广东省农业面源污染防控研究

2016-05-14张金鸽肖广江苏柱华刘序甘阳英徐碧芳周灿芳康乐

热带农业科学 2016年9期

张金鸽　肖广江　苏柱华　刘序　甘阳英　徐碧芳　周灿芳　康乐

摘要分析广东省农业面源污染现状，并以世界银行贷款——广东省农业面源污染治理项目为基础，对种养殖业从源头防控、过程防治及末端监测等方面提出具体防控措施。同时，从加强末端监测、完善公共支撑体系、实施补贴政策、建立健全政策法规方面提出相应对策建议。

关键词农业面源污染；防控；广东

中图分类号 S19 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.09.022

Abstract This paper analyzed the present situation of agricultural non-point source pollution in Guangdong Province， and put forward specific prevention and control measures for source control， process control and terminal monitoring based on the World Bank Loan assisted project titled "Agricultural Non-point Source Pollution Control in Guangdong Province. Meanwhile， the countermeasures and suggestions are proposed to strengthen the terminal monitoring， improve the public support system， implement the subsidy policy， formulate or improve the relevant policies and regulations.

Keywords agricultural non-point source pollution ； prevention and control ； Guangdong

以农业面源污染为主的面源污染随着点源污染的逐步控制逐渐成为影响中国水体、大气、土壤等生态环境安全的主要因素，并对食品安全和人体健康以及农业增收增效造成了威胁。农业面源污染主要是以有机或无机污染物的形式，通过地表径流和农田渗漏对水体造成污染，主要包括化肥、农药、集约化养殖场废弃物及农膜污染等。

美国、欧洲等国对农业面源污染的研究始于20世纪70年代，内容涉及发生机制、传播途径、污染效应等，并且提出了具体的治理措施。中国从20世纪80年代开始针对太湖、滇池等大型湖泊开展农业面源污染研究[1]，经过近30年的发展与实践，已形成如人工湿地、生态沟渠等较成熟的防控技术。

谭绮球[2]、张艳丽[3]、叶延琼[4]等从不同角度、不同方面探讨了广东省农业面源污染的现状和防治对策。同时，广东省也于2012年启动了国内首个利用世界银行贷款治理农业面源污染的项目，也是全省在农业上利用世界银行贷款最大的项目，选择惠州、江门两市及全省范围内的300家规模化生猪养殖场进行环境友好型种植业和牲畜废弃物管理的示范。本课题组成员自启动之时便参与了该项目的前期准备、调研及中期考核等相关工作，基于此，本文在分析广东省农业面源污染现状的基础上，对种植业和畜牧养殖业提出了防控措施，并提出对策建议，为广东省全面开展农业面源污染治理提供参考。

1 广东省农业面源污染现状

2010～2014年，广东省废水排放总量呈逐渐上升的趋势，由2010年的72.30亿t增加到2014年的90.51亿t，年均增加4.55亿t（图1）。COD和氨氮的排放量随着技术的进步和治污力度的加大呈先上升后下降的趋势。2014年全省COD和氨氮排放量分别为167.06万t和20.8万t（图2～3）。其中，农业源COD排放量为55.8万t，超过工业源COD排放量的一倍以上；农业源氨氮排放量为5.1万t，是工业源排放量的3.5倍。农业源水污染物排放量已远超工业源。

1.1 种植业面源污染

在种植业方面，农业资源的过度开发以及化肥、农药、农膜等化学投入品的大量使用对农业面源污染的影响日益加重。据统计，2010～2014年，广东化肥、农药及农膜的用量均呈不断增加的趋势（图4～6）。2014年化肥用量达249.58万t（折纯量），平均施用量高达950.6 kg/hm2，远远超出全国351.05 kg/hm2的水平。且中国农业生产主要使用的3种化肥中，氮肥平均利用率为30%～35%，磷肥为10%～20%，钾肥为35%～50%，其余均通过淋溶和挥发流失到环境中[5]，对环境造成了污染。

广东省农药施用量至2014年达到11.27万t，折纯量为1.83万t，单位耕地面积农药用量5.77 kg/hm2，比2013年增加0.70 kg/hm2。其中，除草剂约占25%，杀虫剂约占50%，杀菌剂约占25%。以果树、蔬菜农药用量最多，其次为水稻，甘蔗、花生用药量较少。喷施的农药也仅有10%～20%附着在植物体上，其余的降落在地面或漂游于空中。

农膜使用量随着设施栽培和地膜覆盖技术的推广而逐年增加。2014年，广东省农膜使用量为4.62万t，比2010年增长了9.74%。不溶解、不腐烂的大量废旧、残留农膜在造成土壤污染的同时，影响农作物的生长。

1.2 养殖业面源污染

畜禽养殖对环境的污染已经成为面源污染的主要因素之一，受到世界各国的共同关注。广东省是畜禽养殖大省，2014年，全省生猪出栏3 790.78万头，肉禽饲养量95 100万只，蛋禽饲养量33 000万只，牛饲养量241.97万头。

根据杨国义等[6]、景栋林等[7]的测算系数和方法，畜禽污染物日排泄系数见表1。日排泄系数与畜禽品种、食性等有关。年排泄系数=日排泄系数×生长期，畜禽平均生长期按照生猪180 d、牛365 d、肉禽55 d、蛋禽365 d计算，得到畜禽污染物年排泄系数（表2）。

由污染物年排泄系数和畜禽年饲养量可估算出2014年广东省畜牧业污染物排放量为：粪5 838.83万t、尿液3 568.53万t、BOD362.45万t、COD645.98万t、氨氮100.30万t。据调查，广东省规模化养殖场由于环保的要求，在废弃物处理设施方面已有一定基础，但处理率不甚理想；小规模的养殖户大多不具备合理的废弃物处理设施，大量畜禽养殖污染物未经无害化处理直接排放，已严重危害了生态环境和饮水水质。

广东省农业污染源排放量中种植业和畜牧产业COD排放量已占农业总排放量的80%，氨氮排放量占农业总排放量的90%以上。在畜牧产业的排放量中，养猪行业COD排放量占据60%以上，氨氮排放量占90%左右。由此看来，广东面源污染物主要来源于种植业和畜牧产业中养猪行业。

2 广东省农业面源污染的防控措施

广东省农业面源污染主要问题是化肥的过量施用与利用率低下、农药过量施用、耕作制度不合理、农业机械应用少、牲畜废弃物处理不当与生态循环设计缺乏等。因此，需要在种养殖两个领域，通过源头防控、过程防治及末端监测等手段对面源污染产生的全过程进行控制。种植业主要在化肥减量防污、农药减量控害及改进耕作方式和技术等方面采取措施，畜牧养殖业主要通过改变传统养殖模式，通过废弃物无害化处理实现达标排放（图7）。

2.1 种植业面源污染防控

2.1.1 化肥减量防污

2.1.1.1 继续实施测土配方施肥技术

配方肥技术是通过田间试验和土壤测试，把握作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，通过科学合理施用化肥（包括适宜的施肥品种和施肥时期、准确的施肥数量、恰当的施用方法，合理的施肥结构等），在保证农作物产量稳定的前提下，达到减少化肥施用量、降低化肥面源污染风险。

广东省自2005年开始实施测土配方施肥项目，经过10年的推广，实施县已发展到96个，实施作物也从最初的粮食作物发展到果蔬、甘蔗、蔬菜、香蕉等。今后要继续加大项目实施范围，争取覆盖到各个地块，同时根据土壤养分与作物需求分区域、土壤类型及作物品种建立不同的施肥指标体系，促进施肥规范化和标准化，以实现全省化肥零增长的目标。

2.1.1.2 推广缓/控释肥的应用

缓/控释肥技术是一种源头控制农业面源污染的方式，通过控释技术将肥料中的养分缓慢释放，一次施肥能满足作物整个生长期的需要，可做到省工、省力、省肥，又可降低过多养分的流失，从而保护土壤结构，提高肥料利用率，可以有效降低农业面源污染。

中国学者在水稻、玉米等作物上的研究表明：一次性施用控释肥技术可促进超级稻分蘖，提高成穗数[8]；与同等养分量专用肥相比，可相对提高氮素利用率17.1%，比常规分次施肥处理，平均减少氮磷养分用量20.4%和23.7%，明显提高稻谷产量[9-10]，且可降低N2O的排放量[11]；施用缓控释肥可以明显降低玉米田硝态氮的累积量，并达到增产目标[12]。

2.1.1.3 推广水肥一体化技术

水肥一体化技术是一种源头控制与过程控制农业面源污染相结合的方式，利用农作物的需肥特征，根据“肥随水来、肥随水去”的原理，将肥料溶解在水中，利用管道灌溉系统和液体肥料装置，将水、肥带入作物根际环境，直接与根系接触，为作物吸收利用。通过滴灌控制灌溉深度，可避免将化肥淋洗至深层土壤造成土壤和地下水的污染，尤其是硝态氮的淋溶损失可大幅度减少。

该技术首先要对作物的立地条件进行调查，对土壤容重、田间持水量、有机质、pH值、EC值、速效N、P、K等进行测定。然后根据不同作物的对水和肥的需求规律，选择适宜的水溶肥料、灌溉模式、设备与材料等，构建水肥一体化系统，实现“节水、节肥、节力、高产、高效、环保”的目的。该技术也是广东省2016年农业主推技术。

2.1.2 农药减量控害

2.1.2.1 选择农作物品种

根据各区域气候特征和土壤特点，选择抗逆性和抗病品种是达到节肥控害最有效、经济和易行的措施之一。对于许多难以运用农业措施控制，而又缺乏有效农药或其他生防制剂的病害，如土传病害、病毒病害、气传病害，选育和利用抗病虫品种尤为重要。稻瘟病，白叶枯病等，都可以通过种植抗病虫品种减少病虫危害。

2.1.2.2 完善病虫害监测预警系统

2005年，广东省建立了省级农作物生物灾害监测预警系统，各地监测点通过该系统填报病虫信息，各级植保机构通过该系统能及时掌握病虫动态，实现信息互通、资源共享，提高了病虫信息传递速度。2008年建立了省级病虫害远程视频监控系统，在惠州、茂名等地配置了终端设备，实现了实时监测病虫的功能。病虫信息的传递方式仍以印发病虫信息为主，病虫电视预报、病虫情手机短信也被一些地方采用。从目前的病虫监测预警手段看，仍以传统方法为主，缺乏先进科学的监测设备、手段和方法，不能适应农业生产发展的需要；报送系统没有数据汇总、分析和图表处理功能，由于实时监测图像网络传输不畅和害虫迁飞等原因，不能真实反映虫害的情况。

因此，应在现有的基础上提升、完善病虫监测预报预警系统，建立以省植保总站为中心，各市县为基点，具有病虫数据上报、汇总、分析和图表处理、初步病虫预警等功能的监测预警系统；配置远程视频实时监控终端设备，并同时结合实时天气情况和分析历史数据，实现省、市、县实时监测、实时会商、上下互动和全省统一指挥防控的目标，对于突发性的灾害性农作物病虫害建立相应的应急机制；配置自动电子测报设备，病虫害电视预报素材采集与编辑设备，提高农作物有害生物预警与防控能力。

2.1.2.3 制定大宗农作物病虫害管理计划

以广东省世界银行贷款——农业面源污染治理项目为契机，在项目区（惠州、江门）制定试行《病虫害管理计划》，重点推广病虫害物理防治、生物防治手段，并逐渐示范推广至全省。

以水稻为例，广东省是水稻重大病虫害重发生区，主要发生的病虫害有稻飞虱、稻纵卷叶螟、三化螟、二化螟、稻瘟病、纹枯病、叶枯病、南方水稻黑条矮缩病等，水稻重大病虫暴发频率高、发生面积大、为害重，严重威胁水稻生产安全。采取以重大病虫为主要防控对象，狠抓害虫主害代和病害流行关键期的防控，提高防治效果，保护稻田生态环境，努力实现水稻病虫害的可持续治理。

安装太阳能杀虫灯：采用国内较先进的太阳能杀虫灯，以每2公顷1盏的距离进行布置，主要布置在水稻种植大户和连片区域，以便于更好的示范和维护。

推广生物农药和高效低毒农药：生物农药和高效低毒农药对环境的污染较小、防治效果显著，但是目前由于农户的认识不足及生物农药的价格相对较高等原因，农户使用生物农药和高效低毒农药的意愿不强。因此，应大力宣传推广生物、低毒农药的有效性，并实施农药补贴政策，提高农户使用生物、低毒农药的积极性。

2.1.3 改进耕作方式和技术

广东省属于南方水旱连作区，主要现状与问题为：一年多熟，水旱连作，无休闲期；作业工序多，生产成本高；秸秆量大且焚烧严重；土壤有机质下降；高温高湿，旱涝兼有，病虫草害严重。因此，在选择耕作方式和技术时，不同区域有不同的关键技术要点和技术模式。

以水稻为例，广东省水稻收获分夏收和秋收两种，夏收后马上整地种植下茬水稻，秋收后整地冬种蔬菜、油菜、马铃薯等旱地作物。夏收后的水稻，采取秸秆粉碎抛撒，使其覆盖地表的方式或秸秆捡拾后，留茬覆盖，然后马上整地插秧或播种；水稻秋收后，冬种蔬菜、油菜等旱地作物时，采用免耕或少耕方式播种，旱地作物收获后，秸秆或留茬覆盖，水田适度耕整，埋压秸秆，水稻秧苗采用插秧机栽插，或水稻芽种采用直播机带状直播。采取少耕、免耕、秸秆还田、轮作等耕作方式和技术有利于水土保持、增加土壤腐殖质含量，减少化肥农药的施用，从而保护生态环境，促进增产增收。

2.2 畜牧养殖业面源污染防控

利用世界银行贷款项目，通过补贴等政策，鼓励省内大中型养殖场进行改造。根据各畜禽场周边种植业、水产养殖业环境和自然条件等方面的差异，分别推行能源环保型养殖模式、能源生态型养殖模式及高床发酵型养殖模式。

2.2.1 能源环保型养殖模式

该模式主要是针对一些周边既无一定规模的农田，又无闲暇空地可供建造鱼塘和水生植物塘的畜禽养殖场，无法消纳排出的废水，因此其工程末端的出水必须达到国家规定的相关环保标准要求。其特点是，畜禽废水在经厌氧消化处理和沉淀后，必须要再经过适当的工程好氧处理，如曝气、物化处理等。其预处理效果见表3。

2.2.2 能源生态型养殖模式

能源生态型养殖模式适用于一些周边有适当的农田、鱼塘和水生植物塘的畜禽场，以便消纳经前期处理后的废水，再经一个系统化的粪便处理和资源化利用后，形成一个生态农业区。其特点是，畜禽废水在经过厌氧消化处理和沉淀后，排灌到农田、鱼塘或水生植物塘，使粪便多层次的资源化利用，并最终达到一定区域内粪污“零排放”。其预处理效果见表4。

2.2.3 高床发酵型养殖模式

该模式主要是在畜禽舍采用全漏缝地板，牲畜粪尿通过漏缝板落入垫料中，养殖过程不冲洗水。圈舍采用全封闭结构，生猪饲养密度为0.875 m2/头，在整个养殖过程中实行自动温度控制。漏缝地板下的发酵床铺设木糠等垫料60～80 cm，承纳猪粪尿并进行发酵处理，采用机械对垫料进行翻堆。垫料腐熟后，定期出料检测作为农田有机肥，并向发酵床补充相应新鲜垫料。

该模式是一种低成本、高产出、无污染的生态养殖模式[13]，即使在高温高湿的夏季，每万头规模养殖场也可减排10.8万m3废水，减排粪尿21 600 t，节约成本10万元以上，而且猪日增重率增加了7.23%[14]；对养殖环境中的病原微生物也有明显的防控作用，比常规养殖的发病率平均下降22.4%[14]，对控制禽类的细菌性传染病也具有积极的意义[15]。

3 广东省农业面源污染防控的对策建议

3.1 加强末端监测

根据农业面源污染防控相关实施技术的应用，有针对性的布设监测点位和监测区域，并开展相关控制指标的连续、动态监测，从而准确判断实施的不同面源污染控制技术的控污效果和面源污染综合控制技术应用的实际作用，预测或推算防控区域的总体控污能力和可改进的技术措施。

3.1.1 种植业面源污染监测

种植业重点监测农药化肥对土壤理化性状、因地表径流和地下淋溶对水环境造成的影响及农药残留等。监测指标主要包括：（1）降雨、灌水和排水相关指标的测定。包括降雨量、灌水量监测数据收集以及其中的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮和pH值等的测定；（2）径流液和淋溶液相关指标的测定。包括径流量、淋溶量监测数据收集以及其中的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮和pH值等的测定；（3）小流域尺度监测指标。包括进出水水量、淋溶量监测数据收集以及其中的总氮、总磷、硝态氮、氨态氮和pH值等的测定；（4）土壤和植株样品监测。对径流/淋溶监测点的土壤样品和植株样品的养分含量、产量等监测。土壤样品监测指标主要包括全氮、全磷、硝态氮、氨态氮和pH等；植株样品监测指标项目包括生物量、经济产量、全氮、全磷等；（5）农产品和土壤农药残留监测。主要监测有机磷杀虫剂、菊酯类和有机氯类杀虫剂、氨基甲酸酯类和沙蚕毒素类杀虫剂、其他新型杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植调剂共6大类，根据各区域作物生长过程中常用农药，具体监测的对象有所不同。调查取样和分析方法依据农业部农药残留检测规定，遵循相关农业行业标准（NY）、国家标准（GB）或国际食品法典标准（CAC）进行；（6）代表性水环境中的农药残留监测，根据作物有害生物药剂防治实践和水环境监测标准（GB3838-2002）确定农药种类和分析方法。

3.1.2 畜牧养殖业面源污染监测

根据能源环保型、能源生态型及高床发酵型3种养殖模式的实施情况，选择有代表性的养殖场监测废弃物处理效果，了解养殖场氮、磷污染发生的时间规律和影响因素，明确废水处理设施对养殖场污染物减排作用，掌握不同规模和不同废物管理类型对周边环境的影响，为广东规模化养猪场农业面源污染防控提供科学依据。监测指标包括：（1）污水量监测。包括最终排放污水量（C）和累积排放污水量；（2）污水水质监测。一类指标以《畜禽养殖业污染物排放标准》（地方标准）为依据。主要监测pH值、BOD5、CODcr、氨氮（NH4+-N）、总磷（TP）、大肠杆菌群；（3）气体监测指标。包括沼气产生量、沼气气体成分（甲烷、二氧化碳、硫化氢、氨气气体浓度）；（4）饲料样品检测指标。包括干物质含量（DM）、粗蛋白（CP）、总磷（TP）；（5）粪便样品检测指标。水分、全氮、全磷。

3.2 完善公共支撑体系建设

3.2.1 监测体系建设

当前广东省农业环境监测能力建设较为薄弱，全省只有3个市建立了专门的农业环境工作机构，而仅有茂名市农业环境保护监测站是正常开展业务工作的，远远不能满足农业环境保护和污染事故应急监测的需要，更不能满足农业环境污染综合治理的需要。为确保全省农业环境监测工作能够连续、定期、及时、准确的进行，为保护农业环境，保障农产品质量安全提供准确的科学依据，有利于今后全省农业经济与环境保护的协调发展。因此，需要对省、市、县三级农业环境监测实验室和设备进行改造建设，并分区域布置定点监测网点，以实现对全省农业面源污染的持续监测。

3.2.2 技术人员培训

农业面源污染物的排放具有空间上的范围广范、时间上的不固定性等特点，较难以控制。因此，要本着源头控制的原则，针对市县镇三级农业推广技术人员及种养殖户进行培训，以提高农技推广人员科学种养水平，从源头减少农业面源污染。

农技推广人员：重点培训学习国内外领先的科学种养技术，包括科学施肥技术、病虫害综合防控技术、保护性耕作技术、畜禽养殖技术（养殖场设施建设、养殖模式、废弃物管理）等。

种养殖户：重点培训不同作物施肥施药技术及操作规程、不同类型废弃物处理技术及健康养殖技术等。

3.3 实施农业面源污染治理补贴政策

广东省现行主要的农业补贴包括农资综合补贴、良种补贴、种粮直补、农机购置补贴、能繁母猪补贴等。其目的是保护农业的弱质性，并提高农民种养殖的积极性。但针对面源污染治理的补贴政策相对缺乏，且能促进农业面源污染减排的一些新技术、新产品投入较高，农民投入积极性不强。因此，为引导人们积极参与农业面源污染治理，树立环保意识，探索环境污染治理补贴机制，逐步将单纯的农业补贴转化为农业污染补贴，通过补贴手段刺激种养殖户减弱生产强度或改变生产方式，减轻农业面源污染。

3.4 建立健全相关政策法规

在现有国家法律法规的基础上，根据广东省污染情况，制定一系列针对性的控制农业面源污染的法律法规，提出具体防治措施，并进一步明确责任主体的法律责任和追究机制，使执法、守法等主体职责明确、各尽其责；加大执法力度，提高法律的权威和效力，防范弱法、无视法律的现象。同时制定实用性、可操作性强的技术标准和相关技术规范。在坚持源头防控、过程阻断、末端监测的基础上，重点制定化肥、农药的质量标准和使用规范，建立农业优良耕作技术体系，制定有机废弃物排放标准等。

世界银行贷款——广东省农业面源污染治理项目的实施无疑给广东省治理农业面源污染带来了契机，但因农业面源污染物的排放具有不特定性、不确定性等特点，加上农户传统的耕作模式及环保意识的欠缺，使得面源污染治理具有一定难度。因此，在进行污染治理时不仅要重视硬件设施的改善，更要注重软环境的作用，必须有相应的科技、政策、管理、人才等相配套，本课题组以广东省软科学研究计划项目为依托，将进行后续相关研究，以期对广东省农业面源污染治理提供借鉴。

参考文献

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