輕中度污染耕地安全利用與治理修復(fù)技術(shù)措施探討

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）

0 引言

當(dāng)前，我國越來越重視耕地的質(zhì)量，對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)系到國計(jì)民生。近年來，耕地發(fā)生著越來越大的變化，我國耕地受到一定程度的污染，耕地質(zhì)量呈下降趨勢。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。四是對耕地土壤污染防治和修復(fù)認(rèn)識(shí)不夠。基于以上現(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，以及全國土壤污染狀況詳查所劃定的安全利用類耕地。對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。

1 農(nóng)藝調(diào)控類技術(shù)

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。

1.1 替代種植

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，開展對重金屬低積累品種篩選和應(yīng)用，重點(diǎn)針對不同作物品種對重金屬的吸收特點(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)市場經(jīng)營主體對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。

1.2 采用葉面調(diào)控技術(shù)

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養(yǎng)元素，可以降低甚至消除重金屬對農(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冬小麥幼苗葉和根的生長抑制作用，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。

1.3 改變耕作方式

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)。可以根據(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。

1.4 實(shí)施水肥調(diào)控優(yōu)化措施

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髦贫取夂驐l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，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水分和養(yǎng)分的高效吸收。

1.5 防止秸稈還田造成二次污染

針對受污染耕地種植產(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。

1.6 農(nóng)膜減量與回收利用

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)兩級政府組織發(fā)動(dòng)作用，對農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營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。

2 土壤改良類技術(shù)

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，評估鈍化的長期效應(yīng)與可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。

3 生物類技術(shù)

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，對環(huán)境的影響較小。

3.1 使用微生物菌劑

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。可通過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，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。

3.2 使用生物有機(jī)肥蚯蚓糞

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。

4 防治對策及建議

除了采取以上治理修復(fù)措施，針對輕中度污染耕地，也要采取一些防治對策。

4.1 大力發(fā)展農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)

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)村廢棄物對耕地造成的環(huán)境污染。

4.2 積極推廣農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)

提高認(rèn)識(shí)人們對農(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。

4.3 加強(qiáng)農(nóng)民自我保護(hù)耕地的能力建設(shè)

加強(qiáng)對農(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)。

5 結(jié)語

“耕地保護(hù)人人有責(zé)”，耕地質(zhì)量直接影響我國糧食安全，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)。