延安市農田面源污染防治技術探究

摘 要 隨著我國工業化和城鎮化進程加速推進，農業面源污染問題日益嚴峻。延安市是陜西省重要的糧食生產大市，也面臨著農田面源污染的困擾。為了給延安市乃至陜西省農田面源污染防治工作提供參考，以延安市農田面源污染防治為切入點，介紹了延安市農田面源污染現狀，分析了造成農田面源污染的農業生產資料過量使用、畜禽養殖污染、廢舊農膜污染、秸稈污染等因素，并從源頭控制、過程控制、末端治理3方面說明延安市農田面源污染防治技術。

關鍵詞 面源污染；農田；污染防治；陜西省延安市

中圖分類號：S273 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.09.011

延安市位于黃土高原腹地，屬于半濕潤季風氣候，光照充足，熱量資源豐富，是陜西省重要的糧食生產基地，主要生產玉米和其他雜糧。根據《延安市第三次全國國土調查》統計，延安市有耕地面積約25.35萬hm2，截至2022年，糧食種植面積約14.70萬hm2，糧食總產量可達72.42萬t。但近年來隨著化肥、農藥等農業生產資料的過量使用，以及畜禽養殖業、工商業的快速發展，延安市農田土壤環境遭到不同程度的污染，農田面源污染形勢嚴峻。農田面源污染不僅嚴重危害農產品質量安全，而且會對區域生態環境造成破壞，因此開展農田面源污染防治工作意義重大?；诖?，筆者以延安市為例，研究農田面源污染防治技術，以期助力當地高標準農業建設。

1" 延安市概況

延安市位于陜西省北部黃土高原地區，介于北緯35°21′～37°31′、東經107°41′～110°31′，面積約3.7萬km2。該市地處黃土高原丘陵溝壑區，地勢由西北向東南傾斜，海拔1 200 m左右。延安市屬暖溫帶大陸性季風氣候，光照充足，年平均氣溫10 ℃，≥0 ℃積溫為3 878 ℃，年降水量為600 mm，無霜期160 d左右[1]。延安市主要土壤類型為黃綿土、草甸土、棕壤土等，土壤pH值為7.0～8.5，土層深厚肥沃。截至2019年末，該市有耕地面積約25.35萬hm2，其中水田面積為540 hm2，水澆田面積為0.46萬hm2，旱地面積為25.09萬hm2，主要種植玉米、粱等農作物。近年來，隨著工商業發展和城鎮化進程加快，延安市面臨日益嚴重的農田面源污染問題。開展農田面源污染防治工作，對保障延安市農產品質量安全和推進區域可持續發展意義重大。

1.1" 農業生產資料過量使用

近年來，延安市農業生產規模化程度不斷提高，為追求糧食產量，農民在種植農作物過程中大量使用化肥、農藥、地膜等農業生產資料。然而調查顯示，延安市農作物施肥量較大，但是利用率卻不高。農業生產資料的過量使用不僅浪費了資源，還直接導致了面源污染物的大量積累。積累的氮、磷化合物隨雨水徑流進入周邊水體，是造成水體富營養化的重要因素；殘留的農藥累積在農田土壤中，對土壤生態環境造成破壞[2]。

1.2" 畜禽養殖污染

隨著人們生活水平的提高和城鎮化進程的加快，延安市肉類消費量持續增長，帶動了畜禽養殖業的快速發展。截至2023年，延安市有規模養殖場1 965個，畜禽存欄量、出欄量均已百萬頭以上。大量規?；B殖場集中分布，畜禽糞便年排放量巨大，占農業面源污染總量的75%以上。部分養殖場直接排放未經處理的畜禽糞便，嚴重污染了周邊的土壤和水體。畜禽糞便隨雨水徑流遷移，或者滲透到地下，對農田和飲用水安全構成威脅。畜禽糞便堆放不當，產生異味后會嚴重影響周邊居民的生活。

1.3" 廢舊農膜污染

隨著塑料薄膜使用量的增加，廢舊農膜的產生量呈逐年增加趨勢。根據統計，2020年延安市農膜使用量較大，同比增長5%。由于回收利用率低，大量廢舊農膜被隨意棄置在農田，嚴重污染了土壤。廢舊農膜會間接導致重金屬等污染物質積累，降低土壤肥力，不利于作物生長。同時，殘留在農田里的塑料碎片會流入水體，對水生生物造成傷害。為實現農膜的可持續利用，延安市出臺了相關政策，要求加強源頭管理，實施農膜分類回收利用和焚燒處置。但由于延安市農村地區分散，回收網絡不健全，處理成本高，農膜回收率仍然較低。

1.4" 秸稈污染

隨著機械化收割水平的提高，延安市每年產生大量秸稈。預計2025年，延安市秸稈產量將達到100萬t。然而在處理秸稈的過程中，部分農民采取直接燒毀的方法，產生煙塵污染；大量秸稈堆積在農田里，阻礙了次年春季的耕作準備工作，不利于農作物生長。此外，秸稈腐爛會釋放氮、磷等養分，如果處理不當，這些養分會隨雨水徑流進入水體，引起水體富營養化。為了治理秸稈污染，延安市采取了一些措施，如秸稈機械碎剪還田、生物炭化處理等。然而由于資金和技術限制，這些處理方式的推廣程度還不高。

2" 延安市農田面源污染防治技術

2.1" 源頭控制技術

2.1.1" 化肥農藥科學施用技術

為了控制面源污染，延安市大力推廣科學施肥技術，持續推進測土配方施肥向縱深發展，大力推廣“果—沼—畜”生態循環農業模式，加大果園種草綠肥翻壓、水肥一體化、秸稈還田等綠色生產技術措施的推廣應用力度，指導農民科學合理施肥，鼓勵農民使用有機肥。針對主要農作物開展土壤測試，制訂科學合理的施肥方案和技術規程，確保每667 m2減少化肥用量10%～15%[3]。同時，延安市積極推廣應用無公害的微生物肥料和生物農藥，促進農藥化肥減量高效施用。統計數據顯示，延安市化肥施用量（折純量）從2017年的14.85萬t減少至2022年的13.87萬t，農藥使用量也從2017年的880.1 t減少至2022年的743.99 t?？茖W合理地施肥、施藥，不僅可以減少面源污染負荷，還可以有效控制養分累積過量對農作物生長的負面影響，實現經濟效益和生態效益的雙提升。

2.1.2" 畜禽糞污綜合利用技術

延安市堅持“源頭減量、過程控制、末端利用”的治理路徑，對新建、改擴建畜禽規模養殖場實行養殖污染防治“三同時”制度，大力推廣“生態養殖+沼氣工程+綠色種植”等循環發展模式和技術，配套建設糞肥田間貯存池、沼液輸送管網、沼液施用設施等，打通糞肥還田通道，促進種養結合、農牧循環。截至2020年，延安市累計建成中小型沼氣池超過500座，日處理生豬糞便50 t。同時，采用高溫發酵技術對雞、牛、羊糞進行處理，年產有機肥40萬t。統計數據顯示，延安市畜禽糞污綜合利用率從2017年的70%左右提高到2022年的90.6%以上，沼氣和有機肥的使用，減少了化肥的用量。處理后的沼液、有機肥肥效好、污染小，既為種植業提供了優質有機肥料，又減輕了面源污染負荷。此外，沼氣的利用緩解了部分農村能源短缺的問題。

2.1.3" 秸稈還田技術

秸稈還田是利用秸稈資源進行肥料化處理后返回田間的一種技術，可以增加土壤的有機質含量，改良土壤性質，提高土壤肥力，同時減少環境污染。延安市作為雜糧生產區，每年產生大量秸稈，如果對秸稈資源化利用，可以達到節約資源、保護環境的雙重效果[4]。具體在實施秸稈還田時，應充分考慮土壤情況和作物營養需求，合理確定秸稈施用量。例如，延安市水稻秸稈還田量以3～4 t·hm-2為宜，玉米秸稈還田量以10～15 t·hm-2為宜，小麥秸稈還田量以4～6 t·hm-2為宜。同時，要注重提高秸稈的利用效率，可以采取腐熟還田、覆蓋還田等措施，并可以施用促進秸稈分解的微生物菌劑，控制秸稈還田對土壤環境的負面影響。

2.2" 過程控制技術

2.2.1" 生態攔截緩沖帶技術

生態攔截緩沖帶是在農田與水體之間設置的保護帶，可以減緩農田徑流速度，阻礙污染物向水體遷移。延安市地處黃土高原區域，水土流失嚴重，每年大量泥沙隨地表徑流輸入河流，加重了水體污染。因此，延安市在農田面源污染防治中，應大力推廣應用生態攔截緩沖帶技術。具體來說，延安市可以在農田與河流交界處劃設寬10～30 m的緩沖帶，并在緩沖帶內種植阻滯泥沙遷移的植物，如蘆葦、歐菱等濕生植物，或者柳樹、桑樹、檸條等喬木灌木。植物的根系可以增強水土保持能力，莖葉可以阻擋泥沙的流動。在延安市主要河流如延河、汾川河沿岸逐步建立生態攔截緩沖帶，可進一步增強污染物去除效果，保護水環境。

2.2.2" 生態溝渠技術

延安市水土流失嚴重，每年大量泥沙隨地表徑流輸入河流，加重了水體污染。建設生態溝渠可以起到減緩地表徑流速度，使水流在溝渠中沉淀和過濾的作用，從而控制泥沙隨徑流輸移流失。具體來說，延安市可以在主要的農田排水溝道中建設生態溝渠。生態溝渠底寬0.5～2.0 m，深0.3～0.8 m，兩側設寬1～2 m的維護通道，溝底及邊坡種植蘆葦等濕生植物。生態溝渠中的植物可以減緩水流速度、固定土壤、吸收養分。此外，可以通過設置人工濕地區，配置沼泥、砂礫等介質，進一步提高污染物去除效果。

2.2.3" 生態田埂技術

延安市境內分布著大量梯田，這些梯田的田埂可以通過生態化改造，發揮攔蓄地表徑流、減緩水土流失的作用。具體來說，可以在梯田田埂的表層覆蓋草皮，其根系可以增強田埂的抗蝕性。同時，可在田埂兩側邊坡種植喬灌木和藤本植物，形成植物復層結構[5]。據統計，延安市田埂草皮對水土流失的抑制率在80%以上，減少氮素流失率達60%。另外，為控制面源營養物質的流失，可以在梯田田埂建造一定規模的穩定塘，起到收集農田表層徑流、沉淀泥沙、吸收污染物的作用。通過科學構建生態田埂系統，不僅可以增強農田的抗蝕能力，還可以在一定程度上控制面源污染物的流失，保護水環境。

2.3" 末端治理技術

2.3.1" 人工濕地技術

延安市可在農田與水體之間建設人工濕地系統，對農田地表排水進行處理。根據水質條件，選擇自由水面濕地或沉水植物濕地。自由水面濕地可種植蘆葦等濕生植物，沉水植物濕地選用荇菜等水生植物。這些植物可直接吸收氮、磷等營養成分，根系分泌物也可促進污染物的降解。同時，濕地底泥中微生物的存在，可將有機物轉化為無機鹽，實現凈化作用。建設人工濕地時，需要考慮濕地面積、水力負荷等參數的匹配程度，并設計好水量調節系統。建設完成后，需要定期清除雜草和淤泥，補充過濾介質等，保持系統的凈化能力。人工濕地可有效減少面源污染物對延安市水環境的影響，且成本較低。

2.3.2" 生態浮島技術

延安市地處黃土高原區，河流眾多，條件適宜建設生態浮島。生態浮島技術是利用水生植物和附著微生物的協同作用，從水體中吸收養分，達到治理水污染的目的。根據地區實際，延安市可以在主要河流匯水區選擇適宜水生植物生長的區域建設生態浮島。浮島載體可采用竹木等天然材料搭建，并種植萍蓬草、歐菱等植物。植物根系分泌物可刺激微生物活性，促進污染物降解。同時，植物對氮、磷等營養成分有一定的吸收作用。建成后的生態浮島要進行定期管理，包括除藻、補植、清淤等，保持系統處理效率。如果結合沉水植物修復等技術，可以進一步提高農田面源污染治理效果。通過科學選址和建設，生態浮島技術可以發揮其凈化水質的獨特優勢，有助于減少延安市農田面源污染對水環境的影響。

2.3.3" 土壤滲濾處理技術

延安市農田面源污染物主要通過地表徑流進入河流和水庫，可通過土壤滲濾系統攔截處理。具體可在延安市農田與水體接壤區域選址，利用當地土壤構建多級土壤滲濾工程。系統可分上游、下游兩個滲濾區，上游區主要進行物理過濾，使用砂及粗石材料；下游區主要進行微生物降解，構建夯實的黏土層。滲濾系統還可種植蘆葦等濕生植物，發揮微生物與植物的協同作用。面源污染物隨地表徑流經過濾材料的物理阻隔、土壤吸附作用凈化，植物根系可促進污染物微生物降解。應用該技術時，需要注意定期對系統進行除藻除草、更新材料等維護。滲濾系統建設成本較低，可有效控制面源污染物輸移，是延安市農田面源污染防治的重要末端治理技術手段。

3" 結語

延安市農田面源污染問題較為突出，主要原因為農業生產資料過量使用、畜禽養殖污染、廢舊農膜污染、秸稈污染等，對區域生態環境質量和農產品質量安全造成一定危害。為有效防治農田面源污染，延安市應當積極推廣源頭控制技術，嚴格規范施肥用藥，推進畜禽糞污資源化利用，并采取過程控制技術攔截凈化，最后輔以末端治理技術進一步提純處理，以切實減少污染物的產生和擴散。選擇科學合理、適應當地實際的農田面源污染防治技術，不僅可有效改善農田土壤環境質量，也將促進作物優質高效生產，保障區域農產品質量安全和生態環境可持續發展。

參考文獻：

[1] 李佳芯.陜西積極推動現代農業產業高質量發展[N].陜西日報，2023-12-10（2）.

[2] 陶小龍，徐磊，夏磊，等.農業面源污染中農田氮污染對水體的危害及防治措施[J].農業災害研究，2022，12（6）：161-163.

[3] 吳迪，何雨曦.遼河流域平原區典型河段沿岸污染入河調查研究[J].東北水利水電，2021，39（7）：25-26.

[4] 張新月.遼河流域農田面源污染治理技術評估[D].沈陽：沈陽大學，2021.

[5] 宋嘉，李懷恩，李家科，等.丹江流域陜西段農業非點源污染負荷估算[J].中國農村水利水電，2020（11）：67-72.

（責任編輯：劉寧寧）