非點源流域農(nóng)業(yè)中磷的基本環(huán)境行為研究

馬嘉樂 滕曉明 胡征

摘 要：在當今世界范圍內(nèi)，水體富營養(yǎng)化這一影響水體水質(zhì)的重要因素，逐漸成為水環(huán)境保護中的問題。該研究通過利用對水中磷素進行評價，闡述了農(nóng)業(yè)中非點源磷素對水體的污染，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，以引起相關(guān)方面對農(nóng)業(yè)磷非點源的重視，并為深一層的研究提供借鑒參考。

關(guān)鍵詞：非點源污染 磷素 地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（a）-0094-01

隨著全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，由于人類的干預(yù)活動的強度以及廣度不斷增加，所引起的環(huán)境污染問題也呈嚴重化趨勢發(fā)展。在我國，隨著人口總數(shù)的逐年增加，城市化進程的逐漸加快，可利用耕地越來越少，施肥一直是近幾年的增加糧食產(chǎn)量的有效方式之一。施肥的長期性及大量性不僅引起土壤中營養(yǎng)物質(zhì)的富集，同時也造成了磷素伴隨降雨，隨徑流遷移到地表水體，從而形成富營養(yǎng)化。之前，人們認為氮素為水體富營養(yǎng)化關(guān)鍵因素。近幾年來，越來越多的調(diào)查與研究結(jié)果表明，磷素才是水體富營養(yǎng)化的限制因子[1-4]。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國外，非點源污染的研究起步于20世紀60年代，1993年Gilbert和Lemunyon從地表徑流、化肥和有機磷肥的使用量以及使用方法、土壤養(yǎng)分磷背景值、土壤侵蝕等方面，提出了土壤中養(yǎng)分中的磷流失敏感性評價指標體系。1998年Sharpley和Gburek等人研究發(fā)現(xiàn)，在某一個流域所流失的磷中，一大部分是在幾場比較大的降雨過程中從小面積區(qū)域中流失的，這些區(qū)域同時具備較高的土壤含磷量和產(chǎn)流這兩個條件。

我國起步稍晚，始于80年代的湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查。我國在污染水體的生物修復(fù)、水體富營養(yǎng)化的影響過程的研究較多，而對于磷素的風險評價中，我國技術(shù)還不是很成熟。對于磷素遷移轉(zhuǎn)化的機理，我國研究的比較多，并且一些相關(guān)的參數(shù)也有確定，但是，在磷的非點源控制與管理方面的研究中，我國較其他國家還相差甚遠。也是我們?nèi)蘸髮τ诹姿氐姆屈c源風險防治的主要努力方向。

2 試驗方法與材料

2.1 試驗方法

（1）在周邊有流域的幾個農(nóng)田區(qū)域內(nèi)（降雨量相當），分別采用GPS定位方法，根據(jù)河流的不同地理位置上、中、下游各確定五個監(jiān)測點。利用流動分析儀監(jiān)測選定試驗區(qū)內(nèi)農(nóng)田周邊流域中磷酸鹽的含量周年內(nèi)的變化情況。測定其含量，計算超標比例。采用地理信息系統(tǒng)（GIS）為非點源磷風險評價空間信息數(shù)據(jù)提供強有力的技術(shù)架構(gòu)支撐。從而提高評價的準確性以及方便快捷的使用性。

（2）在選定試驗區(qū)域內(nèi)，采用抽樣調(diào)查的方法對農(nóng)戶的施肥情況進行調(diào)查，把近10～20年的磷肥的使用狀況（單位使用量，磷肥使用的品種），作為產(chǎn)物的資料，以便分析。

（3）選定試驗區(qū)域內(nèi)，監(jiān)測農(nóng)田水井附近農(nóng)田土壤剖面0～200 cm的磷酸鹽的累積量。分層采樣，之后測定。分析其與水井中磷酸鹽含量的關(guān)系。

2.2 試驗材料、試劑、儀器

流動分析儀、土鉆、真空抽濾裝置、新鮮土樣、0.01 mol/LCaCl2浸提液、陰離子樹脂

3 結(jié)果與討論

通過調(diào)查近10～20年的磷肥的使用量，監(jiān)測到農(nóng)田耕層土壤中磷元素的含量很高的，可以看成富磷狀態(tài)。但隨著土壤剖面的逐層深入，磷元素的含量是逐層遞減的。地下水中磷元素的含量沒有達到超標的水平，而且含量極少。從地表水中磷含量的周年變化與農(nóng)田耕層土壤中磷元素含量的周年變化比較看來，雨季時地表水中磷元素的濃度較農(nóng)田土壤耕層的磷濃度要大，在耕層土壤中低洼地段處磷元素的濃度較山地處要大。

4 結(jié)語

土壤中只有10%～20%的磷肥可以被農(nóng)作物吸收，剩余大部分的磷素都會進入周邊環(huán)境。盡管農(nóng)藥中的有機磷是易降解物質(zhì)，但隨著降雨強度的增加，其向水中遷移的數(shù)量也逐漸增多，污染環(huán)境的風險也隨著增大。

為了減少水環(huán)境中，磷素對水體的污染，總結(jié)大概有三條可操作的途徑。如下：

（1）施用磷肥要合理，并符合生態(tài)平衡的規(guī)律。

首先，確定磷肥施用量要科學(xué)合理，根據(jù)不同農(nóng)作物的生長條件，土壤的理化性質(zhì)等，綜合考慮，合理施肥。其次，要科學(xué)合理規(guī)劃施用時間，對于磷肥的施用，尤其是水溶性磷肥，不宜過早，如需提前施用，盡量選擇施用弱酸溶性或難溶性磷肥，這樣可以減少磷素與土壤的接觸時間，從而減少磷素的流失。再者，合理混合施肥，可減少磷的固定，提高磷的利用率。

（2）減少農(nóng)田中磷素的流失。

農(nóng)作物在施肥后，往往由于降雨或田埂滲漏等原因，導(dǎo)致磷肥未被土壤固定之前，就被雨水帶走，從而污染水域。加強田間管理，減少排水量等有效措施可有效降低磷素向環(huán)境的排放。改變土地利用方式，不適合作為耕地的土地，改種其他植物等。制造溝渠等人工排水設(shè)施，減少磷素對地表的侵蝕，進而減少磷素向環(huán)境中的排放。

（3）降低磷素釋放量。

減少生活污水中的含磷量，特別是減少或盡量不使用含有磷素的合成洗滌劑，污水排放前預(yù)先脫磷。提高畜禽糞尿和人體排泄物的處理技術(shù)，采取一定的步驟促其降解或?qū)⒂袡C廢棄物制成肥料。

參考文獻

[1] 張水銘，馬杏法，旺祖強.農(nóng)田排水中磷素對蘇南太湖水系的污染[J].環(huán)境科學(xué)，1993（6）：24-291.

[2] 晏維金，尹澄清，孫璞，等.磷素在水田濕地中的遷移轉(zhuǎn)化及徑流流失過程[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1999（27）：261-266.

[3] 司友斌，王慎強，陳懷滿.農(nóng)田氮、磷的流失與水體富營養(yǎng)化[J].土壤，2000（4）：188-193.

[4] 段水旺，章申，陳喜保，等.長江下游氮、磷含量變化及其輸送量的估計[J].環(huán)境科學(xué)，2000，21（1）：53-56.