胡明勇,蔣麗萍,鄒 碩,崔曉玉
(長沙市土壤肥料工作站,湖南 長沙 410013)
農業面源污染具有分布范圍廣、隨機性大、機理復雜、潛伏性強、發現滯后、管理與控制難度大等特點[1],可導致農田肥力及水體凈化能力下降,不僅影響環境質量,還會影響農業經濟的發展。華春林[2]的研究表明,全球有30%~50%的陸地面積不同程度地受到農業面源污染。因化肥、農藥等農業投入品的激增和不合理使用,以及農業廢棄物和生活垃圾的不合理處置等,我國農業生態環境遭受破壞,污染形勢日益嚴峻。據統計,湖南省已有26%的耕地、27%的農田灌溉水、25%的農田大氣受到不同程度的污染[3]。長沙作為長株潭城市群的核心城市,在農業經濟快速發展的同時,農業面源污染帶來的環境問題也不容忽視,例如,食品中的農藥殘留超標、重金屬含量過高等嚴重威害人們的身體健康。因此,治理農業面源污染,對于改善農村生產生活環境、提高農產品品質和質量安全水平、促進社會和諧等具有重要的現實意義。
近年來,長沙市農業經濟快速發展。據統計,2013年全市耕地面積約27.4 萬hm2,農作物播種面積67.16 萬hm2,其中糧食作物37.11 萬hm2,油料作物5.04 萬hm2,蔬菜16.76 萬hm2;全市出欄肉豬835.68萬頭,出售和自宰家禽5 952.7 萬羽。全市實現糧食總產量244.22 萬t,油料總產量8.59 萬t,蔬菜總產量535.63 萬t;在畜禽產品中肉類總產量71.51 萬t,禽蛋產量5.55 萬t,牛奶產量0.65 萬t,全市農業總產值4 546 157 萬元[4-5]。
長期以來,施用化肥是促進農業增產的一項重要措施。據發達國家統計,化肥對作物的貢獻率達30%~50%,李寶剛等[6]的研究結論約為30%。然而,化肥的過量和不合理施用是導致農業面源污染的直接因素之一。化肥的過量施用,可使土壤膠體分散,破壞土壤結構,造成土壤板結、肥力下降[7]。數據表明(表1),2004~2007年間,長沙市的農作物年播種面積變化不大,約為62 萬hm2,化肥施用量約穩定為800 kg/hm2,施用總量約為50 萬t。然而,自2008年開始,化肥施用量及化肥施用總量急劇增加,施用量增至900 kg/hm2以上,施用總量增至56 萬t 以上,兩者增幅均超過10%。由此來看,長沙市的單位面積化肥施用量及施用總量均呈明顯的增長趨勢。然而與之形成鮮明反差的是,普遍存在的施肥結構不合理以及盲目過量,導致大量的氮、磷等營養物質通過徑流、淋溶、反硝化等形式流失進入環境,引起土壤板結和農產品質量下降,造成局部地區水體富營養化,嚴重污染江河、水渠、池塘和地下水環境,從而影響水產養殖、農村飲用水安全、農業生產安全和人民身體健康。

表1 2004~2013年長沙市化肥、農藥、農膜使用情況
農藥的使用起源很早,在20 世紀40年代以前是以天然藥物及無機化合物農藥為主,之后開始進入大規模的有機合成農藥時代。雖然農藥的使用能為農業生產挽回一定損失,但由于長期濫用農藥,致使大部分農藥通過灌溉、徑流和降水等途徑進入土壤和水體,農藥殘留導致環境中的有害物質大大增加。據報道,我國農藥產量和用量均居世界前列,農藥結構不合理、質量不高,農藥中殺蟲劑、殺蟲劑中有機磷農藥以及有機磷農藥中高毒品種均占到70%[8]。統計數據表明(表1),2004~2013年間,長沙市農藥年使用量約穩定為1 萬t,單位面積使用量變化不大,但農藥的亂用、濫用現象嚴重,用量憑感覺,“一蓋子、兩蓋子、三蓋子”用法普遍。長期超劑量、超次數用藥,導致土壤和地下水等遭受污染,嚴重威脅農田生態系統和農產品質量安全。2014年,長沙市農業局例行抽檢了蔬菜樣品1 350 批次,農殘超標率2.44%。此外,除草劑亂用、濫用現象比較嚴重。據寧鄉縣植保站調研,由于除草劑過量使用,導致移栽的煙苗無法存活,還出現某些類型的雜草生長更加茂盛的現象。
農膜覆蓋栽培是20 世紀70~80年代引入我國的一項農業增產技術。隨著農膜覆蓋栽培技術的大規模推廣應用,這種“白色污染”所產生的潛在危害日益明顯。農膜殘留造成耕地理化性狀惡化、通透性變差,影響農作物出苗以及根系發育等,被牛、羊等動物吞食,易導致動物腸胃損傷甚至死亡[9]。我國當前所使用的農膜絕大多數不可降解,其在土壤中的自然降解最少也需200 a。有資料表明,我國農膜年殘留量超過35萬t,殘留率高達42%[10]。農田連續覆膜5 a,農膜殘留量可達78 kg/hm2,我國約有670 萬hm2農田遭受嚴重的農膜污染[11]。隨著農業經濟的發展,長沙市的農膜使用量也在急劇增加。2004~2013年間,長沙市農膜的單位面積使用量及使用總量均呈逐年增長態勢,2013年的單位面積用量達到11.71 kg/hm2,使用總量高達7 865 t,兩者增幅均超過70%(表1)。然而,隨著農膜大量使用帶來可觀經濟效益的同時,廢棄農膜的未及時回收處理卻在加劇環境污染。據初步估計,長沙市農膜殘留率高達20%以上。
焚燒秸稈,會污染大氣影響空氣質量,還嚴重影響環境衛生、干擾交通安全、存在火災隱患。秸稈堆放在田間、地頭,會影響農事操作;丟棄在河流、溝渠,腐爛后會造成水體污染。有資料表明,我國每年農作物秸稈產生量超過6.5 億t,大約2/3 的秸稈被無謂焚燒或隨意丟棄[12],產生了較為嚴重的環境污染。據統計,近年來長沙市的秸稈年產生量約為300 萬t,秸稈還田量有所增加,然而作為飼料、燃料和原料的使用量卻呈降低趨勢(表2)。盡管秸稈利用率在逐步提高,但截止2014年,無謂焚燒和丟棄的仍有44.35 萬t,占農作物秸稈總量的14.77%。近5年來,農作物秸稈綜合利用一直是長沙市農村環境整治工作重要內容之一,雖然采取了多種有效措施進行綜合利用和禁燒,但秸稈焚燒和隨意丟棄現象仍然存在。
隨著城鎮化進程的加快和人們生活水平的提高,城鄉畜牧業發展迅速。然而,規模化養殖畜禽,致使畜禽糞便排放量急劇增加,導致城郊生態環境的惡化。長沙市畜牧業規模飛速發展,屬于典型的養殖大市,為豬、禽主產區。據統計,近年來,長沙市出欄生豬達800 萬頭/a,出籠家禽約5 800 萬羽/a(表3)。畜禽糞便產生量超過200 萬t/a,養殖污水產生量為400 萬t/a。由于過度養殖,畜禽糞便自然排放現象普遍,大大超出了生態環境的承受能力,嚴重影響環境衛生,同時造成了局部地區水體富營養化、水質惡化和土壤污染加劇,嚴重威脅著當地農產品質量安全。

表2 2009~2014年長沙市農作物秸稈利用情況

表3 2009~2013年長沙市主要畜禽出欄情況
近年來,長沙市一直在實行農村環境整治行動,絕大多數城鎮和農村生活垃圾與生活污水得到了有效處理,但由于部分村莊農民環保意識不強,仍存在垃圾隨意丟棄、隨意堆放在路邊、田邊、地頭,生活污水隨意排放等現象,造成局部地區農田受到不同程度的污染。
一是利用電視、網絡、報紙、雜志和專業期刊等媒介,以及通過科技下鄉、舉辦培訓班、發放資料和召開會議等手段廣泛宣傳農業污染的概念、污染的現狀、科學防治技術、相關政策及其對于農業生產、農產品質量安全、人民群眾身體健康和社會穩定的重要意義,不斷提高人民群眾對農業面源污染防治工作重要性和緊迫性的認識,不斷提高農業生產者科學用藥、施肥、資源化利用農作物秸稈和畜禽糞便的水平,不斷引導廣大人民群眾自覺參與農業面源污染防治。二是挖掘本地區農業面源污染防治的先進典型,通過典型宣傳,引導種糧大戶、種糧合作組織和蔬菜種植合作社等農業生產規模經營者做好農業面源污染防治工作。三是加強對鄉鎮農資經營者科技知識的普及,要通過他們,在售賣化肥、農藥和農膜等農資產品時向農業生產者科普相關知識,推動全市農業面源污染防治。
以農業面源污染治理為切入點,高起點推廣生態種養新技術。一是進一步加強測土配方施肥技術的推廣應用,逐步擴大示范面積和應用范圍,力爭全面覆蓋主要農作物種類。同時,鼓勵農業生產者多用有機肥,少用化肥。二是進一步加強農作物病蟲害綠色防控及專業化統防統治技術的推廣應用,把綠色防控列入農業標準化示范基地等項目建設的重點內容,加大力度扶持農作物病蟲害統防統治組織,積極探索病蟲害專業化防控的市場化發展道路。三是建立縣、鄉(鎮)、村三級農業投入品廢棄物回收網,積極發展農業投入品廢棄物再利用技術,建立區域性農業投入品廢棄物循環產業鏈。四是加大農村地區農作物秸稈禁燒力度,對機場半徑15 km 范圍內的區域,轄區內沿高速路兩側各2 km,國道、省道及其他公路干線兩側各1 km 范圍內劃定禁燒區,禁止秸稈焚燒。同時,大力推進農作物秸稈的資源化綜合利用,鼓勵農民、企業積極利用秸稈資源,發展循環經濟,變廢為寶,減少秸稈焚燒、丟棄等造成的環境污染。五是進一步加強生物墊發酵、生物發酵塔等生豬清潔養殖技術的推廣應用,同時加強生豬養殖的監督管理,逐步做到生豬養殖零污染。
根據城郊區、丘陵區和山區等不同區域,水稻、蔬菜、茶葉、水果和油菜等不同農作物類型以及主要畜禽養殖區,建立覆蓋全市的農業面源污染監測預警網絡,定期進行監測取樣。化驗分析監測區域土壤的pH值、總氮、總磷和CEC,灌溉水質的pH 值、亞硝酸鹽、COD、氨氮、總氮和總磷,農產品的硝酸鹽、亞硝酸鹽和農藥殘留等指標,全面掌握全市農業環境質量的變化趨勢,為長沙市農業可持續發展提供科學基礎。
農業面源污染治理工作涉及范圍廣、工作量大、涉及部門科室多,市、縣(市)區財政、環保、農業、衛生和鄉鎮農技站等部門,以及農業部門的科教、經作、蔬菜、糧油、土肥、農環、植保、能源、畜禽和水產等處室站所,應明確部門科室職責,并加強部門科室間的配合,形成工作合力,共同做好長沙市農業面源污染防治工作。
省、市、縣、鄉各級政府應高度重視農業面源污染問題,探索建立適合長沙市的生態補償機制。各級政府應將農業面源污染防治經費列入年度財政預算,并逐年增加資金投入量,以保障相關工作的正常開展。同時,引入考核機制,將農業面源污染治理工作列入相關部門的年度目標責任考核,對各項工作的落實情況加強監督和管理,確保各項工作的順利推進。
[1]李秋芳,宋維峰.農業面源污染及其防治對策研究進展[J].亞熱帶水土保持,2012,24(2):23-26.
[2]華春林.我國農業面源污染治理機制研究[D].咸陽:西北農林科技大學,2009.
[3]尹麗輝,劉欽云,謝可軍,等.湖南省農業面源污染現狀與防控對策[J].湖南農業科學,2011,(23):61-64.
[4]湖南省統計局.2014年湖南農村統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2014.
[5]長沙市統計局.國家統計局長沙調查隊.2014長沙統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2014,3.
[6]李寶剛,譚 超,何容信.化肥對環境的污染及防治[J].現代農業科技,2009,(4):193-194.
[7]夏增祿.土壤環境容量及其應用[M].北京:氣象出版社,1988:81-92.
[8]葉邦興,唐海明,湯小明,等.中國農田污染的現狀及防治對策初探[J].中國農學通報,2010,26(7):295-298.
[9]肖 軍,趙景波.農田塑料地膜污染及防治[J].四川環境,2005,24(1):102-105.
[10]王艷萍,高吉喜.有機農業生產在農業自身污染防治中的作用[C].中國農業生態環境保護協會首屆全國農業環境科學學術研討會論文集[A].天津:中國農業生態環境保護協會,2005.
[11]方淑榮,劉正庫.論農業面源污染及其防治對策[J].農業科技管理,2006,(3):22-23.
[12]李偉華,袁仲,張慎舉.農業面源污染現狀與控制措施[J].安徽農業科學,2007,35(33):10784-10786.