柑橘果園水肥藥一體化防治面源污染技術集成研究

蒲昌權，何才智，張乃華

（1.重慶市綜合經濟研究院，重慶 401147；2.萬州區植保果樹技術推廣站，重慶萬州 404100；3.萬州區農產品質量安全檢測中心，重慶萬州 404100）

柑橘果園農藥殘留導致土壤污染，土壤中的氮、磷等營養元素和殘留農藥隨地表水向水體遷移，導致水環境污染。我們結合相關專家研究成果，經過調查和實踐，集成防治柑橘果園面源污染的水肥藥一體化技術，以期生產安全、放心的柑橘產品，促進產業生態化發展。

1 柑橘果園污染源

1.1 柑橘果園污染源及其路徑

柑橘果園面源污染主要是肥料中的氮、磷等營養元素，農藥及其他有機或無機污染物質殘留農田或通過農田地表徑流、滲漏，形成的水環境污染[1]。國內外相關專家研究表明，柑橘果園面源污染主要來自于肥料、農藥，被柑橘吸收利用的肥料僅占30%～40%，其中氮肥和磷肥當季利用率分別為30%、20%左右，剩余60%～70%分別通過地表徑流導致水體富營養化；通過淋洗導致地下水硝酸鹽污染；通過硝化-反硝化產生的N2O 和N2引起氮素損失，降低氮肥利用率，增加大氣中溫室氣體濃度；農藥的利用率只有30%左右，大部分農藥通過土壤、水、空氣流失或殘留在土壤中[2]（見圖1）。

圖1 肥料、農藥污染路徑示意

1.2 肥料污染成因及危害

肥料污染成因一是施肥方法不當，二是肥料結構不合理。除造成肥效大為降低外，肥料中的營養元素對水體、土壤、空氣及農產品造成直接污染。有機肥投入不到位，導致土壤有機質含量降低，供肥性能差；化肥品種選擇不對路，養分單一，營養供應不平衡，如中微量元素沒有得到及時補充，大田缺素癥嚴重。

化肥污染的危害主要表現在施肥不當，污染大氣、土壤和水體，以及對柑橘品質及食物鏈造成的影響；有機肥污染的危害主要表現在土壤中氮素和硝酸鹽積累、亞硝基類化合物積累，土壤鹽漬化等[3]。

1.3 農藥污染成因及危害

農藥污染成因一是違規使用禁限用農藥品種，盲目用藥，施藥數量和次數頻繁；二是施藥設備落后，農藥利用率低，施用效果差；三是病蟲害防治綜合措施不到位[3]。

農藥污染的危害主要表現為殘留土壤中造成土壤污染；通過地表徑流，污染水環境；噴灑農藥污染空氣。

2 柑橘果園水肥藥一體化防治面源污染集成技術體系

2.1 面源污染防治目標

按照《全國農業可持續發展規劃》，柑橘果園農業面源污染治理遵循“一控、兩減”目標?！耙豢亍奔赐ㄟ^工程措施和節水技術措施控制農業用水總量；“兩減”即通過測土配方、有機肥替代化肥等技術措施把化肥、農藥的施用總量減下來[4]。

2.2 集成技術體系

綜合組裝各項清潔種植技術，減少農業投入品流失對水體的污染。清潔種植技術主要通過優化農藝管理措施，達到從源頭上控制化肥、農藥施用量，減少土壤擾動，減少農田尾水排放。經過實踐，結合相關專家研究成果，以水、土為載體，肥、藥為核心，按照“源頭減量、過程控制、末端治理（生態修復）”原理[5]，集成圖2的技術體系。

圖2 柑橘果園水肥藥一體化防治面源污染集成技術體系路徑示意

2.3 集成技術效果

通過上述技術體系的實施，源頭上實現污染源輸入最小化，過程中實現污染物運動最小化，末端上實現污染物排放最小化和自凈功能恢復與強化。

3 肥料農藥減量施用技術

主要是通過技術措施減少肥料、農藥的施用總量和提高肥料利用率，從而減少肥料、農藥的浪費和流失總量、農藥殘留總量，減輕面源污染程度[6]。

3.1 化肥減量施用

傳統施肥方式在品種選擇、施用方法上有較多弊端，直接導致肥料利用率不高，流失嚴重。

3.1.1 測土配方施肥綜合技術

該技術是基于柑橘肥料吸收規律和土壤肥力水平，根據柑橘生長的不同階段，在合理使用有機肥的基礎上，提出氮、磷、鉀及微量元素等肥料的施用數量、施肥時期和施用方法，從而配制不同的新型和專用營養肥料，優化肥料品種結構，并確定經濟施肥量，減少不必要的肥料浪費。該技術的核心是調節和解決柑橘需肥與土壤供肥之間的矛盾，有針對性地補充柑橘所需營養元素，實現各種養分平衡供應，滿足柑橘的需要；實現肥料利用率和產量提高、柑橘品質改善、生產成本節約和收入增加目標。該技術還包括了植株營養診斷施肥技術、土壤養分配比調控技術、專用配方肥技術等。

3.1.2 有機肥與無機肥平衡施用技術

該技術以牛羊糞、菜（豆）粕、農作物秸稈等發酵后自制生物有機肥施用，可以保證柑橘產品品質，全面降低無機肥料使用量，穩定土壤肥力水平，確保土壤疏松不板結。

3.1.3 緩/控釋肥料技術

是通過改變肥料化學成分或將其表面涂上半透水或不透水性物質，而緩慢釋放其中營養使肥效增長的技術。緩釋肥料在進入土壤以后被逐步分解，逐步被作物吸收利用，肥效可維持數月甚至1 年，從而減少肥料中氮、磷等營養元素的流失。

3.2 農藥減量控害

采取病蟲害綠色防控和科學、合理、安全使用農藥的技術，實現有效控制病蟲害，確保生產安全、農產品質量安全和農業生態安全。

3.2.1 農業防治技術

該技術是利用農業科技手段，有目的地改變某些生態環境因子，創造不利于病蟲害發生的環境，抑制病蟲生長繁殖，直接或間接消滅病蟲，提高柑橘樹抗病蟲的能力，達到優質、高產的目的。主要有選用優良抗性砧木品種及無病毒苗木、清潔果園、樹干涂白等技術措施；在生長季節采用翻整土地、消滅樹盤中的病蟲、合理施肥、果園覆草、合理修剪等技術措施。此外，還把整枝修剪、抹芽控梢、生草免耕、種植覆蓋、冬季清園等農業措施同病蟲害防治密切結合起來，把病蟲危害控制在經濟允許水平以下。

3.2.2 物理防治技術

該技術是利用物理的設施設備，誘殺害蟲，防控病蟲侵害。主要有糖酒醋誘捕器防治、頻振式殺蟲燈誘殺、黃板誘殺、誘蟲帶誘殺、全園果實套袋等技術措施。

3.2.3 生物防治技術

該技術是利用寄生性、捕食性天敵或病原微生物，以及生物的代謝物來調控害蟲密度，或抑制病原菌的傳播蔓延。果園里的蚜蟲、紅蜘蛛、潛葉蛾、卷葉蛾等都有大量的天敵，通過移植和引進外地天敵、人工繁殖飼養天敵昆蟲，在需要時釋放到田間，以補充自然界天敵數量，在害蟲尚未大量發生之前就受到控制。目前成功的人工繁育天敵有：赤眼蜂、捕食螨、食蚜蠅、周氏嚙小蜂等，分別對鱗翅目害蟲、螨類、蚜蟲等害蟲起到防治作用；壁蜂、熊蜂、蜜蜂等雖然不是天敵，但是釋放它們能大幅度提高著果率，增加產量，減輕病蟲為害；瓢蟲、螳螂等昆蟲也能減輕果園病蟲為害。

3.2.4 生物農藥技術

生物農藥屬于綠色環保型農藥，具有安全、高效、低毒、廣譜的優點，從生物有機體中提取的生物試劑替代農藥防治病、蟲、草害，既不會產生抗藥性，更不會有交叉抗藥性產生。

4 肥料農藥精準高效施用技術

主要是通過技術措施提高肥料、農藥的使用效率，減少肥料流失和農藥殘留。

4.1 節水灌溉與水肥一體化工程

由首部系統、控制系統、管網系統、灌水器等組成一個完整的水肥一體化系統，是施用水溶性肥料的有效載體。該技術重點是根據水質情況選擇不同的過濾器類型（見表1），確保灌溉系統不堵塞；根據不同地形地貌做好灌溉分區和管網布置，確保水溶性肥料施用精準；根據樹齡大小、地形情況、栽培方式選擇灌水器類型（見表2）及確定灌水器流量。

表1 常見過濾器組合選型

表2 常見灌水器選型

4.2 水藥一體化工程

該技術通過噴藥系統實現，其效果主要是提高施藥效率。該系統主要由動力系統、管網系統、施藥終端組成。當前使用較多的三套系統中（見表3），推薦柑橘果園每（200×667）m2左右建設一套山地果園簡易噴藥系統。

表3 常見噴藥系統灌水器選型

4.3 水溶性肥料施用

水溶性肥料具有吸收快、浪費少、流失少的特點。除配制專用的水溶性肥料外，還要根據柑橘的不同生長期和土壤肥力水平，確定水溶性肥料施用次數和時間，原則上每15～20 d施用1次，全年施用10次左右，實現“少吃多餐”，確保吸收率、流失率降到最低。

4.4 科學用藥與統防統治

4.4.1 科學用藥技術

從控制病蟲害和保護天敵的原則出發，盡可能減少農藥對環境的污染。加強病蟲監測，掌握防治適期，嚴格按防治指標使用藥劑，盡量減少施藥次數和施藥面積。優先使用植物源、微生物源和昆蟲生長調節劑，有限量地合理使用礦物源農藥。嚴格執行國家和當地有關規定，禁止使用高毒、高殘留農藥及其混劑。有限度地使用部分高效、低毒、低殘留的化學農藥。

4.4.2 病蟲害統防統治技術

遵循“預防為主，綜合防治”的植保方針，由具有一定植物保護專業技術條件的企業、農民合作經濟組織等經營主體，采用先進的設備和技術對農作物生長期病蟲害實行安全高效的統一預防與治理。

5 生態截蓄減量排放與回收利用技術

應用“近源攔截、輸移控制、末端凈化”原理，建立生物攔截系統，減緩污水流速，促進顆粒物沉淀，阻斷氮、磷等營養元素和農藥隨降雨進入水體或滲入地下，有效過濾從果園農田流失的沉積物、營養物質和殺蟲劑，通過泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收等對地表徑流起到阻滯作用，有效減少地表和地下徑流中固體顆粒的養分含量。

5.1 果園生草與間種栽培

生草栽培是果園行間選留原生雜草，或種植非原生草類、綠肥作物，使草類與柑橘樹協調共生的一種仿生栽培方式。柑橘果園生草栽培既可增加土壤有機質含量，還可以截蓄肥藥，提高土壤的保蓄肥、水能力，提高果實品質和產量，改善果園環境，省工、省力，成本低。

柑橘果園間種油菜/大豆（或其他豆科作物），可以利用不同作物對營養物需求比例的差異，充分利用土壤養分，減輕養分殘余對周圍水體造成的富營養化，調節土壤中各養分的比例，避免土地板結和鹽堿化。

5.2 生態攔截

該技術通過在果園建設生態截蓄溝、人工濕地等工程措施，攔截流失的肥料、農藥，通過植物凈化積蓄的地表水，大幅減少排出到水中的氮、磷等營養元素和農藥。

5.2.1 人工濕地技術

國內外的實踐和研究表明，人工濕地是控制農業面源水體污染的一條重要途徑。在果園農田與水體之間的過渡帶建立人工濕地，能夠有效截留來自農田地表和地下徑流的固體顆粒物，氮、磷和其他化學污染物，然后通過土壤吸附、植物吸收、生物降解等一系列作用，降低進入地表水中的氨氮化合物及有機物的含量，緩解其對水環境的污染，降低面源污染形成的危險性。該工程技術具有投資少、運行費用低、易于維護管理、運行比較穩定、處理效果好的特點。

5.2.2 山地果園生態護坡攔截技術

在山地柑橘果園護坡上種植多年生植物，即植物籬，建成生態護坡，實施生態攔截。該技術可以實現梯次攔截，吸收山地柑橘果園上部流失的氮、磷等營養元素，減少、控制營養元素的流失；同時還可保持水土、美化環境。

5.2.3 生態截蓄溝渠技術

利用田塊邊緣排水溝渠，建設生物攔截設施；延長流水停留時間，促進流水攜帶顆粒物質的沉淀；溝內種植可以高效富集氮磷的植物，吸納氮磷及水體中殘留農藥，改善凈化水質，促其循環再利用。

5.3 徑流截蓄再利用

在柑橘果園建設地表徑流攔截蓄水池、小水窖、攔沙壩和灌溉管網等工程設施，雨季截蓄雨水，干旱時用于灌溉。該技術通過減少雨水地表徑流，有效控制柑橘果園氮、磷等流失造成的污染，同時節約水資源，實現節水、抗旱、治污。