廣東省農業面源污染防控研究

張金鴿　肖廣江　蘇柱華　劉序　甘陽英　徐碧芳　周燦芳　康樂

摘 要 分析廣東省農業面源污染現狀，并以世界銀行貸款——廣東省農業面源污染治理項目為基礎，對種養殖業從源頭防控、過程防治及末端監測等方面提出具體防控措施。同時，從加強末端監測、完善公共支撐體系、實施補貼政策、建立健全政策法規方面提出相應對策建議。

關鍵詞 農業面源污染 ；防控 ；廣東

中圖分類號 S19 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.09.022

Abstract This paper analyzed the present situation of agricultural non-point source pollution in Guangdong Province， and put forward specific prevention and control measures for source control， process control and terminal monitoring based on the World Bank Loan assisted project titled "Agricultural Non-point Source Pollution Control in Guangdong Province. Meanwhile， the countermeasures and suggestions are proposed to strengthen the terminal monitoring， improve the public support system， implement the subsidy policy， formulate or improve the relevant policies and regulations.

Keywords agricultural non-point source pollution ； prevention and control ； Guangdong

以農業面源污染為主的面源污染隨著點源污染的逐步控制逐漸成為影響中國水體、大氣、土壤等生態環境安全的主要因素，并對食品安全和人體健康以及農業增收增效造成了威脅。農業面源污染主要是以有機或無機污染物的形式，通過地表徑流和農田滲漏對水體造成污染，主要包括化肥、農藥、集約化養殖場廢棄物及農膜污染等。

美國、歐洲等國對農業面源污染的研究始于20世紀70年代，內容涉及發生機制、傳播途徑、污染效應等，并且提出了具體的治理措施。中國從20世紀80年代開始針對太湖、滇池等大型湖泊開展農業面源污染研究[1]，經過近30年的發展與實踐，已形成如人工濕地、生態溝渠等較成熟的防控技術。

譚綺球[2]、張艷麗[3]、葉延瓊[4]等從不同角度、不同方面探討了廣東省農業面源污染的現狀和防治對策。同時，廣東省也于2012年啟動了國內首個利用世界銀行貸款治理農業面源污染的項目，也是全省在農業上利用世界銀行貸款最大的項目，選擇惠州、江門兩市及全省范圍內的300家規模化生豬養殖場進行環境友好型種植業和牲畜廢棄物管理的示范。本課題組成員自啟動之時便參與了該項目的前期準備、調研及中期考核等相關工作，基于此，本文在分析廣東省農業面源污染現狀的基礎上，對種植業和畜牧養殖業提出了防控措施，并提出對策建議，為廣東省全面開展農業面源污染治理提供參考。

1 廣東省農業面源污染現狀

2010～2014年，廣東省廢水排放總量呈逐漸上升的趨勢，由2010年的72.30億t增加到2014年的90.51億t，年均增加4.55億t（圖1）。COD和氨氮的排放量隨著技術的進步和治污力度的加大呈先上升后下降的趨勢。2014年全省COD和氨氮排放量分別為167.06萬t和20.8萬t（圖2～3）。其中，農業源COD排放量為55.8萬t，超過工業源COD排放量的一倍以上；農業源氨氮排放量為5.1萬t，是工業源排放量的3.5倍。農業源水污染物排放量已遠超工業源。

1.1 種植業面源污染

在種植業方面，農業資源的過度開發以及化肥、農藥、農膜等化學投入品的大量使用對農業面源污染的影響日益加重。據統計，2010～2014年，廣東化肥、農藥及農膜的用量均呈不斷增加的趨勢（圖4～6）。2014年化肥用量達249.58萬t（折純量），平均施用量高達950.6 kg/hm2，遠遠超出全國351.05 kg/hm2的水平。且中國農業生產主要使用的3種化肥中，氮肥平均利用率為30%～35%，磷肥為10%～20%，鉀肥為35%～50%，其余均通過淋溶和揮發流失到環境中[5]，對環境造成了污染。

廣東省農藥施用量至2014年達到11.27萬t，折純量為1.83萬t，單位耕地面積農藥用量5.77 kg/hm2，比2013年增加0.70 kg/hm2。其中，除草劑約占25%，殺蟲劑約占50%，殺菌劑約占25%。以果樹、蔬菜農藥用量最多，其次為水稻，甘蔗、花生用藥量較少。噴施的農藥也僅有10%～20%附著在植物體上，其余的降落在地面或漂游于空中。

農膜使用量隨著設施栽培和地膜覆蓋技術的推廣而逐年增加。2014年，廣東省農膜使用量為4.62萬t，比2010年增長了9.74%。不溶解、不腐爛的大量廢舊、殘留農膜在造成土壤污染的同時，影響農作物的生長。

1.2 養殖業面源污染

畜禽養殖對環境的污染已經成為面源污染的主要因素之一，受到世界各國的共同關注。廣東省是畜禽養殖大省，2014年，全省生豬出欄3 790.78萬頭，肉禽飼養量95 100萬只，蛋禽飼養量33 000萬只，牛飼養量241.97萬頭。

根據楊國義等[6]、景棟林等[7]的測算系數和方法，畜禽污染物日排泄系數見表1。日排泄系數與畜禽品種、食性等有關。年排泄系數=日排泄系數×生長期，畜禽平均生長期按照生豬180 d、牛365 d、肉禽55 d、蛋禽365 d計算，得到畜禽污染物年排泄系數（表2）。

由污染物年排泄系數和畜禽年飼養量可估算出2014年廣東省畜牧業污染物排放量為：糞5 838.83萬t、尿液3 568.53萬t、BOD362.45萬t、COD645.98萬t、氨氮100.30萬t。據調查，廣東省規模化養殖場由于環保的要求，在廢棄物處理設施方面已有一定基礎，但處理率不甚理想；小規模的養殖戶大多不具備合理的廢棄物處理設施，大量畜禽養殖污染物未經無害化處理直接排放，已嚴重危害了生態環境和飲水水質。

廣東省農業污染源排放量中種植業和畜牧產業COD排放量已占農業總排放量的80%，氨氮排放量占農業總排放量的90%以上。在畜牧產業的排放量中，養豬行業COD排放量占據60%以上，氨氮排放量占90%左右。由此看來，廣東面源污染物主要來源于種植業和畜牧產業中養豬行業。

2 廣東省農業面源污染的防控措施

廣東省農業面源污染主要問題是化肥的過量施用與利用率低下、農藥過量施用、耕作制度不合理、農業機械應用少、牲畜廢棄物處理不當與生態循環設計缺乏等。因此，需要在種養殖兩個領域，通過源頭防控、過程防治及末端監測等手段對面源污染產生的全過程進行控制。種植業主要在化肥減量防污、農藥減量控害及改進耕作方式和技術等方面采取措施，畜牧養殖業主要通過改變傳統養殖模式，通過廢棄物無害化處理實現達標排放（圖7）。

2.1 種植業面源污染防控

2.1.1 化肥減量防污

2.1.1.1 繼續實施測土配方施肥技術

配方肥技術是通過田間試驗和土壤測試，把握作物需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，通過科學合理施用化肥（包括適宜的施肥品種和施肥時期、準確的施肥數量、恰當的施用方法，合理的施肥結構等），在保證農作物產量穩定的前提下，達到減少化肥施用量、降低化肥面源污染風險。

廣東省自2005年開始實施測土配方施肥項目，經過10年的推廣，實施縣已發展到96個，實施作物也從最初的糧食作物發展到果蔬、甘蔗、蔬菜、香蕉等。今后要繼續加大項目實施范圍，爭取覆蓋到各個地塊，同時根據土壤養分與作物需求分區域、土壤類型及作物品種建立不同的施肥指標體系，促進施肥規范化和標準化，以實現全省化肥零增長的目標。

2.1.1.2 推廣緩/控釋肥的應用

緩/控釋肥技術是一種源頭控制農業面源污染的方式，通過控釋技術將肥料中的養分緩慢釋放，一次施肥能滿足作物整個生長期的需要，可做到省工、省力、省肥，又可降低過多養分的流失，從而保護土壤結構，提高肥料利用率，可以有效降低農業面源污染。

中國學者在水稻、玉米等作物上的研究表明：一次性施用控釋肥技術可促進超級稻分蘗，提高成穗數[8]；與同等養分量專用肥相比，可相對提高氮素利用率17.1%，比常規分次施肥處理，平均減少氮磷養分用量20.4%和23.7%，明顯提高稻谷產量[9-10]，且可降低N2O的排放量[11]；施用緩控釋肥可以明顯降低玉米田硝態氮的累積量，并達到增產目標[12]。

2.1.1.3 推廣水肥一體化技術

水肥一體化技術是一種源頭控制與過程控制農業面源污染相結合的方式，利用農作物的需肥特征，根據“肥隨水來、肥隨水去”的原理，將肥料溶解在水中，利用管道灌溉系統和液體肥料裝置，將水、肥帶入作物根際環境，直接與根系接觸，為作物吸收利用。通過滴灌控制灌溉深度，可避免將化肥淋洗至深層土壤造成土壤和地下水的污染，尤其是硝態氮的淋溶損失可大幅度減少。

該技術首先要對作物的立地條件進行調查，對土壤容重、田間持水量、有機質、pH值、EC值、速效N、P、K等進行測定。然后根據不同作物的對水和肥的需求規律，選擇適宜的水溶肥料、灌溉模式、設備與材料等，構建水肥一體化系統，實現“節水、節肥、節力、高產、高效、環保”的目的。該技術也是廣東省2016年農業主推技術。

2.1.2 農藥減量控害

2.1.2.1 選擇農作物品種

根據各區域氣候特征和土壤特點，選擇抗逆性和抗病品種是達到節肥控害最有效、經濟和易行的措施之一。對于許多難以運用農業措施控制，而又缺乏有效農藥或其他生防制劑的病害，如土傳病害、病毒病害、氣傳病害，選育和利用抗病蟲品種尤為重要。稻瘟病，白葉枯病等，都可以通過種植抗病蟲品種減少病蟲危害。

2.1.2.2 完善病蟲害監測預警系統

2005年，廣東省建立了省級農作物生物災害監測預警系統，各地監測點通過該系統填報病蟲信息，各級植保機構通過該系統能及時掌握病蟲動態，實現信息互通、資源共享，提高了病蟲信息傳遞速度。2008年建立了省級病蟲害遠程視頻監控系統，在惠州、茂名等地配置了終端設備，實現了實時監測病蟲的功能。病蟲信息的傳遞方式仍以印發病蟲信息為主，病蟲電視預報、病蟲情手機短信也被一些地方采用。從目前的病蟲監測預警手段看，仍以傳統方法為主，缺乏先進科學的監測設備、手段和方法，不能適應農業生產發展的需要；報送系統沒有數據匯總、分析和圖表處理功能，由于實時監測圖像網絡傳輸不暢和害蟲遷飛等原因，不能真實反映蟲害的情況。

因此，應在現有的基礎上提升、完善病蟲監測預報預警系統，建立以省植保總站為中心，各市縣為基點，具有病蟲數據上報、匯總、分析和圖表處理、初步病蟲預警等功能的監測預警系統；配置遠程視頻實時監控終端設備，并同時結合實時天氣情況和分析歷史數據，實現省、市、縣實時監測、實時會商、上下互動和全省統一指揮防控的目標，對于突發性的災害性農作物病蟲害建立相應的應急機制；配置自動電子測報設備，病蟲害電視預報素材采集與編輯設備，提高農作物有害生物預警與防控能力。

2.1.2.3 制定大宗農作物病蟲害管理計劃

以廣東省世界銀行貸款——農業面源污染治理項目為契機，在項目區（惠州、江門）制定試行《病蟲害管理計劃》，重點推廣病蟲害物理防治、生物防治手段，并逐漸示范推廣至全省。

以水稻為例，廣東省是水稻重大病蟲害重發生區，主要發生的病蟲害有稻飛虱、稻縱卷葉螟、三化螟、二化螟、稻瘟病、紋枯病、葉枯病、南方水稻黑條矮縮病等，水稻重大病蟲暴發頻率高、發生面積大、為害重，嚴重威脅水稻生產安全。采取以重大病蟲為主要防控對象，狠抓害蟲主害代和病害流行關鍵期的防控，提高防治效果，保護稻田生態環境，努力實現水稻病蟲害的可持續治理。

安裝太陽能殺蟲燈：采用國內較先進的太陽能殺蟲燈，以每2公頃1盞的距離進行布置，主要布置在水稻種植大戶和連片區域，以便于更好的示范和維護。

推廣生物農藥和高效低毒農藥：生物農藥和高效低毒農藥對環境的污染較小、防治效果顯著，但是目前由于農戶的認識不足及生物農藥的價格相對較高等原因，農戶使用生物農藥和高效低毒農藥的意愿不強。因此，應大力宣傳推廣生物、低毒農藥的有效性，并實施農藥補貼政策，提高農戶使用生物、低毒農藥的積極性。

2.1.3 改進耕作方式和技術

廣東省屬于南方水旱連作區，主要現狀與問題為：一年多熟，水旱連作，無休閑期；作業工序多，生產成本高；秸稈量大且焚燒嚴重；土壤有機質下降；高溫高濕，旱澇兼有，病蟲草害嚴重。因此，在選擇耕作方式和技術時，不同區域有不同的關鍵技術要點和技術模式。

以水稻為例，廣東省水稻收獲分夏收和秋收兩種，夏收后馬上整地種植下茬水稻，秋收后整地冬種蔬菜、油菜、馬鈴薯等旱地作物。夏收后的水稻，采取秸稈粉碎拋撒，使其覆蓋地表的方式或秸稈撿拾后，留茬覆蓋，然后馬上整地插秧或播種；水稻秋收后，冬種蔬菜、油菜等旱地作物時，采用免耕或少耕方式播種，旱地作物收獲后，秸稈或留茬覆蓋，水田適度耕整，埋壓秸稈，水稻秧苗采用插秧機栽插，或水稻芽種采用直播機帶狀直播。采取少耕、免耕、秸稈還田、輪作等耕作方式和技術有利于水土保持、增加土壤腐殖質含量，減少化肥農藥的施用，從而保護生態環境，促進增產增收。

2.2 畜牧養殖業面源污染防控

利用世界銀行貸款項目，通過補貼等政策，鼓勵省內大中型養殖場進行改造。根據各畜禽場周邊種植業、水產養殖業環境和自然條件等方面的差異，分別推行能源環保型養殖模式、能源生態型養殖模式及高床發酵型養殖模式。

2.2.1 能源環保型養殖模式

該模式主要是針對一些周邊既無一定規模的農田，又無閑暇空地可供建造魚塘和水生植物塘的畜禽養殖場，無法消納排出的廢水，因此其工程末端的出水必須達到國家規定的相關環保標準要求。其特點是，畜禽廢水在經厭氧消化處理和沉淀后，必須要再經過適當的工程好氧處理，如曝氣、物化處理等。其預處理效果見表3。

2.2.2 能源生態型養殖模式

能源生態型養殖模式適用于一些周邊有適當的農田、魚塘和水生植物塘的畜禽場，以便消納經前期處理后的廢水，再經一個系統化的糞便處理和資源化利用后，形成一個生態農業區。其特點是，畜禽廢水在經過厭氧消化處理和沉淀后，排灌到農田、魚塘或水生植物塘，使糞便多層次的資源化利用，并最終達到一定區域內糞污“零排放”。其預處理效果見表4。

2.2.3 高床發酵型養殖模式

該模式主要是在畜禽舍采用全漏縫地板，牲畜糞尿通過漏縫板落入墊料中，養殖過程不沖洗水。圈舍采用全封閉結構，生豬飼養密度為0.875 m2/頭，在整個養殖過程中實行自動溫度控制。漏縫地板下的發酵床鋪設木糠等墊料60～80 cm，承納豬糞尿并進行發酵處理，采用機械對墊料進行翻堆。墊料腐熟后，定期出料檢測作為農田有機肥，并向發酵床補充相應新鮮墊料。

該模式是一種低成本、高產出、無污染的生態養殖模式[13]，即使在高溫高濕的夏季，每萬頭規模養殖場也可減排10.8萬m3廢水，減排糞尿21 600 t，節約成本10萬元以上，而且豬日增重率增加了7.23%[14]；對養殖環境中的病原微生物也有明顯的防控作用，比常規養殖的發病率平均下降22.4%[14]，對控制禽類的細菌性傳染病也具有積極的意義[15]。

3 廣東省農業面源污染防控的對策建議

3.1 加強末端監測

根據農業面源污染防控相關實施技術的應用，有針對性的布設監測點位和監測區域，并開展相關控制指標的連續、動態監測，從而準確判斷實施的不同面源污染控制技術的控污效果和面源污染綜合控制技術應用的實際作用，預測或推算防控區域的總體控污能力和可改進的技術措施。

3.1.1 種植業面源污染監測

種植業重點監測農藥化肥對土壤理化性狀、因地表徑流和地下淋溶對水環境造成的影響及農藥殘留等。監測指標主要包括：（1）降雨、灌水和排水相關指標的測定。包括降雨量、灌水量監測數據收集以及其中的總氮、總磷、硝態氮、氨態氮和pH值等的測定；（2）徑流液和淋溶液相關指標的測定。包括徑流量、淋溶量監測數據收集以及其中的總氮、總磷、硝態氮、氨態氮和pH值等的測定；（3）小流域尺度監測指標。包括進出水水量、淋溶量監測數據收集以及其中的總氮、總磷、硝態氮、氨態氮和pH值等的測定；（4）土壤和植株樣品監測。對徑流/淋溶監測點的土壤樣品和植株樣品的養分含量、產量等監測。土壤樣品監測指標主要包括全氮、全磷、硝態氮、氨態氮和pH等；植株樣品監測指標項目包括生物量、經濟產量、全氮、全磷等；（5）農產品和土壤農藥殘留監測。主要監測有機磷殺蟲劑、菊酯類和有機氯類殺蟲劑、氨基甲酸酯類和沙蠶毒素類殺蟲劑、其他新型殺蟲劑、殺菌劑、除草劑和植調劑共6大類，根據各區域作物生長過程中常用農藥，具體監測的對象有所不同。調查取樣和分析方法依據農業部農藥殘留檢測規定，遵循相關農業行業標準（NY）、國家標準（GB）或國際食品法典標準（CAC）進行；（6）代表性水環境中的農藥殘留監測，根據作物有害生物藥劑防治實踐和水環境監測標準（GB3838-2002）確定農藥種類和分析方法。

3.1.2 畜牧養殖業面源污染監測

根據能源環保型、能源生態型及高床發酵型3種養殖模式的實施情況，選擇有代表性的養殖場監測廢棄物處理效果，了解養殖場氮、磷污染發生的時間規律和影響因素，明確廢水處理設施對養殖場污染物減排作用，掌握不同規模和不同廢物管理類型對周邊環境的影響，為廣東規模化養豬場農業面源污染防控提供科學依據。監測指標包括：（1）污水量監測。包括最終排放污水量（C）和累積排放污水量；（2）污水水質監測。一類指標以《畜禽養殖業污染物排放標準》（地方標準）為依據。主要監測pH值、BOD5、CODcr、氨氮（NH4+-N）、總磷（TP）、大腸桿菌群；（3）氣體監測指標。包括沼氣產生量、沼氣氣體成分（甲烷、二氧化碳、硫化氫、氨氣氣體濃度）；（4）飼料樣品檢測指標。包括干物質含量（DM）、粗蛋白（CP）、總磷（TP）；（5）糞便樣品檢測指標。水分、全氮、全磷。

3.2 完善公共支撐體系建設

3.2.1 監測體系建設

當前廣東省農業環境監測能力建設較為薄弱，全省只有3個市建立了專門的農業環境工作機構，而僅有茂名市農業環境保護監測站是正常開展業務工作的，遠遠不能滿足農業環境保護和污染事故應急監測的需要，更不能滿足農業環境污染綜合治理的需要。為確保全省農業環境監測工作能夠連續、定期、及時、準確的進行，為保護農業環境，保障農產品質量安全提供準確的科學依據，有利于今后全省農業經濟與環境保護的協調發展。因此，需要對省、市、縣三級農業環境監測實驗室和設備進行改造建設，并分區域布置定點監測網點，以實現對全省農業面源污染的持續監測。

3.2.2 技術人員培訓

農業面源污染物的排放具有空間上的范圍廣范、時間上的不固定性等特點，較難以控制。因此，要本著源頭控制的原則，針對市縣鎮三級農業推廣技術人員及種養殖戶進行培訓，以提高農技推廣人員科學種養水平，從源頭減少農業面源污染。

農技推廣人員：重點培訓學習國內外領先的科學種養技術，包括科學施肥技術、病蟲害綜合防控技術、保護性耕作技術、畜禽養殖技術（養殖場設施建設、養殖模式、廢棄物管理）等。

種養殖戶：重點培訓不同作物施肥施藥技術及操作規程、不同類型廢棄物處理技術及健康養殖技術等。

3.3 實施農業面源污染治理補貼政策

廣東省現行主要的農業補貼包括農資綜合補貼、良種補貼、種糧直補、農機購置補貼、能繁母豬補貼等。其目的是保護農業的弱質性，并提高農民種養殖的積極性。但針對面源污染治理的補貼政策相對缺乏，且能促進農業面源污染減排的一些新技術、新產品投入較高，農民投入積極性不強。因此，為引導人們積極參與農業面源污染治理，樹立環保意識，探索環境污染治理補貼機制，逐步將單純的農業補貼轉化為農業污染補貼，通過補貼手段刺激種養殖戶減弱生產強度或改變生產方式，減輕農業面源污染。

3.4 建立健全相關政策法規

在現有國家法律法規的基礎上，根據廣東省污染情況，制定一系列針對性的控制農業面源污染的法律法規，提出具體防治措施，并進一步明確責任主體的法律責任和追究機制，使執法、守法等主體職責明確、各盡其責；加大執法力度，提高法律的權威和效力，防范弱法、無視法律的現象。同時制定實用性、可操作性強的技術標準和相關技術規范。在堅持源頭防控、過程阻斷、末端監測的基礎上，重點制定化肥、農藥的質量標準和使用規范，建立農業優良耕作技術體系，制定有機廢棄物排放標準等。

世界銀行貸款——廣東省農業面源污染治理項目的實施無疑給廣東省治理農業面源污染帶來了契機，但因農業面源污染物的排放具有不特定性、不確定性等特點，加上農戶傳統的耕作模式及環保意識的欠缺，使得面源污染治理具有一定難度。因此，在進行污染治理時不僅要重視硬件設施的改善，更要注重軟環境的作用，必須有相應的科技、政策、管理、人才等相配套，本課題組以廣東省軟科學研究計劃項目為依托，將進行后續相關研究，以期對廣東省農業面源污染治理提供借鑒。

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