3.1 我国资源节约型农业技术的扩散情况
3.1.1 节水农业技术
节约用水较早出现在1961年中央批转农业部和水利电力部《关于加强水利管理工作的十条意见》中,可见,我国重视水资源的节约与利用由来已久。我国耕地的80%分布在北方,自然降雨难以在数量和时间上满足作物生长需要。我国水资源相对匮乏,而用水总量较多,尤其是农业用水多,2008年用水总量为5910亿立方米,农业用水为3663.5亿立方米,农业用水占到了用水总量的62%,部分地区农业用水高达用水总量的80%。农业用水的90%是灌溉用水,利用率仅45%左右,利用系数不到0.45,不足世界上最缺水国家——以色列的50%。在农业缺水的情况下,农业灌溉用水量的比重逐年下降,加剧了缺水程度,在这样的状况下,农业灌溉仍存在巨大浪费。因此,发展节水灌溉是我国农业提高水资源利用效率、保障粮食安全的必然选择,而节水技术的扩散正是解决这一问题的关键所在。
在我国,发展节水农业的主要措施是合理利用水资源、实施节水工程和节水农艺、推行节水管理。利用国家农业综合开发项目特有的优势,建设大量小型水源工程(如小水窖、小塘坝)、机电井、机电排灌站、灌排渠系及其配套建筑,保证有灌溉条件的地区节水,实现农业用水控制和运行自动化。同时,利用农业节水技术手段进行土地整治,充分发挥地膜覆盖、秸秆还田、深耕深松、留茬免耕保墒、秸秆覆盖等农艺措施的示范作用。并且,对农民进行多渠道、多形式的节水技术培训,发动群众力量进行灌溉管理,有条件的地方还实施田间及大棚集雨灌溉、喷灌、微灌、渗灌、淡化利用地表微咸水、提高水资源再利用率。
据2009年水利统计公报显示,2009年全社会完成水利固定资产投资1702.7亿元,较上年增加6.1%。2009年中央安排节水灌溉示范项目财政投资1.42亿元(国债),带动地方配套和群众自筹1.2528亿元,总计投资2.6728亿元,其中,省、市、县财政投入6886万元,村集体投入448万元,群众自筹5212万元。建设123个节水灌溉示范项目。2009年中央继续对各地12亿元节水灌溉贷款进行了贴息,共落实5000万元的贴息资金,扶持和引导各地节水灌溉工程建设,有力地推动了节水灌溉事业的发展。
据2009年中国灌溉排水发展研究报告显示,2009年底全国灌溉面积9.775亿亩(65170千公顷),农田有效灌溉面积8.889亿亩(59260千公顷)。节水灌溉工程面积达到3.8633亿亩(25755千公顷),占农田有效灌溉面积的43.5%。其中,渠道防渗控制灌溉面积16749万亩(11166千公顷),占43.37%,低压管道输水灌溉面积9374万亩(6249.3千公顷),占24.27%,喷灌面积4390万亩(2926.7千公顷),11.36%,微灌面积2504万亩(1669.3千公顷),占6.48%,其他节水灌溉工程面积5616万亩(3744千公顷),占14.52%。
根据刘宇等(2009)对中国10个省节水技术的实证研究,表明我国节水技术采用村的空间分布很广,并且扩散很快,在调查阶段1995-2005年,节水技术的采用比例平均达到了87%,但采用节水技术面积不超过16%,说明节水技术的扩散还有较大的发展空间。按照其归类,节水技术可分为传统型、农户型和社区型,传统型节水技术包括畦灌、沟灌和平整土地;农户型节水技术包括地面管道、地膜覆盖、留茬免耕、间歇灌溉和抗干旱品种;社区型节水技术包括地下管道、喷灌、滴灌和渠道防渗等。研究发现,1995-2005年间,传统型技术只增加了47%,但从采用面积来看,仍是最重要的,农户型和社区型分别增加了200%和300%,但采用面积不足15%,这说明现代节水技术得到迅速发展,但还没有改变节水技术落后的局面,节水技术的发展空间仍然比较大。
从以上数据显示,政府对节水灌溉技术进行了很多工程和资金支持,但是从实际节水农业技术的实际采用面积比例并不大,因此,节水技术的采用仍有很大空间。
3.1.2 节地农业技术
在土地资源不可复制的背景下,节地农业技术的使用对降低土地资源的承载压力必将具有重要意义。节地技术所包含的范围很广,以下是列举的几类。首先,高产作物的推广较大程度地节约了土地使用面积,高产量从用地意义上说就是减量化,即生产同样品种同样重量的作物,如果使用良种,土地面积可大大减少。其次,立体农业也是节约土地资源的有效途径,如林粮、果粮、粮菜、果菜的间、混、套作等形式的多元立体种植技术充分利用了有限的土地资源和耕地资源。第三,有机生态无土栽培技术的发展,减少了土地的承载力。无土栽培不用天然土壤,而用基质,不用传统的营养液灌溉植物根系,而使用有机固态肥,并直接用清水灌溉作物(叶文虎和叶堂林,2006)。因此,发展无土栽培有利于提高作物产量和品质、减少农药使用、节水节肥省工。
节地农业技术由于其所包含的具体技术较多,各具体技术扩散的情况不同,有些技术如兼作、套种的技术在全国各地均有广泛应用,但无土栽培等先进技术的应用范围非常小。由于全国耕地的不可增加和不可复制性,因此为满足不断增加的人口对粮食需求的增加,必须进一步扩大对节地技术的应用范围。
3.1.3 节能农业技术
随着农用机械的推广,广大农村地区能源消费量逐渐增加,农村用电量、柴油消费量和农机总动力均逐年增加。目前我国农业机械的性能差、能耗高,农业生产节能潜力大。全国每年生产6亿多吨秸秆,但大多被农户焚烧,给环境带来了污染的同时,有着巨大隐患。农村有近1.5亿农户适宜发展沼气,还有大量宜农宜林荒山、荒坡和盐碱地可用于种植非粮能源作物、能源开发潜力大。
节能农业技术的宗旨是利用生物能源和可再生能源代替不可替代能源,通过对物质投入的节约,间接节约生产这些物质所需的能源,促进农业生产低碳化、农民生活清洁化。主要的节能技术包括:
第一,免耕覆盖技术、间套复种技术、轮作技术都在不同程度上带来了对能源的节约。免耕覆盖技术是将少免耕、秸秆还田及机播、机收等技术综合在一起形成的配套技术体系,如油菜免耕直播技术的推广,不仅节约了农民的用工投入,对燃油的节约也是一笔不小的财富。减少耕作,增加了地表覆盖度,改善了土壤状态,发挥了独特的生态经济功效。间套复种技术除了节约土地资源外,还利用不同作物之间在养分、水分吸收,生长发育特性上的差异带来的异质互补,通过充分利用光、温、水、气等自然资源,既增产增效,又节约人工辅助能投入。如利用豆科作物的固氮,禾本科与豆科作物间套作产生的解磷、解钾、解铁根系分泌物互作共益。广泛应用于黄淮海流域的小麦、玉米、花生间套作技术模式,利用小麦、春玉米套种夏大豆,比常规周年施肥量减少29.9%,但小麦、玉米、花生产量及总产分别增加9.3%、3.7%、4.8%和6.3%。现代轮作技术比连作更有利于微生物活动,提高土壤肥力,节约化肥农药的投入。轮作技术广泛分布于各主要农业产区,如长江流域的稻麦水旱轮作、西北与东北的禾豆轮作等,都取得了显著的经济效益、社会效益、能源效益和环境效益。据内蒙古海拉尔农垦局的统计,采用轮作相当于节能3000万千焦左右。
第二,设施农作节能技术,如冬春季节温室大棚中利用可再生农作物残体与副产品,以及利用人工保温材料等,达到保温、增温、增产增收、节省能源投入。此类技术包括秸秆生物反应堆技术、聚苯板新型材料节能技术、纸被加草苫节能技术、双层充气膜节能技术等。目前,这类技术多见于北方寒冷地区的温室大棚,尤其是用于蔬菜种植中,不仅能使棚菜产量提高50%,还能提早上市、改善蔬菜品质,获取更大的经济利润。
第三,畜禽粪便综合利用技术。将畜禽粪便经过一定的技术处理变成资源,在种植、养殖等之间进行循环利用,是目前许多地方构建循环农业生态产业链的重要保证。畜禽粪便经过发酵后进行还田作为肥料使用,是减轻环境污染、充分利用农业资源最经济有效的措施。畜禽粪便饲料化是畜禽粪便综合利用的重要途径,经适当处理可以杀死病原体,便于储存、运输,改善适应性,并能提高蛋白质的消化率和代谢能。畜禽粪便能源化是将畜禽粪便厌氧发酵产生沼气进行利用。沼气可以直接用作生活好生产能源,同时可以发电进行利用。沼液和沼渣还可以肥农田、果树,沼液还可以种蘑菇、养蚯蚓等。畜禽粪便的肥料化、饲料化和能源化技术是发展农业循环经济很重要的技术,因为这些技术是很多生态产业链得以运行的基础条件。
第四,农作物秸秆再利用技术。将农业生产过程中的副产品农作物秸秆,通过加工处理技术变为有用的资源加以利用,实现秸秆资源化(肥料化、饲料化、原料化、能源化),消除环境污染和生态破坏,是生态产业链重构的重要技术。农作物秸秆肥料化主要技术有秸秆直接还田、堆沤还田、过腹还田等。农作物秸秆饲料化是利用花生、山芋、玉米等农作物秸秆富含较高营养成分,通过青储、微储及氨化等处理措施,使秸秆中的纤维素、木质素细胞壁膨胀疏松,便于牲畜消化吸收的一种秸秆饲料利用技术。农作物秸秆原料化,一是利用秸秆作为造纸原料,利用小麦秸秆制取糠醛、纤维素,稻壳生产免烧砖、酿烧酒,稻草制取松纤维素、板材,植物秸秆还可以制作秸秆餐具等。二是利用稻草编织草帘、草苫,用于蔬菜产区的温室大棚等,三是秸秆可以制食用菌等。农作物秸秆能源化,一是利用进沼气池制沼气作为能源利用,二是秸秆气化作为能源利用,三是秸秆发电等。
这些技术虽然具有很好的发展前景,但我国目前农村的采用比例较小。因此,节能技术的扩散还有很长的一段路要走。
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