種植農(nóng)業(yè)面源源頭控制減排措施淺析

王秋偉

（成都市龍泉驛區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，四川 成都 610000）

農(nóng)業(yè)面源污染是農(nóng)民在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中由于使用的農(nóng)藥、化肥、地膜等化學(xué)物質(zhì)處理不合理，給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境中的水、土壤、空氣、農(nóng)產(chǎn)品造成污染。農(nóng)業(yè)面源污染是世界污染控制中最困難的問(wèn)題之一。農(nóng)業(yè)面源污染的特點(diǎn)有隨機(jī)性強(qiáng)、污染物排放點(diǎn)不穩(wěn)定、污染負(fù)荷的時(shí)空變化大、相對(duì)延遲、模糊性和潛在性強(qiáng)等，造成面源污染的監(jiān)測(cè)、控制與管理復(fù)雜而困難。農(nóng)業(yè)的面源污染不僅影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，也是造成水污染的重要原因之一，尤其是蘇南太湖水系、江蘇里下河流域和海河流域。目前我國(guó)種植農(nóng)業(yè)面源污染突出，因此本文通過(guò)總結(jié)其他學(xué)者的研究為種植農(nóng)業(yè)面源污染提供控制減排措施。

1.化肥減量

化肥減量技術(shù)是指通過(guò)革新和整合施肥技術(shù)、改革耕作制度、改善施肥方法、研究開(kāi)發(fā)新型肥料等方法，提高肥料利用率、減少化肥使用量、顯著提高施肥效率、節(jié)約成本、提高農(nóng)業(yè)效益，農(nóng)業(yè)面源污染的減少，是環(huán)境保護(hù)的重要技術(shù)。其主要措施包括高效環(huán)保新型肥料的研發(fā)、耕作制度創(chuàng)新、測(cè)土配方施肥、科學(xué)施肥、加快施肥制度改革等措施。例如，徐秋明等人在北京市房山區(qū)農(nóng)科所的夏玉米試驗(yàn)地上通過(guò)使用控釋包衣尿素的方法，不僅保證了產(chǎn)量在與使用尿素進(jìn)行常規(guī)施肥的方法下持平，更是使得氮肥的用量減少20%。劉紹權(quán)等人在廣東省東部地區(qū)采用水稻蔬菜栽培和土地保護(hù)栽培模式。與該地區(qū)歷史上主要耕作模式之一的“稻-稻-菜”模型相比，化肥使用總量減少了20%以上，實(shí)現(xiàn)了化肥減量和資源有效配置。

1.1 氮、磷肥的合理施用

減少氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽的流失首先應(yīng)該降低氮、磷在土壤中的累積量，最根本的方法在于減少氮、磷肥的施用量。20世紀(jì)80年代歐洲一些國(guó)家逐漸出臺(tái)了控制氮肥污染的法規(guī)和政策，例如，氮肥的年施用安全用量規(guī)定為225kg/hm2，種植收割后表層1m土壤的氮素剩余量不超過(guò)50kg/hm2。張維理等提出蔬菜年施用氮肥的上限為500kg/hm2。肥料施用方法的優(yōu)化也是減少土壤氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽流失的重要措施，應(yīng)該根據(jù)作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要及特點(diǎn)來(lái)確定合理的施用量和施肥時(shí)間，盡量采用埋施方法，此外還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)來(lái)確定施肥時(shí)間，特別是較大降雨事件發(fā)生前不能施肥。

1.2 有機(jī)肥配合施用

重視化肥而輕視有機(jī)肥料是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的一大弊端，這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)直接影響了農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定性及持續(xù)性。片面施用化肥會(huì)造成土壤板結(jié)、土壤酸化、鹽堿化，農(nóng)作物病害加重，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，過(guò)量施用氮肥的田塊甚至造成產(chǎn)量的大幅下降。因此，應(yīng)大力提倡施用有機(jī)肥。有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥配合施用可以營(yíng)養(yǎng)互補(bǔ)，速效和緩效互補(bǔ)。增施有機(jī)肥可以改良土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，改善土壤通氣狀況，減輕土壤中厭氧病菌的孳生，從而減輕土壤傳播病害的發(fā)生。另外，有機(jī)肥也能提供部分氮、磷、鉀以及鈣、鎂、硫、鋅、鐵、硼等營(yíng)養(yǎng)元素，在正常施用化肥的情況下，增施有機(jī)肥不僅能提高產(chǎn)量，而且能有效提高農(nóng)作物品質(zhì)和肥料利用率。高質(zhì)量有機(jī)肥的投入施用，可使農(nóng)田養(yǎng)分全面并肥效持久，改善土壤結(jié)構(gòu)且增加土壤水分和養(yǎng)分的保持能力。在蔬菜種植大田的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥配合施用，可顯著降低土壤氮肥的流失。

1.3 硝化抑制劑和控釋肥的施用

控制肥是既適應(yīng)作物全生長(zhǎng)季不同生育階段氮素營(yíng)養(yǎng)的需求，而又不使土壤中剩余無(wú)機(jī)氮濃度過(guò)高的一種可控釋放氮肥。已有大量研究表明，控釋氮肥施用可以有效減少旱地N2O排放。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)用地的急劇減少及人口的增加，為了穩(wěn)糧食產(chǎn)量人們大量施用氮肥，然而氮肥被施用后，僅有少部分能被吸收利用，而剩余部分則因徑流、淋溶、揮發(fā)等途徑而損失，不僅浪費(fèi)肥料，增加成本，而且引起地表水、地下水NO-和NO3-污染以及大氣N2O污染，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境都極為不利。硝化抑制劑可有效抑制土壤NH4+向NO3-的轉(zhuǎn)化，減少NO3-在表層土壤的累積并減少其在降雨徑流中的流失?？蒯尫士梢愿鶕?jù)作物生長(zhǎng)需要來(lái)提供養(yǎng)分，減少肥料不必要的浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)證明，硫包膜尿素施用的水稻田，氮肥損失減少12%，尿素釋放時(shí)間延長(zhǎng)到7.9d。

2.農(nóng)藥減量化與殘量控制

按照“以預(yù)防為主，綜合預(yù)防和治療”的環(huán)境保護(hù)方針，劇毒農(nóng)藥及持久性類農(nóng)藥不宜使用，高毒農(nóng)藥、長(zhǎng)殘留農(nóng)藥需減少使用，盡量使用環(huán)保、安全、高效的農(nóng)藥，鼓勵(lì)使用生物防治技術(shù)。農(nóng)藥的使用應(yīng)符合《農(nóng)藥合理使用指南》（GB/t 8321-2009）有關(guān)規(guī)定，必須按照農(nóng)藥產(chǎn)品的標(biāo)簽和說(shuō)明書(shū)規(guī)定的用途、使用技術(shù)和方法科學(xué)地使用。

按照土壤的不同類型、作物的生長(zhǎng)特性、氣候特征及生態(tài)環(huán)境，合理選擇農(nóng)藥品種，減少土壤中農(nóng)藥殘留和轉(zhuǎn)移。易移動(dòng)、不易吸附、水中穩(wěn)定的農(nóng)藥品種不得用于地表水網(wǎng)密集地區(qū)的種植區(qū)、水產(chǎn)養(yǎng)殖和娛樂(lè)水域等漁業(yè)水域。使用生物技術(shù)控制農(nóng)藥污染，加速農(nóng)藥殘留的安全分解。施用具有農(nóng)藥降解功能的微生物菌劑，加快農(nóng)藥和除草劑在土壤中的分解速度，減少對(duì)后續(xù)作物的危害和影響，使用生物農(nóng)藥。結(jié)合病蟲(chóng)草害發(fā)生情況，科學(xué)控制農(nóng)藥使用量，即控制農(nóng)藥使用量、使用頻率、使用周期等，減少農(nóng)藥進(jìn)入土壤、水體。不適合雨前投藥和投藥后排水，高濃度的旱田藥水減少排入到地表水體。采取太陽(yáng)能、頻率振動(dòng)殺蟲(chóng)燈、性誘導(dǎo)劑等物理防除措施。

強(qiáng)化農(nóng)藥廢棄物管理。不得將農(nóng)藥的廢包裝材料挪用于其他用途；無(wú)破損的包裝物可以由銷售部門(mén)或廠家回收。農(nóng)藥廢棄物不能在人、畜、農(nóng)作物等植物、食品、水源等容易受到危害的地方處理。

3.水土保持

地表徑流是造成農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因，控制水土流失是解決水污染的根本政策。換言之，控制水土流失的所有措施都可以用來(lái)控制水污染?？蓮囊韵聝蓚€(gè)方面來(lái)探討水土保持措施：一方面是穩(wěn)定表土，利用植被的緩沖作用減少雨滴對(duì)表土的影響；另一方面是減小坡度，通過(guò)渠道化使徑流分散、減少流速?gòu)亩_(dá)到減少?gòu)搅髑治g性、減少地面雨水溢出量的效果。從這兩個(gè)方面出發(fā)，眾多水土保持技術(shù)都能在水體污染防治中發(fā)揮重要作用。例如，在中國(guó)使用較多的的坡面生態(tài)工程在減少流域上游土壤侵蝕中發(fā)揮了重要的作用；在復(fù)雜的系統(tǒng)中，空間中有不同類型的樹(shù)木和作物的組合，對(duì)雨滴的影響、斜面地形的發(fā)展、泥沙侵蝕、徑向流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)有明顯的有利影響；在適當(dāng)?shù)牡貐^(qū)建設(shè)必要的防洪沙槽、防沙壩、池塘等工程措施，從而減少沙土侵蝕，取得良好的水污染防治效果；此外，還有中國(guó)西部大開(kāi)發(fā)中使用的退耕還林還草、保護(hù)性耕作法、草地輪作制度、梯田建設(shè)等高線耕作和退耕還林還草等水土保持措施，這些措施在控制水污染方面卻發(fā)揮了重要作用。

4.節(jié)水灌溉

灌溉節(jié)水技術(shù)是符合自然規(guī)律的科學(xué)的灌溉措施，即在一定單位灌溉面積的土壤中，使用最少的灌溉水量從而得到最大的農(nóng)作物產(chǎn)量或者產(chǎn)值。隨著水分的向下移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氮肥的淋失，為了防治和降低氮肥流失的有效做法，可通過(guò)和作物生長(zhǎng)需求同步的優(yōu)化水肥管理，使肥料與灌溉的分配的方法來(lái)達(dá)到產(chǎn)量、環(huán)境綜合效益和經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。通過(guò)使用可變虧缺觸發(fā)器從而調(diào)整灌溉方案，Sexton等人實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽淋失量降低了50%～55%的成果。Pang等研究表明，灌溉均衡性是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和低氮肥淋失量的必要前提。Diez等研究證實(shí)改善灌溉措施肥糞的流失量可以減少51%～81%。噴灌50mm的水，可將土壤表層的硝酸鹽和施用的尿素淋洗到5～20cm作物根系密集層，利于作物吸收而不產(chǎn)生深層滲漏損失。

地面灌溉和低壓管道輸水是在傳統(tǒng)灌溉法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的目前使用較多的灌溉技術(shù)，此外，還有噴灌、深耕蓄水等。

地面滲透是地面灌溉技術(shù)的工作原理。比如畦灌技術(shù)，其使用必須以防滲溝渠和管道為前提；低壓管道輸水技術(shù)原理相對(duì)簡(jiǎn)單，其原理是將傳統(tǒng)的水渠輸水改為使用管道進(jìn)行輸水，使得灌溉的目的性更強(qiáng)，從而可以減少水蒸發(fā)和流失的效果，管道輸水由于田地的各個(gè)角落都可以布設(shè)管道，從而可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)靈活多變的效果，從而可以達(dá)到控制灌溉水量和方向的效果，此外，管道鋪設(shè)受地形限制較小且成本較低；我國(guó)目前運(yùn)用較為成熟的為噴灌技術(shù)，它是把傳統(tǒng)的地面灌溉改為空中灌溉，通過(guò)給水加壓使其形成水滴噴射于空中從而對(duì)植物達(dá)到灌溉的效果，相對(duì)于傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)，其增產(chǎn)率和節(jié)水率都得到了較大的提升，此外還可以通過(guò)降低灌溉器械的占地面積達(dá)到節(jié)省土地資源的效果。美國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)推廣，主要是在保證政府投入的基礎(chǔ)上，建立了完整的節(jié)水灌溉系統(tǒng)，從而推廣各種節(jié)水灌溉技術(shù)以及完成技術(shù)的市場(chǎng)化推廣等工作，我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)起步較晚，還存在水資源管理水平不高，尚未形成系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用水調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術(shù)設(shè)備與先進(jìn)國(guó)家差距較大，對(duì)于節(jié)水農(nóng)業(yè)和節(jié)水灌溉長(zhǎng)期的發(fā)展政策和制度研究滯后等問(wèn)題。

5.面源污染控制總結(jié)

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)面源污染不僅影響了土壤、大氣、水的環(huán)境質(zhì)量，而且通過(guò)累積于飲用水源以及種植業(yè)的富集，進(jìn)一步影響人體健康。我國(guó)作為人口大國(guó)，化肥和農(nóng)藥的投入一直是我國(guó)糧食生產(chǎn)成本的主要組成部分，而化肥農(nóng)藥的施用一直是種植農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源，采用從源頭進(jìn)行控制的措施是控制面源污染的主要措施。根據(jù)不同地區(qū)的不同情況，合理采取化肥減量、農(nóng)藥減量化與殘量控制、水土保持及節(jié)水灌溉等方法，形成針對(duì)性較強(qiáng)的面源污染減排手段，是當(dāng)前種植農(nóng)業(yè)面源污染防控減排的趨勢(shì)。