微生物技術(shù)在治理農(nóng)業(yè)面源水污染中的應(yīng)用探討

摘 要：農(nóng)業(yè)面源污染已是我國總面源污染的第一大來源，而水污染是農(nóng)業(yè)面源污染最大污染源之一。由于面源污染的復(fù)雜性，防治農(nóng)業(yè)水污染，“防”勝于“治”。隨著現(xiàn)階段我國科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，相應(yīng)微生物技術(shù)得到飛速發(fā)展，微生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)面源水污染的治理過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠不斷加強(qiáng)農(nóng)業(yè)源頭的污染，同時(shí)，還能夠截留農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的污染，大大減少污染物向周圍的水體的排放，這在一定程度上可以保持農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為了更好地進(jìn)行微生物技術(shù)的應(yīng)用，在此，對(duì)這一方面進(jìn)行深入的探討。

關(guān)鍵詞：微生物技術(shù)；治理；農(nóng)業(yè)面源水污染；應(yīng)用探討

中圖分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132033

前言

根據(jù)《第一次全國污染普查公報(bào)》顯示，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的污染已經(jīng)完全超過了工業(yè)以及城市所產(chǎn)生的污染，高居我國面源污染的首位。農(nóng)業(yè)污染大大破壞了相關(guān)自然環(huán)境以及資源環(huán)境，尤其是江河湖海方面水資源的污染。其中，水污染最顯著的表現(xiàn)就是水體富營養(yǎng)化，造成這一現(xiàn)象的原因如下：農(nóng)田直接排污；農(nóng)村生產(chǎn)以及生活過程中的直接排污；農(nóng)村畜禽養(yǎng)殖的直接排污?，F(xiàn)階段，為了進(jìn)一步減少這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，農(nóng)業(yè)資源保護(hù)部門能夠系統(tǒng)采用的防治措施主要有3種：污染源頭的不斷減少；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染過程中的攔截；污染終端的最終修復(fù)。在以上3個(gè)過程中，對(duì)污染進(jìn)行預(yù)防以及控制貢獻(xiàn)更大。在進(jìn)行農(nóng)業(yè)污染防控的過程中，以生態(tài)環(huán)境自身的吸附以及凈化為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合相應(yīng)的微生物技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅能夠進(jìn)一步提高化肥、飼料以及農(nóng)藥等物質(zhì)的利用效率，還能夠進(jìn)一步提高自然生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，大大降低農(nóng)業(yè)污染。根據(jù)相關(guān)資料顯示，微生物的技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于廢水污染處理過程中，并起到十分有效的作用，我們應(yīng)該重視這一方面的分析以及探索。在此，綜述微生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)污染過程中的應(yīng)用，分析其中存在的問題，希望能夠進(jìn)一步促進(jìn)微生物技術(shù)應(yīng)用的水平。

1 利用微生物技術(shù)減量農(nóng)業(yè)水污染的源頭

作為一種水污染的防治方法，“源頭控制”是一種十分有效的方法。在進(jìn)行微生物減量的方法采取過程中，利用微生物技術(shù)進(jìn)行生物肥料、飼料以及農(nóng)藥的生產(chǎn)，進(jìn)行傳統(tǒng)產(chǎn)品的替代，這具有十分重要的意義，其主要內(nèi)容如下。

1.1 減量化肥的施用量

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)業(yè)化肥的用量占全世界的1/3，位于第1位。雖然使用化肥能夠在某種程度上減少勞動(dòng)力，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，但是由于化肥的過度使用，這導(dǎo)致我國的水體受到極大的影響，造成水體富營養(yǎng)化。隨著人們對(duì)于這一方面意識(shí)的提高，開始使用有機(jī)肥，但是由于有機(jī)肥使用不方便，其推廣受到一定的限制。微生物肥料其中包含多種土地所需的微生物，包括解磷菌、固氮菌、硝化菌、放線菌和纖維素降解菌等，能利用空氣中的氮源，激活土壤中的速效磷，降解有機(jī)質(zhì)，最終提高肥效，減少肥料施用量。除此之外，微生物肥料還能夠在一定程度上改善我國土壤的性質(zhì)，為農(nóng)作物的健康生長(zhǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，為生物肥料主要應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，可以較為有效的提高作物的生長(zhǎng)質(zhì)量，進(jìn)一步減少農(nóng)田營養(yǎng)物質(zhì)的流失，是傳統(tǒng)肥料的有效代替物。

1.2 減少農(nóng)藥的使用量

我國農(nóng)藥的使用量也居世界第一位。傳統(tǒng)的農(nóng)藥雖然在一定程度上控制了病蟲害的影響，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，但是，由于農(nóng)藥的長(zhǎng)時(shí)間使用，這導(dǎo)致土壤的功能被極大地破壞，整個(gè)生態(tài)平衡破壞。傳統(tǒng)的農(nóng)藥對(duì)于人體的傷害也較大。為了能夠更好地進(jìn)行農(nóng)業(yè)污染的治理，我們可以采用微生物農(nóng)藥進(jìn)行傳統(tǒng)農(nóng)藥的代替，微生物農(nóng)藥主要指微生物活菌，這種農(nóng)藥的防治效果較好，其安全性較高，對(duì)于環(huán)境的污染較小，是一種新型的生態(tài)農(nóng)藥。

1.3 減量養(yǎng)殖廢棄物

根據(jù)《第一次全國污染普查公報(bào)》顯示，現(xiàn)階段我國的畜禽養(yǎng)殖的排放物成為農(nóng)業(yè)面源污染源之首。這些排放物通過各種渠道進(jìn)入到水體，不僅僅會(huì)直接造成水體的富營養(yǎng)化，同時(shí)，由于這些排放物未經(jīng)過相應(yīng)的處理，其中存在病原體，會(huì)導(dǎo)致流行病的出現(xiàn)。為了進(jìn)一步減少污染源，我們應(yīng)該將微生物技術(shù)應(yīng)用到排放物的處理過程中。通過微生物添加劑的應(yīng)用，可以有效的保持微生物菌群的整體平衡狀態(tài)，提高畜禽的免疫力，對(duì)排泄物進(jìn)行處理，進(jìn)一步提高畜禽的生產(chǎn)質(zhì)量。例如，使用微生物堆肥劑，可以不斷加快養(yǎng)殖糞便的堆肥化，通過這樣的方法可以讓農(nóng)肥化工藝不斷穩(wěn)定，在一定程度上提高實(shí)際利用率，進(jìn)而減少排放量。

2 微生物截留農(nóng)業(yè)水污染過程

在進(jìn)行水污染治理的過程中，微生物截留是其中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的措施，通過微生物截留不僅僅可以較為有效的減少農(nóng)業(yè)污染的大范圍擴(kuò)散，還能夠進(jìn)一步縮短煙廠污染物的滯留時(shí)間，進(jìn)行農(nóng)業(yè)污染物的截留。在這樣的生態(tài)體系中，無論是人工濕地還是生態(tài)溝都具有一定的緩沖能力，能夠不斷提高土壤的污染處理能力。進(jìn)行微生物技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地進(jìn)行農(nóng)業(yè)污染的截留，其主要應(yīng)用措施如下。

2.1 擴(kuò)大緩沖區(qū)的功能面積

其截留面積的建造主要包括2個(gè)方面：物理空間面積；生物的功能面積。微生物技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步擴(kuò)大緩沖區(qū)的功能面積，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：提高植被的覆蓋率。通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，可以將相應(yīng)的有害物質(zhì)逐漸分解，同時(shí)，還能夠激化營養(yǎng)物質(zhì)，在一定程度上減輕不良環(huán)境的影響，進(jìn)一步提高植被的覆蓋率，促進(jìn)污染治理效果的提高；擴(kuò)大根區(qū)面積。通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅可以促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，還可以通過相應(yīng)的菌體進(jìn)一步擴(kuò)大凈化功能面，污染治理得到進(jìn)一步的控制；強(qiáng)化生態(tài)位。植物是自然界的生產(chǎn)者，同時(shí)，微生物也是自然界的分解者，通過這兩者之間的協(xié)調(diào)，進(jìn)行污染物的轉(zhuǎn)化，進(jìn)一步減少污染源的面積。除此之外，微生物技術(shù)的應(yīng)用，還可以進(jìn)一步提高、穩(wěn)定植被的整體覆蓋率，與植物進(jìn)行整體的協(xié)調(diào)，提高植物的凈化效率。

2.2 環(huán)節(jié)緩沖區(qū)功能周期

在我國大部分生態(tài)系統(tǒng)中，為了能夠促進(jìn)其污染物的不斷分解，往往采用植被緩沖帶、濕地以及生態(tài)草溝等方法，但是，這些措施的采取往往會(huì)涉及到越冬問題。尤其是在春季，農(nóng)田施肥之后，這將會(huì)直接導(dǎo)致流域水體的氮濃度大大提高，直到5月份出現(xiàn)最高峰。由于初春緩沖帶的植被大部分還處于冬眠狀態(tài)，其根系的生長(zhǎng)代謝較慢，其凈化功能將會(huì)直接喪失。針對(duì)這一問題，可以針對(duì)性使用微生物技術(shù)，不但能夠提高植被的整體抗凍能力，還能夠進(jìn)一步縮短植被的返青時(shí)間，還能夠延長(zhǎng)緩沖區(qū)的功能周期。如接種叢枝菌根真菌能改善黃瓜、玉米的形態(tài)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)玉米、黃瓜、小麥的生理生化反應(yīng)，最終增強(qiáng)宿主的抗寒性，提高植株對(duì)低溫脅迫的耐受性。除此之外，采用菌劑進(jìn)行相應(yīng)植物的處理，還能夠增加草坪草主根長(zhǎng)度、數(shù)量以及整體防御功能，進(jìn)而不斷提高這一植物的整體抗寒能力。根據(jù)相關(guān)資料顯示，植被根系的微生物的種類越多，其吸氧細(xì)菌就越多，這樣的環(huán)境十分有利于有機(jī)污染物的有效分解。通過植物御寒能力的提高，不斷增強(qiáng)相應(yīng)的植物系統(tǒng)在冬季的整體凈化能力，進(jìn)而較為有效的進(jìn)行污染物的分解以及處理，這對(duì)于農(nóng)業(yè)污染的整體治理具有十分關(guān)鍵的作用。

2.3 改善緩沖區(qū)的土壤質(zhì)量

由于土壤本身具有吸附能力，在一定程度上能夠影響污染物的整體擴(kuò)散情況。通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，可以與植物的聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步改善土壤的整體質(zhì)量。同時(shí)，通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，還能夠?yàn)榫S護(hù)土壤的聚體結(jié)構(gòu)，不斷強(qiáng)化土壤的入滲。除此之外，還可以利用微生物進(jìn)行土壤有機(jī)碳含量的提高。通過相應(yīng)的微生物的應(yīng)用，可以將土壤的pH值降低，這樣的環(huán)境十分有利于礦物質(zhì)的溶解，同時(shí)，還能夠增加土壤微生物的數(shù)量以及根系分泌物的含量。通過微生物的應(yīng)用，不僅提高土壤的整體能力，不斷提高土壤的整體吸附能力，為污染物的有效治理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 總結(jié)

進(jìn)行微生物技術(shù)應(yīng)用方面的研究對(duì)于農(nóng)業(yè)污染治理具有十分關(guān)鍵的作用，通過微生物技術(shù)的應(yīng)用，不僅僅能夠進(jìn)一步提高化肥、飼料以及農(nóng)藥等物質(zhì)的利用效率，還能夠進(jìn)一步提高自然生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，大大降低農(nóng)業(yè)污染，因此，要重視這一方面的發(fā)展。但是，要清楚的意識(shí)到，在進(jìn)行微生物技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，往往會(huì)導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生。部分微生物對(duì)于農(nóng)業(yè)自然環(huán)境是十分有益的，例如銅綠假單胞菌、熒光假單胞桿菌。這些微生物不僅僅能夠降解污染物，處理農(nóng)業(yè)或是生產(chǎn)過程中的廢水，同時(shí)，還能夠促進(jìn)農(nóng)業(yè)植物的生長(zhǎng)。但是，這些微生物對(duì)于人體具有一定的危害性，它們屬于條件致病菌，若是宿主的免疫能力下降，將會(huì)直接導(dǎo)致宿主疾病的發(fā)生。因此，在進(jìn)行微生物應(yīng)用的過程中，管理人員一定要重視安全問題，高效地進(jìn)行微生物技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步減少農(nóng)業(yè)污染。

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作者簡(jiǎn)介：張曉（1987-），女，湖北漢川，學(xué)士，講師，研究方向：生物技術(shù)、微生物學(xué)。