(shù)。 1 生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究 研究制訂的湖南省生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要（以下簡稱綱要），把生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)作為協(xié)調(diào)經(jīng)濟與資源環(huán)境矛盾和實現(xiàn)新世紀(jì)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的有效途徑；在全面、系統(tǒng)地分析全省自然資源特點、生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟發(fā)展水平、生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)實踐與成效的基礎(chǔ)上，闡述了湖南省建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的必要性和緊迫性，提出了全省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的指導(dǎo)思想與戰(zhàn)略目標(biāo)；將全省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)劃分為山區(qū)、丘陵、平湖、城郊、工礦 5 大生態(tài)經(jīng)濟類型區(qū)，并針對各類型區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè) 建設(shè)急需解決的主要問題，確定了丘崗地水土資源協(xié)調(diào)發(fā)展、農(nóng)業(yè)有害殘留物綜合治理、無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)等 12 項重點攻關(guān)技術(shù)，以及庭園生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用、退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建等10 項重點建設(shè)工程；結(jié)合湖南農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟實際，分別描繪了 2005 年、 2015 年和 2030 年前后全省生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)藍圖。 1998 年 3 月，綱要經(jīng)湖南省人民政府批準(zhǔn)并印發(fā)至各縣市，對加快湖南生態(tài)農(nóng)業(yè)強省建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展起了極為重要的促進作用。目前綱要已成為指導(dǎo)全省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的綱領(lǐng)性文件。 根據(jù)生 態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的區(qū)域性、階段性、多層次性等特點和湖南省的自然資源與社會經(jīng)濟狀況，結(jié)合國內(nèi)外有關(guān)研究成果 4, 6，從資源綜合利用、農(nóng)業(yè)與農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、技術(shù)構(gòu)成與科技進步、經(jīng)濟生態(tài)社會效益等方面選取了 30 多項指標(biāo)，在生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)試點縣、村、戶中進行量化分析與檢驗，反復(fù)推敲，逐步完善，最后形成了符合湖南實際，且包涵資源利用、環(huán)境質(zhì)量、經(jīng)濟水平等方面內(nèi)容的湖南省生態(tài)農(nóng)業(yè)縣（村 /戶）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)）。其中，保護性資源有效利用率，是符合生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的新概念，它的含意是既要合理利用現(xiàn)有資源，充分發(fā)揮資源效 益，又要加強對現(xiàn)有資源的保護與管理，杜絕掠奪性經(jīng)營，不使資源遭受破壞，并積極培植后備資源，確保資源的永續(xù)利用。在生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)中，水、土、森林資源的保護性有效利用率指標(biāo)十分重要。無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)率、退化土地面積治理率、病蟲害綜合防治率、農(nóng)劉欽云等：湖南省高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式與綜合技術(shù)研究總結(jié) 519 業(yè)廢棄物資源化利用率、森林植被率，是反映環(huán)境質(zhì)量狀況的重要指標(biāo)；農(nóng)產(chǎn)品商品率、耕地旱澇保收面積、種植業(yè)產(chǎn)出與投入比率、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與種植業(yè)產(chǎn)值比率、農(nóng)村潔凈能源、科技進步、人均純收入等，是生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的經(jīng)濟性能指標(biāo)。以上指標(biāo)比較全面、系統(tǒng)地反映了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的綜合性能。 1998 年 10 月， 3 個層次的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)由湖南省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)至各縣市，用于評價和衡量各地生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)成就。多年大規(guī)模的實踐證明，該標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)先進，科技含量高，針對性與可操作性強。 2 生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展規(guī)律與驅(qū)動機制研究 在全省山區(qū)（其代表為慈利縣）、丘陵（桃源縣）、平湖（沅江市）、城郊（長沙縣）、工礦（冷水江市） 5 個不同的生態(tài)經(jīng)濟類型區(qū)，選定 40 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、 434 個村（場）和 27.2 萬個農(nóng)戶，同時進行大規(guī)模的生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)與示范（ 5 縣市累計數(shù)據(jù)，下同），共開展了 33 項（次）的生態(tài)農(nóng)業(yè)重點工程建設(shè)，推廣應(yīng) 用了 53 項（次）的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)，重點建立了技術(shù)成熟、針對性與實用性強的可在湖南乃至整個南方丘陵區(qū)具有廣泛推廣應(yīng)用價值的巖溶山區(qū)“ 雨養(yǎng)旱作農(nóng)業(yè)” 、山地“ 林 -藥 -果 -糧 ”立體開發(fā)、丘崗區(qū)“ 糧 -豬 -沼 -果 -魚 ” 綜合開發(fā)、濕地“ 糧 -經(jīng) -牧 -漁” 全面發(fā)展、城郊區(qū)“ 城市服務(wù)型農(nóng)業(yè)” 、工礦區(qū)“ 環(huán)境綜合整治與集約農(nóng)業(yè)” 等 6種高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式 7，涌現(xiàn)出了一大批以沼氣為紐帶、各具特色的庭園生態(tài)經(jīng)濟示范戶 8。 通過對重點建設(shè)的 6 種高效生態(tài)農(nóng)業(yè)模式的結(jié)構(gòu)、功能以及演變過程等的系統(tǒng)研究 7, 9，出現(xiàn)如下的可喜變化：農(nóng)田種 植結(jié)構(gòu)，由糧食主導(dǎo)型向糧、經(jīng)、飼、肥多元型方向發(fā)展；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，由經(jīng)營耕地土地為主的耕地型向經(jīng)營非耕地土地為重點的非耕地型方向發(fā)展；農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，由耕地型向耕地型與非耕地型并重，繼之向耕地、非耕地與非農(nóng)產(chǎn)業(yè)型三者并駕齊驅(qū)的方向發(fā)展；以集水區(qū)為單元的土地開發(fā)利用，由傳統(tǒng)的耕地集約型向耕地集約 +山丘坡地部分集約的半集約開發(fā)型以及耕地、山丘坡地、水面全面集約開發(fā)型方向發(fā)展；村級經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，由單一的糧豬型向農(nóng)林牧漁綜合型，繼之向主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)帶動綜合發(fā)展的主導(dǎo)綜合型方向發(fā)展。由此揭示了生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)與發(fā)展的規(guī)律性、階段性和 方向，其發(fā)展進程的快慢主要取決于資源、市場優(yōu)勢的充分發(fā)揮，生產(chǎn)要素的合理配置與有效利用，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)（或項目）的比較利益高低以及科學(xué)技術(shù)進步推動等的動力因素和作用機制 7。 此外，還根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗研究提出了當(dāng)前生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)重點，即充分發(fā)揮資源或區(qū)位優(yōu)勢，不斷開創(chuàng)市場前景好、比較利益高、能保證較高邊際生產(chǎn)率的生產(chǎn)項目或產(chǎn)業(yè) 7, 9。 3 生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)及其原理研究 3.1 紅壤丘陵區(qū)水土資源的保護性開發(fā)利用 研究結(jié)果 1012主要有如下幾方面。（ 1）第四紀(jì)紅土母質(zhì)發(fā)育的紅壤，土壤允許侵 蝕值應(yīng)小于500 t/km2、降水徑流系數(shù)應(yīng)為 0.10 0.25。防止水土流失、建立水土資源協(xié)調(diào)發(fā)展機制，最重要的就是控制和減少降水的地表徑流、擴大土體內(nèi)滲流。（ 2）高標(biāo)準(zhǔn)水保措施治理過的丘崗地，降水徑流系數(shù)可控制在 0.10 左右、土壤侵蝕模數(shù)可控制在 200 t/km2 以內(nèi)，即使沒有外源性的物、能投入，生物產(chǎn)量與土壤肥力也能逐年增加。這說明只要采用治理與開發(fā)相結(jié)合的方法，丘崗地可以大規(guī)模開發(fā)，不會造成水土流失。（ 3）已改造成為等高梯土、深溝撩壕的坡地，每公頃 1.0 m 深 土體的蓄水量與 順坡種植 的相比 ， 豐水季節(jié)可 增蓄 864.0 1 066.0 m3的 土壤水 ， 少 雨 季節(jié)可增蓄 769.0 1 053.0 m3 的土壤水。 這說明“ 土壤水庫” 具有巨大的蓄洪、抗旱潛力。（ 4）占紅壤丘陵集水區(qū)總土地面積 10左右的塘堰，不僅可以增蓄陸面 10以上的降水、截留 78.1的侵蝕土壤和 65.4的流失營養(yǎng)元素，而且可使集水區(qū)降水的陸面攔截蒸散、塘堰蓄存、排出水量之比穩(wěn)定在 7 2 1。這既保障了集水區(qū)系統(tǒng)內(nèi)水土資源與養(yǎng)分的平衡和良性循環(huán)，又有利于丘崗區(qū)發(fā)展?jié)O業(yè)生產(chǎn)與抵御季節(jié)性干旱。 3.2 作物有機無機專用配方肥的研制開發(fā) 根據(jù)平衡施肥和測 土配方施肥原理，利用腐殖酸礦物的吸附特性和弱酸性化學(xué)性質(zhì)，研制開發(fā)成功的碳銨與腐殖酸礦物有機無機專用配方肥，克服了基質(zhì)氮源的物穩(wěn)性差、分解揮發(fā)快、利用率低等諸多不良缺點，在水稻、玉米、甘薯、苧麻、蔬菜、柑橘等作物或果樹上施用，氮素利用率提高了36.8%，不僅可以增產(chǎn) 17.1% 86.8%，而且還可減少 1/3 1/2 的農(nóng)藥用量，增產(chǎn)、增收與環(huán)保效果顯著 13。該專用配方肥增產(chǎn)的主要原因是養(yǎng)分全面且比例協(xié)調(diào)，腐殖酸礦物吸附、固持 NH4+使氮素利用率提高，顯著改良了土壤和刺激作物生長。 3.3 高毒農(nóng)藥有害殘 留物的控制降解 研究結(jié)果表明，（ 1）每公頃施用 2250 kg 生石灰后，甲胺膦在土壤中的半衰期由 28 d 降至 14 d，糙米等農(nóng)產(chǎn)品中的甲胺膦殘留量減少 37%以上；稻田全生育期淹水可使糙米中的甲胺膦殘留量減少18.5%；兩者有效結(jié)合，糙米等農(nóng)產(chǎn)品中的甲胺膦殘留量大大低于食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)，而農(nóng)作物不會520 生態(tài)環(huán)境 第 12 卷第 4 期（ 2003 年 11 月） 顯著減產(chǎn)。（ 2）水稻每季生產(chǎn)用藥 3 次，每次施用 50%甲胺膦乳油 750 1500g/hm2，不施用生石灰的最后 1 次施藥時間距收獲 30 d，或每公頃施用750 2250 kg 生石灰距收獲時間 20 d 的糙米中的甲胺膦殘留量 不會超過食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)。施用生石灰能加快甲胺膦水解、使降解半衰期縮短一半，是農(nóng)產(chǎn)品與土壤中殘留量大幅度降低的主要原因。 3.4 退化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建 針對占全省土地面積 47.2的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)已受到嚴(yán)重威脅， 11.5的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)已嚴(yán)重退化的現(xiàn)實，研究提出了退化生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建的主要技術(shù) 14, 15。通過小流域綜合治理、水土保持專項工程治理等措施，控制和防治了水土流失。對“ 三廢”污染的農(nóng)業(yè)用地，輕度污染的重點采用施有機肥、合理灌溉等農(nóng)藝措施進行改良；中度污染的施用土壤降污改良劑進行修復(fù)與改良 ；重度污染的則采取改變耕作制度、切斷食物鏈的措施進行改良。 4 縣域生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)與示范 研究期間，項目組與 5 個生態(tài)農(nóng)業(yè)試點縣市政府密切合作，共同建立了較大規(guī)模的區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)示范推廣體系，積極推廣、應(yīng)用本項目研究開發(fā)的階段性成果與成功經(jīng)驗。 據(jù)不完全統(tǒng)計， 5 個試點縣、市 1993 2002 年累計推廣應(yīng)用了 3.266 3106 hm2，新增產(chǎn)值 50.90億元。江澤民總書記，農(nóng)業(yè)部、科技部、中國科學(xué)院和湖南省的領(lǐng)導(dǎo)，先后到過桃源等生態(tài)農(nóng)業(yè)試點縣進行實地參觀考察；中央電視臺、農(nóng)民日報等 20多家新聞媒體相繼報道過本項 目的研究成果，產(chǎn)生了巨大的社會反響。研究成果均順利通過了國家或省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組的評審驗收。 致謝： 參加本項目研究工作的主要人員，還有鐵柏青（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)）、陳惠萍（中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)研究所）和傅源、燕惠剛、黃興（ 湖南省農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測管理站 ）等 5 位同志，作者在此謹(jǐn)致謝意！ 參考文獻： 1 馬世駿 . 中國生態(tài)學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略 M. 北京：中國經(jīng)濟出版社 , 1991: 1-15. 2 陳昌篤 . 持續(xù)發(fā)展與生態(tài)學(xué) M. 北京 : 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Research and demonstrating of efficient eco-agriculture models and integrated technology in Hunan province LIU Qin-yun1, HUANG Dao-you2, TANG Kun1, WANG Cui-hong3, CHEN Gui-qiu2 1. Station of Agricultural Environmental Monitoring and Management, Hunan Province, Changsha 410005, China； 2. Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China； 3. College of Resource and Environment, Hunan Agriculture University, Changsha 410128, China Abstract: 5 types of eco-economic regions such as mountains, hills, lakes, suburbs and factories were divided in order to practise eco-agricultural construction in Hunan province. A typical