农业磷素流失途径及控制方法地研究进展.docVIP

农业磷素流失途径及控制方法研究进展 王道涵，梁成华 沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁 沈阳 110161 摘要：综合评述了农业磷素面源污染产生的原因及其控制方法方面的国内外研究进展。在控制磷污染源方面要注意磷肥用量和磷肥有效性的提高，减少磷素在土壤中的积累；在控制磷素流失方面要针对磷素地表和土体内迁移流失采取有效措施，减少磷素对地表水和地下水污染。磷素污染的治理关键是切断磷源和流失途径的联系，根据磷污染源的等级划分因地制宜地采取治理措施；要将磷和氮综合治理，制定适合我国国情的BMP管理模式。 关键词：磷素流失；磷素污染；磷污染控制 中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：1008-181X（2002）02-0183-06 磷是动植物生长所必需的营养元素，长期以来磷素的投入一直被认为是维持动植物产品产量，满足全球食品需求的重要手段，[1]。20世纪90年代初，欧盟、北美等国家已经把重点转移到控制磷素营养向水体输入的环节，而不是花费大笔的资金用于净水厂的建设[2]特别是针对农业面源磷素污染采取了一系列的管理措施。 1 磷素污染现状 农业生产实践在引起水体富营养化方面的作用一直受到国内外许多学者的高度重视。中科院对我国淡水生态环境质量的现状分析表明，在已监测的全国131个主要湖泊中有67个是富营养化，其中农业面源氮、磷负荷占的比例较大。据报道[3]，在英格兰和威尔士的128个湖泊中69%的水中磷素含量超过0.1 mg/L，1995年美国49个州地表水和地下水非点源污染调查表明，已有27个州的湖泊受到面源污染的严重压力。在丹麦和北爱尔兰的监测湖泊中发现，减少城市点源的磷素输入只能使湖水中的磷素含量略有降低，这说明农业磷素的输入是水体中磷素含量增加的主要原因。农业磷素的流失与土壤中积累的磷素总量关系密切。1945年开始，世界上许多地区增加了磷素的投入，到1960年达到一个稳定的投入水平，但由于过去20年磷素的高量输入使土壤中磷的积累量远远超出了作物所需要量，尽管60年代后减少了磷素的施用但土壤中的磷素含量在相当长的时间内仍保持很高的水平，而且每年对磷素的稳定投入还会使土壤中的磷含量继续增加[4~5]，欧盟等国平均每年每公顷磷素剩余10 kg，美国则高达26 kg。我国农田的磷素平均投入量远低于发达国家，但是在一些高产农田，尤其是菜田和保护地上的投入量还是较大的，磷素积累也较明显，其中多数保护地土壤的Olsen-P已高出一般农田的10倍以上[6]。联合国粮农组织1993年统计，到1992年我国土壤积累磷（P2O5）达6×107 t，农田磷素进入水体的通量为19.5 kg/hm2[7]看来，对高量积累磷素土壤的纠正是是控制磷素流失的重要环节。 2 磷素污染源及控制措施 施入土壤中的磷肥经过转化之后，在性质上、形态上都已在很大程度上不同于原来的肥料，因此了解磷肥的转化过程一直是合理施肥和研究磷肥肥效的理论基础。在现代施肥概念中，合理施肥包括两个含义，一是充分发挥肥料的增产作用；二是严格控制施肥数量，不对环境造成危害，这两者同样重要。在合理施肥的情况下，土壤磷素也会逐渐积累，所以必须严格注意磷素的积累过程，适时调整磷肥用量，不使磷素积累达到危害环境的程度。 2.1 肥料用量的控制 世界上许多国家和地区都迫切需要有一个切实可行的方法来预测农田磷素对水质的潜在影响。荷兰和比利时长期监测表明，在一些地区特别是畜牧业发达的地区土壤磷素含量非常高，必须控制对所有形式的磷输入才能保护水质。 大量的研究证实[8]，畜牧业发达地区和大量施用有机肥的地区土壤磷含量已大大超过了作物达到经济产量所需的磷量，其中大量施用有机肥的地区土壤磷素过剩的原因是有机肥的用量是以作物氮素需求量为基础，而不考虑有机肥中磷素含量。由于有机肥中的磷素含量较高，在满足作物对氮素用量时，所施用有机肥中的磷素就已经过剩了。 化学磷肥可以在生产环节和施用环节控制磷素含量，所以目前普遍关注的是有机肥中磷素含量的控制。畜牧业中饲料生产是磷素输入的主要环节，目前饲料中磷素的用量普遍超过动物的消化量，大约有50%的磷未经动物消化而随粪便排出体外[9]。对这种状况的改善应通过纠正饲料配方加以解决。要以动物可消化的磷量为配方依据而不是强调饲料的全磷含量，同时也要提高可消化磷的利用率。从食物链的角度来说，生产饲料所投入的磷素量应满足植物所需量而对动物健康没有影响[10，11]。 在粪便的处理上应用Al2(SO4)3·14H2O的固定作用可以有效控制NH3挥发和减少磷素流失[12]。另外一项重要管理措施是有机肥的用量以作物需磷量为基础，可能会解决有机肥滥用的问题[13]。关于磷肥的最佳用量比较复杂，涉及作物品种、气候条件、土壤状况等多重因素，必须加以综合考虑[14]