农环格格有话说：
8月11日周五（农历闰六月二十），大家早安！！
草本植物作为生态系统的初级生产者之一，具有适应性强、生长迅速、繁殖系数高、抗性强等特点，是退化生态系统植被恢复的先锋物种，其在消纳养殖场污水、富集土壤重金属、消除土壤污染方面有巨大的潜力。
文章出版：《草业科学》年第2期。
文钟珍梅,*毅斌,李艳春,*秀声,陈钟佃,冯德庆1.福建省农业科学院农业生态研究所,福建福州;
2.福建省丘陵地区循环农业工程技术研究中心,福建福州。
目前利用农业生产自身消纳农业污染物
仍是一种有效措施
作者根据中国统计年鉴及中国农村统计年鉴的数据分析了我国由化肥、农药、养殖废弃物等产生的农业污染现状。结果表明,从改革开放至今,我国化肥施用量呈逐年递增趋势,其中,年化肥施用量同比增加了.27%,年单位耕地施肥量同比增加了.78%;年农药施用量同比增加了1.5倍;同时随着养殖业的迅猛发展,废弃物排放量也逐年递增。
随着中国经济的飞速发展,农业生产方式发生了深刻的变革,自给自足的传统农业逐渐向集约化、专业化和规模化的现代农业转变,以高投入、高产出、高排放为特征的现代农业在带来巨大经济效益的同时,也带来了一系列的环境问题。环境污染分点源污染与面源污染,面源污染(diffusedpollution,DP)是指溶解和固体的污染物从非特定地点,在降水或融雪的冲刷作用下,通过径流过程而汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)并引起有机污染水体富营养化或有*有害等其它形式的污染。农业面源污染是分布最广泛且最主要的农业环境污染之一,其主要来源于农田施肥、农药、畜禽及水产养殖等。
我国农业生产中化肥利用率并不高,大量无法被植物吸收利用的氮、磷、钾等养分直接随着灌溉水、地表径流等进入附近水体。集约化畜禽养殖业的发展更是加剧了这一过程,其未处理或处理后未达标排放的粪污任意排放后造成水体污染和富营养化,使区域水生生态系统平衡遭到破坏。
由于农业面源污染物大多属于有机污染物,氮(N)、磷(P)含量高,如果将其合理利用可变为有用的资源,产生良好的经济效益。目前利用农业生产自身消纳农业污染物仍是一种有效措施。
草本植物作为生态系统的初级生产者之一,具有适应性强、生长迅速、繁殖系数高、抗性强等特点,是退化生态系统植被恢复的先锋物种,其在消纳养殖场污水、富集土壤重金属、消除土壤污染方面有巨大的潜力。为此,分析我国农业面源污染现状,探讨草本植物在治理农业面源污染的应用效果及治理模式,以期为农业面源污染治理提供科学依据。
农业面源污染的现状
化肥施用及污染现状
现代农业的发展离不开化肥和农药的高投入,据统计,我国化肥施用量逐年呈递增趋势。-年期间,化肥施用量平均以每年10%的速度增加,年的化肥施用量比年增加了.27%(图1);单位耕地面积的施肥量也呈递增趋势,从年的88.94kg·hm-2递增至年的.39kg·hm-2,增加了.78%(图2),远远超过发达国家设置的安全施肥标准(kg·hm-2)。长期施用化肥导致土壤酸化、板结,土壤微生物的数量和活性降低,土壤结构破坏,加上化肥的利用率并不高(N、P、K利用率仅为30%~35%、10%~20%和35%~50%),进入附近水体易造成水体富营养化和水生生态系统失衡。
农药施用及环境污染现状
-年期间,除年农药施用量降低外,其它年份农药施用量均呈增长趋势。年全国范围内农药施用量仅为73.3万t,到年增长至.6万t,增长了1.5倍(图3)。
在这些施用的农药中,高*农药占农药施用总量的70%。据报道,目前我国农药利用率也仅为30%左右,未被农作物吸收的部分使我国~万hm2耕地受到严重污染。虽然自年起我国全面禁用有机氯农药,但一些地区六六六(六氯化苯,C6H6Cl6)和DDT[双对氯苯基三氯乙烷,(ClC6H4)2CH(CCl3)],土壤最高残留量仍在1mg·kg-1以上。
同时,农药的过量使用也导致各种农牧产品农残检测超标,产生食品安全问题;还会对非靶心生物产生*害作用,使有害生物的天敌减少,生物多样性丧失,破坏生态平衡。
畜禽养殖业污染现状
-年,畜禽粪便排放量从11.2亿t增加至15.4亿t,增加37.66%,畜禽粪污的化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)、生物需氧量(bio-chemicaloxygendemandBOD,)和铵氨氮（NH4+-N)排放量同比增加36.3%、37.4%和30.3%(表1)。
畜禽养殖业废弃物中的N、P是造成污染流域水体N、P富营养化的最主要原因。据年中国环境状况公报统计,年太湖和巢湖流域IV水质(适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区)占主要比例,分别为90%和50%,滇池10个国控点水质均为劣V类(污染程度已超过V类的水)。太湖流域源于农田面源、农村畜禽养殖业、城乡结合部城区的全磷、全氮分别为20%、32%、23%和30%、23%、19%,其贡献率超过来自工业和城市生活的点源污染。
在农村水源污染中,城市污水和农业污染各占50%,其中农业废弃物污染占35%~40%，化肥污染占10%~15%。年我国来自农业源的废水化学需氧量和氨氮排放量分别为.4万t和75.5万t,是工业源的3.54倍和3.25倍。而在农业源的污染物排放中,畜禽养殖业的贡献率占了相当大的比重。
草本植物在农业面源污染治理中的应用
植物种类
农业有机废弃物含有大量的营养物质,可用作为肥料满足植物的生长,因此几乎所有的草本植物均可应用于该类污染的治理。但是,农业环境污染具有典型面源污染的特征,所以在农业面源污染治理过程中宜选用生物量大、能大面积栽种和推广的草本植物。目前用于治理农业废弃物污染的常见植物有狼尾草(Pennisetumalopecuroides)、多花黑麦草(Loliumpe-renne)、香根草(Vetiveriazizanioides)、红萍(Azollaimbircata)、水葫芦(Eichhorniacrasipes)等(表2)。此外,一些具有观赏价值的水生植物对富营养化水体也有明显的净化作用,因此也可应用于小面积面源污染的治理。
治理技术与模式
农业环境污染治理常用的生态技术措施包括沟渠系统、缓冲草皮带、生化塘及人工湿地系统等,其中草本植物是这些污染治理系统的重要组成部分,它能吸收农田径流中过剩的氮、磷营养元素及重金属和有机氯、磷等有害元素,使水体得到净化。
生态沟渠
生态沟渠是一种具有河流和湿地双重特征,用于治理农业面源污染的小型半自然化的水文生态系统,常设于农田周边,用于拦截农田排水中的氮、磷。人工种植绿色植物的生态沟渠对农田排水中氮、磷的拦截效果明显高于未种植植物的沟渠。如,种植多花黑麦草的生态沟渠对水稻田排水中的铵态氮、硝态氮、全氮和全磷都有较强的降解能力。水生植物茭白(Zizanialatifolia)和菖蒲(Acoruscala-mus)不仅能吸收一部分N、P,还可增强沟渠对N、P的截留效果。生态沟渠中植物种类对水体中的N、P去除效果也存在差异。
余红兵等研究了5种植物水生美人蕉(Cannaglauca)、铜钱草(Hydrocotylevulgaris)、黑三棱(Sparganiumstoloniferum)、狐尾藻(Myriophyllumverticillatum)和灯心草(Juncuseffusus)对农田排水沟渠中氮、磷吸收效果的影响,结果表明,单次收割5种水生植物可带走水体中7.40~28.23和1.13~4.49g·m-2的氮和磷,其中水生美人蕉效果最好,全年可带走的总氮和总磷量分别为20.34~.12和3.41~17.95g·m-2。茭白和菖蒲能明显促进系统对氮、磷的截留和转化作用,其中菖蒲对磷的吸收能力要强于茭白。
水生植物对N、P去除效果与植物根系深度存在相关性,一般来说水生植物根系越深,氮去除率也越大。蕉草(Nymphoidesa-quatic)、芦苇(Phragmites