北京種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及化肥面源污染控制

1、北京種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及化肥面源污染控制中國環(huán)境學(xué)會(huì)2011年 03月31日 宋秀杰 程大軍 張鑫 夏恒霞單位：北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院摘要：本文從北京農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)入手，分析各種作物化肥施用水平及對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)及農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響，從保護(hù)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)產(chǎn)品安全的角度，提出了調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)、控制化肥面源污染的對策建議。關(guān)鍵詞：種植業(yè)結(jié)構(gòu)，面源污染， 污染控制。1. 北京市農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)北京市的耕地主要分布在平原地帶，約占全市土地總面積的14%左右，主要種植小麥、玉米、豆類等糧食作物，花生、棉花、飼料用玉米、牧草等經(jīng)濟(jì)作物，以及各類蔬菜和果樹。近年來北京市耕地面積總體上呈逐年遞減趨勢，由占北京市土地

2、總面積的19.6%減少到14.1%，縮減了約28.2%。從不同類型作物占用耕地的比例看，糧食作物所占比例先降后增，但一直居于首位，經(jīng)濟(jì)作物逐年遞增，蔬菜和果樹等則沒有明顯的變化趨勢。在主要糧食作物中，玉米的播種面積一直最大，其次是冬小麥，水稻種植面積則一直遞減。經(jīng)濟(jì)作物以花生和青飼料（牧草、飼用玉米）為主，花生、青飼料的播種面積呈增長態(tài)勢。各種農(nóng)作物的產(chǎn)量相對較為穩(wěn)定，不同年份間的變化幅度不大。2. 北京市化肥使用現(xiàn)狀及污染2.1 北京市化肥使用現(xiàn)狀目前，北京農(nóng)田施用的氮肥品種主要是尿素和碳銨，只有少量農(nóng)田施用硝銨、氯銨和硫銨等，磷肥主要是過磷酸鈣（普鈣）等，鉀肥主要有氯化鉀和硫酸鉀，復(fù)合肥包

3、括氮磷復(fù)合肥、磷鉀復(fù)合肥、氮磷鉀復(fù)合肥等，其中以磷酸二銨為主。根據(jù)北京農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒（2005年），北京市20002004年的化肥施用情況見圖2-1；單位耕地面積（ha）的化肥施用量以及氮肥（折成n）、磷肥（折成p2o5）和鉀肥（折成k2o）各自的用量，見表2.1。表2.1 北京市20002004年化肥施用強(qiáng)度一覽表（kg/ha）年份2000年2001年2002年2003年2004年化肥施用強(qiáng)度（折純）544522598550609氮肥（折成n）365345385344387磷肥（折成p2o5）166160193183197鉀肥（折成k2o）1217202325由圖2-1可知，由于北京市的耕地面

4、積總體呈逐年遞減趨勢，與之相對應(yīng)，化肥總用量基本上也在不斷減少，其中氮肥和復(fù)合肥用量下降較為明顯，但磷肥和鉀肥則有增長趨勢。由表2.1可知，北京市農(nóng)田化肥施用量較大，化肥施用強(qiáng)度為522609kg/ha，高于全國平均水平，更遠(yuǎn)高于國家生態(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)（試行）中規(guī)定的化肥施用強(qiáng)度低于250kg/ha的限值。目前，發(fā)達(dá)國家農(nóng)田化肥n、p、k的比例為1：0.5：0.5，世界平均水平是1：0.46：0.36，中國是1：0.39：0.22。就北京市而言，農(nóng)田化肥n和p的比例在1：0.5左右，較為合理，但鉀肥用量明顯偏少。2.2北京市不同作物化肥施用水平根據(jù)對郊區(qū)化肥施用狀況的實(shí)地調(diào)查可知，

5、北京市各種作物的化肥平均折純施用強(qiáng)度是：在糧食作物中，水稻、小麥和玉米的施肥量較高，畝化肥折純投入分別為33.6kg、31.5kg、27.7kg，豆類、薯類和雜糧的化肥投入較少。經(jīng)濟(jì)作物中棉花和飼料用玉米的化肥施用量相對較高，分別為22.2kg/畝和21.1kg/畝，其次是油料（花生），藥材化肥用量最少，僅為5.1kg/畝。各類蔬菜的化肥施用量在20.2kg48.2kg/畝之間，其中茄果類（茄子、番茄、青椒等）和瓜類（西瓜、黃瓜）的化肥投入量最大，分別為48.2kg/畝和39.7kg/畝，水生蔬菜（藕、茭白等）用肥量最少，為20.2kg/畝。各類果樹的施肥量差別不大，畝化肥投入量在25.4kg

6、33.3kg之間，其中葡萄施肥量最大，梨樹最少。參照糧食和經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、果樹的復(fù)種指數(shù)（分別為1.42、2.22和1），總體上講，蔬菜的單位土地面積化肥施用量最大，其次是果樹和糧食作物，經(jīng)濟(jì)作物施肥量最小。上述所有作物施用化肥的平均氮磷比都接近1：0.5，施用比例較為合理，但鉀肥施用量明顯不足，基本上都低于氮肥用量的10%。且在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)很多地塊基本上不施鉀肥。2.3化肥污染及對農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的影響（1）對蔬菜品質(zhì)的影響4根據(jù)北京市植物營養(yǎng)與資源研究所對北京市蔬菜不同部位及不同品種中硝酸鹽含量的檢測，北京市蔬菜中硝酸鹽含量已嚴(yán)重超標(biāo)。過量施用化肥造成的農(nóng)產(chǎn)品硝酸鹽污染已相當(dāng)嚴(yán)重，北京市食用

7、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量令人擔(dān)憂。（2）對地下水環(huán)境的影響氮肥使用不當(dāng)對地下水的硝酸鹽污染比較明顯。在對北京西郊（豐臺(tái)以北，蓮花池以南地區(qū)）化學(xué)氮肥施用量與地下水硝酸鹽含量進(jìn)行的比較研究中發(fā)現(xiàn)，化學(xué)氮肥施用量與地下水硝酸鹽含量呈明顯的正相關(guān)。（3）對地表水的影響根據(jù)對北京市密云水庫周邊地區(qū)地表水的監(jiān)測分析，地表水汛期污染占全年污染的70-96%，本區(qū)化肥非點(diǎn)源污染占地表水污染負(fù)荷約50-70%。農(nóng)業(yè)化肥非點(diǎn)源污染對本區(qū)地表水環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。3.化肥污染防治對策3.1調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)解決農(nóng)藥化肥污染的最佳途徑在于調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，減少農(nóng)作物的播種面積，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，為首都綠化提供植樹造林和

8、景觀建設(shè)的苗木、花卉。林地具有生產(chǎn)有機(jī)物質(zhì)、涵養(yǎng)水源、保持水土、調(diào)節(jié)氣候、固碳制氧、防風(fēng)固沙、凈化空氣、增加生物多樣性等多種生態(tài)功能以及景觀和美學(xué)價(jià)值，能明顯改善北京市的生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，植樹造林可以大大減少化肥的施用量，減少化肥對環(huán)境的污染。為園林綠化配套的苗圃化肥施用量較少，平均施用化肥4060kg/畝（主要是氮肥），小于主要糧食作物和蔬菜的施用強(qiáng)度。北京市目前的苗圃、花圃有1770多個(gè)，面積不足28萬畝，占總耕地面積約8%。隨著北京奧運(yùn)會(huì)的舉辦和生態(tài)城市的建設(shè)及城鄉(xiāng)居民生活水平的提高，“十一五”期間北京市的綠化建設(shè)將需要大量的苗木、花卉。因此，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)不僅解決首都園林綠化、植樹造林所需

9、苗木，也是郊區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、郊區(qū)農(nóng)民致富的有效途徑，同時(shí)，可減少農(nóng)藥化肥的面源污染。農(nóng)業(yè)種植內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整要根據(jù)不同農(nóng)作物的化肥用量，本著將化肥污染控制在最低限度的原則，采用“源頭控制”的措施降低化肥用量。在農(nóng)作物中，蔬菜類的化肥用量最大，且耗水量最高。目前北京市的蔬菜種植大部分仍沿用傳統(tǒng)的粗放管理，設(shè)施農(nóng)業(yè)面積僅占蔬菜種植的20%-30%左右。多次的大水灌溉和大量的化肥施用，不僅造成蔬菜產(chǎn)地區(qū)域地表水及地下水環(huán)境污染，而且蔬菜年總灌水量為3.29億m3，平均畝灌水量為506m3，嚴(yán)重浪費(fèi)資源。因此，從節(jié)約水資源，減輕化肥污染的角度出發(fā)，種植結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)優(yōu)先減少粗放經(jīng)營的蔬菜種植面積，擴(kuò)大發(fā)展

10、設(shè)施農(nóng)業(yè)蔬菜種植，為市民提供精品、高質(zhì)量蔬菜產(chǎn)品的同時(shí)，減少面源污染；其次應(yīng)減少主要糧食作物小麥的種植，適當(dāng)增加耐旱、抗病蟲經(jīng)濟(jì)作物的種植面積。通過合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到降低整個(gè)地區(qū)的化肥總用量的目的。3.2重要生態(tài)功能區(qū)逐步退出糧食作物生產(chǎn)北京市的生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)（門頭溝區(qū)、懷柔區(qū)、平谷區(qū)、密云縣、延慶縣）作為北京的生態(tài)屏障和水源保護(hù)地，對保證北京可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用，是農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)區(qū)域，尤其是密云水庫、懷柔水庫、官廳水庫和京密引水渠的一、二級保護(hù)區(qū)，應(yīng)逐步退出糧食作物種植，大面積植樹造林。植樹造林時(shí)要根據(jù)因地制宜，適地適樹適種源的原則，優(yōu)先選用抗旱、抗病、耐瘠薄的鄉(xiāng)

11、土樹種和生態(tài)功能強(qiáng)的植物，合理配置植物種類，以喬木為主，喬木、灌木和草本植物等相結(jié)合，形成多層次的復(fù)合群落結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)林地的生態(tài)功能。3.3加強(qiáng)化肥使用的監(jiān)督管理,減少化肥污染化肥污染屬于非點(diǎn)源污染：污染現(xiàn)象是由眾多污染者共同造成的，在管理上往往很難劃分污染者的責(zé)任；同樣的行為造成的污染程度存在空間差異，但是現(xiàn)有的政策標(biāo)準(zhǔn)都是統(tǒng)一執(zhí)行的，造成管理上存在困難。因此，從源頭控制，加強(qiáng)管理，科學(xué)指導(dǎo)對減少農(nóng)藥化肥污染非常重要。各職能部門應(yīng)相互協(xié)作，從源頭控制(即加強(qiáng)化肥銷售和批發(fā)商管理)，加強(qiáng)化肥使用的監(jiān)督管理，盡快制訂地方性的化肥污染管理辦法，建立化肥污染的監(jiān)管體系，加快污染防治技術(shù)的篩選、示范、推

12、廣。北京市各區(qū)縣農(nóng)業(yè)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)分布及發(fā)展方向，要以建設(shè)國家生態(tài)示范區(qū)和創(chuàng)建環(huán)境優(yōu)美鄉(xiāng)鎮(zhèn)為契機(jī)，大力發(fā)展無公害農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)綠色食品和有機(jī)食品，減少化肥用量。3.4建立土壤監(jiān)測體系，推行測土配方施肥目前，國際上發(fā)達(dá)國家的化肥施用量約為200kg/ha，國家環(huán)?？偩稚鷳B(tài)縣、生態(tài)市、生態(tài)省建設(shè)指標(biāo)（試行）中規(guī)定生態(tài)縣化肥施用強(qiáng)度要低于250kg/ha的限值，黑龍江省省級生態(tài)示范區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定化肥施用強(qiáng)度（折純）一類標(biāo)準(zhǔn)限值為180kg/ha，二類為200kg/ha。北京市也應(yīng)通過對全市土壤肥力水平的監(jiān)測調(diào)查，提出不同區(qū)域化肥施用的最高限量。3.5推廣環(huán)境友好型肥料及技術(shù)，控制化肥污染（1）調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)，

13、推廣測土平衡施肥在繼續(xù)推廣平衡施肥技術(shù)的同時(shí)，要堅(jiān)持因土施肥，不能盲目施肥，著重研究施肥與其他農(nóng)業(yè)措施的配合，合理運(yùn)籌施肥比例，科學(xué)配置肥料資源，確定化肥（特別是氮肥）適宜施用量，增加鉀肥的施用量。施肥前要進(jìn)行土壤肥力診斷，提倡配方施肥。北京市農(nóng)業(yè)局開始在本市郊區(qū)縣中推廣測土配方施肥項(xiàng)目，先期將在平谷、昌平、密云、房山的30萬畝耕地實(shí)施。根據(jù)預(yù)計(jì)，能減少對水體污染12%至15%，產(chǎn)生更大的環(huán)保效益。（2）推廣緩釋肥料緩釋肥料可以大幅度提高肥料利用率，能使肥料利用率在原來30%的基礎(chǔ)上提高1030%，減少肥料用量，減輕肥料對地下水、農(nóng)產(chǎn)品等的污染，符合綠色食品和無公害產(chǎn)品的要求。根據(jù)北京市農(nóng)林科

14、學(xué)研究院植物資源與營養(yǎng)研究所對其研制的緩釋氮肥的跟蹤檢測分析及作物生長實(shí)驗(yàn)可知，控釋肥料對作物品質(zhì)的改善和對作物的增產(chǎn)效果十分顯著。施用控釋肥料可減少化肥投入量3050%，降低蔬菜硝酸鹽含量2040%，減少氮素淋溶56倍，減輕因肥料造成土壤、地下水的污染。（3）大力推廣無公害肥料，提倡有機(jī)無機(jī)肥料配合使用要大力推廣使用有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥、長效復(fù)合肥、配方專用肥、沼氣肥、生物肥等無公害肥料。提倡有機(jī)無機(jī)肥料配合施用，是合理利用資源，更好地保持和提高土壤肥力的施肥制度，也是土壤肥力能夠長期維持，并不斷提高的重要措施。目前，北京市農(nóng)田有機(jī)肥施用量較少，尤其是糧食作物，例如小麥和玉米的有機(jī)肥施用量分別為13