盧正華 楊建榮 和義忠 肖支華
摘要:根據連續4年實踐可知,測土配方施肥技術是農業面源污染治理最有效的核心措施。以測土配方施肥技術的應用為主體,整合工程技術、生物快腐技術、綠肥種植技術、土壤有機質提升技術等綜合集成同步應用于農業面源污染治理,能最大限度的減輕農田污染負荷,推進化肥零增長,逐步實現精準施肥,打造農田的良好生態環境。
關鍵詞:農業;面源污染;測土配方施肥;生態環境
1 瀘沽湖景區概況
1.1 地理位置
瀘沽湖景區位于云南省西北部寧蒗縣和四川省西南部鹽源縣的交界處,距寧蒗縣城73 km,距麗江古城280 km。地理座標為東經100°44′-100°51′,北緯27°39′-27°45′之間。
1.2 氣候特點
瀘沽湖景區地處西南季風氣候區域,屬低緯高原季風氣候區,具有暖溫帶山地季風氣候的特點。光照充足,冬暖夏涼,降水適中,由于湖水的調節功能,年溫差較小。流域內地形復雜,群山連綿起伏,呈現出明顯的立體氣候特點,氣溫隨海拔升高而遞減。年平均降雨量1000 mm,年相對濕度70%。年平均氣溫12.8℃,全年日照時數為2260 h,日照率57%。
1.3 水生生態
瀘沽湖生態環境條件特殊,長期以來未受到生態性災難,湖水清澈,水質優良,物種豐富。瀘沽湖的水生植物種類和數量豐富在全國的高原湖泊中是少見的。據統計,水生維管束植物共有42種,其中蕨類植物3種,雙子葉植物14種,單子葉植物25種。種類豐富,成分交融,以種子植物為主體;由岸邊向湖水深處,挺水植物-浮葉(漂浮)植物-沉水植物演替系列較完整;沉水植物多樣性高;有西南特征種海菜花群落分布;瀘沽湖特有種菠葉海菜花群落在全湖范圍內廣泛分布;還有北極-高山類型杉葉藻群落分布。
1.4 瀘沽湖景區湖泊水文
瀘沽湖是一外流淡水湖,屬雅礱江水系,湖面海拔2692.2 m。湖泊呈北西走向,南北長22.3 km,東西寬(最寬處)7.6 km;流域面積272.45 km2,其中寧蒗部分139.16 km2,占總流域面積的51.1%;水面面積57 km2,其中寧蒗部分30.3 km2,占湖泊面積的53%。最大水深105.3 m,平均水深38.4 m,庫容21.17億m3。瀘沽湖流域面積小,集水面積與湖泊面積的比值(即湖泊補給系數)僅為4.62,入湖河流源近流短。瀘沽湖主要入湖河流有6條,由北到南分別是小落水河、大魚壩河、烏馬河、幽谷河、王家灣河、山垮河。
1.5 行政區劃與人口狀況
瀘沽湖景區行政區劃包括云南省寧蒗縣永寧鄉落水村委會,共涉及10個村民小組。瀘沽湖流域沿岸居住有摩梭人和彝、漢、納西、藏、普米、白、壯等7種民族。2010年總戶數661戶,總人口2931人,其中農業人口2870人,占總人口的95%。
1.6 農業生產狀況
2010年末,落水村委會年末耕地面積3527畝,耕地類型全部是旱地,2010年農作物總播種面積4232畝,主要種植糧食作物,糧食作物主要為玉米、馬鈴薯、大豆、蕎子、燕麥等作物,總產量1185噸。除糧食作物外,當地主要出產白瓜子、油菜籽、松茸、香菇等特產。瀘沽湖流域(云南部分)復種指數為1.2,是以大春為主的農業生產模式。小春期間,大多耕地均處于閑置狀態。經濟林果地面積641.7畝,主要種植蘋果和酸梅。
1.7 土地利用現狀
根據衛星影像圖判定,瀘沽湖景區土地利用類型以林地為主,森林覆蓋率為67.1%,瀘沽湖景區總面積139.16 km2,包括湖泊面積30.3 km2,陸域面積108.86 km2。瀘沽湖景區湖濱帶300 m范圍內土地面積670.08 hm2,占全部土地面積的11%,容納了88%的果園、25%的旱地,45%的居民地;100 m范圍內土地面積250 hm2,占全部土地面積的4%,容納了41%的果園、11%的旱地,18%的居民地;50 m范圍內土地面積256 hm2,占全部土地面積的2.6%,卻容納了云南部分9.5%的旱地,8.6%的居民地。
2 農業面源污染負荷排量估算
2.1 農業面源污染物來源
農村農業面源污染包括非旅游接待地的農村生活污水、農村生活垃圾、農村畜禽養殖污染、農田化肥流失污染、農田固廢污染。
2.2 農業面源污染物負荷量
2.2.1 農村生活污水。2010年瀘沽湖景區總人口約3300人,據現場調查,村落生活污水的排放方式主要為傾倒在空地上,并且村民均使用旱廁,農村廁所內的人畜糞便絕大部分都作為農田肥料施用。在這種狀況下,農村生活污水在輸送過程中通過蒸發、下滲等過程被土壤消納、沉淀,累積于土壤,部分污染物隨降雨流失。主要污染物排放量分別為:COD2.10噸/年、TN0.21噸/年、TP0.03 噸/年、氨氮0.18噸/年。
2.2.2 農村生活垃圾。瀘沽湖流域(云南部分)農村生活垃圾主要污染物排放量分別為:COD為5.39噸/年、TN0.27噸/年、TP0.11噸/年、氨氮為0.16噸/年。
2.2.3 人禽糞便污染。瀘沽湖流域畜禽養殖以散養為主,人禽糞便絕大部分作為農田肥料施用,經調查,瀘沽湖流域約有20%的村落管理相對粗放,排放量約為產生量的3%。畜禽糞尿排放于環境中隨降雨流失,主要污染物排放量分別為:COD7.99噸/年、TN0.87噸/年、TP0.14噸/年、氨氮為0.31噸/年。
2.2.4 農田化肥污染。2010年瀘沽湖流域(云南部分)農田化肥污染的產生量為肥料使用的折純量,隨著雨水的沖刷,有一部分污染物流失,也即農田化肥使用的污染物排放量,瀘沽湖流域(云南部分)內TN和氨氮排放量分別為1.13噸/年、0.82噸/年。
2.3 農業面源污染負荷產排總量
綜上所述,瀘沽湖流域農村農業面源污染負荷COD、TN、TP和氨氮排放總量分別為COD15.48 噸/年、TN3.3噸/年、TP0.35噸/年、氨氮1.54噸/年。瀘沽湖流域對COD排放總量貢獻最大的污染源是人畜糞便,占總量的52%,人畜糞便和農田固廢,分別占總量的26%和25%;其次是農村垃圾和農田固廢,分別占總量的31%和20%,再次是人禽糞便和農村生活污水,分別占總量的20%和12%。
3 農業面源污染治理的基本原則
3.1 指導思想
以穩定保持湖泊地表水Ⅰ類水質標準為目標,堅持“保護優先、預防為主、防治結合、協同管理”的方針,以最大限度的削減農業面源污染物為核心,優化農業生產方式,調整優化農業產業結構,提升土壤對污染物的吸納能力,采取灌排分設,應用水肥一體化技術,科學用水,讓農業、農村用水定向定位排入截污管池,不讓一滴農用污水進入湖泊。
3.2 基本原則
一是堅持“保護優先、預防為主、防治結合”的原則,采用工程減排、結構減排、管理減排的綜合集成技術實現防治結合。二是堅持“分區治理、綜合保護”的原則,針對農業面源污染物的類型分布,采取有針對性的綜合防治措施。三是堅持“以測土配方施肥技術為核心,應用綜合集成技術”的原則。四是堅持“作物無膜化栽培及產量補償”原則。五是堅持“推廣應用高效肥料及肥料差價補償”原則。
3.3 治理技術路線
瀘沽湖景區農業面源污染治理的技術路線是應用工程技術,依照灌排分開,合理布局和建設田間灌排系統,實現農村農業污水的定向、定位排入截污排污管池,不讓一滴農用污水進入瀘沽湖。結合優化生產方式和產業結構,依據觀光農業的特點,以測土為核心,按照土壤養分含量,制定施肥配方,最大限度的減少農田化肥的投入量。
4 2012-2015年瀘沽湖農業面源污染治理措施
根據瀘沽湖景區農業面源污染物來源及產生情況,采取工程、農藝、生物三大措施,綜合整治。
4.1 工程建設措施
主要針對農業用水治理。采取田間排灌渠系、田間道路、肥窖肥池、沉淀池的建設,實現農業用水灌排分開,定向定位排放入排污管道。2012年至2015年,通過三個項目立項批復,爭取資金550萬元,建成田間三面光灌渠4件,2123 m;排澇溝渠11條,里程10460 m;機耕路2條,里程1790 m;沉淀池10個;漚肥池62個,基本解決山垮河流域1860畝農田用水的定向定位排放。日處理農業用水能力達15噸/天,人畜糞便210噸/年,處理田間秸稈、雜草及有機生活垃圾的能力為375噸/年,解決了田間機耕作業問題及田園觀光的通達問題。減少污染物負荷排放COD46.85噸/年,TN5.54噸/年,TP 0.81噸/年,NH3-N3.89噸/年。
4.2 農業措施
主要針對農業用肥帶來的滲透性、流失性水體污染問題,采取主要措施是大力應用推廣測土配方施肥技術,調整用肥結構,提高肥料利用率,減控化肥使用量。依據土壤年測試數據,土壤養分豐缺指標模型,土壤養分豐缺指標方程,氮、磷、鉀豐缺指標線性方程及線性方程圖,測算制定施肥配方,推行按方施肥。2012年至2015年,累計推廣緩控釋肥4800畝次,史丹利復合配方肥1100畝次,測土配方施肥覆蓋率達91%,基本轉變了濫用氮肥的習慣。肥料使用量比習慣施肥畝下降純量2.6 kg,折合實物13.6 kg,年減少化肥用量58.5噸,減少COD 16.59噸/年,TN 1.86噸/年,TP 0.15噸/年,NH3-N 2.07 噸/年。
4.3 生物技術措施
主要針對田間作物秸稈,雜草,人畜禽糞便,農村生活有機垃圾氨化處理,種植綠肥及綠肥壓青還田,根茬還田,過腹還田技術,集造增施有機肥。按照測土配方施肥技術應用規范要求,培肥地力,2012年至2015年,累計推廣冬閑田綠肥凈種1.2萬畝次,通過壓青還田,根茬還田,過腹還田,畝增加有機肥投用量224-325 kg,采用生物快腐技術,采取應用漚肥池漚制,田間及房前屋后堆肥的方式,年處理4232畝田間秸稈、雜草4232噸,人、畜、禽糞便5800噸,農村有機生活垃圾300噸,減少污染負荷排放COD 5.03噸/年 ,TN 0.32噸/年,TP 0.13噸/年 ,NH3-N 1.82噸/年。
總而言之,測土配方施肥技術是農業面源污染治理的核心重要技術措施之一,以測土配方施肥技術為核心,綜合組裝應用田間工程技術、生物快腐技術、土壤有機質提升技術,按照土壤養分含量,因缺補缺,缺什么、補什么,缺多少、補多少,能最大限度的減輕農田污染負荷,推進化肥零增長,逐步實現精準施肥,打造農田的良好生態環境。