二、化肥污染的控制对策
当前减轻氮肥污染、节约使用化肥资源最主要的途径是提高氮肥单季利用率。如果其单季利用率能够由原来的30%提高到40%,经济效益是极其可观的。如以1997年的实际使用化肥量3980.7万吨(纯氮)计算,等于免费获得398万吨纯氮的产量,价值几十亿,也就是说,农民在获得当年等量收入的情况下,却少投入几十亿元,同时也可减轻环境对这些化肥的污染负荷。要控制化肥对农业环境的污染,既要控制施用量,又要严格执行使用规程。防治化肥污染的措施包括:
1.加强环境保护意识,加强管理,采取科学施肥技术。
应大力加强环保教育,增强农民群众的环境保护意识。在宣传普及肥料基本知识的同时,大量宣讲施肥不当和施肥过量的害处,大力倡导适时适量、科学合理施肥。严格监测检查化肥中的污染物质。为防止通过化肥使过量的有害物质进入土壤,有必要对化肥进行环境污染物含量的监测管理。目前我国的化肥质量标准中有关微量有害物质允许量标准尚未确定,应加以研究和补充。同时我们还应做到确定合理的施肥量、选择适宜的施肥时期、采取科学的施肥方法。
2.控制施肥总量,讲求施肥技术,改变化肥剂型,防止或减轻施肥对环境的污染
第一,调整肥料结构、减少化肥使用量。肥料结构不平衡,是影响肥效当季利用率的主要原因之一。研究结果证明,如只施加尿素肥,氮的利用率仅为16.3%,尿素配合磷肥施用,氮的利用率提高至39.6%。这说明,肥效受最小因子的制约。偏施某种肥料,不可能获得更好的肥效。中国目前施用化肥的结构约N∶P2O5∶K2O为1∶0.26~0.37∶0.059~0.16,这说明氮肥过多,缺磷少钾。中国的磷矿,尤其是钾矿,都是稀缺资源,所以结构改善很慢。结构合理性虽因作物和土壤肥力条件差异而不同,但通过各地肥效试验证明,N∶P2O5∶K2O在1∶0.4~0.6∶0.3~0.5之间为好。不过,只有生产部门提供合适的供货结构,才有实施肥料结构合理、避免偏施氮肥的物质条件。要大力普及平衡施肥,减少化肥用量。平衡施肥需在测土的基础上按作物需要配方,再根据作物对肥料的吸收特点施肥。目前我国已有测土配方施肥、氮调控法、计算机推荐施肥等较好的计量施肥办法,可确定施肥量、施肥种类、施肥时期。
研究和推广各种作物氮磷肥的最佳施肥量,做到经济与环境两者的统一;提高农民施用氮磷化肥的技术,深施覆土,防止氮挥发和各种营养物质随水流失;按作物适时施肥,尽可能在作物吸收旺季投入肥料,使养分最大限度的被作物吸收,提高氮磷化肥的利用率。研究和生产中,缓效化肥或在颗粒化肥外包被厚薄不同的微溶或不溶于水的化合作物,生产释放养分速度不同的化肥品种并相互配合施用,达到一次施肥可满足作物不同时期的营养需要,减少施肥次数和肥料损失,减少对农业生态环境的污染。
平衡施肥并不是仅靠化肥的配置结构所能完全奏效的,需要社会有良好的技术服务,并与使用者的良好科技素质相结合才行。而现阶段,中国只能在极少地区实现良好的技术服务,大部分地区未能向农民提供配方施肥的技术指导。政府所提供的结构肥料以氮肥为主,约占总肥料的80%。同时,农民也习惯使用尿素氮肥。这都是导致农民偏施氮肥,造成肥效降低,化肥用量增加的原因。
第二,保持合理的有机无机肥结构。有机肥是我国传统的农家肥,包括秸秆、动物粪便、绿肥等。施有机肥,不仅能改良土壤结构,补充土壤的钾、磷和优质氮源(如植物可直接利用的氨基酸),从而提高土壤肥力,增强作物的抗病虫害能力,促使农业高产和优质。但是,近几十年来,中国传统农业转变为现代农业过程中,肥料的施用转向依赖化肥,而淡化了施用有机肥的传统,化肥在肥料总量中的比例逐年增加,从而造成土壤有机质降低,土壤肥力呈衰退趋势。据全国土壤普查资料,农田有机质含量平均不到1.5%,东北新垦区由30年前的8%~12%降至1%~5%,西北地区低于1%,全国有11%的耕地有机质低于0.6%,12%有不良结构和板结。这些都与减少有机肥,偏施化肥有直接关系。
必须重视有机肥的使用,因为有机肥具有的优越性是任何一种化肥所代替不了的,这些优越性包括:一有机质是作物营养元素的主要来源。作物吸收的大部分氮,1/2至1/5的磷,大部分的钾都是由土壤有机物质分解矿化后提供的。同时,有机物质也是作物所需的各种微量元素的源泉,故称有机肥为“完全肥料”。二有机质是作物碳素营养的源泉。三有机质能促进土壤有益微生物的活动。四有机质能形成土壤团粒结构,提高土壤肥力。五有机质能提高土壤保水、保肥和缓冲能力。由此可见,提高土壤有机质含量,既能使作物高产稳产,又能提高土壤肥力。我们必须提倡增施有机肥料、种植绿肥作物、推行秸秆还田、合理轮作等,才能达到种地养地相结合的目的。
合理利用有机肥主要是与无机肥配合使用,因为有机肥养分浓度低、肥效慢,单独施用不能满足作物迅速增长和当季作物高产的需要。在有机肥合理利用中,还应注意因土、因时、因作物不同而采取不同的施肥技术。一般情况下,有机肥作底肥,化肥作追肥。低洼、积水的冷浸田或春季气温偏低时,应该施用热性肥料和易分解的人畜粪尿;夏季炎热,利于肥料腐热,可以压绿肥和秸秆还田等。绿肥有改土培肥增产的显著效果,应根据各地的气候、土壤、种植制度,选择适宜的绿肥品种。栽培绿肥最好在盛花期翻压,此时产量高,养分含量也高,组织幼嫩,易分解。
此外,要科学施用钾肥、磷肥。科学、合理地施用钾肥,不仅能大幅度提高作物产量,而且对作物品质有明显改善作用。常见的化学钾肥有硫酸钾、氯化钾等,生物钾肥有草木灰、作物秸秆。合理施用钾肥,要因地制宜,综合多种因素,并与氮肥、磷肥和微肥配合使用。科学施用磷肥主要注意以下技术环节。第一,集中施用,尽量减少与土壤的接触。第二,与有机肥混合使用。第三,重点施在前茬豆科作物上,豆科作物对磷有特殊的吸收利用能力。第四,重点施在旱作物上,掌握“旱重水轻”的施用原则。第五,因土施肥。
积极推广微生物肥料和垃圾堆肥。垃圾肥和垃圾复合肥是经处理后的垃圾肥料,既处理了垃圾、防止了污染,又提供高质量的有机质肥料,具有良好的社会效益和经济效益。垃圾堆肥有机质含量25%以上,施用后可防止土壤板结,改良碱性土壤,增加土壤通气性、通水性和保水性。但施用时一定要按一定比例,视土壤环境施用。据研究,施用这类堆肥肥料,按低于一般施肥量进行,不会造成土壤重金属的积累;当用量高达通常用量的4倍时,土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd等元素含量则超过土壤安全控制标准。因此,垃圾堆肥的施用量一定要控制在通常用量以内。
3.深施氮肥,减少化肥的损失
采用深施技术是避免化肥损失的关键。据河南省测定,深施碳酸铵,氮的利用率可提高约15%。农业部统计,在保持作物产量相向的情况下,深施的节肥效果很显著,碳铵深施可提高利用率31%~32%,尿素可提高5%~12.7%,硫铵可提高18.9%~22.5%。
4.采用合理的灌溉技术,减少化肥流失
灌溉与化肥流失关系很大。中国的灌溉技术以传统的地面漫灌为主,地面漫灌引起化肥流失的量是惊人的。微灌可明显减少化肥的流失。
5.适当调整种植业结构,充分利用豆科作物固氮,减少化肥使用量
豆科作物固氮能力很强。据试验,一茬大豆可固氮177~351公斤/公顷。豆科绿肥与根瘤菌共生固氮更多。此外,种植绿肥可增加土壤有机质,能转化石灰性磷为有效磷,可活化和富集某些微量营养元素,对建立土壤养分库作用很大。应增加豆科植物的种植。可研究和选育能适应较低养分浓度并取得高产的作物品种,即能高效利用土壤中肥料养分的能力。利用品种选育、杂交、生物技术、基因工程技术培育高效利用土壤养分获得高产的品种,既可减少化肥的投资,又可提高肥料利用效率,同时还可减少肥料对农业生态环境的污染。
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