新安江流域茶園農(nóng)業(yè)面源污染研究

許家宏

摘 要：結(jié)合全國首個跨省流域新安江流域生態(tài)補償機制試點的實施，摸清了黃山市新安江流域農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀，并進(jìn)行了茶園肥料面源污染地表徑流對比試驗。結(jié)果表明，施用傳統(tǒng)化肥的茶園管理方式通過地表徑流和淋溶的總氮總磷進(jìn)入到新安江流域水體，對水質(zhì)的影響明顯；通過合理施用生物有機肥，可減少農(nóng)業(yè)面源對水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率。

關(guān)鍵詞：新安江；農(nóng)業(yè)面源污染；水環(huán)境；整治

中圖分類號 X59 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）09-107-02

黃山市位于安徽省最南部，與浙江和江西兩省交界，地處新安江上游，為全國重點名茶產(chǎn)區(qū)和安徽省主產(chǎn)茶區(qū)。茶葉經(jīng)濟是黃山市農(nóng)村經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，全市茶園面積50 000hm2，近70萬茶農(nóng)的主要經(jīng)濟收入來源于茶葉。加快發(fā)展茶產(chǎn)業(yè)，振興茶業(yè)經(jīng)濟，成為黃山山區(qū)人民致富的熱切期盼和現(xiàn)實需求。隨著全國首個跨省流域新安江生態(tài)補償機制試點啟動和實施，新安江綜合治理進(jìn)入了嶄新的歷史階段。而追求農(nóng)業(yè)效益最大化與保護(hù)新安江一江清水成為擺在黃山人民面前不可回避的現(xiàn)實問題。筆者對茶園化肥面源污染方面進(jìn)行了初步研究，以供參考。

1 研究農(nóng)業(yè)面源污染整治的重要意義

新安江是安徽省內(nèi)僅次于長江、淮河的第三大水系，是浙江省最大的入境河流，是黃山和浙江兩地新安江流域上下游人民共同的母親河。流域總面積11 674km2，干流總長359km，其中安徽境內(nèi)6 261km2，干流長242.3km，分別占流域總面積的53.6%和干流總長的67.5%，覆蓋黃山市7個區(qū)縣和宣城市績溪縣，總?cè)丝?39.7萬人。新安江平均出境水量占千島湖年均入庫水量的68%以上，是下游地區(qū)最重要的戰(zhàn)略性資源，為華東地區(qū)最堅實的生態(tài)安全屏障。目前新安江水質(zhì)達(dá)到地表水河流Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，其流域上游的水質(zhì)優(yōu)劣在很大程度上決定著千島湖水質(zhì)的好壞。

長期以來，黃山市為保護(hù)新安江這一江清水投入了大量的人力、物力和財力。近年來，全國“兩會”代表、委員多次呼吁盡快建立新安江流域上下游補償機制，黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人先后針對千島湖和新安江水資源保護(hù)作出重要批示，要求浙江、安徽兩省著眼大局，從源頭控制污染，走互利共贏之路。為此，2010年底，國家財政部、環(huán)保部啟動了全國首個跨省流域新安江流域生態(tài)補償機制試點，并于2011年正式實施。新安江生態(tài)補償機制試點作為綜合治理的核心內(nèi)容，按照“誰污染、誰治理，誰受益、誰補償”的生態(tài)補償原則，以皖浙兩省跨界斷面高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷4項指標(biāo)為考核依據(jù)。據(jù)初步調(diào)查的2010年數(shù)據(jù)，新安江流域化學(xué)需氧量（COD）和氨氮排放總量分別為24 715.8t、3 165.4t，其中工業(yè)污染排放占15.0%和12.5%，生活污染排放占56.1%和49.4%；農(nóng)業(yè)污染排放占28.9%和38.1%。總氮和總磷排放總量為7 170t和762.9t，絕大部分來自農(nóng)業(yè)面源污染，占排放總量的68.9%和80.8%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對農(nóng)藥化肥依賴性較大，農(nóng)業(yè)面源污染成為新安江水環(huán)境污染的主要原因，因此，研究和探討農(nóng)業(yè)面源污染整治對水環(huán)境影響的意義重大。為此，我們選取新安江流域農(nóng)業(yè)最具代表性農(nóng)作物——茶葉，在黃山毛峰主產(chǎn)區(qū)（新安江主要支流之一豐樂河上游）就茶園化肥施用引起的農(nóng)業(yè)面源污染情況進(jìn)行研究。

2 當(dāng)前新安江流域內(nèi)茶園農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀

黃山市在新安江流域范圍內(nèi)的茶園面積約34 000hm2，覆蓋所轄3個區(qū)和4個縣，占全市茶園面積的69.8%；農(nóng)業(yè)人口84萬，占全市農(nóng)業(yè)人口的71.2%。據(jù)統(tǒng)計，2010年氮、磷、鉀肥（折純）的使用量分別為：31 541.9t，9 325.6t，11 245.3t；農(nóng)藥使用量為360.68t。現(xiàn)有流域內(nèi)茶葉絕大多數(shù)種植在海拔200m以上的丘陵和中低山區(qū)，坡度在15°以上的茶園占70%，其中比較效益較高的黃山毛峰產(chǎn)區(qū)主要集中在山區(qū)，且以叢栽栽種方式為主，每667m2茶園栽種茶樹600～1 200叢。

從總體上看，目前茶區(qū)化學(xué)肥料的使用約占總施肥量的85%，茶園污染對水環(huán)境的影響主要是施用化肥、農(nóng)藥、使用動力機械修剪茶園等，其中化學(xué)肥料的施用是新安江流域上游水體污染的主要原因之一。以新安江支流豐樂河上游茶園為列，結(jié)合2007年第一次安徽省農(nóng)業(yè)污染源普查，大致可估算豐樂河上游流域茶園因化肥使用而引起的面源污染源情況：化肥使用總量（折純）為4 423.5t，其中氮肥3 358.4t、磷肥1 065.1t；氮的利用率為25%～40%，磷為20%左右，鉀由于遷移率低而相對利用率高，可達(dá)40%以上，其余部分由于淋失、揮發(fā)或被土壤固定而成為作物不可利用的形態(tài)，通過地表徑流和淋溶到水里最終進(jìn)入新安江流域水體中。

3 茶園肥料面源污染地表徑流對比試驗

3.1 試驗設(shè)計 2013年1～4月在豐樂河上游黃山毛峰核心產(chǎn)區(qū)富溪鄉(xiāng)新田村90hm2茶園地進(jìn)行施用生物有機肥和施用復(fù)合肥、尿素地表徑流對比試驗。其中微生物有機肥料由黃山中科新佳生物科技有限公司提供，傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素由市場購得。在同等管理水平條件下，茶園施用生物有機肥750kg/hm2和復(fù)合肥750kg/hm2，面積各占50%（45hm2），對比施用2種肥料的茶葉生長效果和采樣地表徑流水樣，分析水樣中的總氮和總磷。在施用生物有機肥和復(fù)合肥的茶園較低位置，分別設(shè)置2根取水管，取水管約呈30°向下傾斜，便于存積地表徑流水。在取水管出口處用高密度塑料袋扎緊管口，每次取水時解下塑料袋，將水樣放置深色取樣玻璃瓶中存放，用濃硫酸處理后送至水樣檢測中心。每7d取水樣一次，每次300mL，每種施肥方案各取水樣14次，并委托中新蘇州工業(yè)園區(qū)清城環(huán)境發(fā)展有限公司（證書編號2012100436U）對水質(zhì)總氮、總磷和COD進(jìn)行檢測，水質(zhì)總氮測定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法（HJ636-2012），水質(zhì)總磷測定采用鉬酸銨分光光度法（GB11893-89），COD測定采用快速消解分光光度法（HJ/T399-2007）。endprint

微生物有機肥料和傳統(tǒng)復(fù)合肥（化肥）、單質(zhì)肥料成分見表1，作物吸收（肥效）比較見表2，總氮、總磷排放值見表3。

3.2 結(jié)果與分析 （1）施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素總氮地表徑流流失率11.31%，總磷的地表徑流流失率為3.0%；（2）施用生物有機肥總氮的地表徑流流失率為10.13%，總磷的地表徑流流失率為2.3%；（3）同等施肥水平下施用生物有機肥較施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素每667m2茶園一次施肥可減少地表徑流流失（排放值）純氮（N）1.455 3kg和純磷（P）1.003 9kg，這些氮和磷可能直接通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到新安江水體，造成土壤污染和新安江水體的富營養(yǎng)化；（4）推廣施用微生物有機肥，可以調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性，同時減少氮磷流失對于水體的污染。

4 茶園肥料面源污染整治研究結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論 由于該研究只是在新安江支流上游流域選取的單一作物、小范圍、小樣本的初步試驗，受試驗方法、時間、條件等諸多因素的限制，所得結(jié)論未必具有普遍意義的精確性和科學(xué)性，但仍然可得出一些基本結(jié)論：（1）茶園施用化肥（包括傳統(tǒng)化肥和生物有機肥）對土壤和水質(zhì)具有污染；（2）傳統(tǒng)施用化肥的茶園管理方式的總氮總磷通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到水體，對水質(zhì)的影響明顯；（3）合理施用生物有機肥的總氮總磷排放水平低于傳統(tǒng)施用化肥總氮總磷排放水平，可減少農(nóng)業(yè)（肥料氮和磷）面源污染對水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率；（4）在新安江流域推廣施用生物有機肥對整治農(nóng)業(yè)面源污染和改善新安江水質(zhì)具有積極作用。

4.2 建議 （1）面源污染是相對點源污染而言，水環(huán)境治理一方面要厘清和治理點源污染，另一方面要盡可能排出流域內(nèi)的面源污染源清單和厘清污染貢獻(xiàn)率；（2）農(nóng)業(yè)面源污染治理是一項系統(tǒng)工程，其主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的污染，由于面源污染范圍廣，不確定性大，成分過程復(fù)雜，控制難、治理難、見效慢，同時單一措施對水質(zhì)改善的作用有限，需要集成技術(shù)配套的綜合治理措施。（3）實施生態(tài)農(nóng)業(yè)示范基地建設(shè)，實行農(nóng)業(yè)投入品目錄管理制度，控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染源。（4）提升水生生物資源養(yǎng)護(hù)管理水平，重視水生種質(zhì)資源的保護(hù)和建設(shè)，維護(hù)生物多樣性，發(fā)揮漁業(yè)凈水生態(tài)功能。

致謝：感謝徽州區(qū)新安江流域保護(hù)建設(shè)局和黃山中科新佳生物科技有限公司給予的大力支持。

（責(zé)編：張宏民）endprint

微生物有機肥料和傳統(tǒng)復(fù)合肥（化肥）、單質(zhì)肥料成分見表1，作物吸收（肥效）比較見表2，總氮、總磷排放值見表3。

3.2 結(jié)果與分析 （1）施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素總氮地表徑流流失率11.31%，總磷的地表徑流流失率為3.0%；（2）施用生物有機肥總氮的地表徑流流失率為10.13%，總磷的地表徑流流失率為2.3%；（3）同等施肥水平下施用生物有機肥較施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素每667m2茶園一次施肥可減少地表徑流流失（排放值）純氮（N）1.455 3kg和純磷（P）1.003 9kg，這些氮和磷可能直接通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到新安江水體，造成土壤污染和新安江水體的富營養(yǎng)化；（4）推廣施用微生物有機肥，可以調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性，同時減少氮磷流失對于水體的污染。

4 茶園肥料面源污染整治研究結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論 由于該研究只是在新安江支流上游流域選取的單一作物、小范圍、小樣本的初步試驗，受試驗方法、時間、條件等諸多因素的限制，所得結(jié)論未必具有普遍意義的精確性和科學(xué)性，但仍然可得出一些基本結(jié)論：（1）茶園施用化肥（包括傳統(tǒng)化肥和生物有機肥）對土壤和水質(zhì)具有污染；（2）傳統(tǒng)施用化肥的茶園管理方式的總氮總磷通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到水體，對水質(zhì)的影響明顯；（3）合理施用生物有機肥的總氮總磷排放水平低于傳統(tǒng)施用化肥總氮總磷排放水平，可減少農(nóng)業(yè)（肥料氮和磷）面源污染對水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率；（4）在新安江流域推廣施用生物有機肥對整治農(nóng)業(yè)面源污染和改善新安江水質(zhì)具有積極作用。

4.2 建議 （1）面源污染是相對點源污染而言，水環(huán)境治理一方面要厘清和治理點源污染，另一方面要盡可能排出流域內(nèi)的面源污染源清單和厘清污染貢獻(xiàn)率；（2）農(nóng)業(yè)面源污染治理是一項系統(tǒng)工程，其主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的污染，由于面源污染范圍廣，不確定性大，成分過程復(fù)雜，控制難、治理難、見效慢，同時單一措施對水質(zhì)改善的作用有限，需要集成技術(shù)配套的綜合治理措施。（3）實施生態(tài)農(nóng)業(yè)示范基地建設(shè)，實行農(nóng)業(yè)投入品目錄管理制度，控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染源。（4）提升水生生物資源養(yǎng)護(hù)管理水平，重視水生種質(zhì)資源的保護(hù)和建設(shè)，維護(hù)生物多樣性，發(fā)揮漁業(yè)凈水生態(tài)功能。

致謝：感謝徽州區(qū)新安江流域保護(hù)建設(shè)局和黃山中科新佳生物科技有限公司給予的大力支持。

（責(zé)編：張宏民）endprint

微生物有機肥料和傳統(tǒng)復(fù)合肥（化肥）、單質(zhì)肥料成分見表1，作物吸收（肥效）比較見表2，總氮、總磷排放值見表3。

3.2 結(jié)果與分析 （1）施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素總氮地表徑流流失率11.31%，總磷的地表徑流流失率為3.0%；（2）施用生物有機肥總氮的地表徑流流失率為10.13%，總磷的地表徑流流失率為2.3%；（3）同等施肥水平下施用生物有機肥較施用傳統(tǒng)復(fù)合肥、尿素每667m2茶園一次施肥可減少地表徑流流失（排放值）純氮（N）1.455 3kg和純磷（P）1.003 9kg，這些氮和磷可能直接通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到新安江水體，造成土壤污染和新安江水體的富營養(yǎng)化；（4）推廣施用微生物有機肥，可以調(diào)理土壤、激活土壤中微生物活躍率、克服土壤板結(jié)、增加土壤空氣通透性，同時減少氮磷流失對于水體的污染。

4 茶園肥料面源污染整治研究結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論 由于該研究只是在新安江支流上游流域選取的單一作物、小范圍、小樣本的初步試驗，受試驗方法、時間、條件等諸多因素的限制，所得結(jié)論未必具有普遍意義的精確性和科學(xué)性，但仍然可得出一些基本結(jié)論：（1）茶園施用化肥（包括傳統(tǒng)化肥和生物有機肥）對土壤和水質(zhì)具有污染；（2）傳統(tǒng)施用化肥的茶園管理方式的總氮總磷通過地表徑流和淋溶進(jìn)入到水體，對水質(zhì)的影響明顯；（3）合理施用生物有機肥的總氮總磷排放水平低于傳統(tǒng)施用化肥總氮總磷排放水平，可減少農(nóng)業(yè)（肥料氮和磷）面源污染對水環(huán)境污染的貢獻(xiàn)率；（4）在新安江流域推廣施用生物有機肥對整治農(nóng)業(yè)面源污染和改善新安江水質(zhì)具有積極作用。

4.2 建議 （1）面源污染是相對點源污染而言，水環(huán)境治理一方面要厘清和治理點源污染，另一方面要盡可能排出流域內(nèi)的面源污染源清單和厘清污染貢獻(xiàn)率；（2）農(nóng)業(yè)面源污染治理是一項系統(tǒng)工程，其主要是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的污染，由于面源污染范圍廣，不確定性大，成分過程復(fù)雜，控制難、治理難、見效慢，同時單一措施對水質(zhì)改善的作用有限，需要集成技術(shù)配套的綜合治理措施。（3）實施生態(tài)農(nóng)業(yè)示范基地建設(shè)，實行農(nóng)業(yè)投入品目錄管理制度，控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染源。（4）提升水生生物資源養(yǎng)護(hù)管理水平，重視水生種質(zhì)資源的保護(hù)和建設(shè)，維護(hù)生物多樣性，發(fā)揮漁業(yè)凈水生態(tài)功能。

致謝：感謝徽州區(qū)新安江流域保護(hù)建設(shè)局和黃山中科新佳生物科技有限公司給予的大力支持。

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