于桥水库流域种植业化肥农药施用情况调查与面源污染防治对策

张春雪 杨波 王晗阳 郑向群

摘 要 饮水安全是百姓赖以生存的基础。于桥水库是天津市唯一的超大型居民生活饮用水水源地，每年向天津市供水约6×108 m3，其水环境质量直接影响天津1 500万人口的身体健康。研究结合于桥水库流域特点，开展水库周边种植业化肥农药施用情况调查，摸清于桥库区周边氮磷流失情况，并提出有针对性的面源污染防治对策，为推动水库水环境综合治理、切实保障天津市民的饮用水安全提供科技支撑。

关键词 于桥水库;化肥农药;面源污染;综合防控

中图分类号：X71 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.06.094

于桥水库是引滦入津工程的重要调蓄水库，是天津市唯一的超大型居民生活饮用水水源地。于桥水库流域地跨津、冀两地，东西长66 km，南北宽50 km，总面积2 060.0 km2，总库容1.56×109 m3。全流域人口总数70.34万人，人口密度为342.82人/km2，农业人口占总人口数的94.1%，均高于全国平均水平。农田面积占到全流域面积的31.81%，是一个典型的农业耕作区。于桥水库每年向天津市供水约6×108 m3，是天津市“水源生命线”的中枢。于桥水库虽然总体水质良好，但如考虑总氮和总磷两项指标，水库总体水质为Ⅳ类。氮磷的输入导致于桥水库水体呈富营养化趋势，对饮用水安全造成较大威胁。水库库区面源污染已经大大超过了点源污染，成为于桥水库污染的最大污染源。因此，做好库区周边农业面源污染防控，对水库的水质改善具有举足轻重的作用。

世界各国在种植业面源污染控制技术方面开展了广泛研究，如美国的植被过滤带、新西兰的水边休闲地、英国的缓冲区、匈牙利的Kis-Palaton工程等[1]。近年来，我国通过测土配方施肥、土壤有机质提升、绿色防控等技术应用，化肥与农药施用量的增加得到了一定缓解[2-4]。

各地也零星实施了一些有机肥还田、生态拦截沟等农业面源污染防控的单项技术[5-7]，但由于这些技术没有进行系统组装，管理措施也不到位，缺少轻便、易操作、生態安全的综合防控技术。特别地，针对水源地周边种植业面源污染的综合防控，缺乏系统、集成的示范研究。

因此，本研究以天津市于桥水库为例，结合流域特点，开展库区周边种植业化肥农药施用情况调查，摸清于桥水库周边氮磷流失情况，提出有针对性的面源污染防治对策，为推动水库水环境综合治理、切实保障天津市人民的饮用水安全提供科技支撑，以期为我国其他地区的水源地周边种植业面源污染防控和绿色发展提供借鉴。

1 调研目标与问卷量

除了县城区域和库区地以外，调研目标选取于桥水库毗邻的6个乡镇，分别为水库北岸的渔阳镇、穿芳峪乡、马伸桥镇和水库南岸的别山镇、五百户镇、西龙虎峪镇。其中，五百户镇的村庄均已搬迁，故不作为本次调研对象。调研涉及的5个乡镇地理位置见图1。

每个乡镇分别选取2个村庄开展问卷调查，共计10个村庄作为此次的调研对象。问卷分为村级问卷和农户问卷两种类型，村级问卷主要是村干部和技术人员填写，农户问卷主要是农民填写。调研村镇的具体情况见表1。

2 化肥农药施用情况

2.1 村镇级调研结果

村镇级调研问卷是由村干部和技术人员填写。在本次调研的10个村庄中，渔阳镇的逯庄子和白庄子农田已经在2014年全部流转，马伸桥镇的太平庄有40%农田已经流转，其余村庄的农田均在种植作物。

2.1.1 别山镇

大康庄种植作物以小麦、玉米、土豆和大葱为主，均用复合肥撒可富。农药以虫酰肼、吡虫啉、中生菌素、代森锰锌、农思它和快锄等为主。

马各庄种植作物以小麦、玉米、土豆、白菜和胡萝卜为主，设施蔬菜有西红柿、菜花等，复合肥以撒可富和史丹利为主。农药主要为唑虫酰胺、咔嚓灵以及农思它。

2.1.2 西龙虎峪镇

燕各庄和西龙虎峪村种植作物以小麦和玉米为主，均使用复合肥料，品牌以丹王和鄂中为主。农药以除草剂和杀虫剂为主，品种以坤猛高效氯氟氰菊酯、高氯吡虫啉、牛魔王草铵膦、莠去津以及毒死蜱为主。

2.1.3 马伸桥镇

上古庄种植作物以小麦、玉米以及绿化用树为主，均使用复合肥料，品牌以丹王和鄂中为主。农药以除草剂和杀虫剂为主，品种以坤猛高效氯氟氰菊酯、莠去津以及毒死蜱为主。

太平庄种植作物以玉米、小麦、蓝莓和苗木为主，玉米和小麦使用复合肥料，蓝莓使用专用肥料。农药以除草剂和杀虫剂为主。

2.1.4 穿芳峪乡

刘相营村主要种植小麦、玉米以及绿化树木（海棠、国槐）。小麦和玉米施用复合肥（三元素复合肥），绿化树木施用鸡粪。农药主要为高氯菊酯。

刘庄户村主要种植小麦、玉米、苹果、核桃、有机蔬菜以及草莓，其中小麦和玉米用复合肥（撒可富、史丹利），苹果和核桃用专用肥，有机蔬菜和草莓施用有机肥（羊粪）。农药以杀虫剂和除草剂为主。

2.2 农户级调研结果

农户级调研问卷由农民填写。在本次调研的100个农户中，主要种植品种是粮食作物（玉米、小麦）和露地蔬菜（土豆、萝卜、白菜、胡萝卜）。

粮食作物（玉米、小麦）施用的农家肥为牛粪和羊粪，施用的化肥为尿素和复合肥，品牌为撒可富、史丹利、人人福以及万绿之源;农药以除草剂和杀虫剂为主，品牌以咔嚓灵、农思它、牛魔吃、莠去津以及高氯吡啉为主。

露地蔬菜（土豆、萝卜、白菜、胡萝卜）施用的农家肥为鸡粪、牛粪和羊粪，施用的化肥为复合肥，品牌为撒可富和史丹利。农药以除草剂和杀虫剂为主，品牌以咔嚓灵、灭虫灵、高氯吡虫啉、农思它、牛魔吃以及莠去津为主。

此外，本次调研农户的庭院种植品种主要是豆角、黄瓜、茄子、葱、白菜、辣椒、西红柿、香菜和油菜。不施用化肥和农药，仅使用农家肥（牛粪、羊粪、鸡粪），且随机用量。

3 氮磷流失总量测算

根据调研结果，结合第一次全国农业污染源普查工作得到的种植业产排污系数，确定于桥水库周边乡镇种植业的氮磷流失总量，结果见表2。由此可知：于桥水库周边乡镇种植业氮磷流失量最大的为西龙虎峪镇，其次为别山镇，因此库区流域面源污染防治的重点区域在于桥水库南岸;于桥水库周边乡镇种植业总氮的流失量大于总磷的流失量，因此库区流域种植业面源污染防控的重点污染源为氮素。综上，按照区域差异和污染源特征，可以有针对性地采取面源污染防治对策。

4 面源污染防治对策

根据于桥水库流域种植业化肥农药施用情况调查结果，提出于桥流域种植业面源污染防控模式，主要包括种植模式合理配置、测土配方施肥技术和膜下微喷灌溉技术三个方面，如图2所示。

4.1 种植模式合理配置

1）肥力需求差异配置：利用不同种类作物对氮磷肥力需求差异进行合理搭配，避免争肥现象导致土壤单一养分需求过多，在作物高产、稳产的同时实现土壤肥力平衡。

2）深根浅根差异配置：依照当地习惯种植品种，选择深根作物、浅根作物进行搭配，吸收不同土壤深度的氮磷，以深根作物拦截地下淋溶。

3）生物拮抗差异配置：利用可分泌驱虫物质的拮抗性作物品种，搭配种植当地习惯性作物，减少病虫害的发生，从而减少农药的使用。

基于以上种植模式配置原理，水库流域示范区选择的种植模式为茄子间作小白菜。

4.2 测土配方施肥技术

根据作物需肥规律、土壤供肥特性和肥料效应，运用测土配方施肥，减氮、调磷、稳钾，优化施肥时期、方法和用量，实现适期追肥，提高肥料利用率，从而达到减肥的效果。

示范区以茄子间作小白菜为例，有机肥作为底肥，施用量为750～900 g·m-2。与常规施肥量相比，化肥减施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、钾肥分基肥和二次追肥，磷肥全部作基肥。示范区采取叶面喷施技术，利用肥料增效剂，提高肥效，降低化学肥料使用量。改变施肥方式，变撒施为穴施和点施，提高肥料效能，减少肥料使用量。

实践证明，推广测土配方施肥技术，不但能提高化肥利用率，还能改善农产品质量，是一项增产节肥、节支增收的技术措施。

4.3 膜下微喷灌溉技术

膜下微喷灌溉技术是将覆膜种植技术与微喷技术相结合的一种高效节水灌溉方式，如图3所示。水库流域示范区，以茄子间作小白菜为例，根据种植作物的需水量和种植当地该季度平均降水量，确定膜下微喷带的灌溉强度：每667 m2地铺设微喷管长度为500 m，每隔27 cm设置一个滴灌孔，单个滴灌孔的灌溉强度为3 L·h-1;从茄苗开花起，5～7 d灌溉一次，每次持续时间2～4 h。

采用膜下微喷灌溉技术后，比漫灌节约水70%。农民施肥时直接使用配套的施肥器，能够定时、定量、均匀地为农作物提供各种有效养分，作物长势整体好，口感明显提高。

5 结论

于桥水库是引滦入津工程的重要调蓄水库，是天津市唯一的超大型居民生活饮用水水源地。于桥水库周边村镇的农业活动，对水库面源污染贡献的份额占有很大比重，对饮水安全造成了较大威胁。因此，通过开展水库周边种植业化肥农药施用情况调查，摸清于桥库区周边氮磷流失情况，根据于桥水库流域种植业化肥农药施用情况调查结果，针对性地提出于桥流域种植业面源污染防控模式，主要包括种植模式合理配置、测土配方施肥技术和膜下微喷灌溉技术三个方面，从而为推动水库水环境综合治理、切实保障天津市人民的饮用水安全提供科技支撑。

参考文献：

[1] 张劲，李兆华，朱联东，等.农业面源污染现状及其控制对策的研究进展[J].农业环境与发展，2009（3）：1-5.

[2] 武淑霞，刘宏斌，刘申，等.农业面源污染现状及防控技术[J].中国工程科学，2018，20（5）：23-30.

[3] 张新盟，董文岭，崔心燕，等.农业面源污染的特性及防治措施：以山东省陵城区为例[J].农技服务，2018，35（3）：114-115.

[4] 盖霞普，刘宏斌，翟丽梅，等.长期增施有机肥/秸秆还田对土壤氮素淋失风险的影响[J].中国农业科学，2018，51（12）：2336-2347.

[5] Songmin Li，Xiaoling Wang，Jiamin Tu，et al.Nitrogen Removal in an Ecological Ditch Based on an Orthogonal Test[J].Water Air Soil Pollut，2016（227）：396.

[6] Liang Chen，Feng Liu，Yi Wang，et al.Nitrogen Removal in an Ecological Ditch Receiving Agricultural Drainage in Subtropical Central China[J].Ecological Engineering，2015（82）：487-492.

[7] 杨润芝，漆立，彭孟军，等.水稻农药减量控害增产集成技术探索[J].南方农业，2018，12（33）：49-52.

（责任编辑：赵中正）