種植業化學品污染現狀及其防控

摘 要：種植業化學品污染是影響農業可持續發展的重要因素。通過分析目前我國種植業中大量使用的化學肥料、化學農藥和農膜三大化學品污染現狀，提出了政府部門要加強對農業化學品生產企業監管和加大對農業的投入、研發農業化學品使用新技術和高效低成本新產品、提高農民科學文化素質將可以有效降低我國種植業化學品污染等建議。研究結果對于保障我國人民食品安全、維護生態平衡、建設現代農業和實現我國農業可持續發展具有重要的指導意義。

關鍵詞：種植業；化學品；污染；現狀；防控

中圖分類號 X712 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）16-0098-03

種植業化學品主要包括化學肥料、化學農藥和農膜?；瘜W肥料是提高作物產量的有效手段；化學農藥則是作物病蟲害防治的主要保障手段；農膜具有保水、保肥和保溫的作用，對農作物增加產量和提升品質起著作用。我國是世界上人口最多的國家，對糧食、蔬菜、水果等種植業產品的需求量大，因此保障糧食、蔬菜、水果等種植業產品數量的供給十分必要。然而，由于一些地方農用化學品的過量使用造成了我國種植業化學品污染[1-3]。

種植業化學品如化學肥料和化學農藥等過量使用可以造成水體富營養化、土壤板結和有機質含量降低、引起人體和動物內分泌失衡、大量殺滅害蟲天敵甚至直接威脅人類的生命安全。因此研究我國種植業化學品污染現狀并提出減少種植業生產因使用化學品帶來污染的防控措施，對于保障我國人民食品安全、維護生態平衡、建設現代農業和實現我國農業可持續發展具有重要的指導意義。

1 中國種植業化學品污染現狀

1.1 化學肥料污染現狀 從1984年開始，我國一直是世界上化肥施用量最多的國家，到2014年，中國化肥施用量約為6933.69萬t，大約占全世界化肥施用量的1/3，其中谷類作物化肥用量為415.35萬t，列我國農作物化肥使用總量的首位；其次為蔬菜，化肥用量為604.51萬t；水果列第三位，化肥施用量為531.55萬t，但蔬菜和水果的化肥用量增加速率遠遠高于糧食作物。就肥料種類來說，氮肥施用量最大，2014年施用量為2392.2萬t；其次為復合肥，2014年施用量為2115.8萬t；磷肥施用量為845.3萬t；鉀肥施用量為641.9萬t[4]。我國在化學肥料利用方面存在著地域間不平衡現象，總體來說經濟發達地區施肥量較多。無論施肥總量或單位面積施肥量均呈現出從東到西和從南到北的遞減趨勢，其中華東地區、華中地區和華南地區用量較高[1]。

化肥的大量施用造生了一系列不良后果。過量施肥不僅可導致土壤酸化、水體富營養化、破壞耕地的土壤結構、加速土壤養分流失、造成土壤嚴重板結和土壤次生鹽堿化，而且還會增加溫室氣體排放[5]。據Guo等的報道，20世紀80年代至今，氮肥施用是中國主要農田土壤出現大面積酸化現象的主要影響因素，近30a來土壤pH值平均下降了0.5個單位[6]。中華人民共和國環保部、統計局和農業部組織的全國第一次污染源普查調查結果表明，農業生產中氮、磷等化學肥料的大量投入是水體中總氮、總磷的主要來源，貢獻率分別達到57.2%和67.4%[4]。Cui等研究表明，華北平原小麥-玉米輪作體系內作物生育期內0～90cm土壤剖面硝態氮含量平均高于200kg/hm2，而歐盟則規定大田作物收獲后0～90cm土層硝態氮殘留量不應高于50kg/hm2；相比之下，山東設施菜田和果樹地0～90cm層硝態氮累積量高達N1165和613kg/hm2[7-8]。同時，化學肥料也是重要的溫室氣體排放源，我國的平均N、P、K肥綜合碳排放系數分別為2.116tCE/tN、0.636tCE/tP2O5和0.180tCE/tK2O，分別是國外平均水平的1.6倍、3.2倍和1.2倍，可見，N在三大營養元素中是最主要的溫室氣體排放源，據估算，2010年中國氮素化肥生產和應用導致的溫室氣體凈排放量為4.52億t二氧化碳[9]。

過量施肥是我國農業污染的主要原因，而對作物產量的追求是我國過量施肥的動力。但事實上，目前我國禾谷類作物氮肥的使用量為約300kg/hm2左右，遠高于朱兆良提出的主要谷類作物最佳氮肥用量150～180kg/hm2的推薦施肥量，國內其他研究人員也作出過類似報道[10-12]。過量施肥的原因主要是農民的傳統思想認為“施肥越多，產量越高”，同時目前我國施肥技術落后、肥料利用率低、施肥效果不佳是造成農民過量施肥的重要原因[13]。我國經緯度跨度大，地形、土壤質地和氣候復雜多樣，作物的種類豐富，同時，我國農民長期科學文化素質，缺少科學施肥的知識，這些都造就了我國施肥技術內容的多樣性和時效的落后性，許多地方肥料撒施、單一營養元素施肥、肥料一次性施用等不科學的施肥方式依然存在[13-18]。施肥技術包括肥料種類的選擇、施肥方式、肥料的運籌方式等，這些因素都對肥料的利用效率和肥效的發揮有著重要影響。戴健等的研究表明，小麥田氮肥施用量超過160kg/hm2時，1hm2增加100kg的氮肥，硝態氮淋失深度和淋失量均顯著增加，增加了地下水污染的風險[14]。李玉影的研究表明，氮磷鉀配合的平衡施肥處理氮、磷、鉀肥平均利用率分別為36.2%、27.3%、46.7%，而氮、磷、鉀缺素不平衡施肥處理均可導致肥料利用效率的顯著降低，可見，營養元素的不平衡施肥是肥料利用率率降低的重要原因[15]。高鳳菊等研究表明，與深施尿素相比，撒施尿素可以使小麥產量降低2.72%～11.57%，同時氮肥利用率降低7.2～12.8個百分點[16]。姬景紅在黑龍江省白漿土上的試驗等研究表明，在高肥力地塊上磷鉀肥得到滿足的情況下，施氮量200kg/hm2與施氮量130kg/hm2相比，氮肥偏生產力降低30.3kgkg-1，但產量不僅沒有增加反而降低122kg/hm2，同時農學效率也降低11.4kgkg-1[17]。鄔剛等通過調控肥料的基追比例、肥料種類的比例發現，氮肥使用量較多的傳統施肥模式與減少氮肥用量、平衡磷肥和鉀肥的比例的調控施肥模式相比顯著增加了溫室氣體N2O的排放[18]。綜上，施肥技術落后是目前我國肥料利用效率低的，污染嚴重的重要原因。endprint

磷是引起水體富營養化的重要營養元素，據報道水體中只要含0.02mgkg-1的磷即可導致水體富營養化，而經由水體被帶入一些湖泊的總磷量中的14%～68%來自農田徑流，這是目前我國的幾大湖泊幾乎均存在水體的富營養化問題的重要因素[19]。同時磷肥由自然界中磷礦石加工而成，磷礦石除含磷酸鹽礦物外，還含有相當數量的重金屬雜質，被公認為對人類最具威脅的主要有毒重金屬之一Cd的54%～58%因磷肥施用而輸入土壤[20]。

1.2 化學農藥污染現狀 化學農藥是植物保護不可或缺的農業生產資料，對提高農作物產量發揮著至關重要的作用。據報道2013年中國農作物使用農藥總量約33萬t，是世界上農藥使用量最多的國家，高出發達國家水平1倍多[2，21]。由于長期大量使用化學農藥，使病蟲草害產生了抗藥性。農民為了提高藥效任意加大農藥使用濃度，使得農藥對環境的污染越來越嚴重[22]。大量使用化學農藥還殺滅了害蟲天敵，破壞了生態平衡，使蟲害發生更加嚴重，使得農藥使用陷入越用越多的惡性循環[23]。農藥還可隨風漂浮。飄浮農藥不僅可能造成相鄰農田作物遭受藥害，還會對人畜健康造成威脅。據報道，在地球兩極地區大氣中也測出有微量的農藥殘留[24]。作物拌種劑與土壤處理劑等化學農藥100%進入土壤，其他各種化學藥劑最終也有80%進入土壤，并最終進入水體，對水生生物產生一定影響；如果一旦污染應用水，將會對人體產生嚴重后果[25-26]。

1.3 農膜污染現狀 農膜覆蓋能保溫、保水、保肥、減輕雜草危害程度，提高農作物產量[3]。我國自20世紀70年代引進農膜覆蓋技術以來，覆蓋面積迅速擴大，目前我國農膜覆蓋面積和使用量均居世界第一，每年使用量106t以上，農膜覆蓋面積超過0.13億hm2[27]。

目前農業生產中使用的農膜多為以聚乙烯或聚氯乙烯為原料，其高分子化合物的屬性決定了其分子結構異常穩定，難一被自然和菌等微生物降解，其自然降期一般為200-300年，同時農膜在降解過程中還會析出有毒物質[28]。農膜使用還存在地區差異，華北地區農民多使用超薄農膜這種農膜強度低，易破損，易老化，難回收，因而容易造成農膜殘留，這是華北地區土壤中的農膜殘留量高于東北地區的重要原因[29]。隨著土壤中的殘膜量不斷增加，農田土壤結構被破壞，土壤養分正常遷移受到阻礙，土壤肥力下降，導致農作物根系生長發育不良，同時引起地下水下滲困難、土壤次生鹽堿化，最終使土壤質量和作物產量下降[30]。

2 種植業化學品污染防控的建議

2.1 充分發揮政府在種植業化學品污染防控中的主導作用 在種植業化學品污染防控中，政府應該加強對化學肥料、化學農藥和農用塑料薄膜生產企業的監督，防止這些農業生產資料企業生產過程中造成的污染，同時對這些企業的產品進行監控，防止不符合國家環保政策的農業生產資料如高毒農藥等流入市場。政府應該繼續推行現在行之的有效的“測土配方施肥”等惠農措施，使農民能夠做到有目的的施肥，充分發揮肥料的利用效率，達到減少肥料施用量的目的。同時政府應該加強種植業化學品污染防控的宣傳和培訓工作，比如通過“陽光工程”培訓農民學習科學的施肥和噴藥知識，在不減少農作物產量的前提下減少化學肥料和化學農藥的使用量。

2.2 充分發揮農業科研部門和生產企業在種植業化學品污染防控中的關鍵作用 農業科研部門和生產企業應該做好低污染種植業化學品新產品和新技術的研發工作，并做好這些新產品和新技術的應用推廣工作：（1）做好化學肥料施用技術工作研發，研究不同作物的肥料吸收規律、肥料分生育階段施用比例和用量、化學肥料和有機肥料配施技術以及速效化學肥料和緩控釋肥配施技術。做好化學農藥的配施劑量和配施時期研究，病蟲害的防治必須結合病蟲害的預測預報進行，杜絕盲目防治產生的農藥污染；同時做好利用物理防治、生物防治等非化學手段防治技術的研究，盡可能減少農藥使用量。做好農膜回收技術和再生技術研發，建立農膜回收與再生技術的標準化程序。（2）做好新型緩控釋、低成本高效環境友好型化學肥料和施肥機械研發，做到既降低肥料施用成本又提高肥料利用率，減少化肥量。做好高效低毒快速分解的新型化學農藥和高效噴藥機械研發，同時做好高效、高適應性生物農藥研發，做到多種防治手段并用，盡可能減少化學農藥使用量。做好新型低成本快速降解農膜研發，同時研發高效農膜回收機械研發，減少農膜在農田中的殘留。

2.3 充分發揮農業教育部門在人才培養中的能動作用 目前，我國農業化學品使用量高、利用率低的原因主要是農民科學素質低下，究其原因主要是我國農村勞動力嚴重老化、文化素質低和觀念落后所致，因此，培養年富力強、文化程度高能夠適應規?；涷灥男滦娃r民是減少農業化學品污染的能動因素。充分發揮農業教育部門如各個省份的農業大學培養農業高素質人才的作用是提高種植業化學品利用效率的關鍵因素之一。值得慶幸的是，安徽農業大學等高校相繼開展了“青年農場主班”，在新型農民培養方面邁出了關鍵的一步[31]。

3 結語

人口眾多對食物數量的追求以及農民科學素質低、對化學肥料、農藥和地膜使用方法缺少正確的了解是目前我國農業化學品污染造成的關鍵原因。因此加強政府部門對農業化學品生產企業監管和加大對農業的投入，做好農業化學品新技術和新產品的研發，提高農民科學文化素質、培養新型農民將可以有效降低我國種植業化學品污染，并將促進我國種植業可持續發展。

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