东江源区果园面源污染防治最佳管理实践
2020-07-23王涛史晓燕
王涛 史晓燕
摘要:为有效控制东江源区果园开发与经营活动产生的面源污染,以江西省定南县某规模化脐橙种植园为研究基地,基于最佳管理实践(BMPs)思想系统构建了东江源區果园面源污染的系统防治措施。结果表明,与对照区域(清耕法)相比,试验区采取BMPs措施后,果园径流排水中总磷、总氮、氨氮浓度分别降低了27.78%、57.93%和88.89%,对排水中总氮和氨氮的拦截效应达极显著水平(P<0.01)。
关键词:面源污染;果园;最佳管理实践;东江源区
中图分类号:X52 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2020)07-0147-04
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.07.030
Abstract: In order to control non-point source pollution from the development and management practice of orchard,by choosing a large-scale navel orange planting orchard as the research base,the controlling measures for non-point source pollution from orchard in Dongjiang river source were established according to the best management practices (BMPs) theory. Results revealed that,compared with that from the contrasting area (clean tillage treatment),after taking BMPs,concentrations of TP,TN and NH4+-N in runoff from testing area in the orchard were reduced by 27.78%,57.93% and 88.89% respectively,and the interception effect of TN and NH4+-N in the runoff was very significant(P<0.01).
Key words: non-point source pollution; orchard; best management practices; Dongjiang river source areas
最佳管理实践(Best management practices,BMPs)是一系列农业养分和农药管理措施的总称,是农业清洁生产的重要手段,主要是针对非点源污染而提出的农业控制性措施的总称,是预防和削减非点源污染负荷最有效的实践措施,在控制非点源污染中占有极为重要的地位[1]。BMPs核心是在污染物进入水体对水环境产生污染前,通过各种经济高效、满足生态环境要求的措施使其得到有效控制,具有符合生态保护要求、投资少、工艺简单和能适应面源污染的复杂特性等优点[2]。现已提出并应用的方法和措施主要包括人工湿地、植被过滤带、草地缓冲带、岸边缓冲区、免耕少耕法、综合病虫害防治、灌溉水的生态化、生物废弃物的再利用、防护林、地下水位控制等[3]。
东江发源于江西省赣州市寻乌县的桠髻钵山,源区主要包括赣州市的寻乌县、安远县和定南县,脐橙种植是东江源区农业主导产业之一。脐橙果园在开发及经营活动中产生的地表径流是果园农业面源污染的主要来源之一,其中携带的氮、磷等营养盐在一定程度上影响了东江源区的水质量。本研究以定南县某规模化脐橙种植园为研究基地,基于BMPs思想系统构建了东江源区果园面源污染防治措施,以期为东江源区果园农业面源污染防治提供科技支撑。
1 果园面源污染防治的总体思路
东江源区地形以丘陵坡地为主,果园面源污染防治应以生态学、环境科学、水土保持学等科学原理为指导,坚持预防为主,工程、生态、农业、管理措施相结合,全过程综合考虑,采取“源头减量、径流拦截、过程控制、深度净化”的系统控制技术。
1.1 源头减量技术
源头减量技术主要是通过科学整地,优化果园开垦方式,减少化肥、农药等农用化学品的投入量,提高其利用率,从源头减少污染物的产生量。
科学整地是果园开发及经营活动过程中防治水土流失、提高果园土地生产力的重要措施,应纳入果园开发利用总体方案。在东江源区丘陵坡地开垦果园,可根据地形地势情况,采取带状整地或是穴状整地,其中带状整地技术包括水平阶整地、反坡梯田整地等,穴状整地技术包括鱼鳞坑整地、大坑整地等。各种整地措施的具体技术要点可参考《水土保持综合治理 技术规范 荒地治理技术》(GB 16453.2—2008)。
化肥是重要的农业生产资料,在提高农作物产量及品质方面具有重要作用。然而,化肥的过量使用,不仅使土壤板结,还会造成营养元素的流失,影响水环境质量。化肥减量增效的主要技术原理是推进精准施肥、调整化肥使用结构、改进施肥方式、有机肥替代化肥等[4];提出的关键技术主要有测土配方施肥、一次性施肥、水肥一体化、有机肥替代化肥、种植果园绿肥等技术[4,5]。此外,还应结合土壤理化性质,合理选择肥料品种,科学施肥。赣南脐橙平衡施肥技术要点可参考《赣南脐橙平衡施肥技术规程》(DB 36/T 623—2011)。脐橙种植作为东江源区农业主导产业之一,在果园经营活动中应制定养分管理计划,科学施肥,减少化肥施用量,提高肥料利用率,从而减轻肥料施用带来的面源污染风险。
果园病虫害防治应遵循“预防为主、综合防治”的原则,禁止使用高毒、高残留农药,倡导使用安全、高效、低毒农药,积极推广生物防治、物理防治技术,保护有益生物和珍稀物种,维持果园生态系统平衡。目前,常用的物理防治技术主要有杀虫灯、防虫网、黄板诱杀、果实套袋等;生物防治技术主要有利用害虫天敌“以虫治虫、以菌治虫、以鸟治虫”,喷洒生物源农药(如植物源的除虫菊素、烟碱和鱼藤酮等,动物源的蜘蛛毒素、黄蜂毒素、沙蚕毒素等),微生物源的大黄素甲醚水剂、蛇床子素乳油等、生物化学农药(如性引诱剂、信息素等)。赣南脐橙病虫害生态控制技术要点可参考《赣南脐橙害虫生态控制技术规程》(DB 36/T 628—2011)。
由此可见,试验区采取BMPs措施后,对果园径流排水中总氮和氨氮的拦截效应显著。分析原因认为,本研究中BMPs主要以生态措施为主,借助植物的作用对径流中的营养盐进行拦截吸收,特别是氨氮,更易被植物吸收利用;而总磷主要是随水土流失进入水体(颗粒态磷),试验样品采集点位于汇水塘总排水口,对照区虽然水土流失量较试验区大,但经过汇水塘自然沉淀后,出水中颗粒态磷含量大幅降低,因此与试验区出水中总磷浓度差异不显著。
3 小结
东江源丘陵地区果园面源污染控制应遵循“源头减量、径流拦截、过程控制、深度净化”的系统控制思路,将BMPs思想贯穿果园开发与经营活动的全过程。本研究以东江源区定南县某规模化脐橙种植小流域为试验基地,研究了BMPs系统控制措施对果园径流排水面源污染的控制效果,结果表明,与对照区域(清耕法)相比,采取BMPs措施后,果园径流排水中总磷、总氮、氨氮浓度分别降低了27.78%、57.93%和88.89%,且对排水中总氮和氨氮的拦截效应非常明显。
参考文献:
[1] 章明奎,李建国,边卓平. 农业非点源污染控制的最佳管理实践[J]. 浙江农业学报,2005,17(5):244-250.
[2] 仓恒瑾,许炼峰,李志安,等. 农业非点源污染控制中的最佳管理措施及其发展趋势[J]. 生态科学,2005,24(2):173-177.
[3] 柴世伟,裴晓梅,张亚雷,等. 农业面源污染及其控制技术研究[J]. 水土保持学报,2006,20(6):192-195.
[4] 严建辉. 建瓯市柑橘化肥减量增效技术模式[J]. 中国农技推广,2018,34(8):51-52,48.
[5] 李 瑶,覃道文,田 平,等. 石门县柑橘化肥减量增效技术模式探讨[J]. 作物研究,2017,31(7):727-728,733.
[6] 李 波,李 晔,赵绍林,等. 植物篱对石灰土坡耕地理化性质及磷素流失的影响[J]. 水土保持学报,2017,31(5):14-18,24.
[7] 高小叶,张兴兴,朱建国,等. 生草栽培对果园面源污染的控制:三种牧草的比较研究[J]. 草业学报,2015,24(2):49-54.
[8] 刘 强,邓仕槐,敬子卉,等. 不同植物篱系统对坡耕地农田径流污染物的去除效果[J]. 农业环境科学学报,2016,35(6): 1136-1143.
[9] 李发林,谢南松,郑域茹,等. 生草栽培方式对坡地果园氮磷流失的控制效果[J]. 福建农林大学学报(自然科学版),2014,43(3):304-311.
[10] 赵金辉,陆 毅,赵晓莉. 植草沟-湿地滞留塘控制农田径流污染效能[J]. 环境科学与技术,2014,37(10):117-120,125.
[11] 夏品华,林 陶,张邦喜. 梯级滞留塘/人工湿地组合工艺处理山区污染河水[J]. 中国给水排水,2012,28(17): 88-90,95.
[12] 李存雄,夏品華,林 陶,等. 滞留塘系统在山区面源污染控制中的效果研究[J]. 贵州师范大学学报(自然科学版),2012,30(3):22-24.
[13] 李 峰,张 波,何义亮,等. 前置库技术在农业面源污染治理中的研究进展[J]. 广东化工,2017,44(5):103-106.
[14] 赵双双,周小文,兰泽鑫,等. 用于控制面源污染的前置库的结构设计研究[J]. 广东水利水电,2013(4):51-56.
[15] 徐 涵,苏国军,袁永坤,等. 不同形式生态沟渠截除农田径流污染物效果分析[J]. 2016,47(21):9-14.
[16] 张树楠,肖润林,刘 锋,等. 生态沟渠对氮、磷污染物的拦截效应[J]. 环境科学,2015,36(12):4516-4522.
[17] 国家环境保护总局. 水和废水监测分析方法[M]. 第四版. 北京:中国环境科学出版社,2002.