走保護生態環境集約化農業發展道路
推行農業清潔生產對節約資源、保護環境有什么意義？
尹昌斌（中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員、農業資源利用與區劃團隊首席科學家）：農業清潔生產是指既可滿足農業生產需要，又可合理利用資源并保護環境的實用農業技術和科學農業生產管理方式。其實質是在農業生產全過程中通過生產和科學使用對環境友好的綠色農業化學品，改善農業生產技術，降低農業生產過程對環境和人類的不利影響，充分利用農業生產過程中的副產品。農業清潔生產是一種高效益的生產方式，既能預防農業污染，又能降低生產成本，生產出安全農產品，并實現部分副產品的資源化利用。
《中華人民共和國清潔生產促進法》指出，“農業生產者應當科學地使用化肥、農藥、農用薄膜和飼料添加劑，改進種植和養殖技術，實現農產品的優質、無害和農業生產廢物的資源化，防止農業環境污染。禁止將有毒、有害廢物用作肥料或者用于造田”。由此可以看出，農業清潔生產主要包含農業生產的兩個領域，種植業和養殖業，其過程控制包括產前、產中以及產后三個環節。
根據我國農業發展和資源環境的特點，實現農業可持續發展必須摒棄能耗大、污染重、效益低、結構單調、產品單一的粗放型農業生產模式，推行農業清潔生產，走提升技術、提高經濟效益、節約資源消耗、保護生態環境的集約化農業發展道路。
實施農業清潔生產是促進農業資源永續利用的需要。農業水土資源的嚴重短缺和浪費是制約我國農業發展的首要因素。我國是水資源極其短缺的國家，很大部分農田處于干旱、半干旱地區，加之傳統農業不合理的灌溉方式，造成水資源利用效率低下。2021年度《中國水資源公報》顯示，全國農田灌溉水有效利用系數僅為0.568。耕地資源日益稀缺，耕地質量總體偏低。第三次全國國土調查結果顯示，2019年末我國耕地面積19.18億畝，比2009年減少1.13億畝，全國人均耕地小于0.1公頃。全國各地耕地占補平衡問題頻繁出現，2020年涉及違規違建占用耕地70.47萬畝。同時，耕地中優等地和高等地面積較少，耕地部分質量要素和局部區域耕地質量惡化問題突出。農業清潔生產可以通過調整和優化農業生產結構，節約資源、再生資源和提高資源利用效率，減少物能投入，合理利用有限的水土資源。
實施農業清潔生產是防治農業生產污染的需要。傳統農業生產過分依賴現代化學合成物質投入，給農民收益及社會經濟帶來發展的同時，也給人與自然可持續發展帶來較大威脅，產生了較為嚴重的資源與環境問題。農業污染已成為制約農業經濟發展的重要因素，化肥污染、秸稈污染、畜禽糞污污染等問題，嚴重破壞了農業生態環境。全國化肥施用量由1978年的900萬噸增加到2021年的5200萬噸。每公頃化肥施用強度從2002年的273.5千克增加到2021年的308.2千克，但化肥施用效率仍然處于中低水平，呈現高投入、中產出的特點。2019年全國畜禽糞污產生量30.5億噸、農作物秸稈產生量8.7億噸、農膜使用量246.5萬噸。可見，近年來我國雖然在農業生產污染治理上取得一定成效，但由于化肥用量和有機廢棄物產生量基數過大，造成的農業污染問題仍然形勢嚴峻。農業清潔生產要求在農業生產中減少化肥施用，使用綠色農藥，對農業廢棄物進行資源化利用，減少對環境、人類的危害，實現社會效益、生態效益、經濟效益的統一。
2011年《關于加快推進農業清潔生產的意見》指出，進一步增強推進農業清潔生產的責任感和緊迫感，從產前、產中、產后三個環節進行了明確要求，即加強農產品產地污染源頭預防、推進農業生產過程清潔化、加大農業面源污染治理力度，農業清潔生產的治理監督框架逐步趨于完善。
2016年12月，國務院印發《“十三五”節能減排綜合工作方案》，提出到2020年農業清潔生產的主要目標，確定農業清潔生產發展方向，且開始建立和完善農業清潔生產的市場化機制，農業清潔生產的工作要求和方案進一步細化完善。
2021年10月，國家發展改革委等部門印發《“十四五”全國清潔生產推行方案》，制定到2025年農業清潔生產目標，即新增高效節水灌溉面積6000萬畝，廢舊農膜回收率達85%，秸稈綜合利用率穩定在86%以上，畜禽糞污綜合利用率達80%以上。從節水灌溉、化肥減量替代、農藥減量增效、秸稈綜合利用和農膜回收處理5個方面提出了高效、清潔農業生產模式的改進方向，促進形成一批可推廣、可復制的典型案例，為實現農業清潔生產提供了可借鑒參考的技術模式。
農業投入品減量取得成效
近年來，我國推動農業生產投入品減量增效進展如何？
師榮光（農業農村部環境保護科研監測所研究員）：農業投入品是指在農產品生產過程中使用或添加的物質。包括種子、種苗、肥料、農藥、獸藥、飼料及飼料添加劑等農用生產資料產品和農膜、農機、農業工程設施設備等農用工程物資產品。農業投入品過量和不當使用，已經造成較為嚴重的生態環境問題并引發一系列諸如食品安全、人體健康等方面的社會問題，成為制約我國農業農村可持續發展的重要因素。
土壤重金屬污染。相對工業、礦產等污染源，農業投入品具有量大、面廣、隱蔽性強和持續性使用等特點。近年來我國化肥、有機肥、農藥、農膜以及污泥等農業投入品的濫用和不當使用加重了土壤重金屬污染。例如，畜禽養殖業使用的配方飼料中往往添加了一定比例能促進生長和提高飼料利用率但含有重金屬元素的添加劑，除一部分被畜禽吸收外，往往以畜禽糞便的形式被排泄后，直接施用于農田或被加工成有機肥，從而導致土壤中重金屬積累。農膜生產使用的熱穩定劑中含有鎘、鉛等重金屬，在大量使用塑料大棚和地膜過程中可能造成土壤重金屬污染。
土壤有機物和微塑料污染。農業投入品施用會造成環境中持久性有機污染物、微塑料等新型污染物污染。相關研究表明，污水灌溉是微塑料進入農田生態系統主要途徑之一，洗衣過程中產生的合成微纖維是農田生態系統微塑料來源之一。
農業面源污染。農業面源污染來源廣泛，主要來源于種植業和養殖業。我國農作物畝均化肥用量高于世界主要國家，尤其是果園和設施蔬菜化肥過量施用現象較為突出。
空氣污染。農田施肥是增加土壤營養成分、提高農產品產量的重要手段，但施入農田的肥料僅有部分進入土壤、被農作物吸收，還有相當一部分肥料揮發進入大氣環境，從而造成污染。
生態環境破壞。過度使用化肥、農藥和農膜等農業投入品還會破壞生態環境，降低生物多樣性，不易回收的膜碎片累積在土壤里，阻礙了土層間水分滲透，降低了對水分的吸收能力，是引起土壤鹽堿板結的原因之一。此外，肥料、獸藥、農膜、地膜等生產過程中的各種添加劑也會在使用過程中釋放到土壤里，隨著土壤水分滲透遷移，污染生態環境，同時也存在向農產品及畜類富集、轉移的風險。
2022年11月農業農村部印發《到2025年化肥減量化行動方案》和《到2025年化學農藥減量化行動方案》，要求持續推進科學施肥施藥、促進化肥農藥減量增效，為保障糧食安全和綠色高質量發展提供更加有力支撐。各地深入推進實施化肥、農藥使用量零增長行動，科學施肥、施藥理念不斷強化，技術不斷創新，措施不斷落地，農業投入品減量取得積極成效。
一是化肥農藥用量連續下降。更大范圍更高層次推進測土配方施肥，加快有機肥替代化肥，推廣應用微生物肥料等新型肥料，農用化肥、農藥施用量連續6年保持下降。2021年全國農用化肥施用量5191萬噸，比2015年減少13.8%。2021年農藥使用量24.8萬噸，比2015年減少16.8%。
二是施肥和施藥結構更加優化。制定水稻、小麥、玉米、油菜等作物氮肥定額用量，分農時分作物發布科學施肥技術意見，指導科學選肥用肥。氮磷鉀施用比例由2015年的1∶0.53∶0.36調整到2021年的1∶0.49∶0.42，控磷增鉀效果明顯，復合化率進一步提高。農藥品種結構不斷優化，全國登記的低毒微毒農藥占比達85%以上，高活性和環保型新品種市場份額逐年增大。
三是施肥和施藥方式不斷改進。推廣應用高效施肥技術，測土配方施肥技術覆蓋率保持在90%以上，配方肥占水稻、小麥、玉米三大糧食作物施肥總量60%以上，盲目施肥和過量施肥現象得到基本遏制。2021年主要農作物病蟲害綠色防控覆蓋率達到46%，比2015年提高23個百分點；主要農作物病蟲害統防統治覆蓋率達到42.4%，比2015年提高9.4個百分點。
四是化肥農藥利用率明顯提升。實施一批重點項目，推廣一批科學施肥施藥模式，2021年我國三大糧食作物化肥利用率達到40%以上，比2015年提高5個百分點，農藥利用率達到40.6%，比2015年提高4個百分點。
此外，實施了一批重大科研項目，對投入品減施技術進行了研發和推廣。立足我國當前化肥農藥減施增效的戰略需求，2016年科技部在啟動首批國家科技重點專項的試點專項中設置了“化學肥料和農藥減施增效綜合技術研發”重點專項，設置相關項目49項，國撥經費23.97億元。通過化學肥料和農藥高效利用機理與限量標準研究、肥料農藥技術創新與裝備研發、化肥農藥減施增效技術集成與示范應用研究，構建化肥農藥減施增效與高效利用的理論、方法和技術體系。
種養結合實現農業資源內循環
如何提升農業生產過程清潔化水平，形成高效、清潔的農業生產模式？
何可（華中農業大學農業綠色低碳發展實驗室特聘研究員）：為保障糧食安全、農產品質量安全、生態環境安全，農業生產過程清潔化受到高度重視。《“十四五”全國清潔生產推行方案》明確要求提升農業生產過程清潔化水平。農業生產過程清潔化是指將具有資源利用高效、生態環境友好、經濟效益顯著等特征的新技術、新材料、新工藝、新設備設施、新管理措施應用到農業生產過程中。
從種植業來看，生產過程清潔化的重點在于，通過深化測土配方施肥、推廣水稻側深施肥、控制高毒高殘留農藥的生產和使用、倡導生態防治、研發高強度可回收地膜和可降解農膜等方式，減少因投入品不合理使用帶來的污染。從畜禽養殖業來看，生產過程清潔化的重點在于，研發和推廣健康養殖技術，確保獸用抗菌藥物的減量化使用，以及持續推進畜禽養殖廢棄物源頭減量和綜合利用工作。例如，研發和推廣節水節料清潔養殖工藝和干清糞、微生物發酵等源頭減量技術，以及異位發酵床、糞便墊料回用、污水肥料化利用等先進適用的畜禽養殖廢棄物綜合利用技術。從水產養殖業來看，生產過程清潔化的重點在于加大安全高效人工配合飼料、工廠化循環水產養殖、水質調控技術、環保設備的推廣應用。
我國高度重視農業生產過程清潔化，早在2002年就通過了《中華人民共和國清潔生產促進法》，為農業清潔生產工作的開展提供了法律依據。2011年印發《關于加快推進農業清潔生產的意見》，進一步規定了農業生產過程清潔化的各項具體工作要求。2015年《農業部關于打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見》針對農業面源污染治理這一具體問題，提出了“一控、兩減、三基本”的農業生產過程清潔化工作原則。在這些法律與政策文件的推動下，我國已經在農業生產過程清潔化的發展道路上取得較為豐碩的成果。《2021中國生態環境狀況公報》發布的數據顯示，2021年中國畜禽糞污綜合利用率已超過76%，秸稈綜合利用率已達到87%以上，廢舊農膜回收率也穩定在80%以上。同時，據全國農技中心統計，2022年全國農作物病蟲害綠色防控應用面積高達11.84億畝，綠色防控覆蓋率達到50%以上。
積極發展種養結合循環農業是推進農業生產過程清潔化的重要手段。我國歷來重視“種”與“養”相結合。早在宋代就出現了“相繼以生成，相資以利用”等樸素的低碳循環發展理念。明清時期，太湖地區出現了“稻魚共生”“桑基魚塘”等種養結合模式。如今，種養結合的內涵進一步豐富，被認為是一種將畜禽養殖產生的糞污作為種植業的肥源，通過種植業消納養殖業廢棄物，實現物質和能量在動植物之間進行轉換的綠色低碳農業模式。具體而言，這種農業模式以“綠色低碳生產”和“循環利用”為重要手段，把傳統依賴農業資源消耗的線性增長經濟體系，轉變為依靠綠色低碳型農業資源循環來發展的經濟體系，使整個資源利用過程實現了物質能量梯次和閉路循環使用，提高了資源利用效率，有助于提升農業經濟和生態效益。一方面，種養結合系統內部可以通過物質再循環與再利用，在降低生產成本的同時提高經濟效益。有學者指出，稻田綜合種養模式每畝可以新增效益1500元至2000元。另一方面，種養結合的主要特征表現為低開采、高利用、低排放，能夠實現農業內部的資源循環，讓畜禽糞污代替化肥，并將秸稈等種植業廢棄物制成飼料提供給養殖業，從而減少污染。
加強農業廢棄物資源化利用
將農業廢棄物變廢為寶，國內外有哪些典型做法？
李季（中國農業大學資源與環境學院教授）：農業廢棄物資源化利用是建設農業強國的內在要求。近年來，我國農業綠色發展取得重要進展，化肥農藥使用連年減量，但農業廢棄物污染與治理仍處初步階段。我國是世界上農業廢棄物產生量最多的國家。據不完全統計，2019年全世界農業廢棄物產生量約203億噸，其中畜禽糞污約160億噸、秸稈約43億噸；同期，我國農業廢棄物產生量約為39億噸，其中畜禽糞污30.5億噸，秸稈8.7億噸。但因為技術水平低，綜合利用率不高，造成環境污染嚴重。
根據《全國農業可持續發展規劃（2015—2030年）》和相關部門要求，農業廢棄物資源化利用的總體目標是：到2030年，農業主產區農作物秸稈得到全面利用，養殖廢棄物綜合利用率達到90%以上，規模化養殖場畜禽糞污基本資源化利用，實現生態消納或達標排放。為實現上述目標，需要加強農業廢棄物資源化利用技術創新與應用，使來自土壤的有機養分再回歸土地，真正實現物質循環。
早在12世紀，南宋時期的著名學者朱熹于《不自棄文》寫道“糞其穢矣，施之發田，則五谷賴之以秀實”，提出了“天無棄物”的觀點，是我國廢棄物資源化利用思想的萌芽。國外農業廢棄物資源化利用的概念在20世紀70年代逐漸開始盛行，為各國提供了很多值得借鑒的經驗。日本在各地推行“生物質鎮”這一鄉村廢棄物與生態農業發展相結合的示范工程，將種養業廢棄物用于肥料和能源生產。日本滋賀縣愛東町地區生產油菜、水稻、小麥等農作物，并以油菜生產加工產生的廢料為原料，一部分用于生產優質飼料或肥料，發展畜禽養殖業和生態農業，一部分轉化為生物燃料，作為農業機械燃料，實現了種植業、養殖業與能源生產的有機融合。歐洲等國由于氣候土壤條件較好，主要實行種養循環農業模式。丹麥農場均配備有牲畜養殖場及農田，牲畜養殖場以飼養母豬、奶牛為主，農田則以種植大麥類作物為主。養殖規模嚴格按照種養平衡原則，將牲畜密度保持在每公頃1.1個牲畜單位，農業廢棄物資源化利用率達90%。美國農業現代化、機械化水平高，推行保護性耕作模式，大多數玉米秸稈通過犁翻直接留在田里。俄亥俄州是美國重要的農業大州之一，保護性耕作面積占45%左右，其中70%左右的大豆采用免耕，30%的玉米采用少耕，采用連續免耕的地區能減少35%燃料的消耗和排放。
目前，我國畜禽糞污綜合利用率超過76%，規模養殖場糞污處理設施裝備配套率達90%以上，糞污處理設施基本具備，但大部分養殖場仍以糞便堆漚、糞水貯存等簡易方式為主。根據調研，我國畜禽糞污處理方式以肥料化利用為主。目前我國養殖業普遍存在種養脫節的情況，養殖場周圍缺乏能夠還田的配套農田，致使耕地土壤養分得不到及時補充，農業生產始終處于種大于養、產大于投的經營狀態。2021年我國秸稈利用率達到88.1%，肥料化、飼料化、燃料化、基料化、原料化的利用率分別為60%、18%、8.5%、0.7%和0.9%，其中秸稈還田量達4億噸。秸稈還田雖具有良好的經濟效益和社會效益，但仍有一些實踐問題亟待解決，如還田后的秸稈不易腐爛、影響下茬播種質量等問題。因此，我國農業廢棄物資源化利用效率和技術水平還有待進一步提升。
厭氧消化是農業廢棄物能源化的處理方式之一，被廣泛用于生產生物質燃料。山東民和生物公司將含水量低的糞污進行肥料化處理、含水量高的糞污進行沼氣能源化處理，建立了有機“肥料+沼氣+沼肥”多聯產的資源化利用體系，實現畜禽糞污高效資源化產出。企業現存欄370萬套父母代肉種雞，年產有機水溶肥16萬噸、固態生物有機肥5萬噸。采用“分散收集糞污—集中處理沼氣—沼氣熱能發電—沼肥市場銷售”的廢棄物處理模式將農業有機廢棄物經厭氧發酵生產沼氣發電，日處理1000噸雞糞、800噸污水，日產10萬立方米沼氣。沼氣年發電2000多萬千瓦時、提純生物燃氣1500萬立方米，沼液濃縮生產有機水溶肥13140噸，并能在提純期間回用中水量達96360噸，資源化產物用于有機生態種植基地，實現了農業廢棄物資源的無害化處理和資源化再利用。
好氧堆肥是農業廢棄物肥料化利用的有效途徑。廣西金穗是一家集香蕉、甘蔗和木薯種植、加工、銷售于一體的農業龍頭企業，國內土地流轉8.7萬畝，生態有機肥年產10萬噸，采用槽式好氧發酵工藝處理農業廢棄物，配備32條發酵槽，日均處理量約600噸。農業廢棄物主要原料為濾泥、蔗髓、豆渣和木薯等植物型原料，經過原料預處理、一級發酵、陳化、后加工4個環節生產出高附加值的生物有機肥，全部施用于5萬畝香蕉種植，從根本上解決了濾泥等廢棄物的出路問題，同時滿足了農業種植基地對有機肥的需求。
秸稈還田是當今國際上普遍重視的一項培肥地力的增產措施，在杜絕了秸稈焚燒所造成的大氣污染的同時還有增肥增產作用。山東省桓臺縣經過38年的小麥、玉米秸稈粉碎直接還田耕作，土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量和小麥、玉米單產顯著增加，表明秸稈還田是提升耕地地力的有效措施，不僅能夠培肥地力，提高土壤養分，還能改善土壤結構，降低土壤容重，增加土壤通透性，破除土壤板結，提高土壤涵養水分，增加作物抗旱能力，更加有利于作物生長，實現小麥、玉米高產穩產，值得同類地區推廣應用。
上述模式的應用需遵守因地制宜這一原則，結合實際生產進行農業廢棄物處理，以實現經濟和生態效益的最大化。農業廢棄物循環利用的參與主體包括產業管理部門、專業協會組織、技術推廣部門與農戶，涉農企業、科研機構等，需要充分協同合作、創新實踐，建立成熟的制度，不斷促進農業廢棄物循環利用體系高效運行。
