滇池流域化肥减量及面源污染治理

谭海燕，任建青，张振荣，梁志妹

（昆明市农业科学研究院，云南 昆明 650118）

滇池流域属长江流域金沙江水系，流域面积2 920 km2，涉及昆明市五华区、盘龙区、西山区、官渡区、呈贡区、晋宁区，由于气候、资源和区位条件优越，集约农业和设施农业较发达。但长期过量施肥和灌溉引起的土壤结构破坏、养分不平衡、次生盐渍化等问题也日益突出，成为农业面源污染治理、水环境保护的重点区域。2015年以来，昆明市紧紧围绕高原特色农业，坚持节本与增效兼顾、生产与生态统筹、减量与保产并举、减量与提质并重、政府与社会共推的基本原则，制定了以“推进科学施肥，提升耕地质量，减少农业面源污染，农业节本增效”为重点任务的实施方案，在滇池流域开展化肥减量增效、农业面源污染治理和耕地质量提升工作，推广测土配方施肥、水肥一体化、有机肥替代、新型肥料应用、耕地土壤障碍治理等技术，取得了明显成效。

2016—2020年，推广化肥减量增效技术8.67万hm2，包括测土配方施肥面积6.73万hm2，配方施肥面积2.16万hm2；有机肥替代面积2.71万hm2；水肥一体化技术1.14万hm2；施用新型肥料包括缓控释肥、微生物肥、水溶肥6.41万hm2；推广机械化施肥5 733 hm2；绿肥种植720 hm2。同时，通过秸秆还田、酸化、盐化土壤、土壤板结等治理，提高耕地土壤质量和土壤供肥能力，达到减少化肥使用量的目的。多项技术实施使全流域化肥使用量实现负增长，统计数据显示，流域所涉及县（区）2020年化肥使用量34 967 t，较2015年化肥使用量41 334 t减少15.4%。

1 化肥减量增效主要工作及成果

1.1 深化测土配方施肥

1.1.1 测土先行，摸底耕地质量

通过野外调查、土样采集、化验检测，掌握滇池流域耕地土壤肥力、地力和质量水平，应用3S技术，建立了基于地理信息系统的滇池流域“县域耕地资源信息管理平台”，构建了包括耕地土壤养分管理、耕地地力等级评价、耕地质量健康等方面的空间和属性信息管理平台，揭示了滇池流域耕地土壤质量演变规律，明确了滇池流域耕地障碍因子，并实现了动态跟踪和实时更新。

通过研究30多年来的滇池流域耕地土壤质量变化情况显示，滇池流域耕地耕层养分含量随时间增加而显著提高，特别是大量元素的增加十分明显，根据全国土壤养分丰缺指标标准及云南省第二次土壤普查时的土壤养分分级标准，耕层养分含量基本处于很丰富的等级，仅有个别微量元素含量处于中等和缺乏状态。滇池流域耕地质量维护也长期面临着土壤障碍因素的困扰，与第二次土壤普查数据比较，由于过量施肥和灌溉，湖滨盆地及平坦高阶地深层土壤中养分累积量大幅升高，坝区农田出现土壤酸化、次生盐渍化等问题，而山区和半山区耕地面临的土壤障碍因素主要是耕层变浅、酸化面积增加、水利化程度不高、养分不平衡等问题，其面积占流域内耕地总面积的35%左右。此外，高强度耕作所导致的土壤结构稳定性下降也是滇池流域耕地质量面临的共性问题。

1.1.2 试验研究，配方引导施肥

通过全流域农户施肥调查、土壤植株检测、施肥定位监测、田间试验研究、模式技术攻关等大量基础工作，构建了滇池流域“测土配方施肥数据管理平台”“测土配方施肥专家咨询系统”，建立了滇池流域主要作物的施肥指标体系，为实施配方施肥打下坚实基础。针对滇池流域种植的主要作物类型，从“十一五”开始通过实施“3414”“2+X”等试验，获得了不同作物的最佳肥料施用方式和数量，摸清了土壤养分校正系数、作物养分吸收率、肥料利用率、作物相对产量等技术参数，利用养分平衡法、目标产量法等确立了施肥指导原则和技术方案，实现了对流域内不同区域、不同肥力水平下作物施肥管理的指导，制定了滇池流域主要作物的推荐施肥技术方案和施肥配方。结合农业种植制度和土壤类型等，构建了滇池流域主要粮食、经济作物包括玉米、麦类、马铃薯、蔬菜、花卉等的耕地土壤养分丰缺指标体系和施肥指标体系。

1.1.3 示范带动，全面推广技术

结合各县（市、区）农业生产特点，以点带面，整体推进，以稳产减肥，提高肥料利用率为目的，以“控氮减磷”为中心，建设测土配方施肥示范区。同时广泛开展宣传和技术培训，扩大测土配方施肥技术覆盖率。5年来，共推广测土配方施肥6.73万hm2，举办培训291期，发放配方施肥建议卡95 430份。

1.1.4 农企对接，创新服务机制

积极探索公益性服务与经营性服务结合、政府购买服务的有效模式，支持专业化、社会化服务组织发展，形成以配方肥为主体的肥料配给和推广体系，5年来，共推广使用配方肥2.16万hm2，施用配方肥1.17万t。

1.2 施肥方式转变

根据滇池流域水土资源条件、种植布局、灌溉方式等实际情况，分区域、分产业做好高效节水规划，采取适宜的节水节肥措施包括集雨补灌、膜下滴灌、喷滴灌等，建立农业节水灌溉体系，推广因地、因苗、因水、因时分期施肥技术，同时结合区域特点，推进机械化施肥、根外施肥技术等。通过农村专业合作社、农业龙头企业、农业示范园区等推动特色产业基地建设的规模化、标准化和农业生产方式的转变。5年来，滇池流域共推广机械化施肥5 733 hm2，水肥一体化技术1.14万hm2，主要包括设施农田环境友好型种植模式与水肥提效技术集成示范和推广；蔬菜、花卉水肥一体化精量管理技术推广；鲜切月季基质栽培及水肥一体化精量管理与零排放技术示范；草莓基质栽培及水肥一体化精量管理技术示范推广；山区半山区露地栽培蔬菜、果树等作物，利用灌溉设施，开展集雨补灌、膜下滴灌、喷灌等水肥一体化技术示范推广等。

1.3 推进新型肥料使用

加快新型肥料产品推广，示范推广缓释肥、水溶肥、生物肥、腐殖酸、氨基酸肥、土壤调理剂等高效新型肥料。5年来，共计推广缓控释肥、微生物肥、水溶肥料等6.41万hm2。

1.4 有机肥技术推广

1.4.1 有机肥替代化肥

针对流域内耕地土壤有机质含量和土壤供肥能力，结合不同作物施肥现状及需肥特点，通过增施有机肥，应用有机肥部分替代化肥模式实施化肥减量增效技术，5年来共累计推广有机肥替代面积2.71万hm2。

1.4.2 秸秆养分还田

利用各地秸秆资源，通过秸秆粉碎还田、快速腐熟还田、过腹还田等方式，改良和培肥土壤，减少化肥用量，有效提高有机质含量和降低农业面源污染。5年来通过流域内推广玉米、麦类秸秆还田，蚕豆、豌豆秸秆还田，绿肥翻压还田等面积6.67万hm2。

1.4.3 因地制宜种植绿肥

采用果园等冬（秋）闲田净种绿肥光叶紫花苕，玉米、马铃薯、烤烟等大春作物间套种光叶紫花苕模式，开展绿肥种植及还田。5年来发展绿肥种植720 hm2。

1.5 提高耕地质量

一是加快高标准农田建设，完善水利配套设施，改善耕地基础条件。二是在台地丘陵区开展耕地土壤改良、保育与开发一体化技术体系的示范与推广。研究推广水源区耕地鲜食玉米-绿肥轮作栽培模式，马铃薯、烤烟、果树等套种绿肥光叶紫花苕。三是开展滇池流域耕地土壤障碍消减集成技术示范与推广。针对滇池流域设施栽培区域土壤次生盐渍化、土壤团粒结构不同程度破坏、有益微生物减少、作物生长不良或不能生长等问题，研究应用甘蔗渣、生物炭、腐殖土、微生物菌剂等改良土壤，开展设施蔬菜、花卉土壤盐渍化防治和综合治理技术及示范；针对设施栽培区域和旱地土壤酸化情况，通过增施有机肥、氧化钙、土壤调理剂（主要为钙镁磷肥）等技术手段治理土壤酸化和板结。5年来晋宁区在pH值3.5～5.5的强酸性土壤上进行酸化土壤治理及改良培肥2 000 hm2。

2 化肥减量增效主要技术实施效果

2.1 水肥一体化

滇池流域应用水肥一体化技术主要模式有土壤栽培喷灌模式，用于叶菜类蔬菜种植；土壤栽培滴灌模式，在蔬菜、花卉、果树生产中广泛应用。基质栽培水肥一体化模式包括有机、有机无机混合、无机基质栽培水肥一体化模式，主要在草莓和切花月季生产中示范推广。在蔬菜和花卉上应用水肥一体化技术试验示范结果表明，肥料利用率较常规施肥平均提高20%以上。采用基质栽培水肥一体化技术模式，产量水平明显超过传统土壤栽培，肥料利用率可达50%以上。另外，基质栽培可实现渗滤液的全部回收利用，实现化肥零排放。

2.2 有机肥替代化肥

滇池流域12组有机肥部分替代化肥田间试验和生产示范结果表明，在不同作物（包括粮食和马铃薯、蔬菜、花卉等经济作物）、不同种植模式下（包括露地和大棚），通过增施不同数量的有机肥，应用有机肥部分替代化肥模式可以达到稳产和增产的目的。从作物综合性状上看，作物长势和商品性都较不施有机肥有所提高。从减肥幅度上看，增施有机肥的量越大，减少化肥施用的幅度也相应增加。在露地生产中，结合不同地区有机肥供应量和经济水平，适当增施有机肥，可减少化肥10%～20%。在设施农业发达、施肥强度大、耕地土壤养分含量较丰富、土壤供肥能力高的地区，通过增加有机肥施用量，可减少化肥达40%～50%，同时增加产品商品性和产量，实现优质高产。

2.3 微生物肥及生物有机肥应用

15组微生物肥、生物有机肥试验和生产示范结果表明，在流域内蔬菜和花卉连作区域长期存在耕地质量退化、作物病害加重问题，选择适宜的微生物肥及生物有机肥，在不同作物上均可达到化肥减量但不减产的效果，一般情况下减少化肥10%～20%，不会造成作物减产，且综合性状均有所改良。在土壤养分含量较高、连作障碍突出、次生盐化和肥料效应不明显等的设施栽培区域，减肥幅度可以适当增加，通过施用微生物肥或生物有机肥，改良作物根际微生物环境，提高作物根系活力和抗病能力，达到减少化肥施用、提高作物产量和品质，克服连作和次生盐化等障碍因素的目的。

2.4 缓控释肥、叶面肥应用效果

在粮食作物和蔬菜、花卉上9组应用新型肥料田间试验和示范结果表明，应用缓控释肥及腐殖酸叶面肥、纳米肥叶面喷施等，在减少化肥10%～20%的情况下，不会造成作物减产。其中，晋宁区在青菜上叶面喷施腐殖酸肥和纳米肥时，减肥效果达20%～40%，株高、茎粗、单株重明显增加。叶面施肥不仅可以大大减少化肥用量，同时对解决因过量施肥引起的盐渍化问题也有明显的改良效果。

2.5 耕地土壤障碍治理

应用甘蔗渣、生物炭、微生物肥、生物酶制剂、腐殖质、有机肥等治理次生盐渍化土壤。晋宁区在玫瑰上施用甘蔗渣示范结果表明，平均亩增产1 988支玫瑰花，水溶性总盐降低49.3%，阳离子交换量增加5.9%，明显改良土壤性能。使用“生物酶制剂+腐殖质+有机肥”治理盐化土壤，与常规施肥相比，减化肥量40%施肥对鲜切花玫瑰产量、株高、茎粗、A级花比例等指标的影响差异不显著，EC值从1.39 ms/cm降至0.9 ms/cm，降幅为35%，玫瑰长势明显改善。在设施土壤上采用“生物炭+有机肥”进行次生盐渍化土壤改良，玫瑰切花长势明显改善，与常规施肥相比，减化肥量40%施肥对鲜切花玫瑰产量、株高、茎粗、A级花比例等指标的影响差异不显著，EC值从1.39 ms/cm降至0.6 ms/cm，降幅为57%，明显起到了减肥和改土效果。

3 化肥减量和面源污染治理

农业面源污染已经成为当前我国地表水体污染的主要来源，滇池水污染是高原湖泊富营养化治理的难点，由于农业面源污染形成因素复杂，受各地土壤、气候、土地利用方式、农业生产管理等影响轻重不同，在治理农业面源污染时也应突出重点，分区施策，因地制理。滇池流域受垂直气候、土壤和地理位置多样性变化影响，农业种植制度和种植模式复杂，不同区域出现的问题不一，必须结合生产上出现的实际问题采用相应的减肥技术，并通过试验等手段验证，才能实施减肥推广，否则效果不明显或易造成减产。

化肥的安全和高效使用是当前农业环境保护的重点，也是农业实现优质可持续发展的基础。刘钦普[1]对中国化肥面源污染环境风险进行评估认为近25年来，全国化肥使用环境安全阀值在200～300 kg/hm2，氮、磷、钾化肥平均风险指数分别为0.54、0.53、0.49。王奇[2]认为在现有技术下，保证粮食安全的施肥量最少为346.6 kg/hm2，提出2020年我国粮食作物安全和农业生态环境在现有技术下无法兼得，因此，提高农业技术水平和农作物化肥利用率的形势极为紧迫。从当前滇池流域农业种植结构和化肥施用量调查结果看，单位面积平均化肥用量已超过国家环境安全阀值，因此，为达到保护农业生态和水环境并兼顾农业生产效益的目的，应不断探索新技术，提高肥料利用率和作物产量，使滇池流域农业生产能够实现绿色、环保、生态的长足发展。

天蓝水清