卢正华 杨建荣 和义忠 肖支华
摘要:根据连续4年实践可知,测土配方施肥技术是农业面源污染治理最有效的核心措施。以测土配方施肥技术的应用为主体,整合工程技术、生物快腐技术、绿肥种植技术、土壤有机质提升技术等综合集成同步应用于农业面源污染治理,能最大限度的减轻农田污染负荷,推进化肥零增长,逐步实现精准施肥,打造农田的良好生态环境。
关键词:农业;面源污染;测土配方施肥;生态环境
1 泸沽湖景区概况
1.1 地理位置
泸沽湖景区位于云南省西北部宁蒗县和四川省西南部盐源县的交界处,距宁蒗县城73 km,距丽江古城280 km。地理座标为东经100°44′-100°51′,北纬27°39′-27°45′之间。
1.2 气候特点
泸沽湖景区地处西南季风气候区域,属低纬高原季风气候区,具有暖温带山地季风气候的特点。光照充足,冬暖夏凉,降水适中,由于湖水的调节功能,年温差较小。流域内地形复杂,群山连绵起伏,呈现出明显的立体气候特点,气温随海拔升高而递减。年平均降雨量1000 mm,年相对湿度70%。年平均气温12.8℃,全年日照时数为2260 h,日照率57%。
1.3 水生生态
泸沽湖生态环境条件特殊,长期以来未受到生态性灾难,湖水清澈,水质优良,物种丰富。泸沽湖的水生植物种类和数量丰富在全国的高原湖泊中是少见的。据统计,水生维管束植物共有42种,其中蕨类植物3种,双子叶植物14种,单子叶植物25种。种类丰富,成分交融,以种子植物为主体;由岸边向湖水深处,挺水植物-浮叶(漂浮)植物-沉水植物演替系列较完整;沉水植物多样性高;有西南特征种海菜花群落分布;泸沽湖特有种菠叶海菜花群落在全湖范围内广泛分布;还有北极-高山类型杉叶藻群落分布。
1.4 泸沽湖景区湖泊水文
泸沽湖是一外流淡水湖,属雅砻江水系,湖面海拔2692.2 m。湖泊呈北西走向,南北长22.3 km,东西宽(最宽处)7.6 km;流域面积272.45 km2,其中宁蒗部分139.16 km2,占总流域面积的51.1%;水面面积57 km2,其中宁蒗部分30.3 km2,占湖泊面积的53%。最大水深105.3 m,平均水深38.4 m,库容21.17亿m3。泸沽湖流域面积小,集水面积与湖泊面积的比值(即湖泊补给系数)仅为4.62,入湖河流源近流短。泸沽湖主要入湖河流有6条,由北到南分别是小落水河、大鱼坝河、乌马河、幽谷河、王家湾河、山垮河。
1.5 行政区划与人口状况
泸沽湖景区行政区划包括云南省宁蒗县永宁乡落水村委会,共涉及10个村民小组。泸沽湖流域沿岸居住有摩梭人和彝、汉、纳西、藏、普米、白、壮等7种民族。2010年总户数661户,总人口2931人,其中农业人口2870人,占总人口的95%。
1.6 农业生产状况
2010年末,落水村委会年末耕地面积3527亩,耕地类型全部是旱地,2010年农作物总播种面积4232亩,主要种植粮食作物,粮食作物主要为玉米、马铃薯、大豆、荞子、燕麦等作物,总产量1185吨。除粮食作物外,当地主要出产白瓜子、油菜籽、松茸、香菇等特产。泸沽湖流域(云南部分)复种指数为1.2,是以大春为主的农业生产模式。小春期间,大多耕地均处于闲置状态。经济林果地面积641.7亩,主要种植苹果和酸梅。
1.7 土地利用现状
根据卫星影像图判定,泸沽湖景区土地利用类型以林地为主,森林覆盖率为67.1%,泸沽湖景区总面积139.16 km2,包括湖泊面积30.3 km2,陆域面积108.86 km2。泸沽湖景区湖滨带300 m范围内土地面积670.08 hm2,占全部土地面积的11%,容纳了88%的果园、25%的旱地,45%的居民地;100 m范围内土地面积250 hm2,占全部土地面积的4%,容纳了41%的果园、11%的旱地,18%的居民地;50 m范围内土地面积256 hm2,占全部土地面积的2.6%,却容纳了云南部分9.5%的旱地,8.6%的居民地。
2 农业面源污染负荷排量估算
2.1 农业面源污染物来源
农村农业面源污染包括非旅游接待地的农村生活污水、农村生活垃圾、农村畜禽养殖污染、农田化肥流失污染、农田固废污染。
2.2 农业面源污染物负荷量
2.2.1 农村生活污水。2010年泸沽湖景区总人口约3300人,据现场调查,村落生活污水的排放方式主要为倾倒在空地上,并且村民均使用旱厕,农村厕所内的人畜粪便绝大部分都作为农田肥料施用。在这种状况下,农村生活污水在输送过程中通过蒸发、下渗等过程被土壤消纳、沉淀,累积于土壤,部分污染物随降雨流失。主要污染物排放量分别为:COD2.10吨/年、TN0.21吨/年、TP0.03 吨/年、氨氮0.18吨/年。
2.2.2 农村生活垃圾。泸沽湖流域(云南部分)农村生活垃圾主要污染物排放量分别为:COD为5.39吨/年、TN0.27吨/年、TP0.11吨/年、氨氮为0.16吨/年。
2.2.3 人禽粪便污染。泸沽湖流域畜禽养殖以散养为主,人禽粪便绝大部分作为农田肥料施用,经调查,泸沽湖流域约有20%的村落管理相对粗放,排放量约为产生量的3%。畜禽粪尿排放于环境中随降雨流失,主要污染物排放量分别为:COD7.99吨/年、TN0.87吨/年、TP0.14吨/年、氨氮为0.31吨/年。
2.2.4 农田化肥污染。2010年泸沽湖流域(云南部分)农田化肥污染的产生量为肥料使用的折纯量,随着雨水的冲刷,有一部分污染物流失,也即农田化肥使用的污染物排放量,泸沽湖流域(云南部分)内TN和氨氮排放量分别为1.13吨/年、0.82吨/年。
2.3 农业面源污染负荷产排总量
综上所述,泸沽湖流域农村农业面源污染负荷COD、TN、TP和氨氮排放总量分别为COD15.48 吨/年、TN3.3吨/年、TP0.35吨/年、氨氮1.54吨/年。泸沽湖流域对COD排放总量贡献最大的污染源是人畜粪便,占总量的52%,人畜粪便和农田固废,分别占总量的26%和25%;其次是农村垃圾和农田固废,分别占总量的31%和20%,再次是人禽粪便和农村生活污水,分别占总量的20%和12%。
3 农业面源污染治理的基本原则
3.1 指导思想
以稳定保持湖泊地表水Ⅰ类水质标准为目标,坚持“保护优先、预防为主、防治结合、协同管理”的方针,以最大限度的削减农业面源污染物为核心,优化农业生产方式,调整优化农业产业结构,提升土壤对污染物的吸纳能力,采取灌排分设,应用水肥一体化技术,科学用水,让农业、农村用水定向定位排入截污管池,不让一滴农用污水进入湖泊。
3.2 基本原则
一是坚持“保护优先、预防为主、防治结合”的原则,采用工程减排、结构减排、管理减排的综合集成技术实现防治结合。二是坚持“分区治理、综合保护”的原则,针对农业面源污染物的类型分布,采取有针对性的综合防治措施。三是坚持“以测土配方施肥技术为核心,应用综合集成技术”的原则。四是坚持“作物无膜化栽培及产量补偿”原则。五是坚持“推广应用高效肥料及肥料差价补偿”原则。
3.3 治理技术路线
泸沽湖景区农业面源污染治理的技术路线是应用工程技术,依照灌排分开,合理布局和建设田间灌排系统,实现农村农业污水的定向、定位排入截污排污管池,不让一滴农用污水进入泸沽湖。结合优化生产方式和产业结构,依据观光农业的特点,以测土为核心,按照土壤养分含量,制定施肥配方,最大限度的减少农田化肥的投入量。
4 2012-2015年泸沽湖农业面源污染治理措施
根据泸沽湖景区农业面源污染物来源及产生情况,采取工程、农艺、生物三大措施,综合整治。
4.1 工程建设措施
主要针对农业用水治理。采取田间排灌渠系、田间道路、肥窖肥池、沉淀池的建设,实现农业用水灌排分开,定向定位排放入排污管道。2012年至2015年,通过三个项目立项批复,争取资金550万元,建成田间三面光灌渠4件,2123 m;排涝沟渠11条,里程10460 m;机耕路2条,里程1790 m;沉淀池10个;沤肥池62个,基本解决山垮河流域1860亩农田用水的定向定位排放。日处理农业用水能力达15吨/天,人畜粪便210吨/年,处理田间秸秆、杂草及有机生活垃圾的能力为375吨/年,解决了田间机耕作业问题及田园观光的通达问题。减少污染物负荷排放COD46.85吨/年,TN5.54吨/年,TP 0.81吨/年,NH3-N3.89吨/年。
4.2 农业措施
主要针对农业用肥带来的渗透性、流失性水体污染问题,采取主要措施是大力应用推广测土配方施肥技术,调整用肥结构,提高肥料利用率,减控化肥使用量。依据土壤年测试数据,土壤养分丰缺指标模型,土壤养分丰缺指标方程,氮、磷、钾丰缺指标线性方程及线性方程图,测算制定施肥配方,推行按方施肥。2012年至2015年,累计推广缓控释肥4800亩次,史丹利复合配方肥1100亩次,测土配方施肥覆盖率达91%,基本转变了滥用氮肥的习惯。肥料使用量比习惯施肥亩下降纯量2.6 kg,折合实物13.6 kg,年减少化肥用量58.5吨,减少COD 16.59吨/年,TN 1.86吨/年,TP 0.15吨/年,NH3-N 2.07 吨/年。
4.3 生物技术措施
主要针对田间作物秸秆,杂草,人畜禽粪便,农村生活有机垃圾氨化处理,种植绿肥及绿肥压青还田,根茬还田,过腹还田技术,集造增施有机肥。按照测土配方施肥技术应用规范要求,培肥地力,2012年至2015年,累计推广冬闲田绿肥净种1.2万亩次,通过压青还田,根茬还田,过腹还田,亩增加有机肥投用量224-325 kg,采用生物快腐技术,采取应用沤肥池沤制,田间及房前屋后堆肥的方式,年处理4232亩田间秸秆、杂草4232吨,人、畜、禽粪便5800吨,农村有机生活垃圾300吨,减少污染负荷排放COD 5.03吨/年 ,TN 0.32吨/年,TP 0.13吨/年 ,NH3-N 1.82吨/年。
总而言之,测土配方施肥技术是农业面源污染治理的核心重要技术措施之一,以测土配方施肥技术为核心,综合组装应用田间工程技术、生物快腐技术、土壤有机质提升技术,按照土壤养分含量,因缺补缺,缺什么、补什么,缺多少、补多少,能最大限度的减轻农田污染负荷,推进化肥零增长,逐步实现精准施肥,打造农田的良好生态环境。