近年,随着农业生产的快速发展和一二三产业的高度融合,农用投入品得到大量使用。但是,在促进农业增产、农民增收的同时,过量的农业废弃物残留也造成了严重的面源污染,对农业和社会经济的可持续发展、生态环境安全和农产品质量安全构成了严重威胁,甚至已成为制约现代农业发展的瓶颈。
农田生态面源污染主要指在农业生产过程中,由于农药、化肥、地膜等农用物资的不合理使用、畜禽粪便的任意排放、秸秆焚烧等造成的水体、土壤、生物和大气的污染。
在农事操作中,农民往往会大量甚至过量施用农药、肥料,导致除少部分被植物吸收外,有相当一部分进入水体、土壤和空气中,成为农田生态环境的直接污染源。由于过量施用农药、肥料,造成病虫抗药性增强、土壤板结、肥效下降,因此,农民为维持生产能力,不得不增施药肥,从而形成“过量施用药肥→效果下降→加大用量→加重面源污染”的恶性循环,导致农田生态环境严重恶化。
化肥污染是在农业生产中因施用大量化学肥料而引起土壤、水体和大气的污染。2019 年统计数据显示,许昌市化肥年施用折纯量18 万t,平均每667 m2施用量360 kg,其中,氮肥施用量为9 万t,磷肥施用量5.5万t,钾肥施用量3.5 万t。试验表明,由于化肥的不合理或过量使用,导致氮肥利用率仅为30%~35%,磷肥利用率只有10%~20%,钾肥利用率为35%~50%。化肥的大量使用,使部分未被吸收的肥料随降雨、灌溉和地表径流进入河、湖、库、塘,污染了水体,造成了水体富营养化。长期不合理过量施用化肥,会造成土壤结构变差、板结,地力下降,农作物减产。传统的氮肥浅施、撒施方法往往造成氮的流失,导致大气污染,对臭氧层起到破坏作用。同时,化肥的不正确使用,也会增加大气中的二氧化碳含量,增强温室效应,导致农产品的生物污染和化学污染。过量施氮,会造成农产品硝酸盐含量过高和重金属含量超标,对食品安全和人类身体健康造成威胁。
近年,由于气候变暖,种植业结构调整,各类农作物病虫发展迅速,新发、突发病虫增多,常发病虫抗药性增强,导致农药施用量不断加大。统计数据显示,许昌市农作物病虫草害防治中,农药施用量每年平均2000 t,折百量580 t,平均每公顷施药折百量近4 kg。其中,杀虫(杀螨)剂占69.2%,杀菌剂占10.8%,除草剂占18.8%,植物生长调节剂占1.1%,且农药使用品种多、乱、杂,市场上不同厂家、不同品牌的农药品种有上千个,个别禁限用农药仍然在偷偷使用,不仅增加了食品中的有害残留,而且对环境造成污染。
目前,受操作技术、施药器械、天气条件、药剂质量等因素影响,农药有效利用率为30%左右,约70%的农药遗失于土壤、地下水和空气之中,严重影响农田生态环境。特别是农药以喷雾的形式进行施用时,只有其中少部分药剂附着在作物体上,大部分呈水雾状态飘逸于空气中或随雨露落入土中,附着在作物上的农药也只是部分被作物吸收,其余会因风吹雨打落入土中,大气中的农药最终也会降至土壤,使土壤中的农药残留量及衍生物含量增加。土壤中的农药被灌溉水、雨水冲刷下渗到河流或地下水中,污染水源。另外,过量施用农药还会导致农产品农药残留量增加,杀灭有益生物,影响生物多样性,破坏农田生态系统。
随着农作物种植种类的增多和种植新技术的开发,塑料地膜的使用在不断增加。农膜属高分子有机化学聚合物,在土壤中不易降解。连续使用,逐年积累,使大量不溶解、不腐烂的废旧农膜成为农田面源污染的主要来源之一。统计数据显示,2019 年,许昌市农用塑料薄膜使用量达3400 t,由于农膜不易降解,田间残膜率高达42%,即有近一半的农膜残留在土壤中,污染土壤生态环境,给农田土壤带来“白色污染”。在农膜残留严重的地方,会降低土壤渗透功能,减少土壤含水量,造成土壤板结,还会影响作物根系伸展,造成作物倒伏、死苗、弱苗或减产。农膜中所含的联苯酚、邻苯二甲酸酯等微量环境荷尔蒙物质还会对农产品带来污染,降低农产品质量。
近年,许昌市委、市政府大力推进一二三产业融合发展,农村养殖业方兴未艾,在一定程度上推动了农村经济发展。但随之而来的是畜禽粪便污染也逐渐成为农业面源污染不容忽视的问题。畜禽粪便的任意堆积、排放,使携带的大肠杆菌、寄生虫卵等病源微生物和大量的氮、磷等进入河流和地下水,不仅污染养殖场周围的环境,而且导致水体和大气的污染,成为河流湖泊富营养化的主要污染源。
1.加强农药化肥市场监督执法工作。用法律手段促进农药化肥安全、科学、合理的使用,加大对禁限用等高毒高残留农药、劣质化肥的销售监管力度,打击农药化肥制假售假行为,推进农药化肥使用零增长。
2.加大农产品质量安全和农田生态环境污染检测抽检力度。对重点区域、重点品类增加抽检频次,及时公布抽检结果,配合行政执法,对不法生产农户和销售网点进行查处,层层传导压力,降低农药化肥等化学投入品的施用量。
3.强化秸秆禁烧和养殖业管理制度。采用堵、疏结合的办法,开展秸秆禁烧和畜禽粪便排放监管,从严从重处理违规事件;开发推广资源再生和循环利用技术,引导群众自觉秸秆还田或回收利用,加快秸秆腐熟进度;对养殖场强化管理,减少污染源排放。
1.试验推广测土配方施肥、精准施肥、测墒微喷水肥一体化、化肥减量增效及含腐殖酸有机肥替代化肥等新型施肥技术;逐步普及应用作物专用肥、有机复合肥、无机复合肥、生物菌肥等新型肥料;探索发展绿肥种植,减少化肥施用量,降低环境污染。
2.推广以综合防治为主的植保新技术。综合运用农业措施、生物防治、物理诱控、生态控制、科学用药等绿色防控技术,推广精准施药和农药减量使用技术;重点引进推广高效低毒低残留的环保型药剂新产品;推广应用自走式喷杆喷雾机、植保无人机等高效施药机械,引导开展专业化统防统治,提高农药利用率,降低化学农药施用量。
3.推广农田节水灌溉技术。过去农村普遍采取大水漫灌的灌溉方式,不但水资源利用率不高,而且会使施用的化肥、农药随水流入河湖或下渗至地下,造成地表及地下径流水污染。微喷、滴管等节水灌溉技术可以有效减少化肥农药深层渗漏所带来的面源污染。目前,许昌市已建成3.33 万hm2高效节水灌溉示范区,成效显著,应做好示范推广工作。
1.打造美丽宜人的乡村生态环境。加大“美丽乡村”等现代化生态乡村建设力度,使畜禽养殖场粪水资源得到妥当处理或合理利用;对废弃污染物集中处理销毁,减少污染源,打造“天蓝、水绿、气清”的农村人居环境。
2.加大生态农业精品基地建设。开发建立无公害、绿色、有机等现代化高效农业示范基地、休闲观光旅游农业示范基地;在农产品生产加工基地探索开发“DIY”(do it yourself)模式,打造健康、安全、绿色的农产品品牌,通过做大做强品牌农业,扩大影响,示范带动人们的绿色健康和环保意识。
试验表明:通过沼气池厌氧发酵,可将人畜粪便转化为可利用的沼气能源和沼液、沼渣等资源,治污效果非常理想。其中,沼肥应用于农田,一个农户用沼气池一年提供的沼肥,相当于硫酸铵50 kg、过磷酸钙40 kg、氯化钾15 kg;沼气用于做饭、用电,解决了秸秆焚烧、堆放带来的污染问题;沼液可作为高效有机肥、杀虫剂和饲料添加剂,用于作物浸种、叶面喷施追肥、杀虫和喂猪养鱼等,能促进动植物的生长发育,提高作物和家畜的抗病力;沼渣可用作食用菌的栽培肥料。推广沼气建设不仅做到了污染源的末端治理,而且使废物得到循环利用,变废为宝。
一方面,受传统观念的影响,部分农户只追求农作物产量或经济效益,对有害物质残留或环境污染带来的负面影响不了解或不关注;另一方面,对新型技术掌握较少或接受较慢,注重眼前利益,不愿意费心、费时去了解新事物,使环保型的新技术、新产品推广较慢。
开展病虫绿色防控、统防统治、腐殖酸肥或生物菌肥代替化肥、水肥一体化、沼气建设等环保型技术,都需要前期进行较大投入,且收益见效慢,短期内看不到明显效果。
环境友好型措施需要长期坚持、持续治理才能显出效果,而一些部门或领导,出于政绩或财政原因,初始轰轰烈烈,过后不管不问,朝令夕改,不但浪费了资源,没有起到应有的效果,而且让群众产生反感甚至抵触情绪,加大推广难度。
加大宣传培训力度,转变群众守旧思想,跟上时代步伐,发展绿色现代农业。
政府应加大财政补贴力度,通过打造典型,示范引领,带动广大农户接受环保型技术并积极参与产品的投入。
污染源治理应以当地政府为实施主体,建立长效整改和问责机制,实施初期即建立中长期目标,定期监督抽查,逐步完善。