徐長(zhǎng)春，熊煒

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心，北京 100176）

推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，是黨中央、國務(wù)院的重大部署，是保障國家食物安全、資源安全和生態(tài)安全，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要[1]。隨著農(nóng)業(yè)投入品過量使用，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖排污，鎘、汞、砷等重金屬不斷向農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境滲透等內(nèi)外源污染因素相互疊加，農(nóng)業(yè)面源污染和農(nóng)田重金屬污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻，已成為國內(nèi)外農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)[2-3]。在“863 計(jì)劃”“973 計(jì)劃”“國家科技支撐計(jì)劃”“公益性行業(yè)科研專項(xiàng)”等科技計(jì)劃的資助下，“十一五”“十二五”期間，我國在農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染控制技術(shù)方面取得了積極進(jìn)展，初步建立了農(nóng)業(yè)面源污染防控和重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)體系，但也存在系統(tǒng)性基礎(chǔ)研究有待深入，大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)、產(chǎn)品與裝備不足，易推廣、可復(fù)制的治理模式缺乏等問題。

“十三五”期間，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃啟動(dòng)了“農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染農(nóng)田綜合防治與修復(fù)技術(shù)研發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱“專項(xiàng)”）。專項(xiàng)圍繞污染綜合防治與修復(fù)的重大戰(zhàn)略需求，匯集了國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)科研單位、企業(yè)和推廣機(jī)構(gòu)，形成了一支全國協(xié)同攻關(guān)的研究隊(duì)伍和科研平臺(tái)。在全鏈條設(shè)計(jì)、一體化實(shí)施的組織管理模式下，各項(xiàng)目承擔(dān)單位以理論機(jī)制研究突破為基礎(chǔ)，研發(fā)了一批標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品并在典型區(qū)域開展集成示范應(yīng)用，有力提升了我國農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染防治與修復(fù)的科技支撐能力和產(chǎn)業(yè)化水平。本文結(jié)合專項(xiàng)組織管理工作，從基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、集成示范應(yīng)用3個(gè)方面對(duì)專項(xiàng)取得的標(biāo)志性成果予以總結(jié)凝煉，形成20項(xiàng)標(biāo)志性成果以供相關(guān)領(lǐng)域科研人員和管理部門參考。

1 基礎(chǔ)研究類標(biāo)志性成果

在基礎(chǔ)研究方面，專項(xiàng)突破了農(nóng)田面源污染物和重金屬溯源、遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)制，污染負(fù)荷及其與區(qū)域環(huán)境質(zhì)量及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系等重要理論，形成了一批具有指導(dǎo)意義的新理論、新方法，為技術(shù)研發(fā)與示范應(yīng)用提供了理論支撐，對(duì)下一步研究工作奠定了良好基礎(chǔ)。

1.1 農(nóng)田土壤氮磷垂向淋溶和徑流損失及遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制

專項(xiàng)系統(tǒng)揭示了我國農(nóng)田氮磷損失強(qiáng)度的空間格局和時(shí)間特征，識(shí)別了我國農(nóng)田氮磷淋溶和徑流損失的關(guān)鍵區(qū)、關(guān)鍵期和關(guān)鍵路徑。初步劃定了我國農(nóng)田氮磷淋溶和徑流損失的易發(fā)區(qū)，指出我國北方農(nóng)田氮主要以淋溶損失為主、南方以徑流損失為主，磷主要以徑流損失為主，菜地單位面積氮磷損失強(qiáng)度最大，水肥耦合期是氮磷損失和防控的關(guān)鍵時(shí)期。揭示了不同類型農(nóng)田中氮磷轉(zhuǎn)化影響土壤氮磷垂向淋溶、揮發(fā)和橫向徑流損失的機(jī)制與主控因子，闡明了農(nóng)田氮磷損失負(fù)荷與區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的聯(lián)系，提出農(nóng)田氮磷源匯功能轉(zhuǎn)換理論及由源轉(zhuǎn)匯的實(shí)現(xiàn)路徑。劃定我國農(nóng)業(yè)源氮磷生態(tài)脆弱區(qū)及監(jiān)測(cè)評(píng)估體系，并提出分區(qū)氮磷淋溶消減策略和消減草案。該成果為推進(jìn)化肥減施、有機(jī)肥替代、畜禽糞尿資源化、面源污染阻控提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

1.2 農(nóng)田典型重金屬源解析、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律和安全生產(chǎn)閾值

針對(duì)重金屬對(duì)農(nóng)田土壤和農(nóng)產(chǎn)品污染的全過程，專項(xiàng)系統(tǒng)開展了重金屬在典型農(nóng)田土壤固相-溶液-生物-評(píng)估終點(diǎn)（農(nóng)產(chǎn)品和生態(tài)安全）全過程的遷移轉(zhuǎn)化、量化模型、評(píng)估方法和基于農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全的土壤重金屬安全閾值研究。探明了水稻、小麥和蔬菜吸收和積累重金屬的關(guān)鍵因素，建立了重金屬有效性/毒害定量預(yù)測(cè)模型31 個(gè)；建立了普適性的基于濃度、形態(tài)和影響因素的生物積累與毒害表征指標(biāo)和方法及物種敏感性分布系列；構(gòu)建了基于土地類型、土壤性質(zhì)、生物有效性/毒害和物種敏感性分布的土壤重金屬農(nóng)產(chǎn)品安全和生態(tài)安全閾值及計(jì)算模型。該成果解決了農(nóng)田系統(tǒng)中重金屬生物有效性量化表征和污染風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)診斷的難點(diǎn)，為我國農(nóng)田重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)診斷、安全生產(chǎn)等工作提供了技術(shù)支撐，為有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定提供了理論基礎(chǔ)。

1.3 農(nóng)田有毒有害生物化學(xué)典型污染物污染機(jī)制與應(yīng)用

針對(duì)農(nóng)藥、抗生素、酞酸酯等新型土壤有機(jī)污染物，專項(xiàng)銜接污染“檢測(cè)方法-過程-機(jī)制-效應(yīng)-調(diào)控”研究，構(gòu)建了分類指導(dǎo)不同農(nóng)業(yè)種植制度的區(qū)域農(nóng)田有機(jī)污染強(qiáng)化削減與生物污染風(fēng)險(xiǎn)防控的理論、方法和指標(biāo)體系。建立了抗性基因高通量同步檢測(cè)與糞便污染溯源方法，開發(fā)了土壤中殘留酞酸酯、肥料中殘留抗生素檢測(cè)的國家標(biāo)準(zhǔn)方法，構(gòu)建了典型種植農(nóng)田中化學(xué)/生物污染因子監(jiān)測(cè)與評(píng)估指標(biāo)體系；研發(fā)出7種典型農(nóng)藥/抗生素污染菌劑產(chǎn)品及相關(guān)修復(fù)技術(shù)、4種產(chǎn)毒素病原菌拮抗菌劑產(chǎn)品及相關(guān)修復(fù)技術(shù)，開發(fā)炭基復(fù)合微生物肥料產(chǎn)品1 個(gè)，建成炭基復(fù)合微生物肥料生產(chǎn)線1 條。該成果有效提升了我國農(nóng)田有機(jī)/生物污染防控研究的國際競(jìng)爭(zhēng)力，尤其在部分化學(xué)農(nóng)藥污染治理領(lǐng)域由“跟跑”向“并跑”轉(zhuǎn)變，為農(nóng)田新型污染物防治提供了科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

2 關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品類標(biāo)志性成果

專項(xiàng)進(jìn)一步強(qiáng)化關(guān)鍵共性技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的系統(tǒng)性和實(shí)用性，形成了從技術(shù)到產(chǎn)品（材料、設(shè)備）的創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，有效提升了我國農(nóng)田面源、重金屬污染防治與修復(fù)的技術(shù)裝備及產(chǎn)業(yè)化水平。

2.1 稻田氮磷源匯轉(zhuǎn)換和田溝渠塘綜合防控技術(shù)體系

利用稻區(qū)排灌系統(tǒng)和自然水塘，通過精準(zhǔn)調(diào)控實(shí)現(xiàn)稻田排水在“田-溝-塘”系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用，達(dá)到減少稻田氮磷流失的目的，形成針對(duì)我國不同水稻主產(chǎn)區(qū)的綜合防控技術(shù)體系。首次揭示了我國水稻主產(chǎn)區(qū)氮磷流失空間格局，創(chuàng)新出稻田氮磷流失機(jī)理模型，構(gòu)建了稻田氮磷“源匯功能”理論。突破了稻田氮磷流失控制關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)品裝備，提出了基于穩(wěn)產(chǎn)和水環(huán)境保護(hù)的我國水稻最佳施氮量，創(chuàng)建了稻田控源增匯、控水?dāng)U容、田-溝-塘水量水質(zhì)協(xié)同調(diào)控與循環(huán)利用等5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，形成了7項(xiàng)產(chǎn)品裝備，使稻田排水達(dá)到地表水Ⅲ類的標(biāo)準(zhǔn)。專項(xiàng)集成了東北單季稻區(qū)、長(zhǎng)江流域水旱輪作稻區(qū)和東南沿海雙季稻區(qū)三大稻田氮磷流失綜合防控技術(shù)模式，研發(fā)構(gòu)建“稻田氮磷流失智能控制”平臺(tái)；建立了66.7 hm2核心示范區(qū)，區(qū)內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)稻田灌排智能化控制，稻田氮磷流失負(fù)荷削減30%以上。

2.2 設(shè)施農(nóng)業(yè)面源氮磷綜合調(diào)控技術(shù)與產(chǎn)品

專項(xiàng)針對(duì)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)氮磷負(fù)荷大、土壤氮磷累積高等現(xiàn)狀，建立了物理阻隔、化學(xué)調(diào)控、生物調(diào)節(jié)、生態(tài)優(yōu)化協(xié)同管控的氮磷污染削減關(guān)鍵體系，配套形成了以水肥協(xié)同智能控制、生物調(diào)節(jié)2 項(xiàng)共性技術(shù)為基礎(chǔ)的典型區(qū)域“2+X”氮磷削減模式。研發(fā)了復(fù)配氨基酸等高碳有機(jī)肥、秸稈季銨化水凝膠阻隔材料、氮磷活性調(diào)控微生物菌劑等系列產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在黃淮海/環(huán)渤海、長(zhǎng)江流域、黃土高原3 個(gè)典型區(qū)域開展“2+X”氮磷污染負(fù)荷削減技術(shù)模式應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)氮減排23.8%～39.9%，磷減排21.6%～42.0%。該成果有效減少了設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向環(huán)境的氮磷排放，科學(xué)解決了設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)與氮磷污染最小負(fù)荷的矛盾，為我國設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)地環(huán)境安全和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供了技術(shù)支撐。

2.3 “秸肥深施增碳固氮”農(nóng)田氮磷面源污染防控技術(shù)與產(chǎn)品

在揭示玉米秸稈深還條件下土壤養(yǎng)分活化特征、明確剖面秸稈降解規(guī)律基礎(chǔ)上，專項(xiàng)集成“旋施還”和“兩免一深”多種技術(shù)裝備和新型肥料，創(chuàng)新構(gòu)建了秸稈深施增碳固氮技術(shù)模式，解決了我國北方地區(qū)玉米秸稈全量還田中的秸稈表聚、耕層變淺、苗差苗弱、水肥利用率低等歷史性難題；對(duì)耕層調(diào)蓄擴(kuò)容，提高了水肥利用效率，對(duì)亞耕層增碳固氮活磷，有效控制了氮磷損失。相關(guān)技術(shù)裝備和增碳固氮技術(shù)模式已在黃淮海地區(qū)和東北地區(qū)開展了技術(shù)集成示范應(yīng)用，面積超過3 300 hm2，取得了良好的效果；對(duì)比傳統(tǒng)耕作模式，新技術(shù)使土壤有機(jī)質(zhì)增加5%～10%，節(jié)本增收1 500 元·hm-2以上，氮素淋失減少10%～20%，氨揮發(fā)減少50%以上，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)環(huán)境效益。

對(duì)于麻糍賣不賣光，周小羽是不關(guān)心的，或者說周小羽關(guān)不關(guān)心無所謂，反正都是高興的。如果麻糍賣光，這個(gè)被人叫做麻糍的男人會(huì)拿出一筆很小的財(cái)富給周小羽，一塊錢或兩塊錢。周小羽是高興的。如果麻糍?zèng)]有賣光，那么周小羽肯定就可以吃到男人帶回來的麻糍。

2.4 中低度污染農(nóng)田鎘砷同步阻控和移除技術(shù)及其產(chǎn)品

針對(duì)高富集植物、化學(xué)淋洗、物理修復(fù)等傳統(tǒng)土壤重金屬污染防治技術(shù)的局限性，專項(xiàng)構(gòu)建了土壤-水稻系統(tǒng)鎘砷“三重阻控”技術(shù)體系新思路（土-水界面鐵循環(huán)調(diào)控降低重金屬活性、根-土界面提高鐵膜固定并降低根系吸收、根-籽粒阻隔重金屬向籽粒轉(zhuǎn)移），配合凈化灌溉水源的“源頭阻控”和磁性螯合吸附“同步移除”技術(shù)，有效降低了中低污染農(nóng)田中稻谷的鎘砷含量。建立了炭-鐵耦合的鎘砷同步鈍化、氮-鐵耦合的鐵膜固定、硒-硅耦合的生理阻隔等新技術(shù)，研發(fā)出磁性螯合吸附美索磁（MSC）產(chǎn)品及配套生產(chǎn)線，以及鐵改性生物質(zhì)炭、鐵改性腐殖質(zhì)、硒復(fù)合硅溶膠等鎘砷同步阻控新產(chǎn)品。相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品解決了鎘砷治理難同步的問題，在珠三角、西南、中南、長(zhǎng)三角等10 多個(gè)重金屬污染核心示范區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用，累計(jì)推廣上百萬畝次，污染農(nóng)田中稻米鎘達(dá)標(biāo)率提升至91.4%，無機(jī)砷達(dá)標(biāo)率提升至97.6%。

2.5 低積累、超富集品種篩選、評(píng)價(jià)及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

專項(xiàng)系統(tǒng)開展低積累品種篩選及評(píng)價(jià)、超富集品種篩選及評(píng)價(jià)以及品種標(biāo)準(zhǔn)化研究。建立了基于遺傳效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)的重金屬低累積作物品種篩選方法和技術(shù)體系，篩選出水稻、小麥和玉米的重金屬低累積候選主栽品種75 個(gè)，并在典型鎘砷污染區(qū)進(jìn)行了驗(yàn)證，在輕度污染范圍內(nèi)，可食用部分重金屬含量均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。建立了基于生態(tài)適宜性和重金屬風(fēng)險(xiǎn)削減率的適于間套作的超富集植物品種/生態(tài)型篩選與評(píng)價(jià)方法體系，篩選出景天、蜈蚣草等超富集品種/生態(tài)型8 個(gè)，在中輕度污染范圍內(nèi)，間作作物中重金屬含量均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。建立了標(biāo)準(zhǔn)化種質(zhì)資源圃和信息庫，形成了水稻品種鎘累積特性多點(diǎn)篩選實(shí)驗(yàn)技術(shù)規(guī)程、超積累植物品種選育、種植與應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)則等規(guī)范性文件。該成果為治理典型鎘砷污染區(qū)農(nóng)田重金屬污染，帶動(dòng)低積累作物品種育種、超（高）富集植物栽培等新產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)支撐。

2.6 重金屬污染農(nóng)田分類安全利用技術(shù)與產(chǎn)品

針對(duì)高地質(zhì)背景農(nóng)田土壤重金屬污染，專項(xiàng)系統(tǒng)揭示了污染形成機(jī)理，闡明了坡積型、次生富集型和運(yùn)積型地質(zhì)農(nóng)田土壤重金屬的活化機(jī)制。探明耕層土壤鎘含量與稻米鎘含量弱相關(guān)的主要原因，制訂出分別適合水稻和旱地作物安全生產(chǎn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。以稻米和莖基鎘含量為核心，兼顧土壤鎘污染指數(shù)，分別劃分早稻和晚稻宜產(chǎn)區(qū)和限產(chǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)稻米合格率達(dá)到90%以上。以土壤鎘污染指數(shù)、pH值和有機(jī)質(zhì)含量為核心，劃分旱地作物宜產(chǎn)區(qū)和限產(chǎn)區(qū)，實(shí)現(xiàn)小麥、蔬菜等作物的合格率達(dá)到90%以上。專項(xiàng)研發(fā)出具有廣適性的“低積累品種+堿性肥料+葉面調(diào)理劑”模式（簡(jiǎn)稱“VFR”模式），使稻麥鎘含量下降50%～80%，使水稻、小麥、蔬菜食用部分的鎘含量下降50%～80%。針對(duì)高地質(zhì)背景農(nóng)田土壤重金屬污染治理，提出了與國家標(biāo)準(zhǔn)差異化的安全利用和風(fēng)險(xiǎn)管控閾值，能夠有效保障重金屬污染區(qū)的作物安全生產(chǎn)。

2.7 農(nóng)業(yè)廢棄物好氧發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)及智能裝備

針對(duì)國內(nèi)好氧發(fā)酵普遍存在的時(shí)間長(zhǎng)、臭味重、設(shè)備智能化程度低等問題，專項(xiàng)在國內(nèi)率先建立了農(nóng)業(yè)廢棄物超高溫好氧堆肥技術(shù)和新一代密閉式好氧發(fā)酵技術(shù)體系，創(chuàng)新生物干化+好氧發(fā)酵工藝并實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。研發(fā)了一體化筒倉堆肥反應(yīng)器、滾筒反應(yīng)器和槽式反應(yīng)器等系列自主核心裝備，創(chuàng)建了堆肥配方軟件、“溫-濕-氧”傳感器及智控系統(tǒng)等，顯著提升了好氧發(fā)酵體系的系統(tǒng)性與智能化水平；專項(xiàng)研制的重金屬鈍化劑、除臭菌劑等產(chǎn)品，解決了臭氣及有機(jī)肥產(chǎn)品污染等潛在風(fēng)險(xiǎn)；開發(fā)了大型立式高效秸稈粉碎機(jī)及清塑除雜生產(chǎn)線成套裝備，首創(chuàng)蔬菜秸稈工廠化肥料化處理與循環(huán)利用模式和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)秸稈利用率提高50%、病蟲害降低40%、化肥用量減少20%。相關(guān)技術(shù)裝備在環(huán)太湖城鄉(xiāng)有機(jī)廢棄物處理利用產(chǎn)業(yè)化示范工程應(yīng)用，推動(dòng)建立了全國首個(gè)年產(chǎn)5 萬t以上蔬菜秸稈有機(jī)肥生產(chǎn)線示范基地，形成了較好的市場(chǎng)效益。

2.8 農(nóng)業(yè)廢棄物多原料厭氧干發(fā)酵成套關(guān)鍵技術(shù)與裝備

為解決厭氧干發(fā)酵過程中間產(chǎn)物抑制、傳質(zhì)傳熱效率低、國產(chǎn)核心裝備缺乏等瓶頸問題，專項(xiàng)研發(fā)出耐酸產(chǎn)甲烷菌劑生物強(qiáng)化技術(shù)，提高了發(fā)酵體系的耐沖擊性，實(shí)現(xiàn)了生物強(qiáng)化作用，對(duì)易酸化失穩(wěn)厭氧發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)每日添加1%的菌液，可提高乙酸化體系有機(jī)負(fù)荷2 倍。專項(xiàng)研發(fā)的序批式干發(fā)酵分層接種技術(shù)可使甲烷菌群在特定區(qū)域內(nèi)處于優(yōu)勢(shì)地位，加快了啟動(dòng)速度；連續(xù)式干發(fā)酵技術(shù)和連續(xù)推流干法厭氧發(fā)酵設(shè)備，保證了水力滯留期和運(yùn)行流暢性；配套滲濾液儲(chǔ)罐和自吸泵，通過逐層噴淋和層間滲濾，增加了底物的傳質(zhì)效率；集成活塞式進(jìn)料和固液分離密封出料裝置，實(shí)現(xiàn)了高固進(jìn)料，發(fā)酵底物總固體濃度、有機(jī)負(fù)荷率、容積產(chǎn)氣率、甲烷含量等多項(xiàng)指標(biāo)顯著提升，且系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定；“農(nóng)業(yè)廢棄物干法厭氧發(fā)酵工藝系統(tǒng)”軟件搭載農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧特性數(shù)據(jù)庫，提升了農(nóng)業(yè)廢棄物厭氧發(fā)酵設(shè)備智能化水平。

2.9 農(nóng)田地膜污染機(jī)藝融合工程化防治技術(shù)與裝備

針對(duì)西北地區(qū)地膜回收率低、地膜殘留污染嚴(yán)重問題，專項(xiàng)對(duì)導(dǎo)致地膜殘留的地膜特性、地膜回收等關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)優(yōu)化。優(yōu)化地膜加工工藝，研發(fā)了生產(chǎn)和銷售成本零增加，且易回收、低殘留、高強(qiáng)度、厚度不低于0.01 mm 的棉花、玉米和馬鈴薯專用地膜，其斷裂伸長(zhǎng)率較國標(biāo)膜提高3.8～5.6 倍。改進(jìn)了殘膜回收機(jī)的收邊膜裝置、仿形裝置、卷膜裝置、卸膜裝置等，定型了棉秸稈還田及殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)、滾筒式玉米田殘留地膜清理機(jī)、滾筒式馬鈴薯收獲及殘膜撿拾一體機(jī)，使殘膜回收率提高了10%～50%。對(duì)殘膜加工利用環(huán)節(jié)的殘膜撕碎、上料、吸塵裝置、清洗提料設(shè)備等優(yōu)化集成，形成了高質(zhì)、中質(zhì)和低質(zhì)利用3 種技術(shù)工藝。專項(xiàng)融合地膜污染防治保障機(jī)制，構(gòu)建了以機(jī)藝融合為核心的棉花、玉米、馬鈴薯生產(chǎn)全過程地膜污染綜合防治技術(shù)模式。在新疆、內(nèi)蒙古、甘肅等地建立核心區(qū)333 hm2，不同種植模式下地膜回收率均顯著提高，示范區(qū)保產(chǎn)或增產(chǎn)2%～5%，節(jié)本增收150～750元·hm-2。

2.10 農(nóng)田重金屬及面源污染快速檢測(cè)與監(jiān)測(cè)、監(jiān)管決策體系

針對(duì)區(qū)域污染數(shù)據(jù)管理與風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)管決策服務(wù)能力的短板，專項(xiàng)研發(fā)了數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)挖掘及污染防治決策支持等一體的農(nóng)田污染大數(shù)據(jù)平臺(tái)及監(jiān)管決策服務(wù)系統(tǒng)。專項(xiàng)重點(diǎn)發(fā)展了區(qū)域農(nóng)田污染大數(shù)據(jù)匯交與管理技術(shù)，創(chuàng)新了融合“樣點(diǎn)數(shù)據(jù)優(yōu)選-影響因素識(shí)別-多因素融合統(tǒng)計(jì)推斷”的土壤環(huán)境質(zhì)量插值制圖技術(shù)，提升了數(shù)據(jù)管理效率和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析能力；突破了污染發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)遙感識(shí)別和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)布設(shè)優(yōu)化技術(shù)，構(gòu)建了“遙感潛在風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)定靶-監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布設(shè)-地面面源和重金屬污染快速篩查”的天地網(wǎng)一體化農(nóng)田污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)模式，建立了面源污染對(duì)水質(zhì)的損益評(píng)估模型和生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的博弈模型；研發(fā)了區(qū)域農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染管理與決策分析系統(tǒng)，其具備污染調(diào)查、管理、評(píng)價(jià)、補(bǔ)償?shù)葮I(yè)務(wù)功能，提升了決策精準(zhǔn)性和風(fēng)險(xiǎn)管控的服務(wù)效率。

2.11 基于環(huán)保的中小型養(yǎng)殖場(chǎng)布局方法及污染控制技術(shù)的整體方案

3 模式集成與示范應(yīng)用類標(biāo)志性成果

專項(xiàng)在長(zhǎng)江中下游平原、黃淮海平原、東北西北、華南西南、城鄉(xiāng)一體化區(qū)五大類農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，集成了一批農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染防治綜合技術(shù)模式，形成了一批生態(tài)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益兼顧的修復(fù)治理模式，有力促進(jìn)了我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

3.1 城鄉(xiāng)一體集約化農(nóng)區(qū)面源和重金屬綜合防控模式

面向京津冀、珠三角、長(zhǎng)三角3 個(gè)城鄉(xiāng)一體集約化農(nóng)區(qū)，以農(nóng)田氮、磷、鎘、砷污染防控及景觀提升為核心，構(gòu)建了“邊生產(chǎn)、邊修復(fù)、邊管理”的綜合防控技術(shù)模式。專項(xiàng)提出了農(nóng)田土壤氮磷控制閾值和鎘砷安全閾值，集成面源污染防控源頭阻控、過程阻控、末端修復(fù)等技術(shù)模式，以及“源頭控制有機(jī)肥+作物空間配置技術(shù)+高氮磷土壤修復(fù)+重金屬鈍化”的農(nóng)田“面源+重金屬”全程協(xié)同防控模式，形成了基于種養(yǎng)廢棄物無害資源化的雙向防控模式，研發(fā)了畜禽糞便有害物質(zhì)去除與高溫酶解腐熟集成生產(chǎn)技術(shù)、倉式尾菜智能型靜態(tài)好氧發(fā)酵處理系統(tǒng)等，構(gòu)建了農(nóng)業(yè)廢棄物“收-運(yùn)-儲(chǔ)-產(chǎn)-銷”綜合利用模式。示范區(qū)實(shí)現(xiàn)化肥減量30%、土壤鎘砷等重金屬去除率30%、鎘砷等重金屬有效態(tài)下降60%以上，并開展了超過1 700 hm2的技術(shù)輻射推廣。

3.2 黃淮海集約化養(yǎng)殖面源污染物優(yōu)先阻控體系

針對(duì)黃淮海地區(qū)養(yǎng)殖污染風(fēng)險(xiǎn)重、污染復(fù)合度高、處置優(yōu)先序缺失的現(xiàn)狀，專項(xiàng)重點(diǎn)對(duì)不同養(yǎng)殖區(qū)域污染物負(fù)荷、不同養(yǎng)殖類型下各類氮磷、重金屬和抗生素污染物分布特點(diǎn)和處理工藝進(jìn)行了研究。明確了該地區(qū)養(yǎng)殖污染阻控重點(diǎn)，提出了各養(yǎng)殖類型下優(yōu)先控制污染物以及各類污染物優(yōu)先控制環(huán)節(jié)（氮磷重在處理與利用、重金屬優(yōu)選飼料端控制、抗生素重點(diǎn)在處理過程），構(gòu)建了各類污染物從飼料到處理過程和農(nóng)田應(yīng)用各環(huán)節(jié)中優(yōu)先控制序技術(shù)體系，形成了土地消納型、循環(huán)利用+土地消納型、達(dá)標(biāo)排放+土地消納型防控模式。該成果目前已在黃淮海各個(gè)省市140 余個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)開展了示范與技術(shù)應(yīng)用，并取得了良好的效果。在技術(shù)示范的核心區(qū)內(nèi)，廢棄物循環(huán)利用率達(dá)97.5%，氮污染削減86.4%以上，磷污染削減97.5%以上，重金屬排放量削減97.5%，抗生素降解99%以上。

3.3 長(zhǎng)江中下游重金屬與面源污染綜合防控模式

針對(duì)農(nóng)業(yè)面源與重金屬復(fù)合污染的新特點(diǎn)，專項(xiàng)在長(zhǎng)江中下游構(gòu)建以生態(tài)種養(yǎng)、低積累作物和新型鈍化劑應(yīng)用為核心的綜合防控技術(shù)。集成了農(nóng)田氮磷源頭減量、養(yǎng)分循環(huán)、氨揮發(fā)控制、生態(tài)種養(yǎng)、微生物菌劑、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制、區(qū)域聯(lián)防等單項(xiàng)技術(shù)，形成了周年、全程、立體的區(qū)域面源污染防控技術(shù)系統(tǒng)。優(yōu)化集成低積累作物、超積累植物、重金屬鈍化、農(nóng)藝調(diào)控、微生物強(qiáng)化等單項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了水旱交替/交錯(cuò)環(huán)境、不同重金屬種類和污染程度農(nóng)田的修復(fù)和安全利用。這些成果作為主推技術(shù)入選《江蘇省受污染耕地安全利用與治理修復(fù)技術(shù)指南（試行）》，構(gòu)建形成區(qū)域重金屬和面源綜合防治模式，在蘇州等地建立核心示范區(qū)累計(jì)1 324 hm2，聯(lián)動(dòng)推廣面積超過6 700 hm2。

3.4 西南中南糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)田重金屬污染靶向式修復(fù)模式

在西南污染分區(qū)分級(jí)及安全種植區(qū)劃的基礎(chǔ)上，專項(xiàng)提出靶向式修復(fù)技術(shù)模式。以保證作物品質(zhì)安全為首要目標(biāo)，結(jié)合成本效益和技術(shù)可操作性分析，優(yōu)化集成鎘砷同步阻控、同步移除、葉面阻隔以及低積累品種篩選等技術(shù)，分別針對(duì)石灰?guī)r區(qū)鎘砷汞污染、高原紅壤區(qū)砷鎘污染、川渝丘陵平原區(qū)鎘污染區(qū)域構(gòu)建了適配西南糧食主產(chǎn)區(qū)復(fù)雜生境條件和污染特征的污染農(nóng)田安全利用與修復(fù)靶向式技術(shù)模式。該模式可實(shí)現(xiàn)主要作物穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)部位鎘、砷、汞的含量降低25%～60%，產(chǎn)品質(zhì)量滿足國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)要求，技術(shù)模式成本在1 500～15 000元·hm-2之間?！笆濉蹦撃Ｊ揭言谖髂系貐^(qū)建立核心示范區(qū)24 hm2，示范區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了水稻、玉米、小麥等主要作物的經(jīng)濟(jì)部位重金屬含量達(dá)標(biāo)，產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)或增產(chǎn)；輻射推廣7 440 hm2，輻射區(qū)農(nóng)田安全利用率達(dá)到95%以上。

3.5 華南礦業(yè)密集區(qū)農(nóng)田重金屬污染的源匯協(xié)同阻控技術(shù)體系

針對(duì)不同污染程度農(nóng)田，專項(xiàng)集成了植物穩(wěn)定（高污）-植物提?。ㄖ形郏?植物阻隔（低污）技術(shù)體系，可在修復(fù)污染農(nóng)田的同時(shí)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)“邊生產(chǎn)邊修復(fù)”。針對(duì)不同類型礦業(yè)廢水，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫廢水（15 000 m3·d-1）的深度凈化-回用，廢水回用率高于90%；回用水水質(zhì)對(duì)Pb2+、Zn2+選礦指標(biāo)基本無影響，可節(jié)省新鮮水資源145 萬t·a-1。針對(duì)末端的污染農(nóng)田，形成了適用于重度污染土壤的經(jīng)濟(jì)作物-原位穩(wěn)定聯(lián)合修復(fù)技術(shù)、適用于輕污染土壤的超積累植物-經(jīng)濟(jì)作物間/輪作技術(shù)、適用于輕度輕微土壤的安全利用技術(shù)，技術(shù)模式成本為1.5萬～7.5萬元·hm-2。通過在技術(shù)模式中選用具有華南特色的百香果等高值經(jīng)濟(jì)作物，最高可獲得22.5 萬～30.0 萬元·hm-2的收益。新技術(shù)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用在多方面產(chǎn)生的邊際經(jīng)濟(jì)效益潛力較大，對(duì)礦業(yè)廢棄地和農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施的投資可對(duì)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生一定的間接經(jīng)濟(jì)效益。該一體化技術(shù)模式在廣東、廣西建立核心示范區(qū)43 hm2，輻射推廣740 hm2。

3.6 東北面源污染綜合防控模式

結(jié)合東北地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染綜合防控實(shí)際，專項(xiàng)從空間上形成覆蓋旱田-水田-溝渠-濕地的全過程防控模式，建立了水田全過程氮磷負(fù)荷消減技術(shù)體系、農(nóng)田排水污染減排與循環(huán)利用技術(shù)體系等。從時(shí)間上形成從春季凍融期到作物全生育期的周年防控模式，集成了凍融型旱田氮磷污染阻截技術(shù)體系。集成“關(guān)鍵技術(shù)+機(jī)械配套+產(chǎn)品配套”的秸稈及畜禽糞便綜合利用模式，建立了東北糧食主產(chǎn)區(qū)秸稈和畜禽糞便綜合利用技術(shù)體系。首次解析了東北寒區(qū)旱田氮磷流失凍融作用貢獻(xiàn)率，構(gòu)建了凍融型旱田坡地-平原氮磷流失污染協(xié)同防控技術(shù)模式。創(chuàng)新形成“兩免一耕”秸稈全量還田技術(shù)模式。示范區(qū)實(shí)現(xiàn)氮磷、農(nóng)藥污染負(fù)荷消減20%以上，農(nóng)田有毒有害污染物殘留量降低20%以上，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物無害化消納利用率提高到95%。

4 結(jié)語與展望

通過“十三五”農(nóng)業(yè)面源專項(xiàng)的組織實(shí)施，有力推動(dòng)了我國農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)治理從點(diǎn)向面的拓展，實(shí)現(xiàn)手段由傳統(tǒng)向現(xiàn)代的提升，對(duì)象由單一到綜合的演變，為“十四五”農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染研究和治理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！笆奈濉奔耙院蟾L(zhǎng)一段時(shí)期，需要繼續(xù)凝練成果經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化任務(wù)布局，深化重點(diǎn)領(lǐng)域，組織實(shí)施好“十四五”“農(nóng)業(yè)面源、重金屬污染防控和綠色投入品研發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)，力爭(zhēng)在污染治理修復(fù)技術(shù)的適用性與智能化，技術(shù)、市場(chǎng)、政策各要素協(xié)同聯(lián)動(dòng)等方面取得新突破，加快形成針對(duì)不同農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)和典型生態(tài)區(qū)的“投入源頭-施用過程-末端處理-集成示范”緊密銜接的農(nóng)業(yè)面源污染防治綜合技術(shù)解決方案。

致謝：感謝“十三五”“農(nóng)業(yè)面源和重金屬污染農(nóng)田綜合防治與修復(fù)技術(shù)研發(fā)”專項(xiàng)各項(xiàng)目承擔(dān)單位和專家對(duì)專項(xiàng)標(biāo)志性成果總結(jié)凝練工作的大力支持和幫助。