陳小奔
(黑龍江八一農墾大學 經濟管理學院,黑龍江 大慶 163000)
農業面源污染是指農藥化肥等污染物在農業生產活動中,通過農田地表徑流、排水和地下滲漏,對生態系統造成的污染,農藥化肥等工業產品以及秸稈等農業廢棄物是其主要的污染源。農業面源污染是世界性的問題,但與發達國家相比,我國農業生產集約化程度更高,化肥使用量更大,農業面源污染形勢更為嚴峻。我國的農業化肥施用量自改革開放后逐年增加,主要原因在于,化肥的肥效迅速且需要的勞動力較少。不斷增加的化肥施用量,使我國依靠化肥投入提高糧食產量的空間變得非常有限,由此帶來的農業面源污染問題呈加重的趨勢。
作為農業大省,黑龍江省在農業高度發展的同時,也存在嚴重的農業面源污染問題。而化肥污染作為農業面源污染的最重要因素,能否得到有效防治,將對黑龍江省農業可持續發展產生重要影響。據2017年統計年鑒顯示,黑龍江省2016年總播種面積1 472.8萬hm2,糧食產量6 058.5萬t,糧食產量位列中國第一。同時,高產量的背后是化肥的不合理施用,2016年黑龍江省施肥總量達到了587萬t,折純總量為252.8萬t,氮、磷、鉀肥折純量分別為87.1萬、50.7萬、36.4萬t,復合肥折純總量為78.6萬t。施用化肥在一定程度上能夠補充土壤的養分供給,增加農作物產量,但化肥對糧食增產的作用會隨著投入量的增加而逐漸下降,并且化肥殘留會對環境造成嚴重污染。
從2008—2017年黑龍江省統計年鑒中,選取化肥施用總量、折純量、近10 a來黑龍江省總播種面積及氮、磷、鉀、復合肥折純量為主要指標,對黑龍江省化肥污染情況進行分析。
化肥作為重要的生產資料,合理使用有助于提升糧食產量,保障農產品的有效供給,促進農業生產發展。過量以及不合理的施用化肥,會使土壤結構遭到嚴重破壞。化肥殘留物經過雨水、徑流的沖刷,進入河流、湖泊,將對水體造成污染。
如圖1所示,黑龍江省的化肥施用量(折純量)逐年增加,2007—2016年,化肥施用量從150.9萬t增長至252.8萬t,平均每年增長10.19萬t。其中,2008年增長速度最快,相比2007年,增長了20%;2015年增長速度最慢,相比2014年,僅增長1.3%。
近年來,農業面源污染逐漸引起人們的重視,化肥施用量增長速度明顯降低。由于黑龍江省農業播種總面積的變化(由2015年的1 479.5萬hm2下降到2016年的1 472.8萬hm2),因此,2016年化肥施用量相比2015年略有下降。
如表1所示,黑龍江省化肥施用主要以氮、磷、鉀肥以及復合肥為主。其中,復合肥用量呈逐年增長趨勢,氮、磷、鉀肥近年來增長速度較緩,并自2014年開始逐漸下降。2007—2016年,氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥在施用總量中的平均占比分別為36%、21%、14%、29%。可見,磷肥和鉀肥的比例偏低。同時,復合肥的比例僅占29%,與發達國家平均的化肥復合率(60%)存在較大差距。

圖1 黑龍江省化肥施用量(折純量)變化趨勢

表1 黑龍江省化肥施用量(折純量)萬t
2016年黑龍江省化肥施用量達到了252.8萬t,相比2007年,增長了101.9萬t,其中,氮、磷、鉀、復合肥的施用量分別比2007年增加了51%、50%、107%、87%,鉀肥增長速度最快,其次為復合肥。鉀肥與復合肥施用量的增加,說明人們已經逐漸開始調整施肥比例。以氮肥施用量為標準,計算近10 a黑龍江省氮、磷、鉀肥的施用比例(表2)。相比世界化肥施用量氮肥∶磷肥∶鉀肥=1∶0.42∶0.42的平均比例,黑龍江省近10 a來氮肥∶磷肥∶鉀肥=1∶0.60∶0.40(平均),比例明顯失衡。磷肥施用量過高,鉀肥施用不足。磷肥的長期過量施用會加速剩余養分的流失,造成環境污染。

表2 黑龍江省化肥施用比例
化肥施用量可以顯示出單位面積的施肥量,并能夠反映化肥投入對于環境的危害。如圖2所示,黑龍江省從2007—2016年的化肥施用量介于 341.8 ~ 400.8 kg/hm2, 平 均 化 肥 施 用 量 為375.0 kg/hm2。2009—2015年,化肥施用量逐年增長,2008、2016年相比前一年略微下降。其中,化肥施用量最低的是2008年,化肥施用量僅為341.8 kg/hm2;化肥施用量最高的為2015年,達到了400.8 kg/hm2。2007—2016年,黑龍江省化肥施用量均超過了發達國家為防止化肥對水體污染所設定的225 kg/hm2的安全上限、世界平均化肥的施用負荷(104.85 kg/hm2),黑龍江省平均化肥施用量分別是其1.7、3.6倍。超過安全施用水平的化肥會產生過量的養分,在徑流、雨水沖刷的作用下進入水體,加快水體富營養化速度,從而造成污染。

圖2 黑龍江省化肥施用量
研究表明,我國化肥有效利用率僅為33%,其中,氮肥利用率為30%~50%,磷肥利用率為10%~20%,鉀肥利用率為35%~50%。化肥的高施用量以及低利用率會增加流失量,從而加重環境污染。參考《全國農業面源污染流失系數手冊》,按照0.397、0.100的氮、磷流失系數進行計算:化肥年流失量=化肥施用量×化肥流失系數,從而得出黑龍江省2007—2016年氮、磷肥流失量。
由圖3可知,黑龍江省化肥流失主要以氮肥為主。2007—2016年,氮、磷肥流失總量為361.86萬t,氮肥流失總量為314.70萬t,磷肥流失總量為47.16萬t,年均流失總量為36.20萬t,氮肥流失量占87%,磷肥流失量占13%,氮肥流失量遠大于磷肥,對化肥污染的貢獻遠超磷肥。氮肥流失量在2014年以前呈現增長趨勢,之后保持平穩。

圖3 黑龍江省化肥流失量
隨著2015年農業部下發《到2020年化肥使用量零增長行動方案》,以及黑龍江省政府對過量施肥所造成的農業面源污染問題的重視,近年來,黑龍江省化肥施用量增長速度減緩,但總施用量仍然較高。主要原因是種植戶缺乏環保意識。在施用化肥的過程中,兼業程度、家中從事農業勞動的人口、文化程度等都會影響種植戶的施肥量。家中從事農業勞動人口較少的種植戶,以其他收入為主、以農業收入為輔的種植戶,通常會通過加大施肥量來減少勞動時間;文化程度較低、年長的種植戶通常會選擇增加施肥量來保證產量從而造成環境污染。
黑龍江省氮、磷、鉀肥施用比例變化趨勢較為平緩,2007—2016年,黑龍江省氮肥∶磷肥∶鉀肥平均比例為1∶0.60∶0.40,但相比世界化肥施用平均比例仍然不夠合理,氮、磷、鉀肥施用量總體偏高,而那些大量盈余的氮、磷、鉀元素會隨著雨水沖刷以及地表徑流進入周圍水體環境,從而造成面源污染。而不同作物對不同的化肥元素的利用率不同,土壤肥力不同對不同的化肥元素需求也不同,不同的土壤環境可經過測土配方技術來調整施肥比例。但在農業生產活動中,由于缺乏專業的技術指導,大多種植戶都會盲目施肥,導致施肥比例失衡。
2007—2016年,黑龍江省氮、磷肥流失總量達到了361.86萬t,其中氮肥314.70萬t、磷肥47.16萬 t。表明氮肥對于土壤以及水體的污染程度遠遠超過磷肥。種植戶在進行農業生產的過程中,會按照傳統的經驗增加施氮量,存在嚴重的盲目性和隨機性,直接導致氮肥與磷肥比例失衡。
污染得不到解決的原因之一是缺乏有效的防控措施以及防控技術,因此,相關部門應當加以重視,及時采取對應措施,以減輕污染風險。
作為農業面源污染的主要污染源,化肥污染的防控是一項艱巨任務,需要政府、農民、社會的全方面配合。政府需要利用公共媒體來提高公眾的環保意識,如播放農業生產相關電視節目,科學解答當前化肥使用中存在的問題,預計可能會造成的環境污染;刊發具體的公告,告知公眾化肥合理施用方式方法;利用手機和報刊等媒介實時告知公眾當前環境質量;充分利用社交媒介進行環境保護的宣傳;政府在利用公共媒介的同時,應充分發揮社會媒體的影響力,積極展開與社會媒體的合作,擴大宣傳范圍;利用社會媒體與普通種植戶之間的信任關系,發揮社會媒體作為政府與種植戶之間的橋梁作用,將政府的相關環保政策以及技術推廣及時反饋給公眾;積極向政府反饋公眾對相關環保政策的疑問,以達到對環保政策的有效宣傳以及使公眾環保意識得到有效提高的目的。
隨著點源污染的有效防治,面源污染已經逐漸成為了環境污染的主要現象,化肥污染作為面源污染的主要污染源,能否有效防治,對緩解面源污染有重要影響。目前,針對防治化肥污染的財政投入較為寬泛且分散,政府的財政投入應集中在4個方面:首先,是相關檢測部門,由于化肥污染具有不易監測的特點,需要在農田建立大批量的檢測點,需要政府人力以及財力上的支持。其次,是對相關科研機構的財政投入,應加大對科學施肥技術的科研投入,這對于化肥污染的控制將產生巨大作用。然后,是加大對農業企業的財政補貼,由于成本原因配方施肥技術難以得到普及,有機肥在現有化肥市場缺乏競爭優勢,加大對農業企業的扶持力度,可以降低配方施肥的成本以及有機肥的價格,使更多的種植戶接受配方施肥以及有機肥,從而使化肥污染得到有效控制。最后,增加對種植戶的財政補貼。測方施肥技術在實際應用時,增加了種植戶的生產成本,從而導致種植戶不愿接受這項技術。增加對農業生產者的補貼,可針對不同的農業生產主體采取不同的補貼方式。比如,對從事農業生產的企業,可在購買配方施肥服務時采取政府補貼一部分、企業承擔一部分的方式;對于普通種植戶,可以采取政府來承擔種植戶購買配方施肥服務產生的費用,以此來達到有效控制化肥污染的目的。
有機肥、配方施肥等相關技術的優化升級,將對調整施肥結構產生積極的作用,并對化肥的合理施用有至關重要的推動作用。推進測土配方施肥工作,農業推廣人員以及技術人員的引領有至關重要的作用,因此,政府應加強基層農業服務部門建設,引進農業技術人員和農業推廣人員。同時,由于化肥污染的廣泛性,僅僅依靠政府推進測土配方施肥困難較大,因此,政府應加強與企業的合作,引導更多的有實力的企業按照相關要求為種植戶提供配方施肥服務。
與此同時,政府應鼓勵并引導農民增施有機肥,目前,關于有機肥的來源有2個方面,一是由農業企業生產和銷售的商品有機肥,政府可通過宣傳教育、政策支持、農業補貼來鼓勵農民購買和采用。二是種植戶自產自用的有機肥,主要為農村居民在生產沼氣時所產生的再生資源,一方面,政府應為生產沼氣的種植戶提供技術上的支持;另一方面,應支持并推動處于同一地區的有機肥生產商與生產沼氣的種植戶合作,以達到降低農業企業生產成本以及種植戶購買成本的目的。
生態防控技術主要是指化肥殘余養分進入水體之前,進行人工攔截并利用水庫的蓄水功能進行凈化,然后再排入水體。目前,常用的化肥生態防控技術主要有:塘技術、人工濕地技術、生態溝渠技術、前置庫技術,這些技術在我國有些地區已經被成功采用。黑龍江省面積廣闊,水資源以及濕地資源豐富,應因地制宜,不同的地區應采用不同的生態防控技術,以此來達到有效防控化肥污染的目的。