新疆棉花生產(chǎn)面臨的環(huán)境壓力

袁勁松 李雪源 王俊鐸 孫國清 梁亞軍 龔照龍 鄭巨云 艾先濤 郭江平

（1.新疆建設(shè)兵團(tuán)第一師16團(tuán)，新疆 阿拉爾 843008；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，新疆 烏魯木齊 830000；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，中國 北京 100081）

新疆作為我國最大的棉花生產(chǎn)基地，為我國棉業(yè)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。2012年以來，棉花生產(chǎn)形勢發(fā)生了較大變化，我國棉花生產(chǎn)重任更多地落在了新疆棉區(qū)。新形勢下，既要認(rèn)識到新疆植棉地位的重要性，也要認(rèn)識到新疆棉花生產(chǎn)面臨的巨大環(huán)境壓力。

1 新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 棉花總產(chǎn)居全國一半

改革開放以來，新疆棉花生產(chǎn)能力發(fā)生了巨大變化。從“一黑一白發(fā)展”戰(zhàn)略，到“優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)換”戰(zhàn)略，新疆棉花綜合生產(chǎn)能力不斷增強(qiáng)。一是已連續(xù)20年棉花總產(chǎn)、單產(chǎn)、調(diào)出量居全國第一。二是棉花總產(chǎn)占全國比重由改革開放初的3.03%，發(fā)展到20世紀(jì)80年代的4.9%，90年代的20.5%，到21世紀(jì)前5年的30%，實(shí)現(xiàn)棉花產(chǎn)量“三分天下有其一”的歷史性巨變。

1.2 棉花生產(chǎn)地位更加突出

一是新疆棉花生產(chǎn)戰(zhàn)略地位更加突出。新疆棉花生產(chǎn)不僅承擔(dān)著我國棉花生產(chǎn)安全重任，還肩負(fù)著糧食安全重任。受多種因素影響，近年來我國黃河、長江流域棉區(qū)面積不斷下滑，內(nèi)蒙古等新棉區(qū)建設(shè)短時期內(nèi)還難以形成規(guī)模，棉花總量的一半將由新疆產(chǎn)出。二是棉花在新疆的地位難以替代。新疆農(nóng)民植棉收入占總收入的35%。隨著紡織工業(yè)的發(fā)展，棉花生產(chǎn)還將承擔(dān)新疆產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)、由資源產(chǎn)業(yè)向商品產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變的重任。三是新疆明確提出堅持棉花大區(qū)地位不動搖。要進(jìn)一步鞏固棉花產(chǎn)業(yè)地位，棉花總產(chǎn)穩(wěn)定在350萬t左右，要開展66.67萬hm2（1000萬畝,1畝=667 m2）棉花高產(chǎn)工程建設(shè)，用7年時間，使這些棉田貢獻(xiàn)棉花總產(chǎn)的80%，其中33.33萬hm2（500萬畝）棉田皮棉單產(chǎn)達(dá)到 2700 kg·hm-2，33.33萬 hm2（500萬畝）皮棉單產(chǎn)達(dá)到2250 kg·hm-2[1]。

2 新疆棉花生產(chǎn)面臨的環(huán)境壓力

新疆棉花生產(chǎn)在發(fā)展的同時，堆積了大量環(huán)境問題。環(huán)境壓力已成為制約新疆棉花生產(chǎn)能力能否持續(xù)穩(wěn)定的深刻問題。

2.1 棉花生產(chǎn)壓力增大

350萬t的棉花生產(chǎn)能力對于新疆來說壓力是較大的。從布局看，我國棉花“三足鼎立”的生產(chǎn)布局，對于穩(wěn)定我國棉花生產(chǎn)、降低風(fēng)險具有重要意義。黃河、長江流域棉區(qū)棉花面積的下滑，在布局上加大了新疆棉花生產(chǎn)壓力。從自身看，350萬t的棉花生產(chǎn)能力必須有水資源保障、單產(chǎn)保障、效益保障及其他環(huán)境條件的保障。而新疆棉花生產(chǎn)一直以來依賴的生態(tài)和生產(chǎn)環(huán)境都十分脆弱。特別是水資源不足的壓力、技術(shù)創(chuàng)新不足的壓力、單產(chǎn)潛力發(fā)揮難的壓力、品質(zhì)優(yōu)勢不足的壓力、生態(tài)環(huán)境惡化的壓力、植棉效益下滑的壓力等多種不利因素。

2.2 新疆棉花生產(chǎn)面臨的水資源壓力

水資源保障是新疆棉花生產(chǎn)必須解決的第一要務(wù)問題。新疆農(nóng)業(yè)全靠灌溉生產(chǎn)。水是新疆農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最大的限制因子。在嚴(yán)格實(shí)行水資源管理制度下，棉花生產(chǎn)能力面臨水資源環(huán)境緊張的壓力[3-4]。一是水資源嚴(yán)重不足。新疆地表水年均徑流量882.4億m3，其中生態(tài)用水400億m3，地表可引用量482億m3。目前地表水引用量已達(dá)470億m3（地方400億m3，兵團(tuán)70億m3），其中農(nóng)業(yè)用水446.5億m3。 全疆（含兵團(tuán)）總用水量已達(dá)510億m3（地表徑流量引用470億m3，地下水40億m3），農(nóng)業(yè)總用水484.5億m3。二是棉花水資源消耗量大。棉花占新疆灌溉面積的三分之一（37.5%～33.8%）。以目前新疆約186.67萬hm2（2800萬畝左右）棉花面積（地方滴灌66.67萬hm2（1000萬畝）、非滴灌 66.67 萬 hm2（1000 萬畝）、兵團(tuán) 53.33 萬 hm2（800 萬畝）全滴灌）計，以目前全疆棉田基本灌溉定額4125 m3·hm-2、非滴灌棉田水系數(shù)1.667計，全疆棉花總的基本灌溉定額用水量95.5億m3，以目前全疆棉田灌溉用水定額平均4710 m3·hm-2計，全疆棉田總灌溉用水量108.8億m3。棉田灌溉需水100億m3，加上其他24億m3的洗鹽、運(yùn)輸水，生產(chǎn)350萬t棉花必須保障120億～130億m3的水，占農(nóng)業(yè)用水總量的24.8%～26.8%。以目前每立方水可生產(chǎn)出1.07 kg子棉、0.43 kg左右皮棉計，生產(chǎn)出350萬t皮棉必須有81.4億m3水的基本保障。三是節(jié)水潛力空間不平衡。一方面新疆棉田節(jié)水空間較大。2009年新疆地方系統(tǒng)高效節(jié)水灌溉面積75.65萬hm2，僅占總灌溉面積的19.2%。“十五”至“十一五”期間，高效節(jié)水灌溉面積以年均22.6%的遞增率增加。另一方面，兵團(tuán)、巴州、昌吉州等的高效節(jié)水面積已達(dá)一定規(guī)模，進(jìn)一步發(fā)展節(jié)水面積空間較小。因此，新疆棉花生產(chǎn)規(guī)模仍將受到水資源環(huán)境限制。四是灌溉面積逐漸增加。新疆（含兵團(tuán)）總灌溉面積533萬hm2。地方系統(tǒng)總灌溉面積393.35萬hm2，兵團(tuán)總灌溉面積139.65萬hm2。地方系統(tǒng)農(nóng)田有效灌溉面積262.07萬hm2，占總灌溉面積的67.6%。灌溉面積逐漸增加與單位用水量減少的趨勢，加劇了水土不平衡和350萬t棉花生產(chǎn)的用水緊張。上述問題說明，新疆棉花生產(chǎn)發(fā)展與水資源環(huán)境已面臨嚴(yán)峻考驗。

2.3 新疆棉花生產(chǎn)面臨的土壤環(huán)境壓力

目前新疆棉田的土壤環(huán)境與20世紀(jì)80-90年代土壤環(huán)境有較大差別。一是棉田土質(zhì)下降。據(jù)第三次土壤普查，新疆大部分棉田土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，北疆為1.29%～1.35%，南疆僅為0.85%～0.89%，屬中低水平；土壤速效鉀、速效磷的含量也較第二次土壤普查有不同程度下降[5-6]。20世紀(jì)80-90年代，新疆棉田以兩病兩蟲為主，且發(fā)生相對較輕，目前枯黃萎病重發(fā)，棉薊馬、盲蝽、棉葉螨等次生害蟲也均成為主要害蟲[7]。二是棉田土壤鹽漬化加重。據(jù)2004年統(tǒng)計資料顯示，新疆地方系統(tǒng)鹽堿耕地面積75.58萬hm2。2009年鹽堿化面積占總灌溉面積的19.2%，南疆占22.6%。隨著耕地面積擴(kuò)大，在水資源緊張下的情況下，棉田洗鹽水減少甚至難以落實(shí)，一些棉田土壤鹽漬化加重，保苗難度加大[8]。三是棉田殘膜污染嚴(yán)重。新疆地膜覆蓋種植面積達(dá)4700萬畝（不含兵團(tuán)），是我國地膜覆蓋面積最大、地膜用量最多的省區(qū)。每年新疆地膜使用量達(dá)15.94萬噸，但回收率不足10%。新疆棉田推廣地膜植棉已近25年，由于沒有有效的回收政策、措施保障，回收意識弱，加上大部分采取手工回收，回收率極低，導(dǎo)致土壤地膜殘留量高，地膜污染引起的潛在問題越來越嚴(yán)重。這些土壤環(huán)境的不利變化，加重了進(jìn)一步提高單產(chǎn)的難度[9-10]。

2.4 新疆棉花生產(chǎn)面臨的單產(chǎn)潛力難以發(fā)揮的壓力

保障350萬t棉花生產(chǎn)能力，必須進(jìn)一步提高單產(chǎn)。新疆棉花單產(chǎn)潛力巨大，但進(jìn)一步提高單產(chǎn)的壓力大。一是缺少突破性引領(lǐng)技術(shù)。目前一直沿用矮密早、高密度種植模式，常年一個模式，技術(shù)結(jié)構(gòu)雷同，品種同質(zhì)化強(qiáng)，使得單位面積成鈴數(shù)難以突破。二是大幅度提高單產(chǎn)的難度大。目前新疆棉花總產(chǎn)的保障是建立在規(guī)模面積（實(shí)際面積180萬～200萬 hm2）基礎(chǔ)上，維持現(xiàn)有實(shí)際面積，在保障水資源、現(xiàn)有技術(shù)和1740 kg·hm-2的皮棉單產(chǎn)水平下，即可支撐350萬t棉花生產(chǎn)能力。如果棉花實(shí)際面積調(diào)減到166.67萬hm2（2500萬畝）左右，目前的單產(chǎn)水平是生產(chǎn)不出350萬t棉花的。以實(shí)際棉花面積穩(wěn)定在160萬～173.33 萬 hm2（2600 萬畝）計，皮棉單產(chǎn)必須提高到 2025～2175 kg·hm-2，而目前實(shí)際單產(chǎn)平均在 1725～1875 kg·hm-2，因此，必須平均提高300 kg·hm-2，增產(chǎn)幅度16%以上，才能支撐350萬t的棉花生產(chǎn)能力。靠目前技術(shù)，大面積達(dá)到這么高的單產(chǎn)水平和增產(chǎn)幅度是有難度的。上述這些問題，嚴(yán)重制約著單產(chǎn)潛力優(yōu)勢的發(fā)揮。進(jìn)一步提高單產(chǎn)，需要新的、有突破性的引領(lǐng)技術(shù)。

3 新疆棉花生產(chǎn)環(huán)境目標(biāo)與任務(wù)

在目前棉花生產(chǎn)新態(tài)勢下，特別是在各種環(huán)境問題交織下，如何營造新疆棉花生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的良好環(huán)境，是新疆棉花生產(chǎn)面臨的重要任務(wù)。保障350萬t棉花生產(chǎn)能力，應(yīng)樹立環(huán)境觀。

3.1 新疆棉花生產(chǎn)環(huán)境目標(biāo)

把推進(jìn)水利化、機(jī)械化、科技化、信息化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、市場化、產(chǎn)業(yè)化、社會化、生態(tài)化建設(shè)，作為350萬t棉花生產(chǎn)的總環(huán)境目標(biāo)。

3.2 營造新疆棉花生產(chǎn)的環(huán)境任務(wù)

3.2.1 建立新疆棉花生產(chǎn)能力可持續(xù)發(fā)展、良性循環(huán)的生產(chǎn)模式

新疆棉花生產(chǎn)規(guī)模化、機(jī)械化、社會化、水利化的生產(chǎn)發(fā)展模式正在推進(jìn)，智能化、信息化的生產(chǎn)發(fā)展模式正在試驗示范。實(shí)踐經(jīng)驗表明，350萬t棉花生產(chǎn)模式應(yīng)建立在規(guī)模化、機(jī)械化、社會化、水利化基礎(chǔ)上，做到農(nóng)藝、農(nóng)機(jī)、水利、工程、生物、組織等技術(shù)措施相結(jié)合，加大節(jié)水工程建設(shè)、大力推廣膜下滴灌技術(shù)、集成優(yōu)化配套機(jī)采棉技術(shù)，合理推進(jìn)土地流轉(zhuǎn)使棉花生產(chǎn)向規(guī)模化轉(zhuǎn)變，壯大發(fā)揮農(nóng)業(yè)合作社等社會化服務(wù)組織。同時完善基礎(chǔ)設(shè)施、建立高效的產(chǎn)業(yè)集群、營造開放的市場環(huán)境、制定優(yōu)惠的棉花生產(chǎn)扶持政策，營造良好的生產(chǎn)環(huán)境。

3.2.2 創(chuàng)新新疆棉花生產(chǎn)能力可持續(xù)發(fā)展、良性循環(huán)的技術(shù)體系

保障350萬t的棉花生產(chǎn)能力，提高單產(chǎn)和效益至關(guān)重要。而沒有突破的技術(shù)，憑借現(xiàn)有技術(shù)集成及技術(shù)到位率，已經(jīng)很難大幅度提高單產(chǎn)。因此，提高單產(chǎn)的關(guān)鍵在于技術(shù)路徑的突破。一是建議在基于熱特征的技術(shù)體系基礎(chǔ)上，加強(qiáng)基于光特征的技術(shù)體系研究，將光熱2個特征的技術(shù)體系結(jié)合，形成進(jìn)一步提高單產(chǎn)的、光熱能量要素充分合理利用的技術(shù)體系。二是加強(qiáng)高效節(jié)水微灌技術(shù)的推廣和技術(shù)升級，地方加大膜下滴灌棉田推廣覆蓋率，試驗、示范、推廣更精準(zhǔn)更節(jié)水的智能化滴灌技術(shù)，科學(xué)推廣干播濕出技術(shù)。三是加強(qiáng)土壤環(huán)境治理，加強(qiáng)殘膜回收機(jī)、0.01 mm新標(biāo)準(zhǔn)地膜的推廣應(yīng)用，注重開發(fā)吸收效率高的農(nóng)藥化肥生產(chǎn)技術(shù)，加強(qiáng)可降解性好的或新型覆蓋物的研發(fā)。上述技術(shù)體系作為引領(lǐng)核心的技術(shù)。

［1］張平.“十二五”規(guī)劃戰(zhàn)略研究[M].北京：人民出版社，2010.

［2］李萬明.干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005.

［3］侯振安，龔江.干旱區(qū)滴灌棉花土壤水、鹽、養(yǎng)分運(yùn)移與調(diào)控[M].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2013.

［4］王忠，周和平，張江輝.新疆農(nóng)業(yè)用水定額技術(shù)研究應(yīng)用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社,2012.

［5］丁峰,徐萬里,梁智,等.新疆天山北坡經(jīng)濟(jì)帶滴灌棉田土壤質(zhì)量演變趨勢分析[J].農(nóng)業(yè)科技通訊,2009(3)：42-45.

［6］馬旭,田長彥,馮固,等.新疆農(nóng)田投入化肥時空變化及趨勢分析[J].干旱區(qū)地理,2006,29(3)：439-444.

［7］劉毅，李春燕，劉志剛，等.新疆膜下滴灌棉田病蟲害的發(fā)生特點(diǎn)及防治[J].江西棉花，2010，32（3）：61-62.

［8］魏云杰,許模.新疆土壤鹽漬化成因及其防治對策研究[J].地球與環(huán)境，2005(33)：593-597.

［9］姜益娟,鄭德明,朱朝陽.殘膜對棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2001,20(3)：177-179.

［10］王維崗,申玉熙.新疆農(nóng)田廢舊地膜污染狀況及防治措施[J].新疆農(nóng)業(yè)科技,2002(2)：5.

［11］王志堅,徐紅.新疆機(jī)采棉的調(diào)研與發(fā)展建議[J].中國棉花,2011,38(6)：10-13.

［12］李雪源.新疆棉花高效栽培技術(shù)[M].北京：金盾出版社，2013.