農(nóng)業(yè)化肥污染與環(huán)境保護(hù)的策略探討

楚 君

（河南省商丘生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，河南 商丘 476000）

引言

化肥的長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模應(yīng)用，給中國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境帶來很大危害。積極實(shí)施肥料減量增效措施，可以合理實(shí)現(xiàn)肥料利用零增長(zhǎng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的綠色化和安全化。對(duì)過度利用肥料的危害性進(jìn)行研究，并在基礎(chǔ)上給出推廣肥料減量增效、實(shí)現(xiàn)肥料利用零增長(zhǎng)的路徑，希望能夠從根本上保護(hù)環(huán)境，

1.目前施肥現(xiàn)狀

目前，中國(guó)許多地方在農(nóng)村經(jīng)營(yíng)和糧食生產(chǎn)方面依然采用傳統(tǒng)農(nóng)戶的分散方式經(jīng)營(yíng)，農(nóng)業(yè)資源效率和農(nóng)田基礎(chǔ)地力均相當(dāng)?shù)拖?，通過施肥可以增加食物產(chǎn)量。但通過數(shù)量統(tǒng)計(jì)的分析表明，2015年全中國(guó)化肥總施用量已超過6023萬噸，但平均使用率僅為33%。主要有以下四方面的影響因素:其一，肥料未能均衡利用，在注重經(jīng)濟(jì)作物的同時(shí)忽略了經(jīng)濟(jì)作物，相對(duì)比早地施肥量，水田用量更多，平均施肥量隨著農(nóng)業(yè)效益提升而上升;其二，平均施肥量過大，出現(xiàn)嚴(yán)重浪費(fèi)化肥的現(xiàn)象，農(nóng)民因?yàn)檫^度使用化肥，對(duì)土地、水以及大氣環(huán)境等產(chǎn)生較大環(huán)境污染，同時(shí)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量降低;其三，家中所用的有機(jī)肥過少，由于城市化建設(shè)不斷發(fā)展，在相當(dāng)程度上降低家中飼養(yǎng)量，但同時(shí)也大大減少有機(jī)肥實(shí)際用量，所利用家畜糞便的總量還不到一零點(diǎn)五，而對(duì)于枯秤，還田率也較低;其四，農(nóng)業(yè)施肥結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡，農(nóng)民長(zhǎng)期以來在注重肥料的同時(shí)忽略有機(jī)肥，并同時(shí)廣泛采用撒施和表施二類施肥方法。

2.化肥使用帶來的弊端

2.1 農(nóng)作物發(fā)育不良、根系能力下降

單單采用肥料，就會(huì)導(dǎo)致土壤營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)的失調(diào)，從而導(dǎo)致農(nóng)作物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中無法正常汲取營(yíng)養(yǎng)，其內(nèi)在的物質(zhì)也就無法有效轉(zhuǎn)換和融合，進(jìn)而造成農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育不良，同時(shí)也極易形成土壤腐敗問題，并最終降低農(nóng)作物質(zhì)量。土壤板結(jié)的狀況下，缺氧而引起根系生命力減弱，無法正常生長(zhǎng)發(fā)育，通氣減少，影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸取。

2.2 化肥中各元素比例失調(diào)

因?yàn)楫?dāng)?shù)卣谋O(jiān)管或打擊力量并不強(qiáng)大，對(duì)肥料的選擇也不科學(xué)或合理，氮肥過高，磷肥不夠，鉀或石鹽較低，從而造成使用配比失調(diào)。而且由于肥料的逐漸大規(guī)模使用，土地中的供需嚴(yán)重不均衡。加之為提高產(chǎn)量，重肥料、輕有機(jī)肥的現(xiàn)狀仍然存在，土地有機(jī)態(tài)營(yíng)養(yǎng)的所占比重顯然低下，土地酸化過程，生物活力減弱。

2.3 偏施化肥造成土壤理化性狀變差

目前使用的硫酸氨、普通過磷酸鈣等均屬酸性化肥，但長(zhǎng)時(shí)間大量應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致土地酸化。因?yàn)樗峄蟮耐恋刂袝?huì)產(chǎn)生部分毒性化學(xué)物質(zhì)釋放或?qū)е露拘曰瘜W(xué)物質(zhì)活力提高，對(duì)植物體生長(zhǎng)和土地內(nèi)微生物生存形成不良影響，而損害土壤肥力結(jié)構(gòu)。此外，土地酸化過程還可以溶解土地中的某些養(yǎng)分，這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨雨水和灌溉水向下滲入，從而導(dǎo)致土地養(yǎng)分的缺乏或貧瘠;在過量使用肥料后，施入的NH4+與土壤膠體中吸收的Ca2+、Mg2+等進(jìn)行陰離子轉(zhuǎn)換，從而損害土壤結(jié)構(gòu)并致板結(jié)。

2.4 化肥污染對(duì)大氣環(huán)境的危害

化肥對(duì)污染物大氣自然環(huán)境的污染物，大部分聚集在氨肥料上。施于耕地的氨肥料，部分以氨氣、氫氧化物氣體形式進(jìn)入污染物大氣自然環(huán)境，產(chǎn)生一系列的負(fù)面影響。一般地表施硫氨在三天后損失氮素7%，硫酸氫氨損失10%。而其他一定總量的氨肥料，以有機(jī)或無機(jī)氫形式的硝酸鹽再進(jìn)入土地，在土壤微生物反硝化細(xì)菌影響下，會(huì)以難溶態(tài)、吸附狀態(tài)和水溶狀態(tài)的復(fù)化合物形式再形成亞硝酸鹽，并一同轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的氨和氫氧化物氣體進(jìn)入大氣自然環(huán)境中，使室內(nèi)空氣品質(zhì)進(jìn)一步下降。尤其是氧化二氨氣體，在對(duì)流層內(nèi)比較平穩(wěn)，但上升至同溫層以后，在光化學(xué)效應(yīng)下，與臭氧物質(zhì)產(chǎn)生了雙重化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而減少臭氧發(fā)生器量，并損壞了臭氧層，從而使到達(dá)地球表面的紫外光增強(qiáng)，對(duì)植被、細(xì)胞等形成負(fù)面影響，并可導(dǎo)致病人和動(dòng)物產(chǎn)生皮膚癌。

2.5 化肥污染對(duì)水體的危害

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于肥料是水體最富有營(yíng)養(yǎng)性的主氮和磷源。因此，如果不氨照土壤營(yíng)養(yǎng)水平和作物需要，大規(guī)模使用氫肥，過剩就會(huì)隨田間排放進(jìn)入河道、湖水;旱田因土地傾斜、施肥后的強(qiáng)烈澆水以及遇暴雨侵蝕等，也使含氮物隨地表徑流而損失;水田在使用氨水、硫酸氨等氨態(tài)氮肥施放巨量后，由于過早排放，會(huì)使含氮物隨排放流入水源，從而造成水體養(yǎng)分的增加。由此造成因水而興生物的大規(guī)模生長(zhǎng)，水體中溶解質(zhì)氧濃度迅速下降，進(jìn)而產(chǎn)生厭氣環(huán)境，導(dǎo)致水污染，并嚴(yán)重干擾魚類生活，從而造成魚類的大批死亡和水域老化。而肥料除土壤地表損失外，也可能隨水淋失，破壞地下水。肥料中的硝酸鹽和亞硝酸鹽隨土質(zhì)的流速而移動(dòng)，并通過土地經(jīng)淋洗后損失進(jìn)入地下水。也因此，當(dāng)硝鏹水氨再加入土地中時(shí)，迅速分解成氨離子和硝酸根離子，當(dāng)硝酸根離子隨土地中礦質(zhì)膠體和抗腐蝕性的巨大負(fù)電荷被排除后，很易隨河流方向淋失，其淋失量隨著磷鉀肥使用和施肥量的增多而逐漸加重。如果大規(guī)模施用磷素肥料，就會(huì)導(dǎo)致地下水的離子等進(jìn)一步增加。肥料的大規(guī)模應(yīng)用，將使地下水的物理化學(xué)類型更加復(fù)雜。

農(nóng)業(yè)上，長(zhǎng)期大量使用肥料就是導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染的主要原因。但科學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，地下水中的硝酸鹽濃度上升大部分都是由于農(nóng)業(yè)施氫過度而造成的。地下水中硝酸鹽類和亞硝酸鹽的濃度若過高，將對(duì)飲食及人畜健康形成重大影響。亞硝酸鹽類在一定條件下也會(huì)形成致癌物亞硝胺，并作為腫瘤所引起的主要環(huán)境原因之一。

3.農(nóng)業(yè)化肥污染的環(huán)境保護(hù)措施

3.1 加強(qiáng)化肥減量宣傳

有針對(duì)性地開展化肥使用減量的宣傳工作，通過網(wǎng)絡(luò)、電視廣播、宣傳手冊(cè)、明白紙、培訓(xùn)班等途徑宣傳化肥減量的好處和技術(shù)措施，2018年共制作電視廣播5條、宣傳手冊(cè)5000 冊(cè)，開展職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)和貧困人口技能培訓(xùn)等共30 班次，培訓(xùn)1600 多人，切實(shí)做到化肥減量觀念深入人心。

3.2 優(yōu)化肥料結(jié)構(gòu)，減少用肥總量

在測(cè)土配方化施肥經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提倡“減氮、穩(wěn)磷、配微、增有”的農(nóng)業(yè)總體化施肥新理念，降低過碳酸氫氨、普通過磷酸鈣等低養(yǎng)分濃度的化肥用量，提高過尿素、磷酸二氨、優(yōu)質(zhì)過硫酸鈥、復(fù)合肥、控釋施肥、緩控釋施肥、沖施肥等有效化肥用量，在不降低作物總營(yíng)養(yǎng)供給的前提下，確保其整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)既不脫肥，又不產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)的無益消耗。

3.3 大力推廣水肥一體化技術(shù)

水肥一體化工藝技術(shù)，是將施肥作業(yè)和澆水作業(yè)有效融合的新興農(nóng)用工藝技術(shù)。結(jié)合膜下滴灌、壟膜溝灌等田間長(zhǎng)效節(jié)水工藝技術(shù)，推進(jìn)滴灌施肥、微噴淋施肥等水肥一體化技術(shù)開發(fā)，以提升農(nóng)業(yè)施肥水平與水資源利用效率;在使用該方法的生產(chǎn)過程中，必須使用加壓水管和裝設(shè)在末級(jí)管網(wǎng)的灌溉裝置，將化肥水溶液通過小流速迅速、精確、均勻地送入作物根系土壤。而對(duì)比于以往傳統(tǒng)的施肥技術(shù)，水肥一體化技術(shù)的增產(chǎn)提效狀況如在蔬菜栽培過程中，可達(dá)到節(jié)水32%左右，節(jié)肥42%左右，同時(shí)使其總產(chǎn)量提高18%左右。

3.4 改變土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤肥力

可進(jìn)行改良土地的方式很多，主要包括提高生態(tài)有機(jī)肥施用量、土地深修和提高細(xì)菌繁殖能力等。而在土壤改良后，還可以進(jìn)行對(duì)土壤化學(xué)性狀和物理的全面改良和完善，增加其中各種細(xì)菌的生長(zhǎng)活力，從而提高土壤肥力，并增加肥料使用比例等。對(duì)廣大農(nóng)戶加以正面指導(dǎo)，并協(xié)助其改進(jìn)耕種方法，全面、有效運(yùn)用輪作、套種和間作等三種方法。與此同時(shí)，輪作果蔬、谷物和水早作物。針對(duì)各種作物數(shù)量和種類相同而品種差異的糧食作物，進(jìn)行輪作、套種和間作。此外，還利用植物合理調(diào)整水土營(yíng)養(yǎng)元素，由此增加農(nóng)田土壤肥力，并適當(dāng)?shù)亟档褪┓柿俊?/p>

3.5 高度重視秸秤還田技術(shù)的應(yīng)用

積極應(yīng)用秸秤還田技術(shù)，不但可以有效增加糧食作物產(chǎn)出，而且還可以有效改善莊稼質(zhì)量，同時(shí)提高土地性能，并節(jié)省一定的運(yùn)輸成本。推廣利用秸秤搗碎還田、快速腐熟還田、過腹還田等新技術(shù)，開發(fā)具備秸秤搗碎、腐熟藥劑使用、土壤翻耕、土地平整等新特性的復(fù)式機(jī)械操作設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)秸秤取之于田、用之于田。同時(shí)為實(shí)現(xiàn)較好的秸秤還田功能，栽培技術(shù)人員應(yīng)在使用這些設(shè)備的整個(gè)流程中，把土壤不良病害的發(fā)生逐步減少。當(dāng)收獲糧食作物時(shí)，首先栽培技術(shù)人員應(yīng)把秸秤剁碎使用，而后再將秸秤放置于土壤上，并盡量將秸秤和土壤均勻地混合，以便于增加秸秤的腐爛速率。同時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐寥婪?，以減少糧食作物水分流失量。一般在翻理六天后，再開始第二次的秸秤移栽，以減少土壤腐熟時(shí)期。在此步驟中，要即時(shí)注意翻壓量，從土壤肥力情況綜合考慮來選擇秸秤的翻壓量，在土壤肥力情況良好地區(qū)可合理增加翻壓量，以減少土壤酸式造成的損失。但秸秤腐解后通常會(huì)產(chǎn)生一定的土壤酸性產(chǎn)物，對(duì)植株根系生長(zhǎng)發(fā)育和營(yíng)養(yǎng)吸收產(chǎn)生負(fù)面影響，因此栽培人員可以選擇一些硅灰來中和土壤酸性。

3.6 合理且有效使用沼渣沼液，以促進(jìn)環(huán)境生態(tài)循環(huán)

農(nóng)業(yè)發(fā)展中可把沼渣與沼液等統(tǒng)稱為沼肥，而利用沼氣池進(jìn)行厭氧發(fā)酵，使有機(jī)質(zhì)形成一定比例的，就是沼肥。磷等許多營(yíng)養(yǎng)元素都存在于沼渣中，而沼渣主要包括二種構(gòu)成要素，一是部分植物還沒有完全腐爛的原料，二是新生的細(xì)菌體，將大量腐殖酸含于其中，從而能夠高效修復(fù)土壤，增加土壤有機(jī)質(zhì)。把廣大農(nóng)民的土地資源利用視為農(nóng)業(yè)重要基礎(chǔ)，并充分發(fā)揮了新的資源利用率與較高等沼氣技術(shù)的橋梁功能，形成用農(nóng)業(yè)帶動(dòng)牧業(yè)、用沼氣帶動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)配套發(fā)展的高效農(nóng)產(chǎn)品循環(huán)系統(tǒng)，使果蔬生長(zhǎng)質(zhì)量、農(nóng)作物產(chǎn)出效率和農(nóng)產(chǎn)品資源利用率都得以有效提升。

3.7 轉(zhuǎn)變政績(jī)觀，通過對(duì)干部考評(píng)建立農(nóng)業(yè)資源和發(fā)展目標(biāo)

目前中國(guó)地方政府領(lǐng)導(dǎo)班子選舉和考核都是為盡可能實(shí)現(xiàn)上級(jí)人民政府下達(dá)的所有政績(jī)考核指標(biāo)，但在政績(jī)考核指標(biāo)體系中以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為中心，而忽略環(huán)境保護(hù)的特征還非常突出。受這些政績(jī)觀影響，各地政府干部對(duì)于環(huán)保改進(jìn)，包括對(duì)農(nóng)村化肥環(huán)境污染整治的動(dòng)機(jī)顯然欠缺。所以，應(yīng)當(dāng)在當(dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)班子遴選和考評(píng)指標(biāo)體系中設(shè)置剛性的環(huán)保目標(biāo)，從根本上緩解干部對(duì)于環(huán)保改進(jìn)動(dòng)機(jī)欠缺的問題。

3.8 推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)

一是在過去普及測(cè)土配制施肥科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，逐步擴(kuò)大測(cè)土配制施肥科學(xué)技術(shù)試點(diǎn)區(qū)域，把測(cè)土配制施肥科學(xué)技術(shù)運(yùn)用在種植蔬菜、瓜果、苗木等國(guó)民經(jīng)濟(jì)糧食作物的種植上。二是進(jìn)行地方性土壤施肥試點(diǎn)，至2018年實(shí)施土壤施肥試點(diǎn)二十多項(xiàng)，通過小麥玉米"3414"品種土壤施肥配制比較試點(diǎn)、化肥效率測(cè)試、化肥減量試驗(yàn)演示、以有機(jī)肥取代化肥實(shí)驗(yàn)等，探求最優(yōu)化的肥料使用技術(shù)。三是結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況研究提出了新的化施肥配方，并建立了健全配方化施肥技術(shù)推廣應(yīng)用的制度。推行種肥同播、水肥一體化、機(jī)械追肥等先進(jìn)生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)作物葉面肥施用技術(shù)，增加農(nóng)業(yè)水資源和化肥使用率，減少對(duì)農(nóng)用生產(chǎn)資料的直接投致的影響損失。秸秤腐解時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生一定的酸性產(chǎn)物，對(duì)植株根系繁殖和營(yíng)養(yǎng)吸取產(chǎn)生負(fù)面影響，因此栽培人員也應(yīng)使用一定石灰來中和土壤酸性。

3.9 構(gòu)建相應(yīng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)

農(nóng)村化肥污染的主要措施和內(nèi)容是建設(shè)中國(guó)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這將是中國(guó)實(shí)現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)的重要基石。所以當(dāng)下一定要意識(shí)到農(nóng)村肥料污染監(jiān)測(cè)的必要性，并全面進(jìn)行監(jiān)控管理工作。針對(duì)目前情況，應(yīng)該形成配套的監(jiān)控網(wǎng)站和系統(tǒng)，盡可能在最短時(shí)間內(nèi)掌握目前農(nóng)村肥料排污情況，并形成農(nóng)村肥料排污信息庫，不斷完善各項(xiàng)基本數(shù)據(jù)的建立，為國(guó)家政策提供依據(jù)。

4.結(jié)束語

現(xiàn)代化的農(nóng)村發(fā)展需要壯大農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，同時(shí)更需要保護(hù)環(huán)境，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)村的可持續(xù)性實(shí)現(xiàn)，但不要以奉獻(xiàn)自然環(huán)境為價(jià)格。所以一定要重視鄉(xiāng)村化肥環(huán)境污染問題，在立法、監(jiān)督、管理生產(chǎn)方式和教育等各個(gè)方面積極開展農(nóng)村環(huán)保工作，以推動(dòng)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性。