徐隆華,王佳盟,韓研科,牛文靜,劉慧
(濟(jì)南市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,山東濟(jì)南 250002)
當(dāng)前,我國(guó)越來越重視耕地的質(zhì)量,對(duì)受污染耕地的治理體系也愈發(fā)完善。耕地是糧食生產(chǎn)的根基,糧食生產(chǎn)關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。近年來,耕地發(fā)生著越來越大的變化,我國(guó)耕地受到一定程度的污染,耕地質(zhì)量呈下降趨勢(shì)。主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:一是土壤酸化嚴(yán)重。這是由于酸雨和長(zhǎng)期大量施用化學(xué)肥料等因素的影響。二是土壤受到重金屬污染。土壤重金屬污染來源主要是工業(yè)廢水、廢棄及固體廢棄物、肥料等。三是農(nóng)藥殘留的污染。四是水土流失和土壤侵蝕的污染。
造成耕地污染嚴(yán)重,耕地質(zhì)量下降的主要原因有以下幾個(gè)方面:一是對(duì)耕地保護(hù)認(rèn)識(shí)不足、重視不夠,存在重產(chǎn)出輕投入、重使用輕建設(shè)、重?cái)?shù)量輕質(zhì)量等問題。二是農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣不夠到位,農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣人員結(jié)構(gòu)不合理、工作經(jīng)費(fèi)缺乏等因素造成技術(shù)推廣難以到位。三是有些地區(qū)城市化盲目擴(kuò)張,導(dǎo)致耕地占補(bǔ)不平衡。四是對(duì)耕地土壤污染防治和修復(fù)認(rèn)識(shí)不夠?;谝陨犀F(xiàn)狀和原因,我們更應(yīng)該重視受污染耕地的治理,以穩(wěn)定糧食生產(chǎn),確保糧食質(zhì)量安全。通過參考相關(guān)技術(shù)文件,針對(duì)輕中度污染耕地,提出以下技術(shù)措施,以期為有關(guān)技術(shù)推廣部門提供參考。
輕中度污染耕地即全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查所劃定的低風(fēng)險(xiǎn)、中風(fēng)險(xiǎn)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地,以及全國(guó)土壤污染狀況詳查所劃定的安全利用類耕地。對(duì)于這類耕地可以采取農(nóng)藝調(diào)控類技術(shù)、土壤改良類技術(shù)和生物類技術(shù)。農(nóng)藝調(diào)控類技術(shù)包括替代種植、葉面調(diào)控、深翻耕、水分調(diào)控、優(yōu)化施肥等,以上屬于安全利用類措施。土壤改良類技術(shù)包括鈍化劑原位修復(fù)等,這是屬于治理修復(fù)類措施。生物類技術(shù)包括施用微生物菌劑、使用有機(jī)肥蚯蚓糞等。對(duì)于輕中度污染耕地開展治理時(shí),應(yīng)當(dāng)優(yōu)先采取安全利用類措施,阻斷或者減少污染物和其他有毒有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)作物可食部分,降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn),安全利用類措施難以奏效時(shí),再選取不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、不降低土壤生產(chǎn)功能的治理修復(fù)類措施。
農(nóng)藝調(diào)控是指利用農(nóng)藝措施減少污染物從土壤向作物特別是可食用部分的轉(zhuǎn)移,從而保障農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)受污染耕地的安全利用。
替代種植是指調(diào)整作物種植種類或品種,將原本種植的超標(biāo)食用農(nóng)產(chǎn)品改種為非超標(biāo)食用農(nóng)產(chǎn)品或非食用農(nóng)產(chǎn)品。不同作物種類或同一種類作物的不同品種對(duì)重金屬的積累有較大差異,在中、輕度重金屬污染土壤上種植可食用部位重金屬富集能力弱,但生長(zhǎng)和產(chǎn)量基本不受影響的作物品種,可以抑制重金屬進(jìn)入食物鏈,有效降低農(nóng)產(chǎn)品的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。選擇當(dāng)前實(shí)踐中已篩選出多種單一污染源下的重金屬低累積作物品種,如鎘低累積小麥、玉米、小白菜、番茄、豇豆等。農(nóng)作物具有較強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn),每個(gè)作物品種都有其特定的適宜種植區(qū),只能在其適宜種植區(qū)推廣。結(jié)合當(dāng)?shù)刂饕魑锲贩N、種植習(xí)慣,開展對(duì)重金屬低積累品種篩選和應(yīng)用,重點(diǎn)針對(duì)不同作物品種對(duì)重金屬的吸收特點(diǎn),選擇抗性強(qiáng)、重金屬低積累的農(nóng)作物品種,在小麥或蔬菜等的種植區(qū)域進(jìn)行示范及推廣應(yīng)用。鼓勵(lì)市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)主體對(duì)不再適宜種植食用作物的受污染耕地進(jìn)行租賃流轉(zhuǎn),替代種植棉花或苗木花卉等非食用作物。建議實(shí)施種植結(jié)構(gòu)調(diào)整后續(xù)補(bǔ)貼政策,確保農(nóng)民收益不受損失。
葉面調(diào)控技術(shù)是指通過葉面噴施葉面肥的一項(xiàng)農(nóng)藝措施。葉面通過噴施氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,可以降低甚至消除重金屬對(duì)農(nóng)作物的毒害作用,可以減少農(nóng)作物體內(nèi)重金屬的吸收及積累。通過施用氮肥,可以減輕鉛鋅等重金屬對(duì)冬小麥幼苗葉和根的生長(zhǎng)抑制作用,而且有研究發(fā)現(xiàn)隨著施氮量的提高,抑制作用會(huì)增強(qiáng)。也有研究發(fā)現(xiàn)在小麥葉面上施用鉀肥可以明顯降低植株中鋅的濃度。葉面噴施營(yíng)養(yǎng)元素,可以改善農(nóng)作物的鐵供應(yīng),可降低鎘等重金屬在農(nóng)作物植株內(nèi)的積累。目前應(yīng)用最廣的葉面肥是磷酸二氫鉀,可以同前期防治雜草和后期防治病蟲害結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)一噴綜防。
包括深翻深耕、糧豆輪作+種植綠肥、免(少)耕播種。通過深翻耕,可以將污染物含量較高的耕地表層的土壤與犁底層甚至是母質(zhì)層的潔凈土壤進(jìn)行充分混合,進(jìn)而可以稀釋耕地表層土壤污染物含量。深翻耕的實(shí)施時(shí)間一般為春耕翻地或冬閑時(shí),不需占用農(nóng)時(shí)??梢愿鶕?jù)當(dāng)?shù)胤N植習(xí)慣、作物類型、土壤類型和耕作層厚度等來確定深翻耕的時(shí)間、周期和深度。由于土壤有機(jī)質(zhì)與養(yǎng)分多集中在耕地表層,深翻耕在降低耕地表層土壤污染物含量的同時(shí),也會(huì)降低表層土中有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量。因此,深翻耕后應(yīng)進(jìn)行配套施肥,滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需要。
糧豆輪作是指實(shí)行玉米與大豆輪作,改善土壤理化性狀,提高耕地地力水平。種植綠肥,提高土壤肥力,在不同季節(jié),選擇不同綠肥品種和糧食作物輪作,可以降低化肥用量,提高肥料利用率,減少化肥造成的面源污染,還可以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤適耕性。
免(少)耕播種是一種新的栽培技術(shù),利用免耕播種機(jī)播種、施肥一次完成,能夠改善土壤結(jié)構(gòu),減少水蝕、風(fēng)蝕和養(yǎng)分流失,提高水分利用效率。免(少)耕播種與秸稈還田結(jié)合效果更好。
包括增施有機(jī)肥、施用有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥、推廣水肥一體化等優(yōu)化施肥措施。優(yōu)化施肥要根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境狀況以及所種植農(nóng)作物的種類,優(yōu)化有機(jī)肥、化肥的種類和施用量?;实氖┯靡鶕?jù)作物特性結(jié)合當(dāng)?shù)馗髦贫?、氣候條件、土壤狀況、水利情況,選擇適宜作物的氮、磷、鉀肥料品種,避免化學(xué)肥料活化重金屬污染物。肥料施用應(yīng)把握適度原則,防止過量施肥引起土壤鹽化酸化,防治過量施肥引起土壤養(yǎng)分不平衡問題以及可能的二次污染。
堆肥、漚肥、餅肥、人畜糞肥等都是良好的有機(jī)肥。通過選擇腐熟、質(zhì)地良好的有機(jī)肥來增加土壤有機(jī)質(zhì)、改良土壤。用有機(jī)肥做基肥,可配合深耕施用。另外要加強(qiáng)有機(jī)肥源料分類管理和有機(jī)肥質(zhì)量檢測(cè),嚴(yán)禁重金屬超標(biāo)的有機(jī)肥和沼液施入農(nóng)田,防范重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。
在傳統(tǒng)大量元素肥料中添加有機(jī)質(zhì),比如有的復(fù)合肥或者復(fù)混肥中增加腐植酸,使用這些新型的肥料,除了能供應(yīng)傳統(tǒng)的養(yǎng)分外,還能補(bǔ)充具有改良土壤作用的物質(zhì),這對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)也是一種很好的補(bǔ)償。根據(jù)作物不同生育期水肥需求特征優(yōu)化田間水肥施用,采用低重金屬含量的化肥、堿性肥料及低重金屬含量的有機(jī)肥料,降低作物可食部位對(duì)污染物的吸收累積。
實(shí)施水肥一體化技術(shù)可有效減少肥料的使用量,可防止土壤中肥料過量造成土壤鹽漬化,可防止土壤板結(jié),實(shí)現(xiàn)水分和肥料在空間上耦合,大大提高水和肥的利用效率利于植物對(duì)水分和養(yǎng)分的高效吸收。
針對(duì)受污染耕地種植產(chǎn)生的秸稈,根據(jù)受污染程度,進(jìn)行分類處置,采用秸稈能源燃料化、原料化等綜合利用技術(shù),采取秸稈移除和無害化安全處置,慎將污染耕地的秸稈還田。
農(nóng)膜無害化處理措施為回收再利用,在田間撿拾環(huán)節(jié),充分發(fā)揮縣鄉(xiāng)兩級(jí)政府組織發(fā)動(dòng)作用,對(duì)農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體殘膜撿拾提出要求,研究通過將田間殘膜撿拾和農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼發(fā)放掛鉤、農(nóng)膜“以舊換新”等多種方式調(diào)動(dòng)農(nóng)民回收地膜積極性;在回收體系方面,結(jié)合農(nóng)資生產(chǎn)銷售、再生資源回收等體系,考慮地區(qū)差異,合理布局廢棄農(nóng)膜回收網(wǎng)點(diǎn)和清轉(zhuǎn)運(yùn)能力;在資源化利用方面,按照就近就農(nóng)原則,鼓勵(lì)有條件的地區(qū)結(jié)合已有廢塑料資源化能力開展集中化、規(guī)范化利用。
土壤改良類主要是通過施用鈍化劑、土壤調(diào)理劑等,降低污染物在土壤中的活性,阻控作物對(duì)土壤污染物的吸收。
鈍化劑原位修復(fù)是指通過向土壤中添加鈍化材料,如坡縷石、海泡石、蒙脫土、鐵錳氧化物、黏土礦物粉、泥炭等,將土壤中有毒有害重(類)金屬離子由有效態(tài)轉(zhuǎn)化為化學(xué)性質(zhì)不活潑形態(tài),減少其在土壤中的轉(zhuǎn)移,降低植物有效性及生物毒性。鈍化技術(shù)效果和穩(wěn)定性與土壤類型、土壤理化性質(zhì)、重金屬種類及污染程度、種植農(nóng)作物品種,以及當(dāng)?shù)亟涤炅康让芮邢嚓P(guān),在大面積應(yīng)用前,必須加強(qiáng)該技術(shù)的適應(yīng)性試驗(yàn)研究,做到先小規(guī)模示范,再大面積推廣應(yīng)用。一方面,在實(shí)際大田推廣應(yīng)用中,要正確選擇鈍化材料種類,精準(zhǔn)把握施用劑量,避免過度鈍化和造成二次污染;另一方面,要避免對(duì)土壤理化性質(zhì)及環(huán)境質(zhì)量等帶來負(fù)面影響。要跟蹤監(jiān)測(cè)土壤重金屬有效態(tài)含量及農(nóng)產(chǎn)品重金屬含量的變化,以及土壤質(zhì)地、理化性質(zhì)、微生物群落結(jié)構(gòu)以及生物多樣性的變化情況,評(píng)估鈍化的長(zhǎng)期效應(yīng)與可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。
生物類技術(shù)主要是利用天然的或人工培養(yǎng)的功能微生物(藻類、細(xì)菌、真菌等),通過生物代謝功能,降低污染物活性,防控生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。微生物修復(fù)材料包括生物有機(jī)肥、微生物菌劑和復(fù)合微生物肥料等。施用量和施用種類需要根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥李愋秃头N植的作物類型來選用。微生物的修復(fù)費(fèi)用比較低,技術(shù)比較安全,對(duì)環(huán)境的影響較小。
化學(xué)肥料等的大量應(yīng)用導(dǎo)致土壤微生物區(qū)系失衡、土壤板結(jié)、土傳病害發(fā)生及環(huán)境污染的程度日益加重??赏ㄟ^微生物菌劑中有效微生物的生命活動(dòng)增加土壤養(yǎng)分,從而促進(jìn)作物生長(zhǎng),并且維持作物根際間微生物區(qū)系平衡,進(jìn)而提高作物產(chǎn)量,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。使用微生物菌劑可以減少化肥用量,降低環(huán)境污染程度,通過微生物與植物間的互作提高植物抗病、抗逆能力。
施用蚯蚓糞有機(jī)肥后可改變土壤物理性能,促使空氣流通,加速微生物繁殖,有利于植物吸收養(yǎng)分,可增強(qiáng)土壤保水、保肥性。施用蚯蚓糞有機(jī)肥養(yǎng)分全面,富含有機(jī)質(zhì)、腐殖酸及微生物菌群,能吸著鹽基成分起交換作用。施用蚯蚓糞有機(jī)肥能分解土壤中的礦物質(zhì),供植物吸收利用,抑制植物土傳病害,改善作物品質(zhì)。蚯蚓糞既可改良土壤又可節(jié)省化肥農(nóng)藥,適用性強(qiáng)。
對(duì)輕中度污染耕地應(yīng)加強(qiáng)源頭防控,通過實(shí)行農(nóng)業(yè)投入品準(zhǔn)入管理,嚴(yán)禁施用重金屬超標(biāo)的化學(xué)投入品及有機(jī)肥。針對(duì)安全利用類耕地中的典型作物和污染物,因地制宜優(yōu)先采取推廣秸稈還田、增施有機(jī)肥、農(nóng)膜減量與回收利用、低積累品種替代種植、糧豆輪作、水肥綜合調(diào)控等技術(shù)措施,綜合施策,減少或阻斷污染物及其他有毒有害物質(zhì)進(jìn)入農(nóng)作物,降低農(nóng)產(chǎn)品有害物質(zhì)超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn),逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物安全生產(chǎn),確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。
針對(duì)當(dāng)季小麥,從現(xiàn)在到麥?zhǔn)涨?,要因地制宜選用噴施葉面肥、使用微生物菌劑、實(shí)施水肥一體化、優(yōu)化施肥等安全利用技術(shù)措施。針對(duì)下季玉米,要抓住麥?zhǔn)盏接衩撞シN前的窗口期,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際,選用“低積累品種+水肥優(yōu)化調(diào)控+鈍化劑原位修復(fù)”“深耕深翻+微生物肥料”等安全利用模式,集中實(shí)施安全利用和治理修復(fù)技術(shù)措施;在玉米生長(zhǎng)期,可通過采用噴施葉面肥、水肥一體化等技術(shù)措施,進(jìn)一步改善土壤環(huán)境質(zhì)量。針對(duì)設(shè)施蔬菜地,探索開展土壤重金屬修復(fù)試點(diǎn)工作,推廣“低積累品種替代+水肥調(diào)控+鈍化劑原位修復(fù)”等安全利用模式措施。對(duì)各項(xiàng)安全利用措施,要緊盯關(guān)鍵農(nóng)時(shí),及時(shí)實(shí)施到位。
除了采取以上治理修復(fù)措施,針對(duì)輕中度污染耕地,也要采取一些防治對(duì)策。
積極發(fā)展資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的循環(huán)農(nóng)業(yè)是解決我國(guó)耕地污染問題的有效途徑:推廣節(jié)約型技術(shù),加快高效節(jié)約機(jī)械的研發(fā),積極開發(fā)生物質(zhì)資源,培育生物質(zhì)產(chǎn)業(yè),提高農(nóng)村廢棄物的綜合利用率,減少農(nóng)村廢棄物對(duì)耕地造成的環(huán)境污染。
提高認(rèn)識(shí)人們對(duì)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的認(rèn)識(shí),建立農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的指標(biāo)體系、政策法規(guī)體系、技術(shù)體系。建立農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)的多元化投入機(jī)制。減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)耕地的污染物,減小耕地污染。建立農(nóng)業(yè)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。鼓勵(lì)和引導(dǎo)農(nóng)戶采用清潔生產(chǎn)方式,對(duì)采用清潔生產(chǎn)方工的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者進(jìn)行補(bǔ)貼,提高他們防治耕地污染的積極性。
加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民群眾從事生產(chǎn)的指導(dǎo)與服務(wù)。積極開展農(nóng)業(yè)新技術(shù)的培訓(xùn)、化肥和農(nóng)藥科學(xué)使用的指導(dǎo)、農(nóng)機(jī)技能的傳授、農(nóng)業(yè)科技知識(shí)的普及,及時(shí)為農(nóng)民群眾解決在生產(chǎn)中所遇到的問題與困難,為他們搞好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造條件,提供周到的服務(wù)。
“耕地保護(hù)人人有責(zé)”,耕地質(zhì)量直接影響我國(guó)糧食安全,耕地污染治理與修復(fù)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)與農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展迫切需要解決的重大問題,隨著治理技術(shù)的創(chuàng)新和生物技術(shù)使用的加大投入,通過源頭管控加強(qiáng)防控,充分利用市場(chǎng)手段調(diào)動(dòng)社會(huì)力量,共同參與輕中度乃至重度耕地污染治理與修復(fù),確保耕地保護(hù)的可持續(xù)。