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【关键词】合理施肥;遵循原则
合理施肥,就应该要达到最大限度的利用肥料中有效的养分,提高肥料的利用率,达到提高农作物的产量和品质、获得比较显著的经济效益;还要利于培肥地力,保护生态环境和农产品不受污染,有利于农业的可持续发展。
在东北地区,水稻、玉米等粮经作物在施肥管理上,一般应遵循四个原则,即“施足底肥,用好微肥,平衡施肥,合理追肥”。
一、施足底肥
施足底肥要遵循两个原则:一是有机肥为主,化肥为辅;二是大量元素与中、微量元素相结合。有机肥料肥源比较广阔,施用起来也比较经济,而且含有农作物所需的多种营养成分,长期施用可改善土壤的物理性状,提高土壤的肥力,是施用化学肥料所不能相比的。所以在作物施肥上应本着有机肥为主,化肥为辅的原则进行施肥。在使用有机肥,如粪肥、饼肥以及经工厂化加工的优质有机肥,不仅要根据土壤肥力和作物营养需求进行配方施肥,还要适应现代农业发展的必然趋势,实现有机农业与农业机械化的有机结合。目前东北地区的玉米秸秆直接还田比例已稳定达到80%以上,不仅为土壤返还了大量矿质养分,提高土壤肥力,还有效促进了土壤结构的改善,提高了土壤有机质含量,有效抑制了土壤速效钾含量不断下降的趋势,为农业可持续发展奠定了坚实的基础。
各种营养元素的配合也是施肥的重要内容,氮、磷、钾化肥底追比例调节,主要是依据土壤保肥能力与肥料种类而定。随着产量不断的提高,在耕地高度集约利用的情况下,须进一步强调氮、磷、钾肥的互相配合,补充必要的中、微量元素,以获得高产稳产。
土壤是农业生产中的宝贵财富。土壤中所含的有机质和氮、磷、钾等是作物养分的基本来源。土壤类型、熟化程度和性状不同,各种土壤的养分含量也是不一样的。如:碱性土壤就不宜施磷矿粉和钙镁磷肥;而粘性重的土壤则可以适当施用一些炉渣灰物质,改良土壤的通透性。还有沙质重的土壤也可以少量多次的施用一些速效化肥,可以减少肥料流失。多施用有机肥,可以提高土壤的保水保肥能力。因此,测土配方施肥还是在一定程度上能提高施肥的经济效益和社会效益,以确保作物产量。
二、用好微肥
近年来随着产量水平不断提高,在小麦、玉米生产中锌、锰、硼的缺素表现越来越普遍。很多农户反映“我的肥料没少施,为什么产量上不去呢”,其中重要原因之一是微量元素缺乏造成的。因此,针对性施用微量元素肥料已成为今后农业生产中不可忽视的问题。
微肥施用以底施、喷洒或拌种最为常见。土壤中的有效锌含量低于0.5PPm,亩施硫酸锌1.5-2.0公斤;土壤中有效硼低于0.3PPm,应亩施硼砂0.5-1.0公斤;土壤有效锰的含量低于5PPm,应亩施硫酸锰2.0-3.0公斤。一次底施,可维持肥效3年,应注意拌土、拌砂,施用均匀,以防局部施用浓度高而发生毒害作用。土壤中的有效锌0.5-2.0PPm,每公斤稻种可用4克硫酸锌拌种;土壤中的有效硼0.5-1.0PPm,每公斤稻种用4克硼砂拌种;土壤中的有效锰5-10PPm,每公斤稻种可用4克硫酸锰拌种。
还应注意作物的需肥特点,例如:禾谷类作物对氮肥需要量较多;微量元素钠和硅是水稻的有益营养成分,对大多数作物并无明显作用。专用叶面肥、复合肥等肥料品种,就是针对农作物的需肥特点,为了使某一类作物的产量和品质提高而专门设计生产了出来的。
三、平衡施肥
施肥要根据土壤的条件、作物营养的需求以及季节气候变化等因素,调整好各种养分配比和用量,以保证作物所需营养比例平衡供给。多留心天气变化,可减少不利天气造成肥料损失。雨量及温度的变化都直接影响施肥的效果,天气干旱时,不利施肥发挥作用,雨水过多施肥,又极容易造成肥料流失。选择适宜的温度和适量雨水天气,则有利于有机肥分解,例如,水稻应选在降雨之后施肥,防止肥料流失。除有机肥和化肥外,微量元素肥、微生物肥、氨基酸等营养液,可以通过根施或者叶面喷施作为作物营养的补充。此外,要注意各营养成分间的化学反应及拮抗作用。例如:磷酸根离子易与钙离子反应,生成难溶的磷酸钙,使植物无法吸收,故磷肥不宜与石灰、硝酸钙等肥料混用;钾离子和钙离子互相拮抗,钾离子多会影响作物对钙的吸收,而钙离子过多也会影响作物对钾的吸收。
四、合理追肥
追肥是调控作物的生长发育、满足中后期养分需求重要的手段。追肥应根据作物生长情况和需求而定,以速效肥料为主,一般采用根区撒施、开沟条施、穴施、叶面喷施等多种方式。铵态氮素化肥是一种速效肥料,最适合作追肥。因为铵离子遇碱易形成氨气(NH3)挥发造成损失,因此在施用上要注意不要与草木灰等碱性肥料混合使用,而且要深施覆土。铵态氮素化肥中的有效成分不易造成流失,例如:氯化铵最适用在水田中施用,而硫酸铵适于中性及碱性土壤,用于水稻、玉米、小麦、蔬菜、果树等作物。
关键词:测土配方施肥;发展历史;作用;依据
中图分类号:S147 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-01-0080-3
项目编号:2009AY2014
俗话说“庄稼一枝花,全靠肥当家”,可见肥料对植物生长发育来说是非常重要的,其一部分来源于土壤供应,另一部分是来源于人工施入的肥料,尤其是现代农业,农作物的优质、高产,除了品种因素之外,就是肥料所起的作用了,约占30%~50%。但是,肥料的不足、过量,或是肥料中各养分不平衡,都会影响农作物的品质与产量。随着我国化肥工业的发展,施肥的负面效应也在不断增加,其中因为大量施用肥料引发了一系列的环境问题,引起水体的富营养化及地下水污染,引起大气污染,有害物质在土壤中积累,降低土壤质量,破坏土壤的性状,导致农产品污染,危及食品安全。随着“优质、高产、高效、生态、安全”农业的发展,转变施肥观念、实行科学施肥,成为今后的一项长期性任务。推广测土配方施肥技术,对于提高肥料利用率、减少肥料浪费,保护农业生态环境、保证农产品质量安全、实现农业可持续发展具有深远的历史意义。
1 什么是测土配方施肥
测土配方施肥是根据土壤养分监测状况和肥料田间试验为基础,根据作物生长需肥规律、土壤供肥性能和肥料性质及肥料利用率,结合当地农业生产和作物产量水平,按照作物生长期养分投入与产出相对平衡的原理,拟定科学配方进行合理施肥的一项先进实用技术。
可以说,测土配方施肥可以很好地发挥施肥的正面效应,尽可能地减少施肥的负面效应,坚持以有机肥料为基础,实行有机肥料与化学肥料相结合,培肥地力,改良土壤和节省化肥用量,有利于提高农产品品质、产量。
2 内外测土配方施肥的发展简史
1840年,德国农业化学家李比希(Liebig)提出了“矿质营养理论”,为化肥的生产与应用奠定了科学的理论基础。1842年,英国人J.B.劳斯(JohnLawes)取得骨粉加硫酸制造过磷酸钙的专利权,开创了化肥施用历史;1839年,在德国的施塔斯富特发现第一个水溶性钾盐矿,1856年开始采矿,1861年建成钾肥厂投产;20世纪40~50年代,合成氨工业快速发展,氮肥的产量超过了磷肥和钾肥。1943年,英国科学家在洛桑试验站布置长期肥效定位试验,开始了科学施肥技术的探索历程,各国土壤肥料科技工作者在确定科学合理的施肥数量、施肥品种、施肥方式和施肥时期方面,开展了大量的研究工作,提出了多种科学施肥技术方法,测土配方施肥就是其中之一。目前,美国测土配方施肥技术覆盖面积达到农业生产面积的80%以上。
积造施用农家肥、土杂肥,改良土壤、培肥地力是我国传统农业的精华。1901年氮肥从日本输入我国台湾,开创了我国施用化肥的新纪元。1950年,提出全国中低产田的分区与整治对策,对我国耕地后备资源进行了评估,科学施肥作为发展粮食生产的重要措施之一。1959年~1962年组织开展了第一次全国土壤普查和,1979年开展了第二次全国土壤普查,摸清了我国耕地基础信息,1981年~1983年组织开展了第三次大规模的化肥肥效试验,对氮、磷、钾及中、微量元素肥料物协同效应进行了系统研究。随后,开展缺素补素、配方施肥和平衡施肥技术推广,到20世纪90年代,我国的测土配方施肥工作技术先后经历了由简到繁、由粗放到精确的发展过程。20世纪90年代后期,由于缺乏推广力度和资金支持,该项技术推广进度缓慢,应用不够广泛,农民按照习惯施肥的比例仍然较高,施肥过量和施肥不足各占三成,只有1/3的农户施肥尚在基本合理的范围内,因此引起的作物产量徘徊、肥料浪费严重、经济效益下降和环境污染加重等问题已相当突出。
近年来,党和政府高度重视测土配方施肥工作,从“七五”到“十二五”,测土配方施肥研究与应用均被列为国家重点科技攻关项目。中央及国务院领导曾多次强调,要指导和帮助农民合理施用化用、农药,切实解决面源污染问题。从2005年开始,农业部组织了全国范围的测土配方施肥行动。至2012年,测土配方施肥实施7年来,中央财政累计投入资金57亿元,项目县(场、单位)达到2498个,基本覆盖所有农业县(场),实现了从无到有、由小到大、由试点到“全覆盖”的历史性跨越,测土配方施肥技术推广面积达到12亿亩以上,惠及了全国2/3的农户。基本摸清了我国1857个项目县(场)14亿亩耕地土壤养分状况,特别是发现了土壤酸化、耕层变浅、磷素养分富集和耕地养分失衡等重大共性问题。这是继1979年全国第二次土壤普查之后,首次对全国耕地土壤进行“全面体检”,为因土种植、因土施肥提供了科学依据。截至2011年,通过实施测土配方施肥,全国累计减少不合理施肥700多万吨,据专家推算,相当于节约燃煤1820万吨、减少二氧化碳排放量4730万吨。同时,减少氮、磷流失6%~30%,有效减轻了面源污染。
3 测土配方施肥的作用
3.1 提高农作物产量,增加收入
测土配方施肥提高农作物产量有三种形式:一是调肥增产:在合理施用有机肥料的前提下,不增加化肥投入量,只调整氮、磷、钾等养分配比平衡供应,使农作物单产在原有基础上,最大限度地发挥其腐产潜能,起到增产增收作用。二是减肥增产:在高肥高产地区,通过农田土壤有效养分的测试,掌握土壤供肥状况,减少化肥投入量,科学调控农作物营养均衡供应,达到增产或平产的效果,节约生产成本。三是增肥增产:有针对性地增加土壤稀缺的肥料种类;在低肥瘠土区通过增加肥料用量来提高作物产量,增加收入。
3.2 培肥地力,提高农作物的抗逆性
测土配方施肥不仅直接表现在作物增产效应上,还体现在培肥土壤、提高土壤肥力上,改善土壤的理化性质,使土壤生态得以保护。生产实践表明,农作物的许多病害是由于偏施肥料而引起的,尤其是偏施氮肥。采用测土配方施肥可以调控土壤和作物的营养,起到防治农作物病害的作用。另外,在缺硼土壤上配合施用硼肥后,对防治棉花“蕾而不花”、油菜“花而不实”、小麦“亮穗”等生理病症均有明显效用。此外,还能提高农作物的耐旱、耐寒、抗冻性能,特别是磷、钾肥对提高农作物的抗逆性作用最大。
3.3 协调养分,提高农作物的品质
过去我国农田大多偏施氮肥,呈现“氮多、磷少、钾缺”的状况,致使土壤养分失调,因为农作物产量受“最小养分律”的制约,导致肥多却不增产,还使农产品质量降低,导致“瓜不甜、果不香、菜无味”。采用测土配方施可以调整化肥施用比例,消除土壤中的养分障碍因子,协调养分,提高产品的品质。
3.4 节约资源,保护环境
化肥是资源领带型产品,化肥生产必须消耗大量的天然气、煤、石油、电力和有限的矿物资源。节省化肥施用就是节约资源。此外,还能降低农村的面源污染,减少水体的富营养化和减少农产品硝酸盐含量超标的问题。
4 测土配方施肥的依据
4.1 必须营养元素同等重要律和不可代替律
新鲜的植物体由水和干物质两部分组成,干物质又可分为有机质和矿物质两部分。水分要占新鲜植物体的75%~95%,干物质占到5%~25%。现代分析技术研究表明,在植物体内可检出70多种矿质元素,几乎自然界里存在的元素在植物体内部都能找到。然而,由于植物种类和品种的差别,以及气候条件、土壤肥力、栽培技术的不同,都会影响植物体内元素的组成。如盐土中生长的植物含有钠(Na),酸性红黄壤上的植物含有铝(Al),海水中生长的海带含有较多的碘(I)等。这就说明,植物体内吸收的元素,一方面受植物的基因所决定;另一方面还受环境条件所影响。这也同时说明,植物体内所含的元素并不全部都是植物生长发育所必需的。有些元素可能是偶然被植物吸收的,甚至还能大量积累;但是,有些元素对于植物的需要量虽然极微,然而却是植物生长不可缺少的营养元素。因此,植物体内的元素可分为必需营养元素和非必需营养元素。
不同的必需营养元素对植物的生理和营养功能各不相同,但对植物生长发育都是同等重要的,任何一种营养元素的特殊功能都不能被其他营养元素所代替,这就叫营养元素的同等重要律和不可代替律。
营养元素的同等重要和不可代替包含着两个方面的内容:一是各种营养元素的重要性不因植物对其需要量的多少而有差别,植物体内各种营养元素的含量差别可达十倍、千倍、甚至十万倍,但它们在植物营养中的作用,并没有重要和不重要之分。缺少大量营养元素固然会影响植物的生长发育,最终影响产量;缺少微量营养元素也同样会影响植物的生长发育,也必然影响产量。例如植物体内氮素不足时,表现为植株生长慢,老叶先黄化,造成早衰减产;植物需要微量营养元素虽然很少,但也同植物生长发育所必需的大量营养元素一样是不可缺少的。例如玉米缺锌时呈现“白苗病”,严重时不抽雄穗;油菜缺硼时,严重时幼苗死亡,轻者呈现“花而不实”症。
二是各种必需营养元素都有着某些独特的和专一的功能,其它必需营养元素是不可代替的。即磷不能代替氮,钾不能代替磷。在缺磷的土壤只有靠施用磷肥去解决,而施用其他元素则无效,甚至会加剧缺乏,造成养分比例失调。因此,生产上,在考虑植物施肥时,必须根据植物营养的要求去考虑不同种类肥料的配合,以免导致某些营养元素的供应失调。
4.2 植物营养的选择性
植物常常根据自身的需要,对外界环境中的养分有高度的选择性。当把植物栽培在同一种土壤上,常因植物种类不同,它们所吸收的矿物质成分和总量就会有很大的差别。如薯类植物需钾比禾本科植物多;豆科植物需磷较多;叶菜类需氮较多,所以,施肥时必须考虑植物的营养特性。
4.3 植物营养的连续性和阶段性
植物营养期是指植物从土壤中吸收养分的整个时期。在植物营养期的每个阶段中,都在不间断地吸收养分,这就是植物吸收养分的连续性。但植物对养分的吸收又有明显的阶段性。这主要表现在植物不同生育期中,对养分的种类、数量和比例有不同的要求。在植物营养期中,植物对养分的需求,有两个极为关键的时期,一个是植物营养的临界期,另一个是植物营养的最大效率期。
4.3.1 植物营养的临界期 在植物营养过程中,有一时期对某种养分的要求在绝对数量上不多,但很敏感、需要迫切,此时如缺乏这种养分,植物生长发育和产量都会受到严重影响,并由此造成的损失,即使以后补施该种养分也很难纠正和弥补。这个时期称为植物营养的临界期。一般出现在植物生长的早期阶段。水稻、小麦磷素营养临界期在三叶期,棉花在二三叶期,油菜在五叶期以前;水稻氮素营养临界期在三叶期和幼穗分化期,棉花在现蕾初期,小麦和玉米一般在分蘖期、幼穗分化期;钾的营养临界期资料较少。
4.3.2 植物营养最大效率期 在植物生长发育过程中还有一个时期,植物需要养分的绝对数量最多,吸收速率最快,肥料的作用最大,增产效率最高,这个时期称为植物营养最大效率期。植物营养最大效率期一般出现在植物生长的旺盛时期,或在营养生长与生殖生长并进时期。此时植物生长量大,需肥量多,对施肥反应最为明显。如玉米氮肥的最大效率期一般在喇叭口至抽雄初期,棉花的氮、磷最大效率期在盛花始铃期。为了获得较大的增产效果,应抓住植物营养最大效率期这一有利时期适当追肥,以满足植物生长发育的需要。
4.4 养分归还学说
19世纪中叶,德国化学家李比希(J.V.Liebig)根据索秀尔(Saussure)、施普林盖尔(Sprengel)等人的研究和他本人的大量化学分析材料,认为植物仅从土壤中摄取为其生活所必需的矿物质养分,每次收获必从土中带走某些养分,使得这些养分物质在土壤中贫化。但土壤贫化程度因植物种类而不同,进行的方式也不一致。某些植物(例如豌豆)主要摄取石灰(Ca),其他一些则大量摄取钾,另外一些(谷类植物)主要摄取硅酸,因此,植物轮换茬只能减缓土壤中养分物质的贫竭和协调地利用土壤中现存的养分源泉。如果不正确地归还植物从土壤中所摄取的全部物质,土壤肥力迟早是要衰竭的。要维持地力就必须将植物带走的养分归还于土壤,办法就是施用矿质肥料,使土壤的养分损耗和营养物质的归还之间保持着一定的平衡。这就是李比希的养分归还学说。其要点是为恢复地力和提高植物单产,通过施肥把植物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤。自从养分归还学说问世之后,不仅产生了巨大的化肥工业,而且使农民知道要耕种并持续不断的高产就得向土壤施入肥料。
4.5 最小养分律
为了有效地施用化学肥料,李比希在自己的试验基础上,于1843年又创出了最小养分律。按李比希自己的说法是“田间植物产量决定于土壤中最低的养分,只有补充了土壤中的最低养分才能发挥土壤中其他养分的作用,从而提高农植物的产量”。这就是施肥的“木桶理论”。最小养分律是科学施肥的重要理论之一。当代的平衡施肥理论就是以李比希的最小养分律为依据发展建立的。生产上及时注意最小养分的出现并不失时机的予以弥补,使得产量持续不断的增产,但是在应用最小养分方面应注意以下三点:
第一,最小养分是指土壤中有效性养分含量相对最少的养分,只有补施最小养分,才能提高产量。
第二,补充最小养分时,还应考虑土壤中对植物生长发育必需的其他养分元素之间的平衡。
第三,最小养分是可变的,它是随植物产量水平和土壤中养分元素的平衡而变化。必须经常进行土壤养分的测定,研究土壤-植物系统中养分的变化,及时通过科学施肥平衡和调整。
4.6 报酬递减律
报酬递减律是一个经济学上的定律。18世纪后期,欧洲经济学家杜尔哥和安德森根据投入与产出之间的关系提出来的。目前对该定律的一般表述是:从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加,但随着投入的单位劳动和资本量的增加,到一个“拐点”时,投入量再增加,则肥料的报酬却在逐渐减少。亦即最初的劳力和投资所得到的报酬最高,以后递增的单位劳力和投资所得到的报酬是渐次递减的。
要强调指出的是,报酬递减律是有前提的,它只反映在其他技术条件相对稳定情况下,某一限制因子(或最小养分)投入(施肥)和产出(产量)的关系。如果在生产过程中,某一技术条件有了新的改革和突破,那么原来的限制因子就让位于另一新的因子,同样,当增加的新的限制因子达到适量以后,报酬仍将出现递减趋势。充分认识报酬递减规律,在施肥实践中,就可以避免盲目性,提高利用率,发挥肥料的最大经济效益。
4.7 因子综合作用律
论文摘要 耕地是宝贵的自然资源,也是农业生产发展的重要物质基础。工业“三废”(废气、废水、废渣)不合理排放及农业生产中农药、化肥和地膜污染已严重威胁到耕地质量与安全。保护耕地,提高耕地质量,防止耕地污染是确保粮食安全及农业可持续发展的重要途径。
耕地是人类所需食物的主要来源,也是农业生产发展的重要物质基础。耕地主要由土壤组成,包括固相(矿物质、有机质)、液相(土壤水分或溶液)和气相(土壤空气)等有机地组合在一起,具有天然肥力和供给农作物生长发育所需营养物质的能力。据有关统计资料表明,截至2006年底我国全国耕地面积仅有1.22亿公顷,人均耕地面积约0.09hm2,不足世界人均耕地面积的40%。因此,保护耕地,防止耕地污染是确保粮食安全和社会稳定的重要途径。必须要坚守1.2亿公顷耕地红线。
近20年来,在我国一些地区特别是经济发达地区,耕地由于长期过量使用化学肥料、农药、地膜及工业污水灌溉,一方面,污染物在土壤中大量残留,土壤受到有毒、有害物质的侵蚀,原有的理化性状恶化,生产潜力丧失,生物多样性减少,生物种群结构发生改变,耕地的生态功能受到严重侵害。另一方面,由于土壤理化性质恶化,耕地生产能力下降,影响作物生长,造成农作物减产,经济效益下滑,耕地的复种能力随之下降,部分耕地甚至丧失了耕作能力,粮食及其他农产品食用安全受到威胁,直接影响人类健康。耕地污染主要表现为土壤污染,具有隐蔽性和滞后性,它需要对农作物进行残留检验或对土壤样品进行分析实验,甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。污染物容易在耕地土壤中不断积累从而超标。耕地污染诸如重金属污染、地下水污染等一旦发生,往往难以消除和恢复,并且治理耕地污染所需的成本高,周期长,有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决。总之,耕地污染会对生态环境、食品安全和农业可持续发展构成严重威胁,我们必须时刻绷紧防止耕地污染这根弦不放松。
1耕地污染的来源途径
1.1工业生产中排放的“三废”(废气、废水、废渣)以及交通运输工具排放的各种废弃物
许多工厂产生的“三废”没有达到环保处理要求就超标排放,将直接污染土壤,特别是化工、造纸等重污染行业的废水污染尤甚。有毒的气体、污水、废渣等污染物直接或间接地向耕地土壤排放,当其超过耕地土壤环境容量时,就会打破耕地土壤内部系统的平衡,土壤的理化性状将逐渐恶化,耕地的生产潜力会逐步丧失,从污染的耕地里生产出来的农产品将危害人畜健康。
1.2农田长期、过量地使用化肥、农药及农用地膜
近20年来,随着化肥的推广使用,农民在大田里施用的化肥量呈递增趋势。过量地使用化学肥料,主要表现为氮、磷、钾3种元素比例失调,氮肥过量,磷、钾肥不足,肥效持久且无公害的有机肥及作物必需的微量元素严重不足。长期、过量地施用氮肥,使土壤理化性状改变,土壤板结,通气、透水性差,肥力下降,影响作物生长。长期、过量使用农药,在杀死害虫的同时也危及了害虫的天敌,长此以往,形成恶性循环,破坏了自然界的生态平衡。由于生物的富集作用,长期、过量地使用化肥、农药对农产品也会有污染,直接威胁人类的健康。农用地膜具有提高地表温度,保持土壤水分等优点,被广泛应用于作物栽培,但由于地膜是一种高分子聚合物,在自然状态下难以分解,长期使用地膜的农田,随着地膜残留量的增加,会使土壤的透水、透气性变差,阻碍农作物根系发育和对水、肥的吸收,影响大田机械的操作,造成耕地的“白色污染”和农作物减产。
2耕地污染防治途径
2.1加强耕地土壤环境质量状况调查与评估,加快推进耕地污染防治法的立法研究步伐
针对我国耕地资源匮乏的现状,建议尽快展开全国农业用地污染源普查,为保护耕地,防治耕地污染提供原始、详实的资料,供国家有关部门在制定耕地污染防治法时参考。要珍惜和合理利用每一寸耕地,在城镇建设及规划工程项目建设时,国土、规划、环保等相关职能部门应切实履行自身职责,把保护好耕地放在工作的首位。上项目时要做好环保论证,重度污染的工业项目不得批准上马,严防假借建厂之名囤积、蚕食耕地。
关键词:污水灌溉;新疆石河子;农产品质量
中图分类号:F3 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)01-0028-02
一、研究背景
(一)污水灌溉的概念
污水灌溉指以经过处理并且达到灌溉水质标准要求的污水作为水源所进行的灌溉。城市污水,不仅是郊区农田的重要水源,而且也是重要的肥源。污水中含有较多氮,磷、钾等多种养分,有丰富的有机质悬浮物,所以污水灌溉的农田,节省肥料,降低成本,土壤肥力也不断提高。污水的主要来源是生活污水和工业污水。生活污水的水质好、肥分高,对农作物生长有利。工业污水中含有一些不利于农作物生长的重金属盐类,如铅、汞、以及氯、硫、氰化物等有害成分。
(二)污水灌溉的效益
污水灌溉对农业的发展具有促进的作用。首先,污水灌溉可以节省肥料。因为污水中含有农作物生长需要的氮、磷、钾等营养成分,减少了肥料的施用量;其次,缓解了水源短缺的矛盾,解决了当前农业用水水源不足的问题;再次,利用处理过的污水来灌溉,避免了污水直接排放进河流、湖泊等给它们造成的污染;最后,解决了因为缺水而造成的粮食减产问题,提高了粮食产量,并且也降低了污水处理的成本。
(三)新疆石河子污水灌溉区的概括
新疆石河子灌区内有143团、石总场、151团、152团和石河子乡。灌区灌溉用水主要来源于蘑菇湖,是城市生活污水和工业废水的主要排放地,水质较差,主要功能是农业灌溉,其次是渔业和景观娱乐用水。石河子市污水排放量较集中的总排污口有两个,一个在市区西北,是石河子市主要生活污水和工业废水排放口,其中30%直接引入145团的农灌渠作为农田灌溉用水,另一部分排入石河子市以北约26千米处的蘑菇湖水库,冬季(10月——次年4月)城市污水全部直接排入蘑菇湖水库。另一个排污口在石河子市区东北飞机场东玛纳斯河西岸边,为石河子经济技术开发区的生活工业污水。
(四)新疆石河子污水灌溉对人民生活的影响
多年来,石河子市的生活污水和工业废水一直排往蘑菇湖水库,致使水库的水质较差,蘑菇湖水库水质污染每年给石城渔业带来至少300万元的损失。2004年上半年,蘑菇湖水库的综合营养状态指数由71.7猛增到80.9。专家指出,如果这一指数大于等于70,表明水质已重度富营养化到了重度污染的程度,由于氮、磷等成分过量积聚,致使水域中的藻类大量繁殖,消耗水中的氧气,使鱼、虾、水草死亡,水体发臭,对工业、生活、灌溉用水都有不利影响。
目前水库已完全失去了养殖和景观娱乐功能,仅可用于农田灌溉。这样的水源灌溉农田,不仅导致土壤板结、盐渍化和农作物减产,影响农业生产,而且对农产品的质量安全也很不利,严重危害人们的身体健康。
二、新疆石河子污水灌溉区的问题分析
(一)污水处理技术水平较低,污水灌溉水质严重超标、农田污染严重
目前石河子市的污水处理率只能达到25%,并且都是由排污单位自行处理,大量污水被直接排入了蘑菇湖水库,造成水库水质严重污染,水库已经完全失去水体景观和养殖功能,只可以用于灌溉。
随着环保工作的进一步加强,石河子污水排放的标准、处理和利用有所提高和控制,但是,现有的污水处理设备处理效率低下,污水排放的总量却不断上升,导致蘑菇湖水库水库水质超标情况越来越严重。另外,大量没有经过任何处理的污水直接用于灌溉,导致许多农田遭受到不同程度的重金属和有机物污染。石河子总场三分场农民由于直接使用未经有效处理的污水水源灌溉,大约4.5万亩耕地中的各种农作物都受到了不同程度的影响,出现了叶片干枯,生长受到抑制的状况,并且幼苗表现更加突出。
(二)缺乏对污水灌溉的科学研究
我国污水灌溉面积虽然在灌溉农田中所占的相对比例不大,但是污水的总量在不断增加,污水灌溉在水资源配置中也愈显重要,成为水资源可持续利用的主要组成部分,可是与污水灌溉相关的理论和技术研究非常薄弱,严重滞后于污水灌溉的发展需要。自从1974年成功召开了全国第四次污水灌溉会议,污水灌溉农田的面积增幅很快,但是全国只有少数几家农业科学研究所从环保的角度对污水灌溉对土壤、农作物等所产生的污染进行了初步的调查和分析,然而对于不同的作物、土壤和污水水质所需要的灌溉制度是不同的。对农作物、土壤和地下水本身可能产生的危害和污染;对污水灌溉的水质提高而进行污水处理的技术等,都没有全面而系统地研究理论和技术,并且缺乏行之有效的理论支持与技术手段。
(三)污水灌溉的管理体系不健全,管理部门责任不明确
由于污水灌溉的水质没有人进行及时监督,灌溉管理部门也没有按照标准检验,致使污水灌溉行为不受任何管制,污水灌溉面积也盲目发展。石河子污水灌溉的农作物大多数是粮食作物,个别地区也灌溉果树和蔬菜,也没有任何制度要求对污水灌溉过的农作物体内残留的有害物质进行检查。
随着石河子城市化进程的加快和工业的迅速发展,使得最初用于农田灌溉的渠道功能退化,逐渐成为了城市生活废水和工业污水排放的河道,严重污染了农田灌溉用水。而且污水灌溉又不只是农业部门的问题,它也涉及环保和水利等各部门,但对这些部门来说,污水灌溉属于可管可不管的边缘次要问题,没有明确的部门负责污水灌溉的检测和监督。
(四)政府、企业、个人缺乏环保意识
石河子市的糖厂、造纸厂、毛纺厂和织染厂的工业废水和城市人民的生活污水都没有经过任何处理就大量排放进入蘑菇湖水库,造成水库严重污染,水体富营养化。然后再用这些水灌溉,有害物质被农作物吸收,严重影响人们的身体健康。另外,水库上游农民,每年使用大量农药和化肥,这些农药和化肥的有害残留物质随着农田灌溉用水的下渗或者直接流入蘑菇湖水库,造成了水库的污染。
三、新疆石河子污水灌溉问题的对策
(一)引入新技术、新手段解决污水灌溉问题
加快石河子市污水处理厂的建设和使用进度,引入新技术,建设氧化塘和污水生态处理系统,以此减少原生污水对作物的危害。氧化塘是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。氧化塘的净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,主要依靠塘内生长的菌藻的共同作用来处理废水中的污染物质,使污水通过氧化塘净化作用,达到农业灌溉用水或养鱼用水的水质标准。
(二)加强对污水灌溉的科学研究
加强对污水灌溉的科学研究,积极探索污水灌溉技术,在现有的研究成果上,进一步加强污水灌溉对土壤肥力、农作物生理变化和产量的影响研究,充分考虑石河子灌溉区的水质、土壤环境状况和农作物种类等因素,合理选择污水灌溉的农作物,正确制定污水灌溉制度,以保证农业发展的经济效益和环境效益。
(三)完善污水灌溉管理制度,抓紧各工厂的污水治理
在石河子污水灌溉区成立污水灌溉办公室,实现对污水灌溉区的规范化管理,建立健全污水灌溉使用规范,为污水灌溉的实践提供制度保障;制定全面的污水灌溉规划,为污水灌溉的应用提供技术支持;制定严格的污水排放标准,明确污水灌溉水质标准,督促实施方案的落实,保证污水灌溉农业的可持续发展。
根据谁污染谁治理的原则,严格把控排放入蘑菇湖的污水量,督促各工厂更新污水处理设备,使排放入蘑菇湖的污水达到工业污水排放的标准,要将环境保护纳入企业整顿的内容,把污染治理纳入企业技术改造的轨道。对污水治理不合格的工厂,政府要及时制止,并且进行严肃处理。
(四)积极探索污水处理的新出路
要根据作物种植情况、污水灌溉水源及水质进行科学规划,保持水土环境的总体平衡。城市工业废水和生活污水不能全部排入蘑菇湖水库,必须另找出路,所以建造污水库,将污水库存起来,沿干渠边开辟青年林场,不仅可以防风固沙,保护石河子市区的环境,而且可以保护耕地,防止土地次生盐渍化。
(五)在全社会大力倡导节约用水,在农业生产中大力推进节水灌溉
新疆是资源性缺水突出的地区之一,而且水资源的浪费也很严重。因此,解决缺水问题,必须重视节约用水。通过行政、法律、经济、技术等手段,在农业、工业和城市生活等领域推行计划用水和节约用水,加大政策扶持力度,鼓励节水灌溉技术的开发和深入研究,各级财政对节水灌溉工程的建设给予适当地补助。
四、总结
虽然,石河子污水灌溉的效益给我们的农业灌溉水源的缺乏问题带来了福音,为我们的农民节省了肥料,提高了农作物的产量,降低了污水处理的成本等,但是,我们并不能忽视污水灌溉给农作物带来的污染问题,这将会直接影响到我们的饮食安全,我们必须采取积极有效的对策,加强污水灌溉的科学研究,缓解日益加剧的水资源供需矛盾,科学地制定农田污水灌溉制度、抓紧污水治理,完善污水灌溉管理制度,提高农产品质量安全,使人们吃上放心的食物,对实现可持续发展具有极其重要的意义。
参考文献:
[1]张展羽,吕祝乌.污水灌溉农业技术探讨[J].人民黄河,2004,(6):21-23.
【摘要】本文在提出绿色食品概念的基础上,对绿色食品的产地环境要求进行了概述,从农业现状分析了绿色食品生产所面临的环境问题,并提出了相应的对策措施。
【关键词】绿色食品种植环境对策
随着人们对科学和健康意识的增强,使得人们越来越关心食品的安全性,对食品质量的要求也越来越高。无污染、安全、优质趋向自然化的绿色食品,已逐渐成为社会对食品发展的基本要求。发展绿色食品是提高我国农产品的国际竞争力,保障人民健康水平;也是促进农业持续高效发展的重大举措。
一、绿色食品的概念
绿色食品是遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经专门机构认定、许可使用绿色食品标志商标的无污染、安全、优质、营养类食品。
我国绿色食品事业的发展是在借鉴国外生态食品、有机食品发展经验的基础上,结合我国国情发展起来的。我国的绿色食品与国外的有机食品、生态食品都拥有一个共性,即在食品的生产和加工过程中严格限制化学肥料、农药和其他化学物质的使用,以提高食品的安全性,保护资源和环境。
二、绿色食品生产面临的环境问题
当前,环境质量是影响绿色食品生产的主要因素之一。相当长的一段时间里,农业生产受工业企业排放的污染物影响。随着乡镇企业的加速发展以及农业本身和人类生活活动等产生、排放的污染物,都对农业生态环境造成了严重影响,从而使绿色食品生产所面临的环境问题十分严峻。
1、化肥对绿色食品种植环境的影响
20世纪80年代末,中国已是世界上最大的化学肥料使用国,到20世纪90年代中期,中国的单位面积平均施肥量是世界的3.8倍,且此后化肥的使用量还在继续增加。随着化肥用量的增多,其利用率不断降低,造成了资源浪费,是当前生态环境严重污染的主要原因之一。化学肥料过量、不合理施用的另一结果是降低土壤肥力,土壤有机质减少、板结、生物活性降低。目前,全国高肥力土壤面积不断减少,仅占全国耕地面积的22%。每年大量、超量或不合理地施用化肥于农作物上,使化肥在土壤中的残留量越来越重,化肥施用不当、滥用化肥生产的蔬菜对人体健康的威胁并不亚于蔬菜中残留的农药。目前施肥中存在的主要问题有以下几方面。
(1)有机肥与化肥比例失调。20世纪70年代以来,随着化肥的开发与应用,化肥用量呈大幅度增长趋势,到90年代化肥使用量占到肥料总量的65%以上,同时有机肥使用量不断减少,大有以化肥代替有机肥的趋势。化肥的大量使用在农业增产中起到了举足轻重的作用,但化肥的大量使用也有不良方面,如造成土壤污染、土壤板结、病虫害严重发生和农产品品质下降,甚至造成增产增收幅度小等现象。这与目前发展绿色食品及农业走可持续发展道路相矛盾,因此作物施肥应坚持有机肥为主,化肥为辅的原则。
(2)盲目施肥造成氮、磷比例失调。在施肥上存在很大的盲目性,由于没有测定土壤养分,从而不能做到因缺补缺合理配方施肥,不能平衡土壤中各种养分。合理氮、磷比例为1∶0.6,而实际中仅为1∶0.3。氮素在数量不足时,作物叶片发黄,生长受影响;而氮素过多时,作物营养生长过旺,含青晚熟,产量也会降低。土壤中的磷大部分以难溶性状态存在。
(3)化肥施用方法不科学,造成肥效利用率不高。大多数采用表施或浅施,使肥料挥发、固定,淋失损失严重。传统耕作施肥法,作物只能吸收肥料有效成分的30%,采用机械深施15—25厘米,化肥有效成分可提高到40%~50%。
(4)氮、磷化肥大量施用,钾肥用量严重不足,氮、磷、钾比例失去平衡。在大量施用氮、磷化肥同时忽略了钾肥的施用,造成了氮、磷、钾比例失调。尤其高产田,农作物产量大幅度提高,土壤中的钾素不断消耗,缺钾是限制作物增产的一个重要因素。
2、农药的使用对绿色食品种植环境的影响
20世纪90年代以来,中国农药的使用量已高达100万t/年,这不仅直接对植物体造成污染,还导致了不同程度遭受农药污染的农田面积达到了0.09亿hm2。农药残留等引发的食品安全问题以及严重而复杂的动物疫病的出现,正不断地困扰着每个国家。由于多施或不按规定要求滥用农药,我国每年因农药引起的食物中毒事件屡屡发生,特别是蔬菜中残留的有机磷中毒。农药会在生物体内产生生物积累过程,虽然在环境中它们的浓度不大,但能通过食物链被浓集。生物积累是食物链的表证,通过食物链,原先以很低浓度甚至是数量很不明显存在于环境中的物质,但随着捕食者品尝它们的被食者在食物链的每一个台阶浓集,而且会越来越浓集。
3、大气污染对绿色食品种植环境的影响
大气环境质量的好坏直接影响着农作物的产量和质量,如果大气受到污染,那么就会对绿色食品生产带来直接或间接的不良影响和危害。大气污染不仅造成对农作物的危害进而引起经济损失,还可通过食物链引起以植物为食物的动物产生疾病,甚至死亡,带来间接的经济损失。大气环境对绿色食品生产产生影响较大的污染物有二氧化硫、氮氧化物、总悬浮物(TSP)及氟化物。二氧化硫在大气中分布很广,在干燥的空气中较稳定,但在湿度大的空气中就会被氧化为三氧化硫,形成酸雾和酸雨,造成危害。因此,在绿色食品生产中应严格控制。大气中的氮氧化物主要是人为活动产生的。氟化物是对植物毒性很强的污染物,其中以氟化氢为代表,危害植物的症状主要在嫩叶、幼芽上发生。氟化物是一种积累性毒物,即使在大气中浓度不高时,也可通过植物吸收而富集,然后以食物链来影响动物和人体健康。大气中颗粒物可沉降于土壤、植物体或被作物吸收,造成粮食、蔬菜等减产和品质下降。
4、水体污染对绿色食品种植环境的影响
水污染系指水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用。危害人体健康和破坏生态环境,造成水质恶化的现象称为水污染。随着化学工业的飞速发展,各种化学品的产量大幅度增加,新化学品也不断涌现。
对农作物的危害主要表现在:作物叶片或其他器官受害,导致生育障碍,产量降低;某些化学物质在产品内积累,并通过食物链影响人体健康;水体污染可使土壤理化性质发生变化,影响微生物活动及土壤功能,从而间接影响植物生长。
5、土壤污染对绿色食品种植环境的影响
土壤是绿色植物的基体,一旦受到污染,就会对绿色植物的生产繁殖带来影响,最终通过食物链危害人身健康。重金属一方面在土壤中残留、富集,另一方面被作物吸收,表现出毒害效应。农药能防治作物病虫害,调节植物生长,控制杂草繁殖,但是使用不当,就会造成土壤污染。化学肥料为农作物的增产起到了很大的作用,但同时也带来了污染。化学肥料主要是硝酸铵(NH4NO3),硫酸铵[(NH4)2SO4]、尿素[CO(NH2)2]和磷肥等。农作物在生长时施用含硝酸铵的化学肥料后,通过植物根系将硝酸根离子进入作物体内,在酶的作用下还原成亚硝基氮,再转化为氨基酸类化合物,以维持作物的正常生理作用。但是作物对硝酸盐的吸收往往不充分,使大量的硝酸盐蓄积于作物的叶、茎和根中。蔬菜是人们日常三餐中必需的大宗商品,如果其硝酸盐和亚硝酸盐的含量很高,长期食用,就可能会患癌症。
6、工业“三废”污染对绿色食品种植环境的影响
工业“三废”对农业环境的污染正在由局部向整体蔓延。全国因固体废弃物堆存而被占用和毁损的农田面积已达13.3万hm2以上,533.3万hm2以上耕地遭受不同程度的大气污染,仅淮河流域农田因大气污染造成的损失就达1.7亿元。全国利用污水灌溉的面积占总灌溉面积的7.3%,比1980年增加了1.6倍。据对新疆的一项调查表明,在被调查区域,地膜平均残留量为37.8kg/hm2,其中最高达268.5kg/hm2,对地膜污染的直接经济损失在1500万元以上。7、绿色食品加工环境的污染
在食品加工过程中,从原料进厂到成品出厂,一般可分为原料及辅料处理、生产加工及产品包装等3个主要环节。对于加工的每个环节和工序,都必须严格控制,防止加工过程的二次污染。
(1)原料的污染。绿色食品加工的原料包括农林产品、畜禽产品、水产品和加工用水等,由于生产和贮存不当而易携带有害物质、致病微生物或农药和重金属的富集、残留等,都可能导致最终产品不符合绿色食品标准。
(2)生产企业地理环境和厂房的污染。生产企业的环境周边存在的污染源,可能对产品的生产造成污染。企业的车间布局、供排系统、卫生条件和管理制度的科学合理也是保证生产免受污染的重要因素。
(3)生产工艺设备造成的污染。绿色食品产品在加工过程中,生产工艺脱节或工序之间间歇时间过长,使原料、半成品和成品长时间暴露在空气中,会给产品增加污染。生产设备落后或不适合工艺技术要求,达不到有效温度、时间或者生产工艺技术不合理,同样也会给产品造成污染。
(4)化学合成添加剂使用不当造成的污染。食品添加剂是为改善食品的色、香、味、形、营养价值以及为保存和加工的需要而加入食品中的化学合成或天然物质。绿色食品加工主要关注添加剂的安全性。如具有慢性毒性或“三致”(致癌、致畸、致突变)作用的都不符合绿色食品标准的要求。
(5)产品包装不当造成的污染。包装技术、包装材料不能满足加工工艺的要求,也会给食品造成污染。