張春雪 楊波 王晗陽 鄭向群

摘 要 飲水安全是百姓賴以生存的基礎(chǔ)。于橋水庫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1 500萬人口的身體健康。研究結(jié)合于橋水庫流域特點(diǎn)，開展水庫周邊種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查，摸清于橋庫區(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;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

于橋水庫是引灤入津工程的重要調(diào)蓄水庫，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫流域地跨津、冀兩地，東西長66 km，南北寬50 km，總面積2 060.0 km2，總庫容1.56×109 m3。全流域人口總數(shù)70.34萬人，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)，水庫總體水質(zhì)為Ⅳ類。氮磷的輸入導(dǎo)致于橋水庫水體呈富營養(yǎng)化趨勢，對(duì)飲用水安全造成較大威脅。水庫庫區(qū)面源污染已經(jīng)大大超過了點(diǎn)源污染，成為于橋水庫污染的最大污染源。因此，做好庫區(qū)周邊農(nóng)業(yè)面源污染防控，對(duì)水庫的水質(zhì)改善具有舉足輕重的作用。

世界各國在種植業(yè)面源污染控制技術(shù)方面開展了廣泛研究，如美國的植被過濾帶、新西蘭的水邊休閑地、英國的緩沖區(qū)、匈牙利的Kis-Palaton工程等[1]。近年來，我國通過測土配方施肥、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為例，結(jié)合流域特點(diǎn)，開展庫區(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)與問卷量

除了縣城區(qū)域和庫區(qū)地以外，調(diào)研目標(biāo)選取于橋水庫毗鄰的6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為水庫北岸的漁陽鎮(zhèn)、穿芳峪鄉(xiāng)、馬伸橋鎮(zhèn)和水庫南岸的別山鎮(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)地理位置見圖1。

每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別選取2個(gè)村莊開展問卷調(diào)查，共計(jì)10個(gè)村莊作為此次的調(diào)研對(duì)象。問卷分為村級(jí)問卷和農(nóng)戶問卷兩種類型，村級(jí)問卷主要是村干部和技術(shù)人員填寫，農(nóng)戶問卷主要是農(nóng)民填寫。調(diào)研村鎮(zhèn)的具體情況見表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)研問卷是由村干部和技術(shù)人員填寫。在本次調(diào)研的10個(gè)村莊中，漁陽鎮(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)藥以蟲酰肼、吡蟲啉、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)藥以除草劑和殺蟲劑為主，品種以坤猛高效氯氟氰菊酯、高氯吡蟲啉、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)藥以除草劑和殺蟲劑為主。

2.1.4 穿芳峪鄉(xiāng)

劉相營村主要種植小麥、玉米以及綠化樹木（海棠、國槐）。小麥和玉米施用復(fù)合肥（三元素復(fù)合肥），綠化樹木施用雞糞。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)研問卷由農(nóng)民填寫。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、人人福以及萬綠之源;農(nóng)藥以除草劑和殺蟲劑為主，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)藥以除草劑和殺蟲劑為主，品牌以咔嚓靈、滅蟲靈、高氯吡蟲啉、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 氮磷流失總量測算

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合第一次全國農(nóng)業(yè)污染源普查工作得到的種植業(yè)產(chǎn)排污系數(shù)，確定于橋水庫周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植業(yè)的氮磷流失總量，結(jié)果見表2。由此可知：于橋水庫周邊鄉(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)，因此庫區(qū)流域面源污染防治的重點(diǎn)區(qū)域在于橋水庫南岸;于橋水庫周邊鄉(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，避免爭肥現(xiàn)象導(dǎo)致土壤單一養(yǎng)分需求過多，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，水庫流域示范區(qū)選擇的種植模式為茄子間作小白菜。

4.2 測土配方施肥技術(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?，確定膜下微噴帶的灌溉強(qiáng)度：每667 m2地鋪設(shè)微噴管長度為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，作物長勢整體好，口感明顯提高。

5 結(jié)論

于橋水庫是引灤入津工程的重要調(diào)蓄水庫，是天津市唯一的超大型居民生活飲用水水源地。于橋水庫周邊村鎮(zhèn)的農(nóng)業(yè)活動(dòng)，對(duì)水庫面源污染貢獻(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，通過開展水庫周邊種植業(yè)化肥農(nóng)藥施用情況調(diào)查，摸清于橋庫區(qū)周邊氮磷流失情況，根據(jù)于橋水庫流域種植業(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。

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（責(zé)任編輯：趙中正）