東北地區種植業環境污染現狀分析

王榮興，金春玉

（1.吉林省農業環境保護與農村能源管理總站，吉林 長春 130033；（2.吉林省敦化市江南鎮農業技術推廣站，吉林 敦化 133799）

廣義的東北地區即包括遼寧省、吉林省、黑龍江省和內蒙古自治區東部三市一盟（赤峰市、通遼市、呼倫貝爾市和興安盟）。自南向北跨中溫帶與亞寒帶，屬溫帶季風氣候，四季分明，夏季溫熱多雨，冬季寒冷干燥。 自東南而西北， 年降水量自 1000 mm 降至300 mm 以下，從濕潤區、半濕潤區過渡到半干旱區。降雨集中多以中到大雨形式出現，7～9 月的降雨量占年降水量的70%左右。 年平均降雨量400～700 mm，水資源總量為1.416×107m2，人均占有量為1213.98 m2。是我國重要的農業和工業基地， 維護國家糧食安全、國防安全、生態安全、能源安全、產業安全的戰略地位十分重要，關乎國家發展大局。

東北地區土壤以黑土為主，盡管它是世界三大黑土地中面積最小、氣候條件最寒冷、農業開發條件最惡劣的，但在特定的歷史條件下，舉全國之力，只用了六十多年的時間，成為“中華大糧倉”，是中國重要的玉米、粳稻等商品糧供應地，糧食商品量、調出量均居全國首位。 遼吉黑三省2019 年的糧食產量分別為：2430 萬、3878 萬、7503 萬噸，三省的糧食產量超過全國1/5。 從單產上看， 遼吉黑的單產分別為6965、6870、5233 公斤/公頃，除黑龍江省的積溫過低導致其單產低于全國平均水平（5720 公斤/公頃），吉林和遼寧多以一季為主的單產仍然顯著高于全國平均水平，說明東北地區的糧食生產水平較高。但從另一個方面來看，這種高投入的農業生產，如果處理不當，對農村環境的污染風險更高。 主要體現在如下幾個方面：

1 化學肥料

農業生產過程中，為了追求穩產高產，農民習慣性過量施用化學肥料，不考慮肥料的經濟效益，更無暇顧及環境效益，產量增加是終極目標。 一方面化學肥料的過量投入， 使一部分肥料未得到有效利用，導致利用率偏低，經濟效益低；另一方面肥料過量施用容易造成土壤板結，影響土壤質量。從環境角度來看，未被作物利用的肥料在土壤中作為污染物的“源”，通過微生物作用產生氧化亞氮等溫室氣體引起大氣污染，通過地表徑流和淋溶作用分別對地表水和地下水造成污染，引起水體富營養化，導致水質下降。

東北地區，尤其是東北地區的中南部區域，施肥過程中有兩種做法對環境極其不友好。一是高氮施肥模式，過量氮素使水體富營養化風險極高，對土壤酸化影響也很大。 二是“一炮轟”施肥的方法，這種方法是在播種時將作物一生所需的肥料一次性施入土壤，這種施肥方式最大優點是節約勞動力成本，農民可以利用節省下來的時間打工賺錢， 容易被農民自覺接受，所以在農業生產中的普及率極高。 但是這種做法缺點是肥料利用率低，環境污染風險大，因為作物種子萌發期和苗期對養分的需求量很小，不需要大量的肥料， 而這個時期恰好是耕地覆蓋度最低的階段，抗水蝕能力極差，施入到土壤中過量的肥料很容易隨地表徑流遷移出土壤，而作物到了生長中后期，養分需求量激增，“一炮轟”施肥還容易造成脫肥現象。 在作物的中后期，耕地的地表覆蓋度增加，抗水蝕能力增強，可以通過追肥的方式來給作物補充養分，這一點上，黑龍江北大荒農墾集團一些農場“基肥+追肥+葉面肥”的模式值得借鑒和推廣。

另外，保護地種植的化肥投入量更大。 受低溫等氣候因素限制，我國北方地區的保護地種植比例要遠高于南方地區，因為只有通過保護地種植，才能滿足人們對早晚熟蔬菜水果的需求。保護地種植的復種指數較高，所以化學肥料投入更大，過量的化學肥料主要影響地下水的水質，尤其對地下水硝態氮含量的影響更大。

2 有機農藥

在東北，由于冬季寒冷，植物的病害和蟲害相對弱于南方地區。因此，在東北的大田種植過程中，殺蟲劑和殺菌劑的污染風險相對較小，應該更多地關注除草劑引起的污染。 莠去津、乙草胺等是常用的玉米田除草劑，氟樂靈、異丙甲草胺等是常用的大豆田除草劑，氰氟草酯、雙草醚、五氟磺草胺、丁草胺是常用的水田除草劑。 由于東北地區經常同一種作物連片種植，極容易產生面源污染，除草劑污染應嚴格監控。例如，新版的《生活飲用水水質標準》中對莠去津的限值為0.002 mg/L，要嚴于六六六的限值（0.005 mg/L）。

除大田以外，東北地區有機農藥用量比較集中的地方出現在設施農業和中藥材種植。對于設施農業來說，高溫和高濕環境有利于作物生長的同時也有利于病菌和害蟲的生長，因此設施農業的有機農藥污染更多的要關注殺菌劑和殺蟲劑在農產品的殘留和對環境的污染。 對于中藥材種植來說，由于中草藥生長周期比較長，病菌在植物定殖后容易繁殖，因此，中藥材種植過程中，農藥的使用要嚴格按規定執行，避免農藥殘留超標。 前幾年，國家提出農藥化肥零增長的目標之后，位于長白山、大小興安嶺的一些縣市，依托當地資源優勢，通過發展中藥材種植產業，已實現化肥農藥雙減半，實際上這種做法的確可大幅降低化肥用量，但對農藥污染風險可能更高。

3 農膜

農用地膜具有增溫、固水保水和防治雜草和蟲害等功能，因此其增產效果更加明顯，尤其是在低溫缺水的區域。 因此，農膜覆蓋種植技術的推廣和普及促進了農業的穩產高產， 國家統計局的數據顯示，2018年遼寧、吉林、黑龍江三省的農膜使用量分別為11.8萬、5.6 萬、7.7 萬噸， 全國農用塑料薄膜使用量246.5萬噸，覆蓋面積在2 億畝。 主要用于棉花田、蔬菜田、瓜田、花生田等，農膜的廣泛應用帶來的白色污染問題也不容忽視。

實際上，廢棄農膜對環境的危害是多方面的：（1）酞酸酯類化合物的毒害作用。酞酸酯作為塑料制品的增塑劑，廣泛存在于土壤、水、大氣等環境中，其水溶性較差、脂溶性強，容易在生物鏈中傳遞最終進入動物和人類的體內，酞酸酯通過攝食進入動物或者人體后，肝臟是其主要的代謝器官，然后經腎臟后排出體外。酞酸酯出現之初，由于其急性毒性較低，其危害并未受到廣泛關注， 隨著塑料制品的應用量迅速增加，降解率逐漸降低， 酞酸酯對環境的危害逐漸受到重視，研究發現過敏、肺功能下降、哮喘、甲狀腺激素異常等與酞酸酯的一級降解產物--鄰苯二甲酸單辛酯（MEHP）有關[1]，后期的研究發現，酞酸酯還會引起哺乳動物的精子質量和數量下降， 進而影響生殖能力，還有可能引起乳房的早期發育。 （2）土壤中殘留農膜破壞耕層的土壤結構，破壞土壤空隙的通透性，阻礙土壤中水分的遷移；也會影響到氣體的擴散、導致毒害氣體局部積聚。（3）土壤中殘留農膜影響種植萌發、阻礙植物根系的生長發育，降低對水分和養分的吸收能力最終導致作物減產。 （4）土壤中殘留農膜使微生物和土壤動物的活力受到限制， 改變土壤生態系統，這種危害是無法估量的。

要想有效遏制農膜對環境的危害，一定要杜絕超薄膜的生產和使用。 在《聚乙烯吹塑農用地面覆蓋薄膜 （GB 13735-2017）》 實施之前， 農膜厚度標準是0.008±0.003 mm，為了降低成本，企業生產厚度低于0.005 mm 的超薄膜， 導致農膜回收困難； 在GB 13735-2017 實施之后， 規定的農膜最低厚度為0.010 mm，生產和使用成本有所上升，因此，監管部門要嚴格監控， 禁止不符合規定的超薄膜流入市場。另外，逐步建立廢棄農膜的回收制度，降低農膜在土壤中的殘留量。

4 秸稈

在20 年前，當時的秸稈產量相對較少，東北地區的秸稈主要作為農村燒柴，并未產生污染問題，近些年來，農村能源結構的改變和秸稈產量的增加，秸稈的問題日益突出。 一般來說，秸稈的產量是糧食產量的1.2 倍左右， 按此核算，2019 年東北三省的秸稈產量約為1.6 億噸/年，有效利用率不超過40%，其余部分以焚燒或拋棄為主要處理方式，環境壓力巨大[2]。在華北及以南地區，農田的秸稈主要通過還田的方式處理，秸稈問題逐漸解決。 但東北地區的秸稈通過還田手段來解決效果并不十分理想，主要是東北地區秋收后馬上進入冬季，第二年解凍后馬上進入播種期。 若作物收獲后產生的秸稈在第二年春播前腐解程度較低、還田深度不夠，會影響春播。 因此，東北地區的秸稈還田一定要有很好的農機配套、 以深翻還田為主。同時，還要加強保護性耕作的研究，以遏制黑土區土壤有機質的降低。