非點源流域農業中磷的基本環境行為研究

馬嘉樂 滕曉明 胡征

摘 要：在當今世界范圍內，水體富營養化這一影響水體水質的重要因素，逐漸成為水環境保護中的問題。該研究通過利用對水中磷素進行評價，闡述了農業中非點源磷素對水體的污染，導致水體富營養化，以引起相關方面對農業磷非點源的重視，并為深一層的研究提供借鑒參考。

關鍵詞：非點源污染 磷素 地理信息系統

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0094-01

隨著全球經濟的迅猛發展，由于人類的干預活動的強度以及廣度不斷增加，所引起的環境污染問題也呈嚴重化趨勢發展。在我國，隨著人口總數的逐年增加，城市化進程的逐漸加快，可利用耕地越來越少，施肥一直是近幾年的增加糧食產量的有效方式之一。施肥的長期性及大量性不僅引起土壤中營養物質的富集，同時也造成了磷素伴隨降雨，隨徑流遷移到地表水體，從而形成富營養化。之前，人們認為氮素為水體富營養化關鍵因素。近幾年來，越來越多的調查與研究結果表明，磷素才是水體富營養化的限制因子[1-4]。

1 國內外研究現狀

在國外，非點源污染的研究起步于20世紀60年代，1993年Gilbert和Lemunyon從地表徑流、化肥和有機磷肥的使用量以及使用方法、土壤養分磷背景值、土壤侵蝕等方面，提出了土壤中養分中的磷流失敏感性評價指標體系。1998年Sharpley和Gburek等人研究發現，在某一個流域所流失的磷中，一大部分是在幾場比較大的降雨過程中從小面積區域中流失的，這些區域同時具備較高的土壤含磷量和產流這兩個條件。

我國起步稍晚，始于80年代的湖泊富營養化調查。我國在污染水體的生物修復、水體富營養化的影響過程的研究較多，而對于磷素的風險評價中，我國技術還不是很成熟。對于磷素遷移轉化的機理，我國研究的比較多，并且一些相關的參數也有確定，但是，在磷的非點源控制與管理方面的研究中，我國較其他國家還相差甚遠。也是我們日后對于磷素的非點源風險防治的主要努力方向。

2 試驗方法與材料

2.1 試驗方法

（1）在周邊有流域的幾個農田區域內（降雨量相當），分別采用GPS定位方法，根據河流的不同地理位置上、中、下游各確定五個監測點。利用流動分析儀監測選定試驗區內農田周邊流域中磷酸鹽的含量周年內的變化情況。測定其含量，計算超標比例。采用地理信息系統（GIS）為非點源磷風險評價空間信息數據提供強有力的技術架構支撐。從而提高評價的準確性以及方便快捷的使用性。

（2）在選定試驗區域內，采用抽樣調查的方法對農戶的施肥情況進行調查，把近10～20年的磷肥的使用狀況（單位使用量，磷肥使用的品種），作為產物的資料，以便分析。

（3）選定試驗區域內，監測農田水井附近農田土壤剖面0～200 cm的磷酸鹽的累積量。分層采樣，之后測定。分析其與水井中磷酸鹽含量的關系。

2.2 試驗材料、試劑、儀器

流動分析儀、土鉆、真空抽濾裝置、新鮮土樣、0.01 mol/LCaCl2浸提液、陰離子樹脂

3 結果與討論

通過調查近10～20年的磷肥的使用量，監測到農田耕層土壤中磷元素的含量很高的，可以看成富磷狀態。但隨著土壤剖面的逐層深入，磷元素的含量是逐層遞減的。地下水中磷元素的含量沒有達到超標的水平，而且含量極少。從地表水中磷含量的周年變化與農田耕層土壤中磷元素含量的周年變化比較看來，雨季時地表水中磷元素的濃度較農田土壤耕層的磷濃度要大，在耕層土壤中低洼地段處磷元素的濃度較山地處要大。

4 結語

土壤中只有10%～20%的磷肥可以被農作物吸收，剩余大部分的磷素都會進入周邊環境。盡管農藥中的有機磷是易降解物質，但隨著降雨強度的增加，其向水中遷移的數量也逐漸增多，污染環境的風險也隨著增大。

為了減少水環境中，磷素對水體的污染，總結大概有三條可操作的途徑。如下：

（1）施用磷肥要合理，并符合生態平衡的規律。

首先，確定磷肥施用量要科學合理，根據不同農作物的生長條件，土壤的理化性質等，綜合考慮，合理施肥。其次，要科學合理規劃施用時間，對于磷肥的施用，尤其是水溶性磷肥，不宜過早，如需提前施用，盡量選擇施用弱酸溶性或難溶性磷肥，這樣可以減少磷素與土壤的接觸時間，從而減少磷素的流失。再者，合理混合施肥，可減少磷的固定，提高磷的利用率。

（2）減少農田中磷素的流失。

農作物在施肥后，往往由于降雨或田埂滲漏等原因，導致磷肥未被土壤固定之前，就被雨水帶走，從而污染水域。加強田間管理，減少排水量等有效措施可有效降低磷素向環境的排放。改變土地利用方式，不適合作為耕地的土地，改種其他植物等。制造溝渠等人工排水設施，減少磷素對地表的侵蝕，進而減少磷素向環境中的排放。

（3）降低磷素釋放量。

減少生活污水中的含磷量，特別是減少或盡量不使用含有磷素的合成洗滌劑，污水排放前預先脫磷。提高畜禽糞尿和人體排泄物的處理技術，采取一定的步驟促其降解或將有機廢棄物制成肥料。

參考文獻

[1] 張水銘，馬杏法，旺祖強.農田排水中磷素對蘇南太湖水系的污染[J].環境科學，1993（6）：24-291.

[2] 晏維金，尹澄清，孫璞，等.磷素在水田濕地中的遷移轉化及徑流流失過程[J].應用生態學報，1999（27）：261-266.

[3] 司友斌，王慎強，陳懷滿.農田氮、磷的流失與水體富營養化[J].土壤，2000（4）：188-193.

[4] 段水旺，章申，陳喜保，等.長江下游氮、磷含量變化及其輸送量的估計[J].環境科學，2000，21（1）：53-56.