保山市植煙區土壤面源污染源分析與評價

李永亮　張儒和　宋賀

摘要 對保山市各植煙煙區施肥、農藥、農膜及農作物秸稈處理情況進行調查分析。結果表明，2010—2015年全市植煙土壤烤煙肥料的施用總量隨著種植面積的增大而增加；煙區農藥用量年均約為359.80 t；年均農作物秸稈量20萬t左右，秸稈還田及燃料利用率僅為55.50%；年均農膜用量約2 391.14 t，土壤中殘膜率約達10.68%。從調查分析結果來看，肥料和農藥施用結構不合理、農作物秸稈利用率較低，這些是植煙土壤面源污染源的主要因子，應采取有效措施加以防治。

關鍵詞 植煙土壤；面源污染；肥料；農藥；農作物秸稈；農膜；云南保山

中圖分類號 S151.9；S158.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）16-0157-03

Abstract The application statuses of fertilization，pesticide，agricultural films and straws treatment were investigated and analyzed in typical tobacco-planting area of Baoshan City.The results showed that the total fertilization amount of flue-cured tobacco increased with the increasing of tobacco planting area from 2010 to 2015.The annual pesticide consumption was increasing，averaging about 359.80 t annually on average.The annual output of crop straw amounted to 200 000 t，the proportion of straw returning and utilization as fuel was 55.50%.The annual amount of agricultural films was 2 391.14 t，and the residual rate was 10.68%.It was concluded that the main factors caused the non-point source pollution in tobacco-planting area were unreasonable structure of fertilization and pesticide，low utilization efficiency of agricultural straw，etc. Thus，effective measures should be taken to prevent and control the pollution.

Key words tobacco-planting soil；non-point source pollution；fertilizer；pesticide；crop straw；agricultural film；Baoshan Yunnan

環境污染通常分為點源污染與面源污染（也稱非點源污染）[1-5]。農業面源污染是指在農業生產活動和集約化畜牧養殖中，人為產生的化肥農藥等污染物質，在降水或融雪的沖刷作用下，從非特定地點通過徑流過程而匯入受納水體（包括河流、湖泊、水庫和海灣等）并引起有機污染、水體富營養化或有毒有害等其他形式對環境造成的污染[6]。隨著人們對農業環境問題的深入研究，農業面源污染正備受關注[7-9]。化肥、農藥、農膜和作物秸稈都是面源污染源的潛在因子[10-14]。因此，面源污染具有時空范圍更廣、不確定性更大、成分和過程更復雜、更難以控制等特點[15]。當前，煙草農業生產在一定程度上也存在面源污染，但鮮見關于植煙土壤面源污染方面的具體研究[16]。加強農業面源污染治理，是轉變農業發展方式、推進現代煙草農業建設的重要任務[17-19]。本研究旨在通過對保山市各植煙區土壤潛在面源污染因子進行普查，為探索尋求提高保山市煙葉生態安全和質量安全提供參考。

1 數據與方法

1.1 數據來源

利用保山市隆陽、騰沖、施甸、龍陵和昌寧五縣（區）統計、農業、水務等部門的資料，收集2010—2015年全市5個縣（區）植煙土壤樣品化驗、肥料施用量、農藥使用量和農膜使用量等數據。對全市40個煙站轄區內的農戶數量、耕作模式和規模進行實地調查，抽樣比例為每個煙站8～10戶煙農。采取全面普查與定點監測相結合，從前作作物種植種類，肥料施用種類、施用量及方法，農藥使用種類、使用量及方法，農膜使用及殘留和秸稈處理等方面進行調查。

1.2 研究方法

1.2.1 植煙土壤面源污染因子普查。通過收集2010—2015年全市5個縣（區）植煙土壤樣品化驗、肥料施用量、農藥使用量和農膜使用量等數據，對320戶典型農戶的調查，獲取植煙土壤養分數據18.45萬個，面源污染普查數據2.05萬個。

1.2.2 數據分析。用SPSS16.0及Excel 2007等進行分析。

2 結果與分析

2.1 保山市煙區植煙土壤基礎信息及前作作物種類調查

從保山市植煙土壤基礎信息調查數據（表1）來看，全市2010—2015年每年種植烤煙面積分別為27 457.25、34 196.58、39 209.41、38 936.11、35 843.08、29 470.39 hm2；種植品種主要是紅花大金元、K326和云煙87、云煙85等云煙系列；全市5個縣（區）植煙煙區地形以山地煙為主，占70%以上，田煙主要集中在騰沖、龍陵和隆陽，隨著嚴控規模的推進，田煙所占比例有逐年增加的趨勢；植煙土壤類型主要有黃壤、砂壤、黏土等。每年烤煙集中移栽分別為4月下旬至5月上旬，田間采完為9月下旬至10月上旬，全部實行蓋膜并揭膜；經調查，煙田前茬作物分別為冬閑田、油菜、豆類（豌豆、蠶豆和長壽豆）、水稻、麥類（大麥和小麥）等，每年冬閑田所占的比例為40%左右，油菜種植比例占25%～30%。全市植煙區域年降雨量為800～1 800 mm，且分布不均勻，呈現騰沖、龍陵雨水多而隆陽、施甸和昌寧干旱的情況。endprint

2.2 保山市植煙區土壤肥料施用現狀分析

肥料施用現狀調查結果（圖1）表明，2010—2015年全市植煙土壤烤煙肥料的施用總量隨著種植面積的增大而增加，每年使用在3萬t以上，2013年達到頂峰值51 059.3 t；煙用肥料的類型分別以烤煙專用復合肥、鈣鎂磷肥、硝酸鉀或者硫酸鉀、有機復混肥等為主，其中烤煙專用肥所占的比例較大，每年占所施用的肥料總量的85%以上，全市煙用肥料純N、P2O5、K2O施用比例為1∶1～2∶2～3之間（且硝態氮比例≥40%），這與近幾年測土配方平衡施肥有關。由表1可知，2010—2015年烤煙種植平均施肥量為1 000.30、894.53、1 050.72、1 311.36、1 228.56、1 330.25 kg/hm2，有增加的趨勢，這與保山市煙草增施有機肥料有關。經調查，煙田前茬即小春作物中，油菜平均施專用復合肥、尿素、鈣鎂磷或者普鈣等肥料750～1 200 kg/hm2，水稻施復合肥450～900 kg/hm2，麥類施尿素300～750 kg/hm2，豆類施復合肥150～525 kg/hm2。按照氮肥利用率30%～40%、磷肥15%～20%計算，可以看出保山市煙區植煙土壤在肥料施用上存在偏重氮肥的現象，造成肥料當地利用率不高；肥料的連續投入極易造成植煙土壤中氮素、磷素的積累，有加重土壤板結和土壤次生鹽漬化的趨勢；大量肥料通過地表流入河流，造成水體富營養化，污染地下水，對農田環境的面源污染造成不良影響。

2.3 保山市植煙區農藥使用現狀分析

農藥使用現狀調查結果（圖2）表明，2010—2015年保山市煙區共使用農藥2158.80 t，每年施用的量較為平均，為359.80 t左右，2010—2015年平均每年使用農藥分別為13.48、12.55、9.05、9.02、10.17、9.81 kg/hm2，平均使用量呈降低的趨勢，這與近幾年使用生物、物理防治病蟲害，減少化學農藥的使用有關（表2）。據調查，烤煙種植季節平均用藥次數為5～7次，一般都是行業內推薦用藥，以仲丁靈、毒消、甲霜·錳鋅、菌核凈、高效氯氟氰菊酯等為主，而煙田前茬即小春作物中，平均用藥量在1.20～3.75 kg/hm2之間，以功夫、吡蟲啉、三唑酮、粉銹靈為主。另外，個別農戶還存在市場上私自購買禁、限用農藥現象，農藥使用仍然存在用量大、不科學、不合理等現象；施藥工具和方法落后，大部分藥液灑落在土壤表面，給土壤環境造成了農殘超標等化學污染殘留。用藥后農藥瓶、袋等廢棄包裝物直接隨意棄于農田邊、溝渠邊、池塘旁或施藥后雨水沖洗，構成了無數個大小各異的污染源。據測算，植煙土壤區域每年產生的農藥廢棄包裝物以容量為100 g 計，有500多萬個大小不等的農藥廢棄包裝物，除去煙農自行回收循環使用約1/3外，還存在逾350萬個農藥廢棄包裝物，可見植煙區域農藥廢棄包裝物的數量非常大。由此產生的農藥瓶、袋等廢棄包裝物內殘留的農藥，有的極易自然揮發，污染大氣；有的毒性十分穩定，可以幾年甚至十幾年存在于土壤之中不散失，污染土壤；有的經雨水沖刷流入河道、滲入地下，污染水質，危及農村生態環境和人們的身體健康；殘留農藥成為毒害人類和污染環境的“無形殺手”。高分子樹脂的農藥塑料袋在自然環境下不易降解，給土壤環境造成了化學污染殘留，嚴重影響農作物生長。土壤中破碎的廢棄農藥玻璃瓶會給人畜生命安全帶來隱患。

2.4 保山市植煙區農作物秸稈處理現狀分析

農作物秸稈處理現狀調查結果（圖3、表3）表明，全市植煙土壤中每年的農作物秸稈（主要煙桿、油菜秸稈、稻秸稈和麥秸稈）生產量在20萬～30萬t之間；通過調研和入戶抽樣調查，其中直接還田肥料的占7.28%，用作飼料的占13.79%，用作燃料的占34.43%，隨意丟棄及焚燒的占39.74%，其他去向的占4.76%。全市秸稈綜合利用主要集中在還田、燃料和飼料等用途，但仍有9.8萬t農作物秸稈放在田間焚燒或隨意丟棄。秸稈焚燒產生的濃煙會污染空氣、危及人們身體健康及存在火災隱患；秸稈長期丟棄堆放或推入河溝，日曬雨淋引發腐爛，會導致水體污染。隨著近年來的宣傳和推廣，全市秸稈綜合利用率提高至75%左右。

2.5 植煙區農用地膜使用現狀分析

農膜使用現狀調查結果（圖4、表4）表明，2010—2015年保山市植煙土壤中每年使用農膜量分別為1 743、1 860、3 437、2 808、2 410、2 090 t，平均使用量為60～75 kg/hm2，種植烤煙區域幾乎全部覆膜。農膜的使用對提高農作物抗旱、抗寒及產量有明顯的作用，但農膜一般只使用1年，部分煙農基本上不予回收，在田間和地頭扔棄，是煙區植煙土壤主要污染源之一。殘膜導致白色污染，主要表現為殘膜聚集在土壤耕層和地表面，直接影響土壤耕作，阻礙土壤毛管水的移動和降水的滲透，阻礙土壤養分、水分和空氣輸送，破壞土壤結構，使土壤質量下降，妨礙作物扎根和對水肥的吸收，從而影響作物生長發育和產量。通過對植煙土壤隨機抽取調查及測算，全市植煙土壤常年使用農膜約2 391.14 t，平均使用量為69.3 kg/hm2，回收利用約1 519.4 t，隨意丟棄高達871.6 t，土壤中殘膜率約達10.68%。

3 結論與討論

3.1 結論

研究表明，保山市植煙土壤面源污染主要由化學肥料、農藥用量、農作物秸稈廢棄物和殘留農膜4個部分組成，應采取合理高效施肥技術、病蟲害綠色防控技術及農業廢棄物回收資源化利用或無害化處理力度等措施，以減輕污染。

3.2 討論

蔡金洲等[20]研究表明，湖北省三峽庫區的主要污染源為種植業，污染源等標污染負荷比為 56.08%；周石池等[21]對海南島農業面源污染源解析表明，外源化肥施用和水土流失是面源污染的主要來源。綜合前文分析，保山植煙土壤面源污染主要指以上4種，具體是肥料施用量大且偏重氮肥造成的環境污染和土壤氮、磷、鉀的結構失衡，農藥用量大且不科學合理使用易造成土壤農殘超標，農作物秸稈隨意丟棄及焚燒對空氣、河流環境的污染，農藥瓶、袋等廢棄包裝物和農膜回收率較低，這些重要的植煙土壤污染源，通過地表徑流和地下淋溶把過剩的氮、磷、有機農藥、無機鹽等帶到地表水和地下水中，致使地表水富營養化，破環水生生態環境。張維理等[22]通過對我國農業面源污染形勢分析形成相應控制對策，認為高投入、高污染、低產出是當前農村經濟的特點，也是造成農業面源污染的根本原因；吳永紅等[23]研究表明，過度追求經濟效益，盲目過量施用化肥，使農田中化肥、農藥投入量大大增加，導致農田土壤生態環境嚴重惡化，是造成農田生態環境污染的重要原因；本文結合前人研究結果，對保山市面源污染應減量施用化肥、農藥，通過測土配方施肥，增施緩控釋等新型肥料或生物有機肥；積極推廣黃板、殺蟲燈、煙蚜繭蜂等病蟲害綠色防控技術，通過各種措施解決農藥施用量過大這一問題。在農業生產中地膜、農藥瓶（袋）和秸稈等農業廢棄物隨意丟棄，農田生態環境及農作物生長存在明顯不利影響，對環境造成危害。何明會等[24]采用熱重分析方法，將烤煙和玉米秸稈進行不同升溫速率下的熱解，達到秸稈廢物資源化利用的目的；霍文婕等[25]使用尿素進行小麥秸稈氨化處理，研究表明，尿素處理顯著提高了小麥秸稈營養價值、體外發酵特性及甲烷產量。總的來看，全市秸稈利用率還有待進一步提升，可采取制成生物質燃料、菌劑降解制作肥料、生產沼氣等措施加大農作物秸稈的綜合利用，減少秸稈不合理利用對農田生態環境造成的污染[26]；農膜殘留、農藥瓶（袋）等農業廢棄物回收不高，應采取積極推廣生物降解樹脂農膜、加大殘膜、農藥瓶（袋）等農業廢棄物回收資源化利用或者無害化處理力度等措施，減輕對農田生態環境的污染。由于農業生產涉及千家萬戶，對面源污染造成的危害沒有足夠的認識[26]。何 可等[27-28]通過農民的調研數據，采用Ordinal Probit模型系統分析了農民對資源性農業廢棄物循環利用的價值感知及其影響因素，結果顯示資源性農業廢棄物循環利用的價值得到了大多數農民的認同，但其價值并未得到體現；夏德強等采用調查問卷對西部某地區農民進行調查，結果顯示，70%農戶對于農業面源污染還不了解，由此說明農戶大部分還防治面源污染的重要性認識還不足，需進一步加強培訓和宣傳。在做好宣傳培訓的同時，積極開展植煙土壤面源污染防治，在煙農中推廣清潔生產技術，發展生態農業，進一步提高煙農生產技術水平，從源頭上樹立珍惜環境、保護環境意識。endprint

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