張春雪 楊波 王晗陽(yáng) 鄭向群

摘 要 飲水安全是百姓賴以生存的基礎(chǔ)。于橋水庫(kù)是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地，每年向天津市供水約6×108 m3，其水環(huán)境質(zhì)量直接影響天津1 500萬(wàn)人口的身體健康。研究結(jié)合于橋水庫(kù)流域特點(diǎn)，開(kāi)展水庫(kù)周邊種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查，摸清于橋庫(kù)區(qū)周邊氮磷流失情況，并提出有針對(duì)性的面源污染防治對(duì)策，為推動(dòng)水庫(kù)水環(huán)境綜合治理、切實(shí)保障天津市民的飲用水安全提供科技支撐。

關(guān)鍵詞 于橋水庫(kù);化肥農(nóng)藥;面源污染;綜合防控

中圖分類號(hào)：X71 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.06.094

于橋水庫(kù)是引灤入津工程的重要調(diào)蓄水庫(kù)，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫(kù)流域地跨津、冀兩地，東西長(zhǎng)66 km，南北寬50 km，總面積2 060.0 km2，總庫(kù)容1.56×109 m3。全流域人口總數(shù)70.34萬(wàn)人，人口密度為342.82人/km2，農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝跀?shù)的94.1%，均高于全國(guó)平均水平。農(nóng)田面積占到全流域面積的31.81%，是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)。于橋水庫(kù)每年向天津市供水約6×108 m3，是天津市“水源生命線”的中樞。于橋水庫(kù)雖然總體水質(zhì)良好，但如考慮總氮和總磷兩項(xiàng)指標(biāo)，水庫(kù)總體水質(zhì)為Ⅳ類。氮磷的輸入導(dǎo)致于橋水庫(kù)水體呈富營(yíng)養(yǎng)化趨勢(shì)，對(duì)飲用水安全造成較大威脅。水庫(kù)庫(kù)區(qū)面源污染已經(jīng)大大超過(guò)了點(diǎn)源污染，成為于橋水庫(kù)污染的最大污染源。因此，做好庫(kù)區(qū)周邊農(nóng)業(yè)面源污染防控，對(duì)水庫(kù)的水質(zhì)改善具有舉足輕重的作用。

世界各國(guó)在種植業(yè)面源污染控制技術(shù)方面開(kāi)展了廣泛研究，如美國(guó)的植被過(guò)濾帶、新西蘭的水邊休閑地、英國(guó)的緩沖區(qū)、匈牙利的Kis-Palaton工程等[1]。近年來(lái)，我國(guó)通過(guò)測(cè)土配方施肥、土壤有機(jī)質(zhì)提升、綠色防控等技術(shù)應(yīng)用，化肥與農(nóng)藥施用量的增加得到了一定緩解[2-4]。

各地也零星實(shí)施了一些有機(jī)肥還田、生態(tài)攔截溝等農(nóng)業(yè)面源污染防控的單項(xiàng)技術(shù)[5-7]，但由于這些技術(shù)沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)組裝，管理措施也不到位，缺少輕便、易操作、生態(tài)安全的綜合防控技術(shù)。特別地，針對(duì)水源地周邊種植業(yè)面源污染的綜合防控，缺乏系統(tǒng)、集成的示范研究。

因此，本研究以天津市于橋水庫(kù)為例，結(jié)合流域特點(diǎn)，開(kāi)展庫(kù)區(qū)周邊種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查，摸清于橋水庫(kù)周邊氮磷流失情況，提出有針對(duì)性的面源污染防治對(duì)策，為推動(dòng)水庫(kù)水環(huán)境綜合治理、切實(shí)保障天津市人民的飲用水安全提供科技支撐，以期為我國(guó)其他地區(qū)的水源地周邊種植業(yè)面源污染防控和綠色發(fā)展提供借鑒。

1 調(diào)研目標(biāo)與問(wèn)卷量

除了縣城區(qū)域和庫(kù)區(qū)地以外，調(diào)研目標(biāo)選取于橋水庫(kù)毗鄰的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為水庫(kù)北岸的漁陽(yáng)鎮(zhèn)、穿芳峪鄉(xiāng)、馬伸橋鎮(zhèn)和水庫(kù)南岸的別山鎮(zhèn)、五百戶鎮(zhèn)、西龍虎峪鎮(zhèn)。其中，五百戶鎮(zhèn)的村莊均已搬遷，故不作為本次調(diào)研對(duì)象。調(diào)研涉及的5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理位置見(jiàn)圖1。

每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別選取2個(gè)村莊開(kāi)展問(wèn)卷調(diào)查，共計(jì)10個(gè)村莊作為此次的調(diào)研對(duì)象。問(wèn)卷分為村級(jí)問(wèn)卷和農(nóng)戶問(wèn)卷兩種類型，村級(jí)問(wèn)卷主要是村干部和技術(shù)人員填寫(xiě)，農(nóng)戶問(wèn)卷主要是農(nóng)民填寫(xiě)。調(diào)研村鎮(zhèn)的具體情況見(jiàn)表1。

2 化肥農(nóng)藥施用情況

2.1 村鎮(zhèn)級(jí)調(diào)研結(jié)果

村鎮(zhèn)級(jí)調(diào)研問(wèn)卷是由村干部和技術(shù)人員填寫(xiě)。在本次調(diào)研的10個(gè)村莊中，漁陽(yáng)鎮(zhèn)的逯莊子和白莊子農(nóng)田已經(jīng)在2014年全部流轉(zhuǎn)，馬伸橋鎮(zhèn)的太平莊有40%農(nóng)田已經(jīng)流轉(zhuǎn)，其余村莊的農(nóng)田均在種植作物。

2.1.1 別山鎮(zhèn)

大康莊種植作物以小麥、玉米、土豆和大蔥為主，均用復(fù)合肥撒可富。農(nóng)藥以蟲(chóng)酰肼、吡蟲(chóng)啉、中生菌素、代森錳鋅、農(nóng)思它和快鋤等為主。

馬各莊種植作物以小麥、玉米、土豆、白菜和胡蘿卜為主，設(shè)施蔬菜有西紅柿、菜花等，復(fù)合肥以撒可富和史丹利為主。農(nóng)藥主要為唑蟲(chóng)酰胺、咔嚓靈以及農(nóng)思它。

2.1.2 西龍虎峪鎮(zhèn)

燕各莊和西龍虎峪村種植作物以小麥和玉米為主，均使用復(fù)合肥料，品牌以丹王和鄂中為主。農(nóng)藥以除草劑和殺蟲(chóng)劑為主，品種以坤猛高效氯氟氰菊酯、高氯吡蟲(chóng)啉、牛魔王草銨膦、莠去津以及毒死蜱為主。

2.1.3 馬伸橋鎮(zhèn)

上古莊種植作物以小麥、玉米以及綠化用樹(shù)為主，均使用復(fù)合肥料，品牌以丹王和鄂中為主。農(nóng)藥以除草劑和殺蟲(chóng)劑為主，品種以坤猛高效氯氟氰菊酯、莠去津以及毒死蜱為主。

太平莊種植作物以玉米、小麥、藍(lán)莓和苗木為主，玉米和小麥?zhǔn)褂脧?fù)合肥料，藍(lán)莓使用專用肥料。農(nóng)藥以除草劑和殺蟲(chóng)劑為主。

2.1.4 穿芳峪鄉(xiāng)

劉相營(yíng)村主要種植小麥、玉米以及綠化樹(shù)木（海棠、國(guó)槐）。小麥和玉米施用復(fù)合肥（三元素復(fù)合肥），綠化樹(shù)木施用雞糞。農(nóng)藥主要為高氯菊酯。

劉莊戶村主要種植小麥、玉米、蘋(píng)果、核桃、有機(jī)蔬菜以及草莓，其中小麥和玉米用復(fù)合肥（撒可富、史丹利），蘋(píng)果和核桃用專用肥，有機(jī)蔬菜和草莓施用有機(jī)肥（羊糞）。農(nóng)藥以殺蟲(chóng)劑和除草劑為主。

2.2 農(nóng)戶級(jí)調(diào)研結(jié)果

農(nóng)戶級(jí)調(diào)研問(wèn)卷由農(nóng)民填寫(xiě)。在本次調(diào)研的100個(gè)農(nóng)戶中，主要種植品種是糧食作物（玉米、小麥）和露地蔬菜（土豆、蘿卜、白菜、胡蘿卜）。

糧食作物（玉米、小麥）施用的農(nóng)家肥為牛糞和羊糞，施用的化肥為尿素和復(fù)合肥，品牌為撒可富、史丹利、人人福以及萬(wàn)綠之源;農(nóng)藥以除草劑和殺蟲(chóng)劑為主，品牌以咔嚓靈、農(nóng)思它、牛魔吃、莠去津以及高氯吡啉為主。

露地蔬菜（土豆、蘿卜、白菜、胡蘿卜）施用的農(nóng)家肥為雞糞、牛糞和羊糞，施用的化肥為復(fù)合肥，品牌為撒可富和史丹利。農(nóng)藥以除草劑和殺蟲(chóng)劑為主，品牌以咔嚓靈、滅蟲(chóng)靈、高氯吡蟲(chóng)啉、農(nóng)思它、牛魔吃以及莠去津?yàn)橹鳌?/p>

此外，本次調(diào)研農(nóng)戶的庭院種植品種主要是豆角、黃瓜、茄子、蔥、白菜、辣椒、西紅柿、香菜和油菜。不施用化肥和農(nóng)藥，僅使用農(nóng)家肥（牛糞、羊糞、雞糞），且隨機(jī)用量。

3 氮磷流失總量測(cè)算

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合第一次全國(guó)農(nóng)業(yè)污染源普查工作得到的種植業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)，確定于橋水庫(kù)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)的氮磷流失總量，結(jié)果見(jiàn)表2。由此可知：于橋水庫(kù)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)氮磷流失量最大的為西龍虎峪鎮(zhèn)，其次為別山鎮(zhèn)，因此庫(kù)區(qū)流域面源污染防治的重點(diǎn)區(qū)域在于橋水庫(kù)南岸;于橋水庫(kù)周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)總氮的流失量大于總磷的流失量，因此庫(kù)區(qū)流域種植業(yè)面源污染防控的重點(diǎn)污染源為氮素。綜上，按照區(qū)域差異和污染源特征，可以有針對(duì)性地采取面源污染防治對(duì)策。

4 面源污染防治對(duì)策

根據(jù)于橋水庫(kù)流域種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查結(jié)果，提出于橋流域種植業(yè)面源污染防控模式，主要包括種植模式合理配置、測(cè)土配方施肥技術(shù)和膜下微噴灌溉技術(shù)三個(gè)方面，如圖2所示。

4.1 種植模式合理配置

1）肥力需求差異配置：利用不同種類作物對(duì)氮磷肥力需求差異進(jìn)行合理搭配，避免爭(zhēng)肥現(xiàn)象導(dǎo)致土壤單一養(yǎng)分需求過(guò)多，在作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)土壤肥力平衡。

2）深根淺根差異配置：依照當(dāng)?shù)亓?xí)慣種植品種，選擇深根作物、淺根作物進(jìn)行搭配，吸收不同土壤深度的氮磷，以深根作物攔截地下淋溶。

3）生物拮抗差異配置：利用可分泌驅(qū)蟲(chóng)物質(zhì)的拮抗性作物品種，搭配種植當(dāng)?shù)亓?xí)慣性作物，減少病蟲(chóng)害的發(fā)生，從而減少農(nóng)藥的使用。

基于以上種植模式配置原理，水庫(kù)流域示范區(qū)選擇的種植模式為茄子間作小白菜。

4.2 測(cè)土配方施肥技術(shù)

根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥特性和肥料效應(yīng)，運(yùn)用測(cè)土配方施肥，減氮、調(diào)磷、穩(wěn)鉀，優(yōu)化施肥時(shí)期、方法和用量，實(shí)現(xiàn)適期追肥，提高肥料利用率，從而達(dá)到減肥的效果。

示范區(qū)以茄子間作小白菜為例，有機(jī)肥作為底肥，施用量為750～900 g·m-2。與常規(guī)施肥量相比，化肥減施50%，氮肥10.49～13.49 g·m-2、磷肥2.99～4.49 g·m-2、鉀肥7.49～10.49 g·m-2。氮、鉀肥分基肥和二次追肥，磷肥全部作基肥。示范區(qū)采取葉面噴施技術(shù)，利用肥料增效劑，提高肥效，降低化學(xué)肥料使用量。改變施肥方式，變?nèi)鍪檠ㄊ┖忘c(diǎn)施，提高肥料效能，減少肥料使用量。

實(shí)踐證明，推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，不但能提高化肥利用率，還能改善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，是一項(xiàng)增產(chǎn)節(jié)肥、節(jié)支增收的技術(shù)措施。

4.3 膜下微噴灌溉技術(shù)

膜下微噴灌溉技術(shù)是將覆膜種植技術(shù)與微噴技術(shù)相結(jié)合的一種高效節(jié)水灌溉方式，如圖3所示。水庫(kù)流域示范區(qū)，以茄子間作小白菜為例，根據(jù)種植作物的需水量和種植當(dāng)?shù)卦摷径绕骄邓浚_定膜下微噴帶的灌溉強(qiáng)度：每667 m2地鋪設(shè)微噴管長(zhǎng)度為500 m，每隔27 cm設(shè)置一個(gè)滴灌孔，單個(gè)滴灌孔的灌溉強(qiáng)度為3 L·h-1;從茄苗開(kāi)花起，5～7 d灌溉一次，每次持續(xù)時(shí)間2～4 h。

采用膜下微噴灌溉技術(shù)后，比漫灌節(jié)約水70%。農(nóng)民施肥時(shí)直接使用配套的施肥器，能夠定時(shí)、定量、均勻地為農(nóng)作物提供各種有效養(yǎng)分，作物長(zhǎng)勢(shì)整體好，口感明顯提高。

5 結(jié)論

于橋水庫(kù)是引灤入津工程的重要調(diào)蓄水庫(kù)，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫(kù)周邊村鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，對(duì)水庫(kù)面源污染貢獻(xiàn)的份額占有很大比重，對(duì)飲水安全造成了較大威脅。因此，通過(guò)開(kāi)展水庫(kù)周邊種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查，摸清于橋庫(kù)區(qū)周邊氮磷流失情況，根據(jù)于橋水庫(kù)流域種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查結(jié)果，針對(duì)性地提出于橋流域種植業(yè)面源污染防控模式，主要包括種植模式合理配置、測(cè)土配方施肥技術(shù)和膜下微噴灌溉技術(shù)三個(gè)方面，從而為推動(dòng)水庫(kù)水環(huán)境綜合治理、切實(shí)保障天津市人民的飲用水安全提供科技支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張勁，李兆華，朱聯(lián)東，等.農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及其控制對(duì)策的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2009（3）：1-5.

[2] 武淑霞，劉宏斌，劉申，等.農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀及防控技術(shù)[J].中國(guó)工程科學(xué)，2018，20（5）：23-30.

[3] 張新盟，董文嶺，崔心燕，等.農(nóng)業(yè)面源污染的特性及防治措施：以山東省陵城區(qū)為例[J].農(nóng)技服務(wù)，2018，35（3）：114-115.

[4] 蓋霞普，劉宏斌，翟麗梅，等.長(zhǎng)期增施有機(jī)肥/秸稈還田對(duì)土壤氮素淋失風(fēng)險(xiǎn)的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，51（12）：2336-2347.

[5] Songmin Li，Xiaoling Wang，Jiamin Tu，et al.Nitrogen Removal in an Ecological Ditch Based on an Orthogonal Test[J].Water Air Soil Pollut，2016（227）：396.

[6] Liang Chen，F(xiàn)eng Liu，Yi Wang，et al.Nitrogen Removal in an Ecological Ditch Receiving Agricultural Drainage in Subtropical Central China[J].Ecological Engineering，2015（82）：487-492.

[7] 楊潤(rùn)芝，漆立，彭孟軍，等.水稻農(nóng)藥減量控害增產(chǎn)集成技術(shù)探索[J].南方農(nóng)業(yè)，2018，12（33）：49-52.

（責(zé)任編輯：趙中正）