保山市植烟区土壤面源污染源分析与评价

李永亮　张儒和　宋贺

摘要 对保山市各植烟烟区施肥、农药、农膜及农作物秸秆处理情况进行调查分析。结果表明，2010—2015年全市植烟土壤烤烟肥料的施用总量随着种植面积的增大而增加；烟区农药用量年均约为359.80 t；年均农作物秸秆量20万t左右，秸秆还田及燃料利用率仅为55.50%；年均农膜用量约2 391.14 t，土壤中残膜率约达10.68%。从调查分析结果来看，肥料和农药施用结构不合理、农作物秸秆利用率较低，这些是植烟土壤面源污染源的主要因子，应采取有效措施加以防治。

关键词 植烟土壤；面源污染；肥料；农药；农作物秸秆；农膜；云南保山

中图分类号 S151.9；S158.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）16-0157-03

Abstract The application statuses of fertilization，pesticide，agricultural films and straws treatment were investigated and analyzed in typical tobacco-planting area of Baoshan City.The results showed that the total fertilization amount of flue-cured tobacco increased with the increasing of tobacco planting area from 2010 to 2015.The annual pesticide consumption was increasing，averaging about 359.80 t annually on average.The annual output of crop straw amounted to 200 000 t，the proportion of straw returning and utilization as fuel was 55.50%.The annual amount of agricultural films was 2 391.14 t，and the residual rate was 10.68%.It was concluded that the main factors caused the non-point source pollution in tobacco-planting area were unreasonable structure of fertilization and pesticide，low utilization efficiency of agricultural straw，etc. Thus，effective measures should be taken to prevent and control the pollution.

Key words tobacco-planting soil；non-point source pollution；fertilizer；pesticide；crop straw；agricultural film；Baoshan Yunnan

環境污染通常分为点源污染与面源污染（也称非点源污染）[1-5]。农业面源污染是指在农业生产活动和集约化畜牧养殖中，人为产生的化肥农药等污染物质，在降水或融雪的冲刷作用下，从非特定地点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、水体富营养化或有毒有害等其他形式对环境造成的污染[6]。随着人们对农业环境问题的深入研究，农业面源污染正备受关注[7-9]。化肥、农药、农膜和作物秸秆都是面源污染源的潜在因子[10-14]。因此，面源污染具有时空范围更广、不确定性更大、成分和过程更复杂、更难以控制等特点[15]。当前，烟草农业生产在一定程度上也存在面源污染，但鲜见关于植烟土壤面源污染方面的具体研究[16]。加强农业面源污染治理，是转变农业发展方式、推进现代烟草农业建设的重要任务[17-19]。本研究旨在通过对保山市各植烟区土壤潜在面源污染因子进行普查，为探索寻求提高保山市烟叶生态安全和质量安全提供参考。

1 数据与方法

1.1 数据来源

利用保山市隆阳、腾冲、施甸、龙陵和昌宁五县（区）统计、农业、水务等部门的资料，收集2010—2015年全市5个县（区）植烟土壤样品化验、肥料施用量、农药使用量和农膜使用量等数据。对全市40个烟站辖区内的农户数量、耕作模式和规模进行实地调查，抽样比例为每个烟站8～10户烟农。采取全面普查与定点监测相结合，从前作作物种植种类，肥料施用种类、施用量及方法，农药使用种类、使用量及方法，农膜使用及残留和秸秆处理等方面进行调查。

1.2 研究方法

1.2.1 植烟土壤面源污染因子普查。通过收集2010—2015年全市5个县（区）植烟土壤样品化验、肥料施用量、农药使用量和农膜使用量等数据，对320户典型农户的调查，获取植烟土壤养分数据18.45万个，面源污染普查数据2.05万个。

1.2.2 数据分析。用SPSS16.0及Excel 2007等进行分析。

2 结果与分析

2.1 保山市烟区植烟土壤基础信息及前作作物种类调查

从保山市植烟土壤基础信息调查数据（表1）来看，全市2010—2015年每年种植烤烟面积分别为27 457.25、34 196.58、39 209.41、38 936.11、35 843.08、29 470.39 hm2；种植品种主要是红花大金元、K326和云烟87、云烟85等云烟系列；全市5个县（区）植烟烟区地形以山地烟为主，占70%以上，田烟主要集中在腾冲、龙陵和隆阳，随着严控规模的推进，田烟所占比例有逐年增加的趋势；植烟土壤类型主要有黄壤、砂壤、黏土等。每年烤烟集中移栽分别为4月下旬至5月上旬，田间采完为9月下旬至10月上旬，全部实行盖膜并揭膜；经调查，烟田前茬作物分别为冬闲田、油菜、豆类（豌豆、蚕豆和长寿豆）、水稻、麦类（大麦和小麦）等，每年冬闲田所占的比例为40%左右，油菜种植比例占25%～30%。全市植烟区域年降雨量为800～1 800 mm，且分布不均匀，呈现腾冲、龙陵雨水多而隆阳、施甸和昌宁干旱的情况。endprint

2.2 保山市植烟区土壤肥料施用现状分析

肥料施用现状调查结果（图1）表明，2010—2015年全市植烟土壤烤烟肥料的施用总量随着种植面积的增大而增加，每年使用在3万t以上，2013年达到顶峰值51 059.3 t；烟用肥料的类型分别以烤烟专用复合肥、钙镁磷肥、硝酸钾或者硫酸钾、有机复混肥等为主，其中烤烟专用肥所占的比例较大，每年占所施用的肥料总量的85%以上，全市烟用肥料纯N、P2O5、K2O施用比例为1∶1～2∶2～3之间（且硝态氮比例≥40%），这与近几年测土配方平衡施肥有关。由表1可知，2010—2015年烤烟种植平均施肥量为1 000.30、894.53、1 050.72、1 311.36、1 228.56、1 330.25 kg/hm2，有增加的趨势，这与保山市烟草增施有机肥料有关。经调查，烟田前茬即小春作物中，油菜平均施专用复合肥、尿素、钙镁磷或者普钙等肥料750～1 200 kg/hm2，水稻施复合肥450～900 kg/hm2，麦类施尿素300～750 kg/hm2，豆类施复合肥150～525 kg/hm2。按照氮肥利用率30%～40%、磷肥15%～20%计算，可以看出保山市烟区植烟土壤在肥料施用上存在偏重氮肥的现象，造成肥料当地利用率不高；肥料的连续投入极易造成植烟土壤中氮素、磷素的积累，有加重土壤板结和土壤次生盐渍化的趋势；大量肥料通过地表流入河流，造成水体富营养化，污染地下水，对农田环境的面源污染造成不良影响。

2.3 保山市植烟区农药使用现状分析

农药使用现状调查结果（图2）表明，2010—2015年保山市烟区共使用农药2158.80 t，每年施用的量较为平均，为359.80 t左右，2010—2015年平均每年使用农药分别为13.48、12.55、9.05、9.02、10.17、9.81 kg/hm2，平均使用量呈降低的趋势，这与近几年使用生物、物理防治病虫害，减少化学农药的使用有关（表2）。据调查，烤烟种植季节平均用药次数为5～7次，一般都是行业内推荐用药，以仲丁灵、毒消、甲霜·锰锌、菌核净、高效氯氟氰菊酯等为主，而烟田前茬即小春作物中，平均用药量在1.20～3.75 kg/hm2之间，以功夫、吡虫啉、三唑酮、粉锈灵为主。另外，个别农户还存在市场上私自购买禁、限用农药现象，农药使用仍然存在用量大、不科学、不合理等现象；施药工具和方法落后，大部分药液洒落在土壤表面，给土壤环境造成了农残超标等化学污染残留。用药后农药瓶、袋等废弃包装物直接随意弃于农田边、沟渠边、池塘旁或施药后雨水冲洗，构成了无数个大小各异的污染源。据测算，植烟土壤区域每年产生的农药废弃包装物以容量为100 g 计，有500多万个大小不等的农药废弃包装物，除去烟农自行回收循环使用约1/3外，还存在逾350万个农药废弃包装物，可见植烟区域农药废弃包装物的数量非常大。由此产生的农药瓶、袋等废弃包装物内残留的农药，有的极易自然挥发，污染大气；有的毒性十分稳定，可以几年甚至十几年存在于土壤之中不散失，污染土壤；有的经雨水冲刷流入河道、渗入地下，污染水质，危及农村生态环境和人们的身体健康；残留农药成为毒害人类和污染环境的“无形杀手”。高分子树脂的农药塑料袋在自然环境下不易降解，给土壤环境造成了化学污染残留，严重影响农作物生长。土壤中破碎的废弃农药玻璃瓶会给人畜生命安全带来隐患。

2.4 保山市植烟区农作物秸秆处理现状分析

农作物秸秆处理现状调查结果（图3、表3）表明，全市植烟土壤中每年的农作物秸秆（主要烟杆、油菜秸秆、稻秸秆和麦秸秆）生产量在20万～30万t之间；通过调研和入户抽样调查，其中直接还田肥料的占7.28%，用作饲料的占13.79%，用作燃料的占34.43%，随意丢弃及焚烧的占39.74%，其他去向的占4.76%。全市秸秆综合利用主要集中在还田、燃料和饲料等用途，但仍有9.8万t农作物秸秆放在田间焚烧或随意丢弃。秸秆焚烧产生的浓烟会污染空气、危及人们身体健康及存在火灾隐患；秸秆长期丢弃堆放或推入河沟，日晒雨淋引发腐烂，会导致水体污染。随着近年来的宣传和推广，全市秸秆综合利用率提高至75%左右。

2.5 植烟区农用地膜使用现状分析

农膜使用现状调查结果（图4、表4）表明，2010—2015年保山市植烟土壤中每年使用农膜量分别为1 743、1 860、3 437、2 808、2 410、2 090 t，平均使用量为60～75 kg/hm2，种植烤烟区域几乎全部覆膜。农膜的使用对提高农作物抗旱、抗寒及产量有明显的作用，但农膜一般只使用1年，部分烟农基本上不予回收，在田间和地头扔弃，是烟区植烟土壤主要污染源之一。残膜导致白色污染，主要表现为残膜聚集在土壤耕层和地表面，直接影响土壤耕作，阻碍土壤毛管水的移动和降水的渗透，阻碍土壤养分、水分和空气输送，破坏土壤结构，使土壤质量下降，妨碍作物扎根和对水肥的吸收，从而影响作物生长发育和产量。通过对植烟土壤随机抽取调查及测算，全市植烟土壤常年使用农膜约2 391.14 t，平均使用量为69.3 kg/hm2，回收利用约1 519.4 t，随意丢弃高达871.6 t，土壤中残膜率约达10.68%。

3 结论与讨论

3.1 结论

研究表明，保山市植烟土壤面源污染主要由化学肥料、农药用量、农作物秸秆废弃物和残留农膜4个部分组成，应采取合理高效施肥技术、病虫害绿色防控技术及农业废弃物回收资源化利用或无害化处理力度等措施，以减轻污染。

3.2 讨论

蔡金洲等[20]研究表明，湖北省三峡库区的主要污染源为种植业，污染源等标污染负荷比为 56.08%；周石池等[21]对海南岛农业面源污染源解析表明，外源化肥施用和水土流失是面源污染的主要来源。综合前文分析，保山植烟土壤面源污染主要指以上4种，具体是肥料施用量大且偏重氮肥造成的环境污染和土壤氮、磷、钾的结构失衡，农药用量大且不科学合理使用易造成土壤农残超标，农作物秸秆随意丢弃及焚烧对空气、河流环境的污染，农药瓶、袋等废弃包装物和农膜回收率较低，这些重要的植烟土壤污染源，通过地表径流和地下淋溶把过剩的氮、磷、有机农药、无机盐等带到地表水和地下水中，致使地表水富营养化，破环水生生态环境。张维理等[22]通过对我国农业面源污染形势分析形成相应控制对策，认为高投入、高污染、低产出是当前农村经济的特点，也是造成农业面源污染的根本原因；吴永红等[23]研究表明，过度追求经济效益，盲目过量施用化肥，使农田中化肥、农药投入量大大增加，导致农田土壤生态环境严重恶化，是造成农田生态环境污染的重要原因；本文结合前人研究结果，对保山市面源污染应减量施用化肥、农药，通过测土配方施肥，增施缓控释等新型肥料或生物有机肥；积极推广黄板、杀虫灯、烟蚜茧蜂等病虫害绿色防控技术，通过各种措施解决农药施用量过大这一问题。在农业生产中地膜、农药瓶（袋）和秸秆等农业废弃物随意丢弃，农田生态环境及农作物生长存在明显不利影响，对环境造成危害。何明会等[24]采用热重分析方法，将烤烟和玉米秸秆进行不同升温速率下的热解，达到秸秆废物资源化利用的目的；霍文婕等[25]使用尿素进行小麦秸秆氨化处理，研究表明，尿素处理显著提高了小麦秸秆营养价值、体外发酵特性及甲烷产量。总的来看，全市秸秆利用率还有待进一步提升，可采取制成生物质燃料、菌剂降解制作肥料、生产沼气等措施加大农作物秸秆的综合利用，减少秸秆不合理利用对农田生态环境造成的污染[26]；农膜残留、农药瓶（袋）等农业废弃物回收不高，应采取积极推广生物降解树脂农膜、加大残膜、农药瓶（袋）等农业废弃物回收资源化利用或者无害化处理力度等措施，减轻对农田生态环境的污染。由于农业生产涉及千家万户，对面源污染造成的危害没有足够的认识[26]。何 可等[27-28]通过农民的调研数据，采用Ordinal Probit模型系统分析了农民对资源性农业废弃物循环利用的价值感知及其影响因素，结果显示资源性农业废弃物循环利用的价值得到了大多数农民的认同，但其价值并未得到体现；夏德强等采用调查问卷对西部某地区农民进行调查，结果显示，70%农户对于农业面源污染还不了解，由此说明农户大部分还防治面源污染的重要性认识还不足，需进一步加强培训和宣传。在做好宣传培训的同时，积极开展植烟土壤面源污染防治，在烟农中推广清洁生产技术，发展生态农业，进一步提高烟农生产技术水平，从源头上树立珍惜环境、保护环境意识。endprint

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