大白菜面源污染綜合防治效果

柴同海，張薇，師學靜，李偉欣，王淑平

（根力多生物科技股份有限公司，河北 威縣 054700）

蔬菜地生態系統不同于一般的農田生態系統，是受人類活動劇烈影響的人工生態系統，表現為種植指數高，品種繁多，肥料施用量大，生長周期短，灌溉量大，經濟產出高[1]。在實際生產中，菜農為了追求高產出、高收益，往往盲目加大施肥量，其中施氮量通常高出常規大田作物幾倍甚至10倍以上，在一些地區甚至高達1 000 kg/hm2[2]，嚴重超出蔬菜對肥料的實際需求，導致蔬菜種植區土壤氮磷含量較高，地下水硝酸鹽污染嚴重，地表水富營養化問題加劇[3]。農業面源污染給中國農業種植帶來了許多不利影響[4]，其中蔬菜種植業面源污染問題日漸突出。為了有效解決這一難題，以施用根力多生物蛋白控釋肥（生物、有機、無機三元復配新型生物肥料）、早熟品種晚播、小畦種植、中量水灌溉大白菜病蟲草害綠色防控等技術為主，在河北省威縣晟熙農業園區進行了大白菜面源污染綜合防治示范試驗，旨為河北省露地大白菜生產中面源污染綜合防治技術規范的制定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

大白菜面源污染綜合防治示范區設在河北省威縣國家級農業科技園區——晟熙農業園區內。土壤類型為壤土，耕層土壤基礎養分含量為有機質9.65 g/kg、堿解氮 30.00 mg/kg、速效磷 36.90 mg/kg、速效鉀161.95 mg/kg，pH值8.61。前茬作物為油葵。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試肥料 供試肥料有根力多生物蛋白控釋肥（硫基，生物、有機、無機三元復配新型生物肥料）、威遠配方肥（硫基）、純發酵生物有機肥和咖多寶生物蛋白聚能肥（硫基） （表1），均由根力多生物科技股份有限公司生產。

1.2.2 供試作物 示范區大白菜品種為新鄉小包23號；對照區大白菜品種為豐抗78。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 采用對比試驗設計，設對照區和示范區2個處理。

表1 供試肥料Table 1 The fertilizers tested

對照區采用常規管理方式，面積0.49 hm2。具體措施如下：大白菜于8月8日播種，株距55 cm、行距60 cm，大水漫灌，全生育期灌水量為3 750 m3/hm2；播種前3～4 d底施農家肥7 500 kg/hm2和威遠配方肥750 kg/hm2，蓮座末期、包心中期分別追施咖多寶生物蛋白聚能肥450和300 kg/hm2；分別于9月27日、10月7日用68%精甲霜·錳鋅水分散粒劑800倍液防治大白菜霜霉病。

示范區采用面源污染綜合防治技術，面積0.14hm2。具體措施如下：大白菜于8月16日播種，8月23日下午進行一次補種，株距和行距均為53 cm，并做成長10 m、寬5 m的小畦，采用畦灌，全生育期灌水量為2 250 m3/hm2；播種前3～4 d底施純發酵生物有機肥2 400 kg/hm2和根力多生物蛋白控釋肥（1） 600 kg/hm2，蓮座末期、包心中期分別追施根力多生物蛋白控釋肥（2） 360和240 kg/hm2；10月7日用68%精甲霜·錳鋅水分散粒劑800倍液防治大白菜霜霉病。與對照區相比，N、P2O5、K2O施用量分別減少了55.5、45.0和48.0 kg/hm2，灌水量節省了1 500 m3/hm2，農藥施用量減少了562.50 g/hm2。

1.3.2 調查項目與方法

1.3.2.1 土壤理化性狀。收獲后，各處理均采用對角線取樣法隨機選取5個樣點，采集20 cm耕層土壤，混勻后采用四分法選取1 kg土壤樣品裝入袋中，檢測土壤的理化性狀。采用堿解擴散法測定土壤堿解氮含量；采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤速效磷含量；采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量；采用電位法測定土壤pH值；采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定土壤有機質含量。

1.3.2.2 白菜農藝性狀。收獲時，各處理均采用對角線取樣法隨機選擇有代表性的樣點3個，每個樣點用鐵鍬連續刨出具有完整根系的大白菜10株，貼好標簽后帶回實驗室。測量大白菜的株高（包球頂端到根莖連接處的長度）和葉球周長（大白菜葉球最大處的長度）。稱量大白菜的整株鮮重及根重；除去毛菜葉球上未包住的外葉后，稱量凈菜重。計算毛菜重（整株鮮重－根重）、凈菜率（凈菜重/整株鮮重）、理論產量（毛菜產量，株數/hm2×毛菜重/株） 和凈菜產量（株數/hm2×凈菜重/株）。

2 結果與分析

2.1 面源污染綜合防治技術對土壤理化性狀的影響

與對照區相比，示范區土壤殘留的堿解氮、速效磷和速效鉀含量分別降低了10.00、26.70和57.00 mg/kg，降幅分別為16.95%、25.43%和21.27%；土壤pH值降低了0.19（表2）。表明采用面源污染綜合防治技術可以使施肥過多造成的面源污染程度有所下降，且在一定程度上能夠緩解土壤的堿化狀況。

表2 大白菜收獲后試驗地土壤的理化性質Table 2 Soil physical and chemical properties of Chinese cabbage after harvest

2.2 面源污染綜合防治技術對大白菜生物性狀的影響

與對照區相比，示范區的大白菜株高無顯著差異；葉球周長減少了3.04 cm，差異達顯著水平；整株鮮重增加了0.27 kg，差異達顯著水平（表3）。表明采用面源污染綜合防治技術可以促進大白菜包心更加緊實。

表3 大白菜的主要生物學性狀Table 3 Main biological characteristics of Chinese cabbage

2.3 面源污染綜合防治技術對大白菜產量的影響

與對照區相比，示范區的大白菜毛菜產量為161 957.25 kg/hm2，增產率6.31%，差異達顯著水平；凈菜產量為116 395.65 kg/hm2，增產率9.00%，差異達顯著水平；凈菜率達71.87%，提高了1.78個百分點（表4）。表明采用面源污染綜合防治技術可以顯著提高大白菜產量和凈菜率。

表4 大白菜的產量和凈菜率Table 4 The yield and net rate of Chinese cabbage

3 結論與討論

防治農業面源污染要從多方面入手，如科學施肥，合理使用農藥，積極發展生態農業，加強防治推廣宣傳的資金投入，制定相關法律法規[6～8]等。施用有機肥可以改善土壤結構，增強土壤活性，提高土壤的保水保肥能力[9～11]。劉成帥等[12]研究表明，施用生物有機肥可以提高白菜產量，改善品質，增加經濟效益。周新偉等[13]研究表明，使用再生水灌溉替代氮肥施用，可以節約成本，實現氮素的循環利用，減少面源污染。通過采取多種措施，加大對農業面源污染的治理力度[14]，并建立起長效預防機制，能夠促進農業的可持續發展[15]。

本研究中綜合利用多項技術降低大白菜面源污染，其中，施用生物、有機、無機三元復配新型生物肥料，使得N、P2O5、K2O施用量分別減少了55.5、45.0和48.0 kg/hm2，土壤中殘留的堿解氮、速效磷、速效鉀含量分別降低了10.00、26.70和57.00 mg/kg，pH值降低了0.19，實現了化肥減量，降低了土壤養分殘留，有效緩解了土壤堿化程度；采用小畦種植，將大水漫灌改為中量水分畦灌，使得全生育期灌水量節約了1500m3/hm2，在降低灌溉成本的同時，也降低了化肥淋溶的風險；采用早熟品種適時晚播，避開主要病蟲害發生期，有效減少農藥用量562.50 g/hm2。在面源污染得到治理的前提下，示范區大白菜產量顯著提高，其中毛菜增產6.31%，凈菜增產9.00%。該項技術可為河北省露地大白菜面源污染綜合治理提供參考。

4 建議

實施農業面源污染全過程控制應突出預防為主、綜合治理、分類指導、區別對待的工作方針，通過整體控制多源污染的循環鏈，打斷農業污染循環往復的各環節。農業面源污染控制的措施主要包括污染源頭控制和遷移途徑攔截，主要包括水肥控制技術、生態攔截技術、應用化學添加劑技術、種植制度優化技術等。根據農業污染類型的不同，篩選出有針對性的關鍵防治技術，分類指導、綜合防治，逐步減少污染來源，以保護農業生態環境。

4.1 推廣應用有機肥料和作物專用肥

施用有機肥可以改良土壤，培肥地力，增強土壤有益微生物的活性，為大白菜生長創造優良的土壤環境。有機肥料與無機肥料合理配施，有利于大白菜的優質和豐產。

作物專用肥是針對不同作物需肥規律、土壤養分含量及供肥性能，制定專用配方生產而成的肥料。推廣應用作物專用肥可以有效調節作物需肥與土壤供肥之間的不平衡，有針對性地補充作物所需的養分，從而提高肥料利用率，減少養分的淋溶與揮發損失。

4.2 水肥綜合管理技術

北方露地蔬菜生長期內適當減少灌溉水用量，可以有效降低水分的滲漏量，還可以明顯降低硝態氮的淋洗量[5]。有條件的地區，可結合滴灌、噴灌、滲灌等灌溉技術實行水肥一體化管理，以減少灌溉用水量和肥料用量，降低氮磷損失，提高肥料利用率。

4.3 提高蔬菜廢棄物利用率

加強蔬菜廢棄物的無害化處理，生產生物有機肥，確保其高效循環利用，實現污染物的減量排放。從根本上解決蔬菜廢棄物利用率低對環境造成的面源污染，提高農業面源污染的治理效果。