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农业和农村节能减排十大技术——节肥、节药技术

发布时间:2008-10-28 来源 :中国农村能源行业信息网
    一  节肥技术

  节肥技术是指从肥料配方制定、施肥量计算、减少肥料损失、有机肥替代等各个环节和层面综合考虑减少化肥的施用量而不减产的技术。从植物营养和养分循环看,节肥技术可分为测土配方技术、缓控释肥技术、有机肥替代技术3项。

  1. 测土配方技术(平衡施肥技术)

  (1)概念

  测土配方施肥技术是以土壤测试和肥料田间试验为基础,根据作物对土壤养分的需求规律、土壤养分的供应能力和肥料效应,在合理施用有机肥料的基础上,提出氮、磷、钾及中、微量元素肥料的施用量、施用时期和施用方法等施肥技术体系。

  (2)技术路线(工艺流程)

  采集土样→土壤化验→确定配方→加工配方肥→按方购肥→科学用肥→田间监测→修订配方。

  (3)主要技术环节及要点

   测土配方施肥技术包括“测土、配方、配肥、供应、施肥指导”五个核心环节。

  ①  田间试验

  掌握各个施肥单元不同作物优化施肥量、基追肥分配比例、施肥时期和施肥方法,摸清土壤养分校正系数、土壤供肥量、农作物需肥参数和肥料利用率等基本参数,构建作物施肥模型,为施肥分区和肥料配方提供依据。

  ②  土壤测试

  测定土壤氮、磷、钾及中、微量元素养分,了解土壤供肥能力。为适应大批量快速测试的需要,可以选用联合浸提剂方法,但要注意与常规方法的衔接。

  ③  配方设计

  通过总结田间试验、土壤养分数据等,划分不同区域施肥区,参照气候、地貌、土壤、耕作制度等相似性和差异性,结合专家经验,提出不同作物的施肥配方。

  ④  校正试验

  为保证肥料配方的准确性,最大限度减少配方肥料批量生产和大面积应用的风险,在每个施肥分区单元设置配方施肥、农户习惯施肥、空白施肥3个处理,以当地主要作物及其主栽品种为对象,对比配方施肥的增产效果,验证并完善肥料配方,改进测土配方施肥技术参数。

  (4)推广该项技术需要注意的事项

  需要建立测土配方施肥实验室、购置常用仪器设备及化学测试所用药品。

    2. 缓控释肥技术

   (1)概念

  缓控释肥技术通过物理、化学和生物的方法,采取新材料、新工艺设备生产的具有缓释功能的一类肥料。该类肥料养分释放速率与作物需肥规律基本吻合,从而提高肥料资源利用率,增强土壤的缓冲性和作物抗逆性。通常缓释控释氮肥可比速效氮肥利用率提高10%~30%,实现一次性大量施肥,无需追肥,大大提高了生产力。

   (2)技术路线(工艺流程)

  缓控释肥生产通常有三种途径:一是化学途径,通过化学合成缓释性氮肥,如脲甲醛(UF)、异丁叉二脲(IBDU)、磷酸镁铵(NH4MgPO4)等;二是物理途径,即在肥料表面形成包被层,以控制其溶解速度,如硫衣尿素、硫衣复合肥料、聚合物包被肥料(Nutricote、Meister等)、聚合物/硫包被肥料(Trkote、Poly-S等);三是生物化学途径,即添加生化抑制剂改良肥料,如缓释碳铵(添加DCD)、缓释尿素(添加HQ或同时添加DCD和HQ)等。下图是物理途径进行长效碳铵包膜工艺流程。

   (3)推广该项技术需要注意的事项

    同普通肥料相比,缓控释肥料与作物、区域的相互依存度更高,必须紧密结合当地实际。

    3. 有机肥替代技术

  通过增施有机肥提供土壤和作物必需的养分,从而达到利用有机肥减少化肥投入的目的。

    4. 适宜推广情况分析

   (1)节肥技术的规模潜力

  随着人们生活水平的提高,蔬菜、花卉、水果种植面积不断扩大,这些作物化肥用量较大。农民通常不清楚这些作物的养分吸收规律,盲目、大量施用化肥的现象十分常见,一定程度上减少了农户收入的增长幅度,甚至会因为肥害而减产,化肥节约技术应用潜力巨大。

  广义上看,节肥技术可以在全国范围内推广应用。目前,全国化肥每年使用量(折纯量)达4700万吨,其中氮肥2200万吨。氮肥利用率仅有35%,与发达国家相比差10个百分点。按照生产1吨氮肥需消耗能源1.4吨标准煤计算,如果氮肥利用率提高1个百分点,全国就可减少氮肥生产的能源消耗250万吨标准煤。

   (2)近期推广的重点区域  

    集约化农区(以果、菜、花生产为主)和粮食主产区是肥料节约技术推广的重点地区。其中,集约化农区技术应用的规模约667万公顷,粮食主产区4000万公顷。

  二  节药技术

  1. 概述

  节药技术是指在不降低病虫害防治效果的前提下,采取提高农药利用率、增强药效等方式降低化学农药用量的技术。节药技术在降低农药合成能源消耗的同时,也降低了农药残留量,从而防止农业环境污染和提高农产品品质,具有节能减排降污的多重功效。

  从病虫害防治和农药使用过程看,节药技术有以下几个方面:

  (1)降低农药用量技术

  根据病虫害发生规律,以及对虫情和防治条件(天气气候等)的准确预报,确定合理用药量和防治时间,减少农药用量。如种子包衣剂技术等。

  (2)机械节药技术

  采用先进的农药施用机械进行精准喷雾作业,避免施药过程中的“跑、冒、滴、漏”现象,提高农药利用率,减少农药用量。如低量静电喷雾机、自动对靶喷雾机、防飘喷雾机、循环喷雾机等。

  (3) 化学农药替代技术

  主要通过物理防治技术和生物防治技术来替代直接使用化学农药来减轻农作物的病虫害。

  2. 主要技术环节及要点

   (1)节药器械的技术性能与特点

  根据我国地貌地形、农业区域特点,已经研究开发了适用平原地区、水网地区、旱塬区及高山梯田区,满足不同农作物和病虫草害防治的专用高效施药器械,如低量静电喷雾机(可节药30%~40%)、自动对靶喷雾机(可节药50%)、防飘喷雾机(可节药70%)、循环喷雾机(可节药90%)等,可进行精准喷雾作业,避免施药过程中的“跑、冒、滴、漏”现象,提高农药有效利用率。

  ① 喷雾喷粉机械化技术

  (a)特点

  在作业时,有共同的动力、药箱和送风装置,即风机和气流输送系统;主要部件通用化;配备多种喷射部件,喷射部件接口大小标准化,更换方便可靠,结构紧凑、成本合理、适应性广。

  它的优点是:射程远,工效高,可以对作物进行大面积综合性防治。

  (b)背负式喷雾喷粉机系列的弥雾作业

  二冲程汽油带高速风机运转产生气流,大部分气流通过喷射部件在弥雾喷头出口的高速气流冲击下雾化,形成高速雾流。其雾粒谱一般在30~150微米范围,平均直径90~120微米。若将弥雾工作状态的背负式机具更换相关的零部件,便可进行相应的喷粉作业。

  ② 超低容量喷雾机械化技术

  (a)特点

  一是雾流细密,在作物丛中飘移穿透性好;浓度高,时间长,防治效果好。二是与常规喷雾相比可节约农药10%~30%,喷药量少,散落到地面的农药减少,减轻了环境污染。适用航空喷雾和干旱地区及林业等大面积防治。

  (b)常用的代表性机型

  一是手持式超低容量喷雾器,这种小型喷雾器多由微型直流电机驱动转盘进行离心喷雾。如上海生产的3WCD5A型电动超低容量喷雾器。

  二是中型超低容量喷雾器,一般选用1~3千瓦汽油机作动力。如北京生产的WFB18AC型超低容量喷雾机及东方红18型背负式超低容量喷雾器等。

  (2)节药型病虫害防治技术性能与特点

  ① 药剂防治

  这是生产上控制作物病虫害的主要措施。采取农业、物理、生物措施与药剂防治相结合的方法,不仅可以收到事半功倍的效果,而且可以大大降低防治成本,减少农药用量和环境污染。

  ② 农业防治

  选用优良抗病虫品种、合理密植、合理施肥、合理轮作和间作套种等农业措施进行防治,可以控制或减轻某些病虫害的发生,收到“不施农药,胜施农药”的效果。

  ③ 物理防治

  利用器械或其他物理方法捕杀、防避或消除病虫害。分为捕杀法、诱杀法、遮断法、温度处理法、湿度处理法等。捕杀法即用手、铁丝刺杀或以捕虫网捕捉,或黏纸黏捕等。例如一般家庭所用的捕蝇纸、捕杀果蝇的黄色黏纸、防治蓟马的白色黏板和蓝色黏着带等。诱杀法利用昆虫的习性加以诱杀,常见的有诱虫灯、食饵,以麻布等缠绕于树干或将枯草落叶等堆置于农地内的伏诱法,利用捕蝇箱或捕虫瓶的器诱法等。遮断法常见有套袋、防虫网等。温度处理法即以日晒、火烧或加热等方法使害虫、害菌等无法生存繁殖。湿度处理法常用的有干燥法和浸水法。

  ④ 生物防治

  利用生物或它的代谢产物来控制有害动、植物种群或减轻其危害程度的方法。保护和利用自然界害虫天敌是生物治虫的有效措施,成本低、效果好、节省农药、保护环境。在自然界天敌数量较低的情况下可人工大量繁殖天敌进行释放以提高天敌密度,发挥天敌对病虫害的控制作用。生物农药如农用抗生素、微生物制剂、昆虫生长调节剂和天敌昆虫等的广泛利用,减少了化学农药的用量,保护了环境。

  ⑤ 化学防治

  施用化学农药必须尽量满足三个条件:高效、低毒、低残留的农药;先进可靠的施药机具;安全、合理的施药方法。

  (3)推广该项技术需要注意的事项

  第一,推广节药型病虫害防治技术和机械时,应以病虫害防治效果为中心,在有效控制病虫害的基础上采取节药措施。

  第二,盲目用药是造成农药浪费和过量用药的主要原因,建立病虫害预测预报系统,制订防治指标才能做到有的放矢。

  第三,生物防治见效慢,不易为农民接受,在推广过程中要避免急功近利,要有信心和耐心。

  第四,农业推广项目要与各县市农业技术推广单位联合,充分调动基层单位的积极性,才能起到较好效果。

  3. 适宜推广情况分析

  (1)节药技术的规模潜力

  我国农作物每年病虫害发生面积为2.4亿公顷次左右。每年生产的化学农药品种达到2000多种,年产量100万~110万吨制剂,年防治病虫害面积近3.1亿公顷次。其中生物农药(含农用抗生素)品种160种左右,产量12万~13万吨制剂,使用面积2667万~3333万公顷次,约占化学农药的10%~11%。

  利用生物农药加上节药技术和设备防治作物病虫害,将会大幅度降低我国化学农药的用量,有利于无公害和绿色食品的生产,将促进我国种植业结构的调整。

  (2)近期推广的重点区域  

  集约化农区(以果、菜、花生产为主)和粮食主产区是节药技术推广的重点区域,包括山东、湖南、湖北、河南、江苏、安徽、广东、河北、江西等农药使用大省。

  三  农业主要投入品节约技术应用成效

  1. 经济效益

  目前,全国农业年灌溉用水量3500亿立方米左右,利用率仅为45%;2006年化肥使用量(折纯量)达4700万吨,利用率仅为35%左右;农药使用量140多万吨,利用率仅为30%左右。

  根据有关科学研究结果,在目前的技术水平下大力推广普及节水、节肥、节药技术,在不降低农业总产出的条件下,全国可以节约农业用水850亿立方米(其中节约灌溉用水350亿立方米,替代灌溉用水500亿立方米),化肥900万吨,农药14万吨,柴油290万吨。如果按照现行的价格计算,节约农业投入近2000亿元,相当于农民增加收入2000亿元。

  2. 生态效益

  目前我国化肥、农药等在生产和运输过程中消耗能源,在使用中利用率较低,又造成环境污染。推广普及节水、节肥、节药技术,发展资源循环利用技术,使农业废弃物资源的利用率提高20个百分点,则可以削减N、P排放40%~50%,有效降低农业污染负荷,提高农产品质量,改善农业生态环境。(待续)

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