朱統(tǒng)泉　吳大付

摘 要：旨在探討中國小麥生產中主要問題。以中國主要糧食作物——小麥為研究對象，中國小麥生產近年來有了長足的發(fā)展，單產、總產都有了質的飛躍。在中國小麥生產過程中，隨著小麥單產水平的提高，形成了對化肥過分依賴；寶貴的作物秸稈成了農業(yè)廢棄物，成為農業(yè)面源污染源，以及化肥的不合理利用，導致水體富營養(yǎng)化和硝酸鹽污染，帶來了對環(huán)境的污染和破壞，還導致土壤酸化和結構的破壞；同時因地下水資源的過度開采導致地下水位持續(xù)下降，這些問題嚴重地制約了中國小麥生產。為此提出了相應對策，以促進中國小麥生產可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：小麥生產；問題；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號：S3 文獻標志碼：A 論文編號：2013-0569

The Discussion of Several Issues Concerning About Wheat Production in China

Zhu Tongquan1， Wu Dafu2

（1Zhumadian Academy of Agricultural Sciences， Zhumadian 463000， Henan， China；

2Henan Institute of Science and Technology， Xinxiang 453003， Henan， China）

Abstract： Some issues of Chinese wheat production were discussed in the paper. Wheat is the staple food crop in China， is taken as the research object. Wheat production has made great progress in recent year， the yield level， total output have been developed by leaps and bounds. However， with the level of wheat yields raising， the over-reliance on chemical fertilizer was formed， during Chinese wheat production process. At the same time， the valuable crop stalks not only turned into the agricultural waste， but also became the nonpoint source pollution. The chemical fertilizers was irrational use， leading to eutrophication and nitrate pollution of water body， and bringing pollution and damage to the environment， and led to the destruction of soil structure and soil acidification. The groundwater resources were over-exploitation， the groundwater levels were declined. The Chinese wheat production was severely restricted by these problems. Some countermeasures were proposed in this paper， in order to promote the sustainable development of Chinese wheat production.

Key words： Wheat Production； Problems； Sustainable Development

0 引言

小麥是中國三大糧食作物之一。中國2011年小麥播種面積僅次于玉米、水稻，達到了2427萬hm2，占中國糧食作物種植面積的21.95%，占中國谷物種植面積的26.67%；小麥總稱達到了11740.1萬t，占中國糧食總量的20.56%、占中國谷物總量的22.60%；同年全國小麥平均單產達到了4837.3 kg/hm2[1]。由于惠農政策的出臺，使得河南小麥實現“十連增”，全國糧食獲得了“九連增”的奇跡。但與世界單產水平高的國家比，差距還是比較大的，根據FAO對世界小麥生產國的統(tǒng)計，2006年中國小麥單產只有4455 kg/hm2，不足單產最高的阿拉伯聯合酋長國的45%（10000 kg/hm2）[2]。中國小麥總產世界第一，得益于中國播種面積是世界上第二多的國家（播種面積第一是印度）。盡管中國小麥連年豐產，但是在小麥生產過程中還存在對化肥“過分依賴癥”，單產水平較低。為此，作者對中國小麥生產中存在的問題，如小麥單產水平的提高，小麥生產中資源的高效利用等進行探討，以期為中國小麥生產提供理論依據，促進中國小麥生產持續(xù)發(fā)展。

1 高產依然是中國小麥生產追求的目標

隨著中國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的加快，有大量的耕地進行“農轉非”，也直接影響到小麥的播種面積。中國統(tǒng)計數據顯示，小麥2000年播種面積為2665.3萬hm2下降到2011年的2427.0萬hm2，播種面積減少了238.3萬hm2，減少了8.94%。同期，小麥總產從9963.6萬t增加到了11740.1萬t，增加了1776.5萬t，增幅達到了17.83%[1]。因此，為了養(yǎng)活養(yǎng)好日益增加的人口，就必須不斷提高小麥單產，在穩(wěn)定面積的前提下，才能獲得更多的小麥。因此，可以充分利用小麥冬春季節(jié)生長發(fā)育的特點，可與玉米、大豆等作物進行輪作，也可以與油菜、豌豆等冬作物間作，還可以與春播作物套種，提高種植指數，增加農作物周年產量，保證中國糧食安全；此外，小麥具有廣泛的遺傳基礎，有著多種多樣的形態(tài)，多姿多彩的栽培品種，廣泛的適應性，對溫度、光照、水分和土壤的要求較寬；同時，冬小麥有8個月左右生育期，可以通過播種量來調節(jié)播期，災后補償能力強，農藝措施調控余地大，有助于小麥穩(wěn)產、高產。加上中國小麥品種的改良、灌溉面積的擴大、化肥投入的增加、農業(yè)機械化水平的提高以及小麥田間管理技術的提高。因此，為了繼續(xù)追求小麥高產，今后要開展小麥高產、超高產研究與實踐，使得中國小麥生產更上一層樓。

2 資源高效利用是中國小麥生產面臨的重大課題

2.1 面對日益短缺的水資源，提高水分利用率是第一要務

在中國小麥區(qū)劃中，黃淮冬麥區(qū)是中國主要產區(qū)，也是中國生態(tài)條件最適宜于小麥生長的地區(qū)，該區(qū)包括山東全部、河南大部、河北省中南部、蘇北和皖北地區(qū)、陜西關中地區(qū)和山西南部、以及甘肅天水市全部和平涼及定西部分縣[3]。根據統(tǒng)計數據，2011年河南省、山東省、河北省、江蘇省和安徽省小麥總產分別是3123.0、2103.9、1276.1、1023.2和1215.7萬t，占全國小麥總產的74.5%[1]。在這個區(qū)域，特別是河南、山東和河北小麥生產因降水不能滿足小麥生長發(fā)育的需要，主要依靠地下水灌溉。在該區(qū)冬小麥生產中，在一定程度上說，沒有灌溉就沒有冬小麥生產。因對地下水的過度開采，導致地下水水位持續(xù)下降，形成了地下漏斗。據國圖資源部2003年公布的新一輪全國地下水資源評價數據，中國已有100多個地下漏斗，面積達15萬km2；其中華北平原深層地下水已形成跨冀、京、津、魯的區(qū)域地下水降落漏斗，有近7萬km2面積的地下水位低于海平面[4]。如何提高小麥生產中的水資源利用效率，延緩和恢復地下水位的抬升，才能使得中國冬小麥生產能夠持續(xù)發(fā)展。

2.2 中國小麥生產中必須走有機肥與無機肥相結合的道路

隨著中國化肥工業(yè)的發(fā)展和經濟條件的改善以及大批青壯年農民進城務工，使得中國農業(yè)生產勞動力以婦女和老人為主，同時因糧食價格偏低，種植業(yè)比較效益低下，導致中國農業(yè)生產肥料投入中，以化肥為主，有機肥從中國種植業(yè)中逐漸淡出，形成中國農業(yè)對化肥依賴癥，使得中國氮肥失控，加上農業(yè)秸稈和畜禽糞便利用的有限性，導致中國比較嚴重的硝酸鹽污染；工業(yè)“三廢”大量排放和綜合處理的有限性，以及水資源短缺和污水灌溉，加劇了土壤污染，在一定程度上威脅到中國糧食生產潛力。

2.2.1 小麥生產中出現嚴重的化肥依賴癥 根據中國統(tǒng)計資料，從2000年到2011年，糧食總產從46217.5萬t增加到了57120.8萬t，提高了1.24倍；同期谷物總產從40522.4萬t增加到了51939.4萬t，提高了1.28倍；化肥使用量從4146.3萬t增加到了5704.2萬t，提高了1.38倍[1]；從此可以看出，化肥使用量的增加快于糧食總產的提高。

因化肥特別是氮肥的大量使用，導致土壤酸化。根據中國土壤肥力監(jiān)測體系多年監(jiān)測結果，中國土壤pH下降，導致土壤酸度增加。從20世紀80年代早期至2010年，幾乎在中國發(fā)現的所有土壤類型的pH都下降了0.13～0.80，土壤的不斷酸化還有發(fā)展的趨勢。中國土壤的酸化不僅發(fā)生在南方酸性土壤，特別是紅、黃壤。南方14省（區(qū)、市）土壤pH<6.5的比例由30年前的52%擴大到65%，pH<5.5的由20%擴大到40%，pH<4.5的由1%擴大到4%[5]。近年來，中國北方非酸性土壤酸化的報道也逐漸增多。

2.2.2 農業(yè)廢棄物的不合理利用，不僅導致寶貴的農業(yè)資源浪費，還加劇了環(huán)境污染 伴隨著中國糧食總產的增加，作物秸稈量也隨之猛增，秸稈量已經超過了6億t，秸稈中含有的氮磷鉀等營養(yǎng)元素量是十分可觀的。估算中國秸稈中含氮超過300萬t、磷超過70萬t、鉀近700萬t，相當于中國目前化肥使用量的25%以上，并且還含有大量的有機質和微量元素，是寶貴的農業(yè)生產資源[6]。

隨著中國經濟條件的改善，畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；B(yǎng)殖，規(guī)劃了養(yǎng)殖小區(qū)，但是畜禽糞便處理跟不上，甚至一些養(yǎng)殖小區(qū)就沒有畜禽糞便處理設施，導致畜禽糞便直接排放到溝渠甚至河流，畜禽糞便中含有大量的氮磷等營養(yǎng)元素未被利用，而成為水體富營養(yǎng)化的罪魁禍首。此外，畜禽糞便散發(fā)出來的異味也污染了環(huán)境。

中國是一個畜禽養(yǎng)殖大國，根據中國統(tǒng)計資料，2010年中國養(yǎng)牛量10626.4萬頭，馬677.1萬匹、驢639.7萬頭、騾269.7萬頭、肉豬出欄量達66686.4萬頭、年底存欄量達46460.0萬頭、羊28087.9萬只[1]，2009年中國蛋禽養(yǎng)殖量達到了30.23億只，肉禽養(yǎng)殖達到了579.09億只，合計609.32億只[7]。根據畜禽糞尿氮磷鉀含量，筆者估算出中國畜禽業(yè)每年排放出氮磷鉀量分別為1676.05萬t，磷528.19萬t、鉀1269.74萬t。

2.2.3 農業(yè)廢棄物的不合理利用，加上化肥的大量施用，成為面源污染主要來源 一般而言，農田氮素平衡盈余超過20%時，即可能引起氮素對環(huán)境的潛在威脅。2004年中國農田化肥氮通過損失進入環(huán)境的數量高達493.4萬t，其中有28.4萬t氮以N2O形態(tài)和284.1萬t氮以NH3形態(tài)進入大氣；通過淋洗和徑流損失分別有129.1萬t氮進入地表水，51.7萬t進入地下水[8]。

據報道，中國北方一些地區(qū)的農村和小城鎮(zhèn)飲用水硝酸鹽污染的問題已經相當嚴重。對北京市郊縣氮肥與地下水污染問題研究結果表明，田間地下水中硝酸鹽含量與氮肥使用量呈正相關（水樣主要來自于菜田澆灌水）[9]。張維理等[10]對北京、天津、河北和山東等省市調查了69個點，其中有半數超過飲水硝酸鹽含量的最大允許量，70%的菜地，11.1%的糧田地下水含量超標。對北京市平原農區(qū)481眼深層井硝態(tài)氮含量進行了調查分析，平原農區(qū)深層地下水硝態(tài)氮含量平均為5.74 mg/L，其中48.4%的調查機井受到人類活動的影響不低于2 mg/L，21.0%的機井超過國際安全允許上限（硝態(tài)氮10 mg/L），8.1%的機井超過中國飲用水上限（硝態(tài)氮20 mg/L）[11]。趙同科等[12]曾對環(huán)渤海7個?。ㄊ校┑叵滤南跛猁}含量進行了大面積調查，結果顯示，7個?。ㄊ校┑叵滤械南鯌B(tài)氮含量平均值為11.9 mg/L，約34.1%的地下水超過WHO制定的飲用水標準。

農田利用類型對地下水的影響較大，在糧田、菜地、果園、養(yǎng)殖小區(qū)等幾種類型中，菜地的影響最大，硝態(tài)氮平均含量達到21 mg/L，其次是果園。隨著地下水深度的加深，硝態(tài)氮含量呈現明顯下降的趨勢，其中10 m以內的水體硝態(tài)氮含量最高，達到了21.7 mg/L。因此，集約化農區(qū)面源污染造成地下水硝酸鹽污染十分嚴重同時，菜、果、花農業(yè)面源污染成為流域水體富營養(yǎng)化最大潛在威脅之一[13]。根據中國農業(yè)科學院在北方5省20個縣集約化蔬菜種植區(qū)的調查，在800多個調查點中，45%的地下水硝態(tài)氮含量超過11.3 mg/L，20%的超過了20 mg/L，個別點超過了70 mg/L。中國超過85%的湖泊面臨富營養(yǎng)化威脅，532條河流中82%者含有過量的氮，其中大部分的氮來自農田流失的氮肥[8]。在一些農業(yè)集約化地區(qū)，化肥流失造成的地下水硝酸鹽污染也非常嚴重，威脅著飲用者的身體健康。

在中國施肥結構中，主要來源于化肥，而有機肥使用量急劇下降。在對農戶調查中，基本上農戶都不用有機肥。其結果導致土壤有機質下降。在現有生產水平下，若每公頃地還田玉米秸稈4500～7500 kg，可增產糧食375 kg/hm2，連續(xù)還田3年，可提高土壤有機質0.2%～0.4%[6]。

因此，必須通過秸稈直接還田、覆蓋還田和過腹還田等多種途徑，加大還田量。特別是針對玉米收獲后直接播種小麥，對于玉米秸稈更多的是直接還田，因秸稈切得不夠碎，一般長8～10 cm，加上玉米單產一般在6000 kg/hm2，秸稈量也比較大，而耕地深度不足10 cm，在一定程度上降低小麥薄種質量，出現缺苗斷壟現象；秸稈在分解過程中，還會和小麥苗爭奪氮素營養(yǎng)，導致小麥苗期出現缺氮癥狀[6]。因此，必須注重秸稈還田，走有機無機結合之路。

3 面對日益嚴峻的小麥生產形勢，依靠科技水平的提高破解難題

3.1 利用常規(guī)育種技術，培育高產優(yōu)質的小麥新品種

利用常規(guī)育種技術，中國已選育了許多新品種，使得小麥品種不斷更新換代，不斷推進中國小麥單產水平的提高。以河南為例，1949年以來，河南小麥增產的年份有37年，減產的年份有21年。在整個生產發(fā)展過程中，根據產量表現和品種特性，河南小麥品種更替大致分為9個比較明顯的演變世代[14]。目前‘矮抗58、‘周麥22、‘鄭麥366、‘西農979、‘豫麥70-36、‘眾麥1號等品種主導著河南小麥生產，促進小麥生產水平再上一個新臺階。

3.2 新形勢下對小麥育種提出多目標的要求

面對日益嚴重的水、土污染和大氣污染，保證生產出安全的小麥籽粒，確保中國糧食安全，必須進行“環(huán)保育種”[15-16]。

環(huán)保育種的基礎在于小麥品種間對于污染物（如重金屬等）的吸收存在著差異。季書勤等[17]研究了河南省20個主推小麥品種對重金屬吸收的差異，結果發(fā)現不同的小麥品種對重金屬的吸收存在一定的差異：在被Cd污染的土地上種植的20個小麥品種中，‘開麥l8為低吸收型，‘鄭麥005等9個品種為中吸收型，而‘高優(yōu)503等l0個品種為高吸收型。

面對日益嚴重的農業(yè)面源污染，借助育種選育對化肥特別是氮肥反應比較敏感的小麥新品種，對于氮肥的過量使用表現出一定的癥狀，提醒生產者氮肥過量了，應控制氮肥使用。

3.3 開展小麥高產與農產品質量安全的栽培技術

為了滿足中國人民生活和經濟發(fā)展的需要，生產出越來越多的小麥，追求單產達到12000 kg/hm2小麥栽培技術，充分挖掘小麥增產潛力，破解小麥生產潛力的限制因子，穩(wěn)定小麥播種面積，提高單產，是世界小麥生產發(fā)展的趨勢。

為了應對中國日益嚴重的土壤污染、水污染和水資源短缺的矛盾，開展環(huán)保育種還不夠，還要開展污染土壤利用的栽培技術，污水灌溉安全和提高水資源利用效率的技術體系。

據報道，目前中國重金屬污染的耕地面積近1000萬hm2因重金屬污染，全國糧食每年減產1000萬t以上，嚴重時高達1200萬t，經濟損失超過200億元[18]。農業(yè)部環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)曾對全國24?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）320個嚴重污染區(qū)550萬hm2的土壤調查發(fā)現，主要作物農產品超標面積占污染區(qū)農田面積的20%，其中重金屬超標占污染土壤和農作物的80%[19]。利用小麥品種對重金屬吸收之間的差異性，以及污染土壤的重金屬種類的不同，針對不同的污染土壤推廣不同的小麥品種甚至其他農作物，在2010年吳大付等[20]提出了對污染土壤利用的新思路。

還可以利用間作套種技術，利用小麥生育期比較長，而冬作物種類偏少，可以利用小麥與樹木和其他一些富集重金屬或其他污染物的植物間作套種，組合成農林復合生態(tài)系統(tǒng)[21]和農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。如在華北種植比較多的“上楊下農”的農林復合系統(tǒng)，可以利用楊樹對重金屬吸收能力比較強的特性，或許能夠減少小麥對重金屬的吸收；在公路兩邊種植楊樹和柳樹，能夠增加對鉛等重金屬的吸收，或許減少了重金屬在農產品中的含量[22]。如馬唐與玉米間作系統(tǒng)促進了玉米根部對Cd的吸收，而玉米子粒中Cd含量反而下降[23]。玉米與東南景天套種對東南景天吸收重金屬有促進作用[24]。

施肥可以影響超富集植物對重金屬的積累。適量施用氮肥可顯著地提高植物的生物學產量，而不會降低植物體內的重金屬含量，從而可以提高植物從環(huán)境中吸收和積累重金屬量。Robinson[25]研究結果表明，施用氮肥可以增加超富集植物Alyssum bertolonii的生物量提高兩倍，而不會降低其地上部鎳含量。Kulli等[26]的研究表明，施入尿素可使萵苣、黑麥草對銅、鎘和鋅的累積量比對照顯著升高。但氮肥施用量過高會對植物的重金屬富集產生“稀釋作用”，有可能使累積量降低[23]。施用磷肥對超富集植物也有一定的影響。廖曉勇等田間試驗也表明，適量施用磷肥明顯促進蜈蚣草的生長，提高其砷含量，增大砷累積量，而過量施磷不僅不會進一步提高蜈蚣草產量，反而有降低砷含量和砷累積量的趨勢，甚至氮肥形態(tài)不同，也會影響到玉米對重金屬的吸收[27]。通過施肥、間作套種等不同農藝措施來改善小麥生長發(fā)育的環(huán)境條件，確保小麥安全生產。

4 結束語

河南小麥“十連增”對中國糧食“九連增”做出了一定的貢獻，為確保中國小麥總產的持續(xù)提高，除加大力度開展小麥育種工作外，還要良種良法相配套，才能充分發(fā)揮優(yōu)良品種的增產潛力；同時，走有機無機結合之路，不斷培肥土壤肥力，滿足小麥高產對土壤肥力的要求，有研究表明，小麥單產水平越高，對土壤肥力的依賴性就越強，高產小麥吸收的氮素68.07%～82.72%來自土壤，只有17.43%～30.93%來自肥料[28]；穩(wěn)定小麥種植面積，不斷提高單產水平，才能增加小麥總產[29]；優(yōu)化小麥種植結構，持續(xù)改善小麥品質，解決品質結構矛盾；提高效益，增產增收；提高肥料和水分利用效率，減少肥料和農藥等物質投入對環(huán)境帶來的污染和破壞；確保小麥產品安全，促進小麥生產力持續(xù)增加，為中國糧食安全做出新貢獻。

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