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摘要 农业资源利用方式在一定程度上决定农业的生产方式。基于山西省光热水土和农业废弃物资源的多维度特征，对山西省农业资源利用的困境和发展态势进行分析，构建以高效种养技术、减量化技术和资源化技术为核心的农业资源高效利用技术体系，以实现农业资源综合利用效率较大的目标。
关键词 农业资源；高效利用；困境；技术；山西省
中图分类号 F323.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0283-02
Study on Technology of Agriculture Resources Efficient Utilization in Shanxi Province
YAN Xuan-mei 1 ZHANG Xiao-ling 2 LEI Jin-xia 1
（1 Institute of Agricultural Resources and Economics，SAAS，Taiyuan Shanxi 030006； 2 Shanxi Academy of Forestry Science）
Abstract Agriculture resources utilization way decides the method of agricultural production to some extent.Based on the characteristics of light，heat，water and soil，this paper analyzed the dilemma future development tendency of agriculture resources utilization，furthermore it build a technology system of agriculture resources efficient utilization which taking efficient farming，reduction and resource technology as the core.It established technology pattern of agriculture resources efficient utilization in local condition to achieve efficiency.
Key words agriculture resources；efficient utilization；dilemma；technology；Shanxi Province
1 山西省农业资源基础特征
1.1 气候资源
山西省大部分地区年平均气温介于4～14 ℃之间，呈由北向南升高，由盆地向高山降低的分布趋势。年日照时数在2 200～3 000 h之间，作物生长期间（日温≥0 ℃）的光合有效辐射为1 840～2 200 MJ/m2·年；作物活跃生长期（日温≥10 ℃）的光合有效辐射为1 300～l 800 MJ/m2·年。全省各地太阳年总辐射量从西北向东南逐渐减少，最高地区年辐射总量达605.1 kJ/cm2。
1.2 土地资源
山西地貌复杂，土地类型多样。2012年全省耕地面积为405.094万hm2，人均占有耕地0.11 hm2，其中坡度在15°以上的坡耕地占耕地面积的17.6%，宜开耕的荒地很少，耕地后备资源缺乏。全省耕地资源分布不均衡，南部人均耕地较少，而北部朔州市、大同市、忻州市人均耕地较多。
1.3 水资源
据《山西省统计年鉴2013》，2011年山西省水资源总量只有124.34亿m3，其中，地表水资源量为76.65亿m3，地下水资源量94.95亿m3。全省地区水资源总量分布不均，水资源总量最多的地区是运城市，最少的地区是朔州市；人均水资源最多的地区是晋城市，为600.74 m3，最少的地区是太原市，为130.33 m3。
1.4 农业废弃物资源
农业废弃物资源具有显著的资源化特征和污染物特征。据调查，2012年山西省农作物秸秆生产量达1 680.89万t。全省畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到19.30万、0.93万t，占全国畜禽养殖业排放总量的1.68%、1.43%，环境保护部和农业部印发的《全国畜禽养殖污染防治“十二五”规划》将山西省确定为畜禽养殖污染防治的重点区域。
2 山西省农业资源利用的多维困境分析
2.1 光能利用率较低，种植结构单一
据资料分析，光能利用率的理论值为5%～6%，我国北方高产区的光能利用率已达2.5%。山西省与全国各地太阳辐射总量相比，仅次于青海、西藏自治区、宁夏、甘肃、新疆，属我国光能资源高值区范围。但种植结构单一，耕作制度简单，设施栽培较少，光能利用率较低。仅以种植农作物的光能利用率来论，山西省南部作物光能利用率为1.07%，北部光能利用率为0.31%～0.43%，光能利用提升的潜力巨大（图1）。
2.2 耕地数量和质量不断下降，承载量加重
从图2可知，1980—2012年山西省耕地面积整体呈锐减趋势，而人口数量在不断增加，致使人均占有耕地面积越来越少，耕地承载量不断加重。全省人均占有耕地由1980年的0.16 hm2減少到2012年的0.11 hm2，而1 hm2耕地承载人口由6人增加到9人（山西统计年鉴1980—2013）。北部朔州市、大同市、忻州市人均占有耕地较多，但质量差，耕地生产能力低，粮食单产仅为全省平均水平的50%；东西部干旱、侵蚀严重，中低产田占耕地面积的60%左右。
2.3 水资源利用率低，浪费严重 山西省水资源总量不足，是我国水资源最为贫乏的省份之一。全省人均水资源拥有量仅346.03 m3，低于国际500 m3的缺水标准（图3）；1979—2012年，人均水资源占有量基本呈平缓下降趋势。区域工农业用水利用率低，浪费严重。据计算，山西省农业灌溉水利用率目前仅为45%左右，按正常要求75%计，约浪费水量30%。工业万元产值取水量是发达国家的5～10倍。
2.4 农业废弃物资源利用率低，污染严重
山西省农业废弃物资源的利用率总体不超过50%，对农业生态环境造成不利影响。全省农作物秸秆中，作为生活能源利用的有684.81万t，作为生产用能的有111.98万t，二者占秸秆资源总量的47.4%。畜禽粪便利用率低，畜禽粪便的无序排放以及畜禽饲料添加剂中的抗生素、激素、铜、铁、铬等物质长期过量累积，不仅造成资源浪费，还会带来严重的环境污染，目前全省畜禽养殖污染约占农业面源污染负荷的50%以上[1-2]。
3 山西省农业资源高效利用技术
3.1 高效种养技术
3.1.1 立体种植技术。山西省地处暖温带半干旱大陆季风性气候区，光照充足，昼夜温差大，雨热同步，有效积温与无霜期对大多数作物相对有余，发展立体种植可充分利用光、热、水、肥、气等自然资源。全省适宜推广以粮食作物与粮食作物、经济作物、瓜菜、牧草、绿肥、果树、中药材等作物之间的间作套种为主的立体高效种植技术，重点发展以麦为主的棉、油、菜、瓜、豆、薯等复合群体组合，以玉米为主的麦、菜、豆、薯、食用菌等间套组合。如：春小麦复播大白菜、萝卜等；玉米套马铃薯、甜瓜、红芸豆，水果玉米回茬秋菜、玉米间作南瓜；西瓜套甘蓝，核桃套谷子、大豆等；果园套种麦、药、豆、薯、花生、瓜、绿肥、牧草等。
3.1.2 立体种养技术。山西省平川、丘陵、山地分别占土地总面积的19.7%、40.3%、40%，根据不同地域特征，发展农牧结合的生态农业，形成林、果、草、粮、畜互相依存、互相促进、循环利用的多元结构。立体种养重点推广“畜禽养殖 农产品种植”“林草 生态养殖”“农作物 水产养殖”等生态农业技术。如山西阳城一带发展桑叶养蚕和桑园养鸡循环立体养殖项目，形成“桑—蚕—鸡”循环立体养殖生态农业；山西左权麻田镇西安村在莲菜地中养殖鸭、鱼类，形成菜—鸭—鱼农基鱼塘生态模式等[3-4]。
3.1.3 庭院立体种养技术。庭院立体种养是以农户庭院为基础单元，实施立体种养。山西农户庭院面积较大，适宜发展农村庭院立体农业，重点发展以蔬菜、果树、食用菌、养殖为主的庭院立体种养农业。随着农家乐、观光农业的发展，种、养、加立体配置与休闲观光相结合，形成“庭院休闲观光 庭院立体种养”模式，实现一、二、三产业融合的新型产业。
3.2 减量化技术
3.2.1 节水技术。山西省主要采用以下旱作节水技术：以基本农田建设为主的旱作农田土壤水库建设技术，以秸秆、地膜覆盖为重点的覆盖保墒培肥技术，以机械化旱作和保护性耕作为主的耕作保墒技术，以集雨补灌为重点的高效种植技术，以平衡施肥和抗旱保水剂应用为主的化学调控节水技术，以抗旱品种繁育推广为重点的生物节水技术，以农田整治、输水节水和田间节水为重点的节水灌溉技术。
3.2.2 节农资技术。通过科学使用化肥、农药和其他农用生产资料或者用新型生产资料、技术来代替常规生产资料和技术，以减少化肥、农药、农膜等农资使用数量和次数，达到提高利用率，减少排放的目的。如测土配方技术、病虫害综合防治技术等。测土配方技术重点搞好氮、磷、钾肥的合理匹配，防止盲目增加化肥投入量，提高有限肥料的利用率等。
3.3 资源化技术
3.3.1 畜禽粪便利用技术。一是畜禽粪便能源化技术。山西重点发展“畜禽养殖-沼气-绿色果菜”的能源生态工程，典型技术模式有：“四位一体”能源生态模式、“五个一”工程能源生态模式、“五配套”能源生态模式。二是畜禽粪便肥料化技术。畜禽粪便肥料化技术分为堆肥化技术和复合肥技术，使用最多的是堆肥法。山西受水热条件的限制，不适宜沤肥还田，用畜禽粪便制成有机肥具有很大的市场潜力。三是畜禽粪便饲料化技术。山西畜禽粪便饲料化技术主要运用于鸡粪和猪粪的加工。鸡粪经干燥后可适量代替部分精饲料饲喂畜禽。猪粪使用氧化池处理，混合液喂猪，解决粪污环境问题，提高畜禽粪便作为肥料的利用率，增加养殖业收入。
3.3.2 农林枝条秸秆再利用技术。一是农林枝条秸秆肥料化技术。山西水肥条件差，应重点推广小麦、玉米秸秆还田技术，小麦秸秆覆盖可采取休闲麦田旋耕覆盖、休闲麦田粉碎覆盖、人工播种旋耕覆盖、旋耕播种机旋耕复播覆盖、播种搂播种旋耕复播覆盖和复播田硬茬播种粉碎覆盖等模式；玉米秸秆覆盖可采取半耕整杆半覆盖、全耕整杆半覆盖、免耕整杆半覆盖、秸秆地膜二元单覆盖、秸秆地膜二元双覆盖等模式，秸秆翻压还田可因地制宜地采取整杆翻压、秸杆粉碎翻压等模式。二是农林枝条秸秆饲料化技术。枝条秸秆饲料化技术主要有：物理处理法、化学处理法、生物处理法和复合处理法。枝条秸秆通过粉碎、压块、膨化等处理的物理法和通过氨化、酸化、氧化剂等处理的化学法，大大改善了秸秆的适口性和营养价值。随着生物技术的发展，酶制剂作为饲料添加剂是秸秆饲料化利用发展的趋势和方向。三是农林枝条秸秆能源化、原料化技术。山西省重点发展以小麦秸秆、棉花杆等农作物秸秆和果树枝条、固体废弃物为原料，代替木柴、液化气的“秸秆煤炭”加工技术，以解决做饭、取暖、洗澡等生活用能的问题。同时发展秸秆深加工技术，使其进一步转化为建材、人造丝、糠醛、木糖醇和生物油等，提高农林枝条秸秆的附加值。
4 参考文献
[1] 李彦，贾曦，孙明，等.我国农业资源的利用现状及可持续发展对策[J].安徽农业科学，2007（32）：10455-10456.
[2] 徐春燕，周光玉，丁麗，等.农作物秸秆的饲料化技术[J].饲料与饲养，2008（12）：14-15.
[3] 吴启发.畜牧业发展中畜禽粪污的危害、治理与利用[J].中国动物保健，2010（8）：21-23.
[4] 靳京，吴绍洪，戴尔阜.农业资源利用效率评价方法及其比较[J].资源科学，2005（1）：146-152.
关键词 农业资源；高效利用；困境；技术；山西省
中图分类号 F323.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）01-0283-02
Study on Technology of Agriculture Resources Efficient Utilization in Shanxi Province
YAN Xuan-mei 1 ZHANG Xiao-ling 2 LEI Jin-xia 1
（1 Institute of Agricultural Resources and Economics，SAAS，Taiyuan Shanxi 030006； 2 Shanxi Academy of Forestry Science）
Abstract Agriculture resources utilization way decides the method of agricultural production to some extent.Based on the characteristics of light，heat，water and soil，this paper analyzed the dilemma future development tendency of agriculture resources utilization，furthermore it build a technology system of agriculture resources efficient utilization which taking efficient farming，reduction and resource technology as the core.It established technology pattern of agriculture resources efficient utilization in local condition to achieve efficiency.
Key words agriculture resources；efficient utilization；dilemma；technology；Shanxi Province
1 山西省农业资源基础特征
1.1 气候资源
山西省大部分地区年平均气温介于4～14 ℃之间，呈由北向南升高，由盆地向高山降低的分布趋势。年日照时数在2 200～3 000 h之间，作物生长期间（日温≥0 ℃）的光合有效辐射为1 840～2 200 MJ/m2·年；作物活跃生长期（日温≥10 ℃）的光合有效辐射为1 300～l 800 MJ/m2·年。全省各地太阳年总辐射量从西北向东南逐渐减少，最高地区年辐射总量达605.1 kJ/cm2。
1.2 土地资源
山西地貌复杂，土地类型多样。2012年全省耕地面积为405.094万hm2，人均占有耕地0.11 hm2，其中坡度在15°以上的坡耕地占耕地面积的17.6%，宜开耕的荒地很少，耕地后备资源缺乏。全省耕地资源分布不均衡，南部人均耕地较少，而北部朔州市、大同市、忻州市人均耕地较多。
1.3 水资源
据《山西省统计年鉴2013》，2011年山西省水资源总量只有124.34亿m3，其中，地表水资源量为76.65亿m3，地下水资源量94.95亿m3。全省地区水资源总量分布不均，水资源总量最多的地区是运城市，最少的地区是朔州市；人均水资源最多的地区是晋城市，为600.74 m3，最少的地区是太原市，为130.33 m3。
1.4 农业废弃物资源
农业废弃物资源具有显著的资源化特征和污染物特征。据调查，2012年山西省农作物秸秆生产量达1 680.89万t。全省畜禽养殖业的化学需氧量、氨氮排放量分别达到19.30万、0.93万t，占全国畜禽养殖业排放总量的1.68%、1.43%，环境保护部和农业部印发的《全国畜禽养殖污染防治“十二五”规划》将山西省确定为畜禽养殖污染防治的重点区域。
2 山西省农业资源利用的多维困境分析
2.1 光能利用率较低，种植结构单一
据资料分析，光能利用率的理论值为5%～6%，我国北方高产区的光能利用率已达2.5%。山西省与全国各地太阳辐射总量相比，仅次于青海、西藏自治区、宁夏、甘肃、新疆，属我国光能资源高值区范围。但种植结构单一，耕作制度简单，设施栽培较少，光能利用率较低。仅以种植农作物的光能利用率来论，山西省南部作物光能利用率为1.07%，北部光能利用率为0.31%～0.43%，光能利用提升的潜力巨大（图1）。
2.2 耕地数量和质量不断下降，承载量加重
从图2可知，1980—2012年山西省耕地面积整体呈锐减趋势，而人口数量在不断增加，致使人均占有耕地面积越来越少，耕地承载量不断加重。全省人均占有耕地由1980年的0.16 hm2減少到2012年的0.11 hm2，而1 hm2耕地承载人口由6人增加到9人（山西统计年鉴1980—2013）。北部朔州市、大同市、忻州市人均占有耕地较多，但质量差，耕地生产能力低，粮食单产仅为全省平均水平的50%；东西部干旱、侵蚀严重，中低产田占耕地面积的60%左右。
2.3 水资源利用率低，浪费严重 山西省水资源总量不足，是我国水资源最为贫乏的省份之一。全省人均水资源拥有量仅346.03 m3，低于国际500 m3的缺水标准（图3）；1979—2012年，人均水资源占有量基本呈平缓下降趋势。区域工农业用水利用率低，浪费严重。据计算，山西省农业灌溉水利用率目前仅为45%左右，按正常要求75%计，约浪费水量30%。工业万元产值取水量是发达国家的5～10倍。
2.4 农业废弃物资源利用率低，污染严重
山西省农业废弃物资源的利用率总体不超过50%，对农业生态环境造成不利影响。全省农作物秸秆中，作为生活能源利用的有684.81万t，作为生产用能的有111.98万t，二者占秸秆资源总量的47.4%。畜禽粪便利用率低，畜禽粪便的无序排放以及畜禽饲料添加剂中的抗生素、激素、铜、铁、铬等物质长期过量累积，不仅造成资源浪费，还会带来严重的环境污染，目前全省畜禽养殖污染约占农业面源污染负荷的50%以上[1-2]。
3 山西省农业资源高效利用技术
3.1 高效种养技术
3.1.1 立体种植技术。山西省地处暖温带半干旱大陆季风性气候区，光照充足，昼夜温差大，雨热同步，有效积温与无霜期对大多数作物相对有余，发展立体种植可充分利用光、热、水、肥、气等自然资源。全省适宜推广以粮食作物与粮食作物、经济作物、瓜菜、牧草、绿肥、果树、中药材等作物之间的间作套种为主的立体高效种植技术，重点发展以麦为主的棉、油、菜、瓜、豆、薯等复合群体组合，以玉米为主的麦、菜、豆、薯、食用菌等间套组合。如：春小麦复播大白菜、萝卜等；玉米套马铃薯、甜瓜、红芸豆，水果玉米回茬秋菜、玉米间作南瓜；西瓜套甘蓝，核桃套谷子、大豆等；果园套种麦、药、豆、薯、花生、瓜、绿肥、牧草等。
3.1.2 立体种养技术。山西省平川、丘陵、山地分别占土地总面积的19.7%、40.3%、40%，根据不同地域特征，发展农牧结合的生态农业，形成林、果、草、粮、畜互相依存、互相促进、循环利用的多元结构。立体种养重点推广“畜禽养殖 农产品种植”“林草 生态养殖”“农作物 水产养殖”等生态农业技术。如山西阳城一带发展桑叶养蚕和桑园养鸡循环立体养殖项目，形成“桑—蚕—鸡”循环立体养殖生态农业；山西左权麻田镇西安村在莲菜地中养殖鸭、鱼类，形成菜—鸭—鱼农基鱼塘生态模式等[3-4]。
3.1.3 庭院立体种养技术。庭院立体种养是以农户庭院为基础单元，实施立体种养。山西农户庭院面积较大，适宜发展农村庭院立体农业，重点发展以蔬菜、果树、食用菌、养殖为主的庭院立体种养农业。随着农家乐、观光农业的发展，种、养、加立体配置与休闲观光相结合，形成“庭院休闲观光 庭院立体种养”模式，实现一、二、三产业融合的新型产业。
3.2 减量化技术
3.2.1 节水技术。山西省主要采用以下旱作节水技术：以基本农田建设为主的旱作农田土壤水库建设技术，以秸秆、地膜覆盖为重点的覆盖保墒培肥技术，以机械化旱作和保护性耕作为主的耕作保墒技术，以集雨补灌为重点的高效种植技术，以平衡施肥和抗旱保水剂应用为主的化学调控节水技术，以抗旱品种繁育推广为重点的生物节水技术，以农田整治、输水节水和田间节水为重点的节水灌溉技术。
3.2.2 节农资技术。通过科学使用化肥、农药和其他农用生产资料或者用新型生产资料、技术来代替常规生产资料和技术，以减少化肥、农药、农膜等农资使用数量和次数，达到提高利用率，减少排放的目的。如测土配方技术、病虫害综合防治技术等。测土配方技术重点搞好氮、磷、钾肥的合理匹配，防止盲目增加化肥投入量，提高有限肥料的利用率等。
3.3 资源化技术
3.3.1 畜禽粪便利用技术。一是畜禽粪便能源化技术。山西重点发展“畜禽养殖-沼气-绿色果菜”的能源生态工程，典型技术模式有：“四位一体”能源生态模式、“五个一”工程能源生态模式、“五配套”能源生态模式。二是畜禽粪便肥料化技术。畜禽粪便肥料化技术分为堆肥化技术和复合肥技术，使用最多的是堆肥法。山西受水热条件的限制，不适宜沤肥还田，用畜禽粪便制成有机肥具有很大的市场潜力。三是畜禽粪便饲料化技术。山西畜禽粪便饲料化技术主要运用于鸡粪和猪粪的加工。鸡粪经干燥后可适量代替部分精饲料饲喂畜禽。猪粪使用氧化池处理，混合液喂猪，解决粪污环境问题，提高畜禽粪便作为肥料的利用率，增加养殖业收入。
3.3.2 农林枝条秸秆再利用技术。一是农林枝条秸秆肥料化技术。山西水肥条件差，应重点推广小麦、玉米秸秆还田技术，小麦秸秆覆盖可采取休闲麦田旋耕覆盖、休闲麦田粉碎覆盖、人工播种旋耕覆盖、旋耕播种机旋耕复播覆盖、播种搂播种旋耕复播覆盖和复播田硬茬播种粉碎覆盖等模式；玉米秸秆覆盖可采取半耕整杆半覆盖、全耕整杆半覆盖、免耕整杆半覆盖、秸秆地膜二元单覆盖、秸秆地膜二元双覆盖等模式，秸秆翻压还田可因地制宜地采取整杆翻压、秸杆粉碎翻压等模式。二是农林枝条秸秆饲料化技术。枝条秸秆饲料化技术主要有：物理处理法、化学处理法、生物处理法和复合处理法。枝条秸秆通过粉碎、压块、膨化等处理的物理法和通过氨化、酸化、氧化剂等处理的化学法，大大改善了秸秆的适口性和营养价值。随着生物技术的发展，酶制剂作为饲料添加剂是秸秆饲料化利用发展的趋势和方向。三是农林枝条秸秆能源化、原料化技术。山西省重点发展以小麦秸秆、棉花杆等农作物秸秆和果树枝条、固体废弃物为原料，代替木柴、液化气的“秸秆煤炭”加工技术，以解决做饭、取暖、洗澡等生活用能的问题。同时发展秸秆深加工技术，使其进一步转化为建材、人造丝、糠醛、木糖醇和生物油等，提高农林枝条秸秆的附加值。
4 参考文献
[1] 李彦，贾曦，孙明，等.我国农业资源的利用现状及可持续发展对策[J].安徽农业科学，2007（32）：10455-10456.
[2] 徐春燕，周光玉，丁麗，等.农作物秸秆的饲料化技术[J].饲料与饲养，2008（12）：14-15.
[3] 吴启发.畜牧业发展中畜禽粪污的危害、治理与利用[J].中国动物保健，2010（8）：21-23.
[4] 靳京，吴绍洪，戴尔阜.农业资源利用效率评价方法及其比较[J].资源科学，2005（1）：146-152.