于橋水庫流域種植業(yè)化肥農藥施用情況調查與面源污染防治對策

張春雪 楊波 王晗陽 鄭向群

摘 要 飲水安全是百姓賴以生存的基礎。于橋水庫是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地，每年向天津市供水約6×108 m3，其水環(huán)境質量直接影響天津1 500萬人口的身體健康。研究結合于橋水庫流域特點，開展水庫周邊種植業(yè)化肥農藥施用情況調查，摸清于橋庫區(qū)周邊氮磷流失情況，并提出有針對性的面源污染防治對策，為推動水庫水環(huán)境綜合治理、切實保障天津市民的飲用水安全提供科技支撐。

關鍵詞 于橋水庫;化肥農藥;面源污染;綜合防控

中圖分類號：X71 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.06.094

于橋水庫是引灤入津工程的重要調蓄水庫，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫流域地跨津、冀兩地，東西長66 km，南北寬50 km，總面積2 060.0 km2，總庫容1.56×109 m3。全流域人口總數(shù)70.34萬人，人口密度為342.82人/km2，農業(yè)人口占總人口數(shù)的94.1%，均高于全國平均水平。農田面積占到全流域面積的31.81%，是一個典型的農業(yè)耕作區(qū)。于橋水庫每年向天津市供水約6×108 m3，是天津市“水源生命線”的中樞。于橋水庫雖然總體水質良好，但如考慮總氮和總磷兩項指標，水庫總體水質為Ⅳ類。氮磷的輸入導致于橋水庫水體呈富營養(yǎng)化趨勢，對飲用水安全造成較大威脅。水庫庫區(qū)面源污染已經大大超過了點源污染，成為于橋水庫污染的最大污染源。因此，做好庫區(qū)周邊農業(yè)面源污染防控，對水庫的水質改善具有舉足輕重的作用。

世界各國在種植業(yè)面源污染控制技術方面開展了廣泛研究，如美國的植被過濾帶、新西蘭的水邊休閑地、英國的緩沖區(qū)、匈牙利的Kis-Palaton工程等[1]。近年來，我國通過測土配方施肥、土壤有機質提升、綠色防控等技術應用，化肥與農藥施用量的增加得到了一定緩解[2-4]。

各地也零星實施了一些有機肥還田、生態(tài)攔截溝等農業(yè)面源污染防控的單項技術[5-7]，但由于這些技術沒有進行系統(tǒng)組裝，管理措施也不到位，缺少輕便、易操作、生態(tài)安全的綜合防控技術。特別地，針對水源地周邊種植業(yè)面源污染的綜合防控，缺乏系統(tǒng)、集成的示范研究。

因此，本研究以天津市于橋水庫為例，結合流域特點，開展庫區(qū)周邊種植業(yè)化肥農藥施用情況調查，摸清于橋水庫周邊氮磷流失情況，提出有針對性的面源污染防治對策，為推動水庫水環(huán)境綜合治理、切實保障天津市人民的飲用水安全提供科技支撐，以期為我國其他地區(qū)的水源地周邊種植業(yè)面源污染防控和綠色發(fā)展提供借鑒。

1 調研目標與問卷量

除了縣城區(qū)域和庫區(qū)地以外，調研目標選取于橋水庫毗鄰的6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為水庫北岸的漁陽鎮(zhèn)、穿芳峪鄉(xiāng)、馬伸橋鎮(zhèn)和水庫南岸的別山鎮(zhèn)、五百戶鎮(zhèn)、西龍虎峪鎮(zhèn)。其中，五百戶鎮(zhèn)的村莊均已搬遷，故不作為本次調研對象。調研涉及的5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置見圖1。

每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別選取2個村莊開展問卷調查，共計10個村莊作為此次的調研對象。問卷分為村級問卷和農戶問卷兩種類型，村級問卷主要是村干部和技術人員填寫，農戶問卷主要是農民填寫。調研村鎮(zhèn)的具體情況見表1。

2 化肥農藥施用情況

2.1 村鎮(zhèn)級調研結果

村鎮(zhèn)級調研問卷是由村干部和技術人員填寫。在本次調研的10個村莊中，漁陽鎮(zhèn)的逯莊子和白莊子農田已經在2014年全部流轉，馬伸橋鎮(zhèn)的太平莊有40%農田已經流轉，其余村莊的農田均在種植作物。

2.1.1 別山鎮(zhèn)

大康莊種植作物以小麥、玉米、土豆和大蔥為主，均用復合肥撒可富。農藥以蟲酰肼、吡蟲啉、中生菌素、代森錳鋅、農思它和快鋤等為主。

馬各莊種植作物以小麥、玉米、土豆、白菜和胡蘿卜為主，設施蔬菜有西紅柿、菜花等，復合肥以撒可富和史丹利為主。農藥主要為唑蟲酰胺、咔嚓靈以及農思它。

2.1.2 西龍虎峪鎮(zhèn)

燕各莊和西龍虎峪村種植作物以小麥和玉米為主，均使用復合肥料，品牌以丹王和鄂中為主。農藥以除草劑和殺蟲劑為主，品種以坤猛高效氯氟氰菊酯、高氯吡蟲啉、牛魔王草銨膦、莠去津以及毒死蜱為主。

2.1.3 馬伸橋鎮(zhèn)

上古莊種植作物以小麥、玉米以及綠化用樹為主，均使用復合肥料，品牌以丹王和鄂中為主。農藥以除草劑和殺蟲劑為主，品種以坤猛高效氯氟氰菊酯、莠去津以及毒死蜱為主。

太平莊種植作物以玉米、小麥、藍莓和苗木為主，玉米和小麥使用復合肥料，藍莓使用專用肥料。農藥以除草劑和殺蟲劑為主。

2.1.4 穿芳峪鄉(xiāng)

劉相營村主要種植小麥、玉米以及綠化樹木（海棠、國槐）。小麥和玉米施用復合肥（三元素復合肥），綠化樹木施用雞糞。農藥主要為高氯菊酯。

劉莊戶村主要種植小麥、玉米、蘋果、核桃、有機蔬菜以及草莓，其中小麥和玉米用復合肥（撒可富、史丹利），蘋果和核桃用專用肥，有機蔬菜和草莓施用有機肥（羊糞）。農藥以殺蟲劑和除草劑為主。

2.2 農戶級調研結果

農戶級調研問卷由農民填寫。在本次調研的100個農戶中，主要種植品種是糧食作物（玉米、小麥）和露地蔬菜（土豆、蘿卜、白菜、胡蘿卜）。

糧食作物（玉米、小麥）施用的農家肥為牛糞和羊糞，施用的化肥為尿素和復合肥，品牌為撒可富、史丹利、人人福以及萬綠之源;農藥以除草劑和殺蟲劑為主，品牌以咔嚓靈、農思它、牛魔吃、莠去津以及高氯吡啉為主。

露地蔬菜（土豆、蘿卜、白菜、胡蘿卜）施用的農家肥為雞糞、牛糞和羊糞，施用的化肥為復合肥，品牌為撒可富和史丹利。農藥以除草劑和殺蟲劑為主，品牌以咔嚓靈、滅蟲靈、高氯吡蟲啉、農思它、牛魔吃以及莠去津為主。

此外，本次調研農戶的庭院種植品種主要是豆角、黃瓜、茄子、蔥、白菜、辣椒、西紅柿、香菜和油菜。不施用化肥和農藥，僅使用農家肥（牛糞、羊糞、雞糞），且隨機用量。

3 氮磷流失總量測算

根據(jù)調研結果，結合第一次全國農業(yè)污染源普查工作得到的種植業(yè)產排污系數(shù)，確定于橋水庫周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)的氮磷流失總量，結果見表2。由此可知：于橋水庫周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)氮磷流失量最大的為西龍虎峪鎮(zhèn)，其次為別山鎮(zhèn)，因此庫區(qū)流域面源污染防治的重點區(qū)域在于橋水庫南岸;于橋水庫周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)總氮的流失量大于總磷的流失量，因此庫區(qū)流域種植業(yè)面源污染防控的重點污染源為氮素。綜上，按照區(qū)域差異和污染源特征，可以有針對性地采取面源污染防治對策。

4 面源污染防治對策

根據(jù)于橋水庫流域種植業(yè)化肥農藥施用情況調查結果，提出于橋流域種植業(yè)面源污染防控模式，主要包括種植模式合理配置、測土配方施肥技術和膜下微噴灌溉技術三個方面，如圖2所示。

4.1 種植模式合理配置

1）肥力需求差異配置：利用不同種類作物對氮磷肥力需求差異進行合理搭配，避免爭肥現(xiàn)象導致土壤單一養(yǎng)分需求過多，在作物高產、穩(wěn)產的同時實現(xiàn)土壤肥力平衡。

2）深根淺根差異配置：依照當?shù)亓晳T種植品種，選擇深根作物、淺根作物進行搭配，吸收不同土壤深度的氮磷，以深根作物攔截地下淋溶。

3）生物拮抗差異配置：利用可分泌驅蟲物質的拮抗性作物品種，搭配種植當?shù)亓晳T性作物，減少病蟲害的發(fā)生，從而減少農藥的使用。

基于以上種植模式配置原理，水庫流域示范區(qū)選擇的種植模式為茄子間作小白菜。

4.2 測土配方施肥技術

根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥特性和肥料效應，運用測土配方施肥，減氮、調磷、穩(wěn)鉀，優(yōu)化施肥時期、方法和用量，實現(xiàn)適期追肥，提高肥料利用率，從而達到減肥的效果。

示范區(qū)以茄子間作小白菜為例，有機肥作為底肥，施用量為750～900 g·m-2。與常規(guī)施肥量相比，化肥減施50%，氮肥10.49～13.49 g·m-2、磷肥2.99～4.49 g·m-2、鉀肥7.49～10.49 g·m-2。氮、鉀肥分基肥和二次追肥，磷肥全部作基肥。示范區(qū)采取葉面噴施技術，利用肥料增效劑，提高肥效，降低化學肥料使用量。改變施肥方式，變撒施為穴施和點施，提高肥料效能，減少肥料使用量。

實踐證明，推廣測土配方施肥技術，不但能提高化肥利用率，還能改善農產品質量，是一項增產節(jié)肥、節(jié)支增收的技術措施。

4.3 膜下微噴灌溉技術

膜下微噴灌溉技術是將覆膜種植技術與微噴技術相結合的一種高效節(jié)水灌溉方式，如圖3所示。水庫流域示范區(qū)，以茄子間作小白菜為例，根據(jù)種植作物的需水量和種植當?shù)卦摷径绕骄邓?，確定膜下微噴帶的灌溉強度：每667 m2地鋪設微噴管長度為500 m，每隔27 cm設置一個滴灌孔，單個滴灌孔的灌溉強度為3 L·h-1;從茄苗開花起，5～7 d灌溉一次，每次持續(xù)時間2～4 h。

采用膜下微噴灌溉技術后，比漫灌節(jié)約水70%。農民施肥時直接使用配套的施肥器，能夠定時、定量、均勻地為農作物提供各種有效養(yǎng)分，作物長勢整體好，口感明顯提高。

5 結論

于橋水庫是引灤入津工程的重要調蓄水庫，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫周邊村鎮(zhèn)的農業(yè)活動，對水庫面源污染貢獻的份額占有很大比重，對飲水安全造成了較大威脅。因此，通過開展水庫周邊種植業(yè)化肥農藥施用情況調查，摸清于橋庫區(qū)周邊氮磷流失情況，根據(jù)于橋水庫流域種植業(yè)化肥農藥施用情況調查結果，針對性地提出于橋流域種植業(yè)面源污染防控模式，主要包括種植模式合理配置、測土配方施肥技術和膜下微噴灌溉技術三個方面，從而為推動水庫水環(huán)境綜合治理、切實保障天津市人民的飲用水安全提供科技支撐。

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（責任編輯：趙中正）