种植农业面源源头控制减排措施浅析

王秋伟

（成都市龙泉驿区环境监测站，四川 成都 610000）

农业面源污染是农民在农业生产过程中由于使用的农药、化肥、地膜等化学物质处理不合理，给农村生态环境中的水、土壤、空气、农产品造成污染。农业面源污染是世界污染控制中最困难的问题之一。农业面源污染的特点有随机性强、污染物排放点不稳定、污染负荷的时空变化大、相对延迟、模糊性和潜在性强等，造成面源污染的监测、控制与管理复杂而困难。农业的面源污染不仅影响农产品的质量和安全，也是造成水污染的重要原因之一，尤其是苏南太湖水系、江苏里下河流域和海河流域。目前我国种植农业面源污染突出，因此本文通过总结其他学者的研究为种植农业面源污染提供控制减排措施。

1.化肥减量

化肥减量技术是指通过革新和整合施肥技术、改革耕作制度、改善施肥方法、研究开发新型肥料等方法，提高肥料利用率、减少化肥使用量、显著提高施肥效率、节约成本、提高农业效益，农业面源污染的减少，是环境保护的重要技术。其主要措施包括高效环保新型肥料的研发、耕作制度创新、测土配方施肥、科学施肥、加快施肥制度改革等措施。例如，徐秋明等人在北京市房山区农科所的夏玉米试验地上通过使用控释包衣尿素的方法，不仅保证了产量在与使用尿素进行常规施肥的方法下持平，更是使得氮肥的用量减少20%。刘绍权等人在广东省东部地区采用水稻蔬菜栽培和土地保护栽培模式。与该地区历史上主要耕作模式之一的“稻-稻-菜”模型相比，化肥使用总量减少了20%以上，实现了化肥减量和资源有效配置。

1.1 氮、磷肥的合理施用

减少氮、磷营养盐的流失首先应该降低氮、磷在土壤中的累积量，最根本的方法在于减少氮、磷肥的施用量。20世纪80年代欧洲一些国家逐渐出台了控制氮肥污染的法规和政策，例如，氮肥的年施用安全用量规定为225kg/hm2，种植收割后表层1m土壤的氮素剩余量不超过50kg/hm2。张维理等提出蔬菜年施用氮肥的上限为500kg/hm2。肥料施用方法的优化也是减少土壤氮、磷营养盐流失的重要措施，应该根据作物生长发育的需要及特点来确定合理的施用量和施肥时间，尽量采用埋施方法，此外还应根据当地气候特点来确定施肥时间，特别是较大降雨事件发生前不能施肥。

1.2 有机肥配合施用

重视化肥而轻视有机肥料是当前农业生产上的一大弊端，这一错误观点直接影响了农业的稳定性及持续性。片面施用化肥会造成土壤板结、土壤酸化、盐碱化，农作物病害加重，导致农产品品质下降，过量施用氮肥的田块甚至造成产量的大幅下降。因此，应大力提倡施用有机肥。有机肥、无机肥配合施用可以营养互补，速效和缓效互补。增施有机肥可以改良土壤团粒结构，改善土壤通气状况，减轻土壤中厌氧病菌的孳生，从而减轻土壤传播病害的发生。另外，有机肥也能提供部分氮、磷、钾以及钙、镁、硫、锌、铁、硼等营养元素，在正常施用化肥的情况下，增施有机肥不仅能提高产量，而且能有效提高农作物品质和肥料利用率。高质量有机肥的投入施用，可使农田养分全面并肥效持久，改善土壤结构且增加土壤水分和养分的保持能力。在蔬菜种植大田的实验结果表明，有机肥和无机肥配合施用，可显著降低土壤氮肥的流失。

1.3 硝化抑制剂和控释肥的施用

控制肥是既适应作物全生长季不同生育阶段氮素营养的需求，而又不使土壤中剩余无机氮浓度过高的一种可控释放氮肥。已有大量研究表明，控释氮肥施用可以有效减少旱地N2O排放。随着我国农业用地的急剧减少及人口的增加，为了稳粮食产量人们大量施用氮肥，然而氮肥被施用后，仅有少部分能被吸收利用，而剩余部分则因径流、淋溶、挥发等途径而损失，不仅浪费肥料，增加成本，而且引起地表水、地下水NO-和NO3-污染以及大气N2O污染，对农业生产和生态环境都极为不利。硝化抑制剂可有效抑制土壤NH4+向NO3-的转化，减少NO3-在表层土壤的累积并减少其在降雨径流中的流失。控释肥可以根据作物生长需要来提供养分，减少肥料不必要的浪费。实验证明，硫包膜尿素施用的水稻田，氮肥损失减少12%，尿素释放时间延长到7.9d。

2.农药减量化与残量控制

按照“以预防为主，综合预防和治疗”的环境保护方针，剧毒农药及持久性类农药不宜使用，高毒农药、长残留农药需减少使用，尽量使用环保、安全、高效的农药，鼓励使用生物防治技术。农药的使用应符合《农药合理使用指南》（GB/t 8321-2009）有关规定，必须按照农药产品的标签和说明书规定的用途、使用技术和方法科学地使用。

按照土壤的不同类型、作物的生长特性、气候特征及生态环境，合理选择农药品种，减少土壤中农药残留和转移。易移动、不易吸附、水中稳定的农药品种不得用于地表水网密集地区的种植区、水产养殖和娱乐水域等渔业水域。使用生物技术控制农药污染，加速农药残留的安全分解。施用具有农药降解功能的微生物菌剂，加快农药和除草剂在土壤中的分解速度，减少对后续作物的危害和影响，使用生物农药。结合病虫草害发生情况，科学控制农药使用量，即控制农药使用量、使用频率、使用周期等，减少农药进入土壤、水体。不适合雨前投药和投药后排水，高浓度的旱田药水减少排入到地表水体。采取太阳能、频率振动杀虫灯、性诱导剂等物理防除措施。

强化农药废弃物管理。不得将农药的废包装材料挪用于其他用途；无破损的包装物可以由销售部门或厂家回收。农药废弃物不能在人、畜、农作物等植物、食品、水源等容易受到危害的地方处理。

3.水土保持

地表径流是造成农业面源污染的主要原因，控制水土流失是解决水污染的根本政策。换言之，控制水土流失的所有措施都可以用来控制水污染。可从以下两个方面来探讨水土保持措施：一方面是稳定表土，利用植被的缓冲作用减少雨滴对表土的影响；另一方面是减小坡度，通过渠道化使径流分散、减少流速从而达到减少径流侵蚀性、减少地面雨水溢出量的效果。从这两个方面出发，众多水土保持技术都能在水体污染防治中发挥重要作用。例如，在中国使用较多的的坡面生态工程在减少流域上游土壤侵蚀中发挥了重要的作用；在复杂的系统中，空间中有不同类型的树木和作物的组合，对雨滴的影响、斜面地形的发展、泥沙侵蚀、径向流动的运动有明显的有利影响；在适当的地区建设必要的防洪沙槽、防沙坝、池塘等工程措施，从而减少沙土侵蚀，取得良好的水污染防治效果；此外，还有中国西部大开发中使用的退耕还林还草、保护性耕作法、草地轮作制度、梯田建设等高线耕作和退耕还林还草等水土保持措施，这些措施在控制水污染方面却发挥了重要作用。

4.节水灌溉

灌溉节水技术是符合自然规律的科学的灌溉措施，即在一定单位灌溉面积的土壤中，使用最少的灌溉水量从而得到最大的农作物产量或者产值。随着水分的向下移动会产生氮肥的淋失，为了防治和降低氮肥流失的有效做法，可通过和作物生长需求同步的优化水肥管理，使肥料与灌溉的分配的方法来达到产量、环境综合效益和经济效益的目标。通过使用可变亏缺触发器从而调整灌溉方案，Sexton等人实现了硝酸盐淋失量降低了50%～55%的成果。Pang等研究表明，灌溉均衡性是实现高产和低氮肥淋失量的必要前提。Diez等研究证实改善灌溉措施肥粪的流失量可以减少51%～81%。喷灌50mm的水，可将土壤表层的硝酸盐和施用的尿素淋洗到5～20cm作物根系密集层，利于作物吸收而不产生深层渗漏损失。

地面灌溉和低压管道输水是在传统灌溉法基础上进行改进的目前使用较多的灌溉技术，此外，还有喷灌、深耕蓄水等。

地面渗透是地面灌溉技术的工作原理。比如畦灌技术，其使用必须以防渗沟渠和管道为前提；低压管道输水技术原理相对简单，其原理是将传统的水渠输水改为使用管道进行输水，使得灌溉的目的性更强，从而可以减少水蒸发和流失的效果，管道输水由于田地的各个角落都可以布设管道，从而可以达到网络灵活多变的效果，从而可以达到控制灌溉水量和方向的效果，此外，管道铺设受地形限制较小且成本较低；我国目前运用较为成熟的为喷灌技术，它是把传统的地面灌溉改为空中灌溉，通过给水加压使其形成水滴喷射于空中从而对植物达到灌溉的效果，相对于传统地面灌溉技术，其增产率和节水率都得到了较大的提升，此外还可以通过降低灌溉器械的占地面积达到节省土地资源的效果。美国农业节水灌溉技术能够实现推广，主要是在保证政府投入的基础上，建立了完整的节水灌溉系统，从而推广各种节水灌溉技术以及完成技术的市场化推广等工作，我国农业节水灌溉技术起步较晚，还存在水资源管理水平不高，尚未形成系统的农业用水调控网络，农业节水灌溉技术设备与先进国家差距较大，对于节水农业和节水灌溉长期的发展政策和制度研究滞后等问题。

5.面源污染控制总结

近年来，我国农业面源污染问题日趋严重，农业面源污染不仅影响了土壤、大气、水的环境质量，而且通过累积于饮用水源以及种植业的富集，进一步影响人体健康。我国作为人口大国，化肥和农药的投入一直是我国粮食生产成本的主要组成部分，而化肥农药的施用一直是种植农业面源污染的主要来源，采用从源头进行控制的措施是控制面源污染的主要措施。根据不同地区的不同情况，合理采取化肥减量、农药减量化与残量控制、水土保持及节水灌溉等方法，形成针对性较强的面源污染减排手段，是当前种植农业面源污染防控减排的趋势。