大白菜面源污染综合防治效果

柴同海，张薇，师学静，李伟欣，王淑平

（根力多生物科技股份有限公司，河北 威县 054700）

蔬菜地生态系统不同于一般的农田生态系统，是受人类活动剧烈影响的人工生态系统，表现为种植指数高，品种繁多，肥料施用量大，生长周期短，灌溉量大，经济产出高[1]。在实际生产中，菜农为了追求高产出、高收益，往往盲目加大施肥量，其中施氮量通常高出常规大田作物几倍甚至10倍以上，在一些地区甚至高达1 000 kg/hm2[2]，严重超出蔬菜对肥料的实际需求，导致蔬菜种植区土壤氮磷含量较高，地下水硝酸盐污染严重，地表水富营养化问题加剧[3]。农业面源污染给中国农业种植带来了许多不利影响[4]，其中蔬菜种植业面源污染问题日渐突出。为了有效解决这一难题，以施用根力多生物蛋白控释肥（生物、有机、无机三元复配新型生物肥料）、早熟品种晚播、小畦种植、中量水灌溉大白菜病虫草害绿色防控等技术为主，在河北省威县晟熙农业园区进行了大白菜面源污染综合防治示范试验，旨为河北省露地大白菜生产中面源污染综合防治技术规范的制定提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

大白菜面源污染综合防治示范区设在河北省威县国家级农业科技园区——晟熙农业园区内。土壤类型为壤土，耕层土壤基础养分含量为有机质9.65 g/kg、碱解氮 30.00 mg/kg、速效磷 36.90 mg/kg、速效钾161.95 mg/kg，pH值8.61。前茬作物为油葵。

1.2 试验材料

1.2.1 供试肥料 供试肥料有根力多生物蛋白控释肥（硫基，生物、有机、无机三元复配新型生物肥料）、威远配方肥（硫基）、纯发酵生物有机肥和咖多宝生物蛋白聚能肥（硫基） （表1），均由根力多生物科技股份有限公司生产。

1.2.2 供试作物 示范区大白菜品种为新乡小包23号；对照区大白菜品种为丰抗78。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 采用对比试验设计，设对照区和示范区2个处理。

表1 供试肥料Table 1 The fertilizers tested

对照区采用常规管理方式，面积0.49 hm2。具体措施如下：大白菜于8月8日播种，株距55 cm、行距60 cm，大水漫灌，全生育期灌水量为3 750 m3/hm2；播种前3～4 d底施农家肥7 500 kg/hm2和威远配方肥750 kg/hm2，莲座末期、包心中期分别追施咖多宝生物蛋白聚能肥450和300 kg/hm2；分别于9月27日、10月7日用68%精甲霜·锰锌水分散粒剂800倍液防治大白菜霜霉病。

示范区采用面源污染综合防治技术，面积0.14hm2。具体措施如下：大白菜于8月16日播种，8月23日下午进行一次补种，株距和行距均为53 cm，并做成长10 m、宽5 m的小畦，采用畦灌，全生育期灌水量为2 250 m3/hm2；播种前3～4 d底施纯发酵生物有机肥2 400 kg/hm2和根力多生物蛋白控释肥（1） 600 kg/hm2，莲座末期、包心中期分别追施根力多生物蛋白控释肥（2） 360和240 kg/hm2；10月7日用68%精甲霜·锰锌水分散粒剂800倍液防治大白菜霜霉病。与对照区相比，N、P2O5、K2O施用量分别减少了55.5、45.0和48.0 kg/hm2，灌水量节省了1 500 m3/hm2，农药施用量减少了562.50 g/hm2。

1.3.2 调查项目与方法

1.3.2.1 土壤理化性状。收获后，各处理均采用对角线取样法随机选取5个样点，采集20 cm耕层土壤，混匀后采用四分法选取1 kg土壤样品装入袋中，检测土壤的理化性状。采用碱解扩散法测定土壤碱解氮含量；采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定土壤速效磷含量；采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定土壤速效钾含量；采用电位法测定土壤pH值；采用油浴加热重铬酸钾氧化-容量法测定土壤有机质含量。

1.3.2.2 白菜农艺性状。收获时，各处理均采用对角线取样法随机选择有代表性的样点3个，每个样点用铁锹连续刨出具有完整根系的大白菜10株，贴好标签后带回实验室。测量大白菜的株高（包球顶端到根茎连接处的长度）和叶球周长（大白菜叶球最大处的长度）。称量大白菜的整株鲜重及根重；除去毛菜叶球上未包住的外叶后，称量净菜重。计算毛菜重（整株鲜重－根重）、净菜率（净菜重/整株鲜重）、理论产量（毛菜产量，株数/hm2×毛菜重/株） 和净菜产量（株数/hm2×净菜重/株）。

2 结果与分析

2.1 面源污染综合防治技术对土壤理化性状的影响

与对照区相比，示范区土壤残留的碱解氮、速效磷和速效钾含量分别降低了10.00、26.70和57.00 mg/kg，降幅分别为16.95%、25.43%和21.27%；土壤pH值降低了0.19（表2）。表明采用面源污染综合防治技术可以使施肥过多造成的面源污染程度有所下降，且在一定程度上能够缓解土壤的碱化状况。

表2 大白菜收获后试验地土壤的理化性质Table 2 Soil physical and chemical properties of Chinese cabbage after harvest

2.2 面源污染综合防治技术对大白菜生物性状的影响

与对照区相比，示范区的大白菜株高无显著差异；叶球周长减少了3.04 cm，差异达显著水平；整株鲜重增加了0.27 kg，差异达显著水平（表3）。表明采用面源污染综合防治技术可以促进大白菜包心更加紧实。

表3 大白菜的主要生物学性状Table 3 Main biological characteristics of Chinese cabbage

2.3 面源污染综合防治技术对大白菜产量的影响

与对照区相比，示范区的大白菜毛菜产量为161 957.25 kg/hm2，增产率6.31%，差异达显著水平；净菜产量为116 395.65 kg/hm2，增产率9.00%，差异达显著水平；净菜率达71.87%，提高了1.78个百分点（表4）。表明采用面源污染综合防治技术可以显著提高大白菜产量和净菜率。

表4 大白菜的产量和净菜率Table 4 The yield and net rate of Chinese cabbage

3 结论与讨论

防治农业面源污染要从多方面入手，如科学施肥，合理使用农药，积极发展生态农业，加强防治推广宣传的资金投入，制定相关法律法规[6～8]等。施用有机肥可以改善土壤结构，增强土壤活性，提高土壤的保水保肥能力[9～11]。刘成帅等[12]研究表明，施用生物有机肥可以提高白菜产量，改善品质，增加经济效益。周新伟等[13]研究表明，使用再生水灌溉替代氮肥施用，可以节约成本，实现氮素的循环利用，减少面源污染。通过采取多种措施，加大对农业面源污染的治理力度[14]，并建立起长效预防机制，能够促进农业的可持续发展[15]。

本研究中综合利用多项技术降低大白菜面源污染，其中，施用生物、有机、无机三元复配新型生物肥料，使得N、P2O5、K2O施用量分别减少了55.5、45.0和48.0 kg/hm2，土壤中残留的碱解氮、速效磷、速效钾含量分别降低了10.00、26.70和57.00 mg/kg，pH值降低了0.19，实现了化肥减量，降低了土壤养分残留，有效缓解了土壤碱化程度；采用小畦种植，将大水漫灌改为中量水分畦灌，使得全生育期灌水量节约了1500m3/hm2，在降低灌溉成本的同时，也降低了化肥淋溶的风险；采用早熟品种适时晚播，避开主要病虫害发生期，有效减少农药用量562.50 g/hm2。在面源污染得到治理的前提下，示范区大白菜产量显著提高，其中毛菜增产6.31%，净菜增产9.00%。该项技术可为河北省露地大白菜面源污染综合治理提供参考。

4 建议

实施农业面源污染全过程控制应突出预防为主、综合治理、分类指导、区别对待的工作方针，通过整体控制多源污染的循环链，打断农业污染循环往复的各环节。农业面源污染控制的措施主要包括污染源头控制和迁移途径拦截，主要包括水肥控制技术、生态拦截技术、应用化学添加剂技术、种植制度优化技术等。根据农业污染类型的不同，筛选出有针对性的关键防治技术，分类指导、综合防治，逐步减少污染来源，以保护农业生态环境。

4.1 推广应用有机肥料和作物专用肥

施用有机肥可以改良土壤，培肥地力，增强土壤有益微生物的活性，为大白菜生长创造优良的土壤环境。有机肥料与无机肥料合理配施，有利于大白菜的优质和丰产。

作物专用肥是针对不同作物需肥规律、土壤养分含量及供肥性能，制定专用配方生产而成的肥料。推广应用作物专用肥可以有效调节作物需肥与土壤供肥之间的不平衡，有针对性地补充作物所需的养分，从而提高肥料利用率，减少养分的淋溶与挥发损失。

4.2 水肥综合管理技术

北方露地蔬菜生长期内适当减少灌溉水用量，可以有效降低水分的渗漏量，还可以明显降低硝态氮的淋洗量[5]。有条件的地区，可结合滴灌、喷灌、渗灌等灌溉技术实行水肥一体化管理，以减少灌溉用水量和肥料用量，降低氮磷损失，提高肥料利用率。

4.3 提高蔬菜废弃物利用率

加强蔬菜废弃物的无害化处理，生产生物有机肥，确保其高效循环利用，实现污染物的减量排放。从根本上解决蔬菜废弃物利用率低对环境造成的面源污染，提高农业面源污染的治理效果。