微生物技术在治理农业面源水污染中的应用探讨

摘 要：农业面源污染已是我国总面源污染的第一大来源，而水污染是农业面源污染最大污染源之一。由于面源污染的复杂性，防治农业水污染，“防”胜于“治”。随着现阶段我国科学技术的飞速发展，相应微生物技术得到飞速发展，微生物技术在农业面源水污染的治理过程中发挥着越来越重要的作用。通过微生物技术的应用，不仅能够不断加强农业源头的污染，同时，还能够截留农业生产过程中的污染，大大减少污染物向周围的水体的排放，这在一定程度上可以保持农业的可持续发展。为了更好地进行微生物技术的应用，在此，对这一方面进行深入的探讨。

关键词：微生物技术；治理；农业面源水污染；应用探讨

中图分类号：X52 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132033

前言

根据《第一次全国污染普查公报》显示，我国的农业生产过程中所产生的污染已经完全超过了工业以及城市所产生的污染，高居我国面源污染的首位。农业污染大大破坏了相关自然环境以及资源环境，尤其是江河湖海方面水资源的污染。其中，水污染最显著的表现就是水体富营养化，造成这一现象的原因如下：农田直接排污；农村生产以及生活过程中的直接排污；农村畜禽养殖的直接排污。现阶段，为了进一步减少这一现象的出现，农业资源保护部门能够系统采用的防治措施主要有3种：污染源头的不断减少；农业生产污染过程中的拦截；污染终端的最终修复。在以上3个过程中，对污染进行预防以及控制贡献更大。在进行农业污染防控的过程中，以生态环境自身的吸附以及净化为基础，同时结合相应的微生物技术的应用，不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率，还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能，大大降低农业污染。根据相关资料显示，微生物的技术已经被广泛的应用于废水污染处理过程中，并起到十分有效的作用，我们应该重视这一方面的分析以及探索。在此，综述微生物技术在农业污染过程中的应用，分析其中存在的问题，希望能够进一步促进微生物技术应用的水平。

1 利用微生物技术减量农业水污染的源头

作为一种水污染的防治方法，“源头控制”是一种十分有效的方法。在进行微生物减量的方法采取过程中，利用微生物技术进行生物肥料、饲料以及农药的生产，进行传统产品的替代，这具有十分重要的意义，其主要内容如下。

1.1 减量化肥的施用量

根据相关数据显示，我国农业化肥的用量占全世界的1/3，位于第1位。虽然使用化肥能够在某种程度上减少劳动力，提高农作物的产量，但是由于化肥的过度使用，这导致我国的水体受到极大的影响，造成水体富营养化。随着人们对于这一方面意识的提高，开始使用有机肥，但是由于有机肥使用不方便，其推广受到一定的限制。微生物肥料其中包含多种土地所需的微生物，包括解磷菌、固氮菌、硝化菌、放线菌和纤维素降解菌等，能利用空气中的氮源，激活土壤中的速效磷，降解有机质，最终提高肥效，减少肥料施用量。除此之外，微生物肥料还能够在一定程度上改善我国土壤的性质，为农作物的健康生长打下坚实的基础。现阶段，为生物肥料主要应用农业生产的各个方面，可以较为有效的提高作物的生长质量，进一步减少农田营养物质的流失，是传统肥料的有效代替物。

1.2 减少农药的使用量

我国农药的使用量也居世界第一位。傳统的农药虽然在一定程度上控制了病虫害的影响，提高农作物的产量，但是，由于农药的长时间使用，这导致土壤的功能被极大地破坏，整个生态平衡破坏。传统的农药对于人体的伤害也较大。为了能够更好地进行农业污染的治理，我们可以采用微生物农药进行传统农药的代替，微生物农药主要指微生物活菌，这种农药的防治效果较好，其安全性较高，对于环境的污染较小，是一种新型的生态农药。

1.3 减量养殖废弃物

根据《第一次全国污染普查公报》显示，现阶段我国的畜禽养殖的排放物成为农业面源污染源之首。这些排放物通过各种渠道进入到水体，不仅仅会直接造成水体的富营养化，同时，由于这些排放物未经过相应的处理，其中存在病原体，会导致流行病的出现。为了进一步减少污染源，我们应该将微生物技术应用到排放物的处理过程中。通过微生物添加剂的应用，可以有效的保持微生物菌群的整体平衡状态，提高畜禽的免疫力，对排泄物进行处理，进一步提高畜禽的生产质量。例如，使用微生物堆肥剂，可以不断加快养殖粪便的堆肥化，通过这样的方法可以让农肥化工艺不断稳定，在一定程度上提高实际利用率，进而减少排放量。

2 微生物截留农业水污染过程

在进行水污染治理的过程中，微生物截留是其中一项十分关键的措施，通过微生物截留不仅仅可以较为有效的减少农业污染的大范围扩散，还能够进一步缩短烟厂污染物的滞留时间，进行农业污染物的截留。在这样的生态体系中，无论是人工湿地还是生态沟都具有一定的缓冲能力，能够不断提高土壤的污染处理能力。进行微生物技术的应用，可以有效地进行农业污染的截留，其主要应用措施如下。

2.1 扩大缓冲区的功能面积

其截留面积的建造主要包括2个方面：物理空间面积；生物的功能面积。微生物技术的应用可以进一步扩大缓冲区的功能面积，主要表现在以下3个方面：提高植被的覆盖率。通过微生物技术的应用，可以将相应的有害物质逐渐分解，同时，还能够激化营养物质，在一定程度上减轻不良环境的影响，进一步提高植被的覆盖率，促进污染治理效果的提高；扩大根区面积。通过微生物技术的应用，不仅仅可以促进植物根系的生长，还可以通过相应的菌体进一步扩大净化功能面，污染治理得到进一步的控制；强化生态位。植物是自然界的生产者，同时，微生物也是自然界的分解者，通过这两者之间的协调，进行污染物的转化，进一步减少污染源的面积。除此之外，微生物技术的应用，还可以进一步提高、稳定植被的整体覆盖率，与植物进行整体的协调，提高植物的净化效率。

2.2 环节缓冲区功能周期

在我国大部分生态系统中，为了能够促进其污染物的不断分解，往往采用植被缓冲带、湿地以及生态草沟等方法，但是，这些措施的采取往往会涉及到越冬问题。尤其是在春季，农田施肥之后，这将会直接导致流域水体的氮浓度大大提高，直到5月份出现最高峰。由于初春缓冲带的植被大部分还处于冬眠状态，其根系的生长代谢较慢，其净化功能将会直接丧失。针对这一问题，可以针对性使用微生物技术，不但能够提高植被的整体抗冻能力，还能够进一步缩短植被的返青时间，还能够延长缓冲区的功能周期。如接种丛枝菌根真菌能改善黄瓜、玉米的形态结构，增强玉米、黄瓜、小麦的生理生化反应，最终增强宿主的抗寒性，提高植株对低温胁迫的耐受性。除此之外，采用菌剂进行相应植物的处理，还能够增加草坪草主根长度、数量以及整体防御功能，进而不断提高这一植物的整体抗寒能力。根据相关资料显示，植被根系的微生物的种类越多，其吸氧细菌就越多，这样的环境十分有利于有机污染物的有效分解。通过植物御寒能力的提高，不断增强相应的植物系统在冬季的整体净化能力，进而较为有效的进行污染物的分解以及处理，这对于农业污染的整体治理具有十分关键的作用。

2.3 改善缓冲区的土壤质量

由于土壤本身具有吸附能力，在一定程度上能够影响污染物的整体扩散情况。通过微生物技术的应用，可以与植物的联合系统进行结合，进一步改善土壤的整体质量。同时，通过微生物技术的应用，还能够为维护土壤的聚体结构，不断强化土壤的入渗。除此之外，还可以利用微生物进行土壤有机碳含量的提高。通过相应的微生物的应用，可以将土壤的pH值降低，这样的环境十分有利于矿物质的溶解，同时，还能够增加土壤微生物的数量以及根系分泌物的含量。通过微生物的应用，不仅提高土壤的整体能力，不断提高土壤的整体吸附能力，为污染物的有效治理打下坚实的基础。

3 总结

进行微生物技术应用方面的研究对于农业污染治理具有十分关键的作用，通过微生物技术的应用，不仅仅能够进一步提高化肥、饲料以及农药等物质的利用效率，还能够进一步提高自然生态系统的自我修复功能，大大降低农业污染，因此，要重视这一方面的发展。但是，要清楚的意识到，在进行微生物技术的实际应用过程中，往往会导致一些安全事故的发生。部分微生物对于农业自然环境是十分有益的，例如铜绿假单胞菌、荧光假单胞杆菌。这些微生物不仅仅能够降解污染物，处理农业或是生产过程中的废水，同时，还能够促进农业植物的生长。但是，这些微生物对于人体具有一定的危害性，它们属于条件致病菌，若是宿主的免疫能力下降，将会直接导致宿主疾病的发生。因此，在进行微生物应用的过程中，管理人员一定要重视安全问题，高效地进行微生物技术的应用，进一步减少农业污染。

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作者简介：张晓（1987-），女，湖北汉川，学士，讲师，研究方向：生物技术、微生物学。