時間:2024-03-06 14:49:32
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇農(nóng)業(yè)生物防治,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
生物技術(shù) 遠(yuǎn)離化學(xué)除草劑
減少或不用化學(xué)除草劑,用生物技術(shù)清除雜草,是切實可行的,人們積累了豐富的經(jīng)驗。它可以通過田間管理,采取保護性耕作、輪作或間作,改良土壤環(huán)境來達(dá)成。另外也可對有益生物進行生境調(diào)節(jié),培養(yǎng)農(nóng)作物的抗性品種,也能有效地清除田間的雜草。
將兩種或兩種以上的不同農(nóng)作物進行間種,如玉米與大豆間種,小麥與大豆間種。與連作小麥田比較,冬小麥—黍—免耕或冬小麥—向日葵—免耕輪換,兩年后,雜草數(shù)量分別減少了99.7%或99.8%。中耕時,清除殘余枝葉或進行誘集作物種植,推遲播種期,或采用植物行間覆蓋,也能大大地清除雜草。
一些覆蓋性植物如黑麥的種植,能使豚草、藜和普通馬齒莧減少43%、95%和100%,并不妨礙豆類作物的生長。苜蓿也是很好的阻礙雜草生長的覆蓋植物。農(nóng)作物行間,用黑色塑料膜覆蓋,剝奪雜草生長所需的陽光和溫度,也能有效地抑制雜草的生長,試驗結(jié)果表明,3~4年即可完全消除旋花類雜草。
現(xiàn)在,美國已經(jīng)全面禁止化學(xué)除草劑的使用,但允許使用丁香油、百里香油和皂角物質(zhì)等天然除草劑,這些都是植物類生物除草劑。但人們用得最多的還是真菌類生物除草劑,1981年,在美國注冊的第一個生物除草劑Devine,是弗羅里達(dá)州的棕櫚疫霉致病菌株的厚垣孢子懸浮劑,被廣泛用于桔園的除草,有90%以上的莫倫藤被清除,有效期可持續(xù)2年。上世紀(jì)60年代,中國農(nóng)田也廣泛使用“魯保一號”生物除草劑,是一種菟絲子盤長孢狀刺盤孢的培養(yǎng)物,能有效防治大豆田菟絲子的滋生。它是世界上最早使用的生物除草劑。
生物農(nóng)藥 有效防蟲治蟲
在前述的諸多耕作種植方式中,蔬菜作物的行間覆蓋,也可以抑制跳甲、黃瓜葉甲,以及洋蔥、胡蘿卜、白菜和玉米根蛆成蟲的生長。而生物農(nóng)藥,能更好更有效地防蟲治蟲。
美國環(huán)境保護署把生物農(nóng)藥的劃分為微生物農(nóng)藥、植物農(nóng)藥和生物化學(xué)農(nóng)藥三大類。
現(xiàn)在人們正在使用的有2000多種微生物農(nóng)藥,包括細(xì)菌、真菌、病毒和原生動物如線蟲,它們能有效殺滅雜草害蟲,致使其種群絕滅。1901年,日本學(xué)者石渡繁從患病的家蠶幼蟲中分離出此菌株,十年后,另一個類似的菌株,在德國蘇云金地中海粉螟體中被分離出來,1920—1930年代,以此制成的Bt微生物殺蟲劑,被廣泛用來防治玉米螟。另外一些微生物農(nóng)藥,可用來防治鞘翅目、螨類、同翅目、膜翅目、直翅目昆蟲、動植物寄生線蟲、鞭毛蟲,變形蟲,扁蟲中的吸蟲、絳蟲等害蟲。白僵菌、蠟介輪枝菌和玫煙色擬青霉能有效防治蚜蟲、粉虱和薊馬等;人類使用的抗生素,也可以產(chǎn)生妨礙害蟲生長繁衍的成分,如阿維菌素用于防治棉鈴蟲、卷葉蛾、梨木虱、蚜蟲;華光霉素可用于防治柑桔銹壁虱、茶樹茶癭螨以及蔬菜葉螨。我國已經(jīng)分離出250多株昆蟲病毒,如病毒制劑NPV,能有效防治棉鈴蟲、斜紋夜蛾,病毒制劑GV能防治小菜蛾、菜青蟲、茶蠶。
植物源生物農(nóng)藥,是從植物中提取抑制破壞害蟲生長繁殖的活性成分,如“苦皮藤菜蟲劑”就是利用純中草藥有效成分制劑殺滅菜青蟲、小菜蛾、蚜蟲等廣譜害蟲,但不含有害人畜的毒性物質(zhì)。菜農(nóng)可以用它噴液殺滅害蟲,也能保證蔬菜隨時上市。皂角液、植物種子油等,治蟲效果也十分顯著。生物化學(xué)農(nóng)藥,利用外激素等生物物質(zhì)來抑制病蟲的生長和繁衍,完全不同于甲胺磷、敵敵畏等劇毒化學(xué)農(nóng)藥,它們對害蟲是致命的,但對害蟲的天敵和人類無害。有人利用高科技手段,改變害蟲的生物基因,導(dǎo)致其不能發(fā)育繁殖,達(dá)到更好的治蟲效果。
利用生物習(xí)性和天敵治蟲
農(nóng)業(yè)害蟲以昆蟲類居多,它們有著共同的生活習(xí)性,如趨光性,趨色性,對溫度濕度敏感,因此“頻振式殺蟲燈”及“太陽能殺蟲燈”得以廣泛使用,能誘殺小菜蛾、甜菜夜蛾等20余種蔬菜害蟲?;蛞怨庹T,或以,以昆蟲性信息劑,引誘害蟲聚集,以高壓電網(wǎng)觸殺,能高效殺滅成蟲、降低田間落卵量、壓低蟲口基數(shù)、減少農(nóng)藥使用量和使用次數(shù)。而連片使用的太陽能殺蟲燈、紫外線燈和黃色粘蟲板,都能大范圍地有效防治害蟲。大棚蔬菜生產(chǎn)也可以同時使用防蟲網(wǎng),有效阻隔蚜蟲、薊馬、螨類及其他害蟲的進入。
目前,世界各國在利用生物天敵防治蟲害方面已取得了顯著成效。害蟲天敵的種類很多,僅水稻害蟲的天敵就有1000多種,玉米害蟲的天敵有960多種,棉花害蟲的天敵有840多種,主要是瓢蟲、姬蜂、寄生蠅以及農(nóng)田蜘蛛等類。寄生天敵,如金小蜂等,把卵產(chǎn)在害蟲的體內(nèi),蟲卵孵化后,則以害蟲身體為食。勻鞭蚜小蜂和漿角蚜小蜂,寄生于甜馬鈴薯和銀葉粉虱體內(nèi),粉虱蟲害的防治率達(dá)99%。捕食性天敵,如瓢蟲,一只成蟲每天可捕食160粒卵和120頭大齡粉虱若蟲,幼瓢蟲每天捕食1000粒粉虱卵。
生態(tài)體系下,為了有效開展農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治和為農(nóng)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境,提出農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治的有效措施是當(dāng)前急需探索的課題。文章分析了目前影響病蟲害防治的不利因素,提出農(nóng)作物種植田間布局、引進新生物技術(shù)、復(fù)合生物綜合防治的新途徑,以創(chuàng)造優(yōu)良的生態(tài)體系,促進農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。
一、采取生態(tài)微系統(tǒng),把控多種農(nóng)作物合理布局
農(nóng)作物的害蟲、昆蟲、天敵等往往需要不同的生境類型,它們需要不同的食物、棲息地等,因此,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)多樣性種植品種上就要打破傳統(tǒng)的不考慮品種間相互聯(lián)系,盲目種植的弊端,采取把控多種農(nóng)作物合理布局的有效措施。主要體現(xiàn)在以下幾方面:
市場經(jīng)濟下,農(nóng)作物品種多樣,種植方式多種多樣,如農(nóng)作物接茬復(fù)種、套作復(fù)種現(xiàn)象很多,在提高復(fù)種指數(shù)、減少農(nóng)耗期的同時,應(yīng)考慮技術(shù)上防治病蟲害,首先,選擇適宜搭配種植的農(nóng)作物組合,利于抑制病蟲害的繁衍條件、天敵防治等方式,例如玉米和豆類組合,短期糧食作物和蔬菜組合等;其次,有效考慮不同作物種植的面積、廊道間距等,合理布局以把控害蟲、病菌的遷移、傳播,從布局上采取微系統(tǒng)的生態(tài)把控;最后,田間增加植被覆蓋利于系統(tǒng)緩沖力的提高,增加整個田間生態(tài)系統(tǒng)防治病蟲害的能力,采取多種微生態(tài)系統(tǒng)并存的措施,如因地制宜挖池塘增加蛙的數(shù)量,有效捕食農(nóng)作害蟲、增加益鳥的數(shù)量,減少農(nóng)作物害蟲數(shù)量等。以上是通過把控多種布局,維持生態(tài)微系統(tǒng)的方式。
二、多品種混種或間套種植,促進農(nóng)業(yè)生態(tài)穩(wěn)定
農(nóng)作物多種品種混種、間作、套作的種植方式,不僅起到農(nóng)作物增產(chǎn)增收,而且有利于農(nóng)作物病蟲害的有效防止,促進農(nóng)業(yè)生態(tài)的穩(wěn)定性。主要采取以下措施:
生態(tài)體系下,有效防止病蟲害的前提下,合理制定農(nóng)作物混種、間作、套作的技術(shù)指標(biāo),首先,同一田地上分行或分帶種植兩種以上農(nóng)作物,考慮農(nóng)作物播種、收獲期、蟲害繁衍、相互傳染等,皆不增計復(fù)種面積,如以水稻、玉米等農(nóng)作物為主,蔬菜種植為輔;其次,為了增產(chǎn)增收,在前季農(nóng)作物生長后期的株行間中播種后季農(nóng)作物,是有效利用生態(tài)空間的集約方式,同時考慮農(nóng)作物松散、高低搭配及不同農(nóng)作物存在的主要蟲害、昆蟲、寄生蟲、天敵制約病蟲害繁育的因素,科學(xué)的依據(jù)為指導(dǎo),藥劑防治病蟲害時把握化學(xué)調(diào)控的技術(shù),把控高層農(nóng)作物生長,促進低層農(nóng)作物發(fā)展,以上是多種農(nóng)作物采取生態(tài)手段種植,促進農(nóng)業(yè)生態(tài)穩(wěn)定的有效措施。
三、利用生物工程技術(shù)屏障,增設(shè)生態(tài)防治新途徑
生態(tài)體系下,農(nóng)作物病蟲害的有效生物防治,除了上述品種間有益生物防治、田間生態(tài)環(huán)境的調(diào)節(jié),這些生態(tài)自然保護措施外,還有利于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生物技術(shù)工程,增設(shè)生態(tài)防治的新途徑。
農(nóng)業(yè)生物工程技術(shù),為農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治提供了新的技術(shù)手段和生態(tài)措施,是將來農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。例如,生物技術(shù)的遺傳工程,采用將殺蟲基因移植到蔬菜、糧食等農(nóng)作物的原生質(zhì)體中,以獲得具有抗蟲基因的新型農(nóng)作物,是一種天然的防治病蟲害的生態(tài)屏障;雜草生物防治,是利用植物病原微生物調(diào)節(jié)害蟲侵害農(nóng)作物,通過植物病原菌防治農(nóng)作物害蟲、昆蟲的生物方式,開辟了植物防治農(nóng)作物病蟲害的新領(lǐng)域。以上這種生物工程防治主要是在技術(shù)上采用抗病基因、殺菌活性、提高生物農(nóng)藥的殺性、生物遺傳工程、微生物等非化學(xué)農(nóng)藥措施,以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,增設(shè)生態(tài)體系屏障。
四、綜合復(fù)合生物防治技術(shù),優(yōu)化多樣性生態(tài)體系
農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治,不僅僅單一受到環(huán)境、溫度、病菌、害蟲等的影響,還需控制農(nóng)作物生存條件,如植株品種、植株健康狀況、肥料、水等因素,因此綜合復(fù)合生物防治,以優(yōu)化多樣性的生態(tài)體系。
全方位考慮病蟲害產(chǎn)生原因,綜合復(fù)合生物防治技術(shù),以改善農(nóng)業(yè)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境,如賴以生存的土壤,采取消滅作物殘渣、翻埋肥料改善土壤耕層結(jié)構(gòu)等為農(nóng)作物生長提供有利土壤環(huán)境,以防治病蟲害發(fā)生;根據(jù)地形采用分層種植,如平坦土地混種并配合稻間養(yǎng)魚,采取提升生物多樣性的生物防治,坡地種植一些旱地作物,如玉米和豆類,空閑地帶可以種植辣椒、西紅柿等,邊緣區(qū)域可以栽植高粱、芝麻等,形成了多樣性的生態(tài)體系,不僅使農(nóng)田得到有效利用,優(yōu)化了種植體系,更是實現(xiàn)了生物群落的平衡,限制有害生物爆發(fā),綜合掌控了復(fù)合生物防治技術(shù),有效進行了農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治,保護生態(tài)體系平衡。
五、結(jié)束語
我國農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展,但是各個地方經(jīng)濟、社會發(fā)展不均衡,農(nóng)作物化學(xué)藥劑大量使用、長期殘留等現(xiàn)象不可避免的時有發(fā)生,由此帶來的資源浪費、生態(tài)系統(tǒng)失衡不容忽視,因此新形勢生態(tài)體系下,有效利用生物資源進行農(nóng)業(yè)病蟲害生物防治尤為重要。文章從農(nóng)作物布局種植、開展生物工程技術(shù)防治、綜合復(fù)合生物技術(shù)等方面,提出科學(xué)生物防治相應(yīng)優(yōu)化措施,為實現(xiàn)高效、持續(xù)、增產(chǎn)增益的農(nóng)業(yè)新發(fā)展提供有效建議。
參考文獻(xiàn)
在農(nóng)作物病蟲害防治的實踐中,白僵菌往往與化學(xué)農(nóng)藥按一定的比例混合施用,以取得更好的防治效果,而且還可延緩害蟲對化學(xué)藥劑產(chǎn)生抗性,但白僵菌同時也將不可避免地受到其他化學(xué)農(nóng)藥的影響,所以篩選抗藥性好的白僵菌菌株和選用生物相容性好的化學(xué)農(nóng)藥在生物害蟲綜合防治中占有重要的地位.波蘭和前蘇聯(lián)等國家在整治農(nóng)田馬鈴薯葉害蟲時常把球孢白僵菌與常規(guī)的化學(xué)農(nóng)藥混合使用.20世紀(jì)80年代,Anderson等已開始對白僵菌生物相容性進行試驗.本世紀(jì)以來,蔡悅等的研究表明,白僵菌與除草劑的相容性要比殺蟲劑好,而且農(nóng)藥對白僵菌的各生長和發(fā)育階段中的產(chǎn)孢影響最大,對菌絲生長的抑制最?。甊ashid等研究結(jié)果顯示,在體積分?jǐn)?shù)002%下殺蟲劑類化學(xué)農(nóng)藥中的吡丙醚、氟蟲腈、氟鈴脲對金龜子綠僵菌(Metrhiziumanisopliae)孢子萌發(fā)階段的抑制作用比較強,但在0005%、001%下抑制作用不明顯.熊琦等測定了高效氯氰菊酯、高氯甲維鹽、高效氯氟氰菊酯、阿維菌素、阿維殺蟲單、辛硫磷和蟲酰肼等7種常用化學(xué)殺蟲劑對球孢白僵菌的影響,發(fā)現(xiàn)蟲酰肼與該菌株相容性最低,辛硫磷對產(chǎn)孢量的影響較小,對菌絲生長抑制不大,但對孢子萌發(fā)及生長抑制作用較大.與該菌株的相容性較好的是高氯類、阿維殺蟲單及阿維菌素,可以混合施用.劉愛萍等發(fā)現(xiàn),白僵菌與印楝素的混合施用對亞洲小車蝗(Oedaleusasiaticus)具有明顯的增效作用,并且使印楝素用量大幅降低,適用于早期防治高密度蝗蟲,對擴大白僵菌的應(yīng)用和減少化學(xué)農(nóng)藥使用具有指導(dǎo)的作用.劉錦霞等研究蠟蚧輪枝菌(Verticilliumlecanii)和球孢白僵菌共發(fā)酵的可行性,發(fā)現(xiàn)共發(fā)酵液不但有明顯的增效作用,而且也擴大了各單菌的防治范圍,指明了未來多菌種共發(fā)酵的方向.
白僵菌在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
生物農(nóng)藥白僵菌的使用,對環(huán)境的要求比較高,根據(jù)使用地區(qū)的氣候和地理位置、害蟲特點、植物特征、季節(jié)等因素來安排施放.Smith等研究發(fā)現(xiàn)球孢白僵菌孢子0005、005和02g/g草木灰處理,能大幅度地提高殺滅倉儲害蟲大谷蠹(Prostephanustruncatus)的效率.陳正州等把球孢白僵菌藥劑與麥麩按1∶5比例濕潤拌勻后施用,于花生穴內(nèi)施用,以防治花生蠐螬,收到67%~740%的防死,并使花生產(chǎn)量提高229%.林榮春等的研究表明,白僵菌對低齡荔枝蝽(Tessaratomapapillosa)若蟲比高齡的感染死亡率高,因低齡若蟲抗病能力弱,抵御感染能力差,有利白僵菌分生孢子的入侵.從防治實際情況分析,雖噴霧防治效果最好,但菌液配制費工費時,有時菌液過濾不清易堵噴頭,影響工效,而且要現(xiàn)配現(xiàn)用,不宜長期保存.噴粉或放粉炮省工省力,工效高,使用簡便,尤其適宜在水源缺乏的地方使用.謝阿彬以不同劑量白僵菌對3個不同代數(shù)的竹鏤舟蛾(Loudontadispar)進行防治試驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)白僵菌對第1代和第2代竹鏤舟蛾防死較好,對第2代防死較差,認(rèn)為利用白僵菌作為生物農(nóng)藥,一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓秃οx初期繁殖階段來施加使用.原貴生等發(fā)現(xiàn),白僵菌對油松毛蟲幼蟲具有較強的毒力和防治效果,并防治避免在脫皮期使用白僵菌菌劑,鄧彩萍等抓住光肩星天牛(Anoplophoraglabripennis)幼蟲初期對樹干噴施白僵菌,取得明顯的防治效果.李永福的"白僵菌營養(yǎng)型濕菌粉劑"提供了白僵菌在林間的營養(yǎng)和水分,改善其生存環(huán)境,在油松毛蟲(Dendrolimustabulaeformis)幼蟲越冬期中使用,隨著春季溫度回升,早春的雨雪增多,樹根基部枯落物下濕度增加,其效果克服了以往白僵菌在北方低溫環(huán)境中不易存活和侵染力低的困難.
惡劣的外界環(huán)境容易使白僵菌制劑失去活性,提高其穩(wěn)定性是當(dāng)今科研的重要課題之一.Thompson等于白僵菌制劑中加入熒光增白劑和鎂的硅酸鹽黏土,黏土顆粒作為一個陽光阻滯劑,增白劑吸收紫外線,按照每周51cm的灌溉方法,在草坪上施放,可提高孢子存活率20%.羅成等研究表明,在白僵菌農(nóng)藥制劑中加入一定量的穩(wěn)定劑和抑太保(5%氟啶脲),可增加其穩(wěn)定性并且提高了殺蟲速度.劉麗潔在白僵菌懸浮液中加入增效劑海藻糖和葡萄糖,對松墨天牛(MonochamusalternatusHope)幼蟲的致死率平均提高了1805%和875%.
Hong等,在白僵菌油浸孢子加入硅膠可提高其高溫的耐受力.Edginton的試驗顯示,白僵菌孢子在陽光下60min便完全失去活性,波長是302μm的紫外光照射白僵菌孢子,其失活時間為20s,4%的奶粉和3%的蛋清可以提高孢子對紫外光的耐受力.Jin等證明了使用親水親油平衡系統(tǒng)是來優(yōu)化一個兼容的非離子表面活性劑,可有效提高白僵菌孢子懸浮液的活性,促進感染效果.陳培榮等用納米ZnO添加于油懸浮劑型白僵菌制劑中,其吸附并包裹在孢子表面,不僅與白僵菌孢子的生物相容性好,而且對孢子有很好的紫外保護效率,在紫外光直接照射8h的條件下,其萌發(fā)率仍大于80%.
植物內(nèi)生白僵菌防治害蟲
關(guān)于白僵菌植物內(nèi)生性,已有眾多文獻(xiàn)報道,而其效果亦得到各方面的認(rèn)可.白僵菌的植物內(nèi)生具有普遍性,在棉花和番茄中檢測到內(nèi)生的白僵菌菌株,包括馬鈴薯、小麥、咖啡(Coffeaspp)、可可(Theobromaspp)等其他植物也可以通過自然分離和人工接種檢測到內(nèi)生的白僵菌.Ownley等發(fā)現(xiàn),植物內(nèi)生球孢白僵菌可以減少植物病變和損失.使用高濃度的孢子懸浮液處理種子,可以建立植物內(nèi)生菌效應(yīng).Posada等的研究表明,接種了內(nèi)生球孢白僵菌的植物,植物體內(nèi)除了葉子以外的其他部位都可以檢測到高濃度的菌種,所以不能以葉子作為接種部位.
Reay等利用種子包衣和浸根,成功防治黃粉蟲(Tenebriomolitor)幼蟲和美洲榆小蠹(Hylurgopinusrufipes)成蟲,并從植物中分離到內(nèi)生菌球孢白僵菌.Brownbridge等證明使用種子包衣或浸根的方法,使球孢白僵菌菌株進入并在松樹(Pinusspp)幼苗里生長繁殖,可以有效地預(yù)防病害和蟲害,并發(fā)現(xiàn)處理后的植物在生長過程中,植物體內(nèi)的內(nèi)生白僵菌一部分會由根部向土壤里轉(zhuǎn)移,加強了防止害蟲的特性.Reddy等以球孢白僵菌對高粱莖部注射處理,然后用玉米禾螟(Chilopartellus)感染處理組和空白組,發(fā)現(xiàn)40%的空白組死亡,而被處理過的高粱基本不受影響.
Juliet等用不同濃度的白僵菌懸浮液按照一定的時間梯度對香蕉愈傷組織進行浸泡處理,以注入內(nèi)生白僵菌,并指出了最佳的處理條件是15×107個孢子/mL懸浮液和2h的處理時間,同時發(fā)現(xiàn)即使最在大濃度和最長時間處理條件下,也不影響香蕉組織的正常生長發(fā)育.Gurulingappa等,用蠟蚧輪枝菌和球孢白僵菌混合接種農(nóng)作物,使其產(chǎn)生混合的內(nèi)生菌,發(fā)現(xiàn)其孢子數(shù)量和代謝產(chǎn)物不但可以較大地影響棉蚜(Aphisgossypii)的生存和繁殖率,而且并不影響農(nóng)作物的生長.
中圖分類號 S435.112+.1;S481+.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0149-02
有機稻米是來自于有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系,按照有機稻米標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)、加工并經(jīng)過權(quán)威獨立認(rèn)證機構(gòu)認(rèn)證的稻米。有機稻米在生產(chǎn)過程中不使用化肥、化學(xué)農(nóng)藥、生長調(diào)節(jié)劑等物質(zhì),而是遵循自然規(guī)律和生態(tài)學(xué)原理,采用一系列可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)來生產(chǎn)。因此,有機稻米是真正源于自然、富營養(yǎng)、高品質(zhì)的環(huán)保型安全食品。在國際市場上的銷售價格一般比普通食品高20%~50%,有的高出1倍,甚至更多。但有機水稻病蟲害的防治成了制約發(fā)展有機稻米生產(chǎn)的瓶頸,本研究旨在探索有機水稻稻縱卷葉螟的生物防治技術(shù)。
1 材料與方法
1.1 試驗地概況
試驗在湖南生物機電學(xué)院旁邊東湖村的試驗田中進行,土壤質(zhì)地為壤土,肥力中等,水稻長勢良好。
1.2 供試藥劑
0.3%印楝素乳油(云南中科生物產(chǎn)業(yè)有限公司、云南新聯(lián)化工廠);含量為120億活孢子/mL的Bt乳劑(湖北省農(nóng)科院微生物工廠生產(chǎn))。
1.3 供試品種組合
雜交水稻組合88 S/0293,由湖南省雜交水稻研究中心提供。
1.4 試驗設(shè)計
試驗共設(shè)置5個處理,分別為:0.3%印楝素乳油1 500 mL/hm2(A);0.3%印楝素乳油2 250mL/hm2(B);120億活孢子/mL的Bt乳劑500倍液(C);120億活孢子/mL的Bt乳劑800倍液(D),以噴清水作對照(CK)。3次重復(fù),隨機區(qū)組排列,小區(qū)面積60m2。5月22日播種,6月14日移栽,10月2日收獲。于3代稻縱卷葉螟1齡幼蟲高峰期(7月14日上午)施藥,采用背負(fù)式噴霧器噴霧,對水1 125kg/hm2。試驗田肥水管理和一般有機水稻生產(chǎn)相同。
1.5 調(diào)查方法
1.5.1 防效調(diào)查。于施藥后20d進行調(diào)查,采用平行線跳躍式取樣,每小區(qū)隨機取4點,每點25叢,調(diào)查記載上部 3張葉片卷葉數(shù)。與清水對照比較計算殺蟲效果和保葉效果。用Duncan’S法進行統(tǒng)計分析,比較各處理間藥效差異顯著性。
1.5.2 安全性觀察。藥后1d、3d、5d、7d、10d、15d觀察藥劑處理區(qū)水稻有無藥害,記錄藥害的類型和程度。
1.5.3 產(chǎn)量調(diào)查。收獲前測產(chǎn)??疾橛行霐?shù)、每穗實粒數(shù)和千粒重,計算理論產(chǎn)量及小區(qū)產(chǎn)量。
2 結(jié)果與分析
2.1 殺蟲效果
據(jù)藥后20d調(diào)查,處理A、處理B、處理C、處理D的殺蟲效果分別為89.9%、91.5%、83.9%和78.3%,表明用0.3%印楝素乳油1 500mL/hm2、2 250mL/hm2的殺蟲效果較好,極顯著高于Bt乳劑500倍液、800倍液。0.3%印楝素乳油1 500 mL/hm2與2 250mL/hm2的殺蟲效果之間差異不顯著,Bt乳劑500倍液的殺蟲效果極顯著高于800倍液。2種生物農(nóng)藥的殺蟲效果均極顯著高于清水對照。
2.2 保葉效果
據(jù)藥后20d調(diào)查,處理A、處理B、處理C、處理D的保葉效果分別為85.8%、84.9%、83.1%和82.4%,表明用0.3%印楝素乳油l 500mL/hm2、2 250mL/hm2的保葉效果與Bt乳劑500倍液、800倍液的保葉效果都很好,4個處理之間差異不顯著,但保葉效果均極顯著高于清水對照。
2.3 增產(chǎn)效果
收獲時分別稱取各小區(qū)的毛谷重量,再稱取100kg毛谷曬干,然后折算各小區(qū)產(chǎn)量(kg/hm2)。結(jié)果表明:用0.3%印楝素乳油l 500mL/hm2、2 250mL/hm2的產(chǎn)量最高,與Bt乳劑500倍液、800倍液的產(chǎn)量差異達(dá)極顯著,其中用 0.3%印楝素乳油1 500mL/hm2和2 250mL/hm2的產(chǎn)量差異不顯著,Bt乳劑500倍液和800倍液的產(chǎn)量差異極顯著。2種生物農(nóng)藥防治后的產(chǎn)量均極顯著高于清水對照。
2.4 對水稻的安全性
用0.3%印楝素乳油l 500mL/hm2對水噴霧,藥后7d、10d、20d水稻生長正常,無任何藥害癥狀。
3 結(jié)論與討論
試驗結(jié)果表明,用0.3%印楝素乳油1 500mL/hm2與2 250 mL/hm2防治稻縱卷葉螟殺蟲、保葉效果都很好,兩者差異不顯著,Bt乳劑500倍液殺蟲效果極顯著好于800倍液。在稻縱卷葉螟1~2齡幼蟲高峰期用0.3%印楝素乳油1 500 mL/hm2對稻縱卷葉螟具有較理想的防效,Bt乳劑500倍液也有較好防效。建議用0.3%印楝素乳油1 500 mL/hm2為宜。稻縱卷葉螟成蟲對印楝素乳油有一定的忌避現(xiàn)象,10月12日調(diào)查藥效時,未用藥區(qū)包括對照區(qū)稻縱卷葉螟成蟲達(dá)200~250頭/百穴,而用藥區(qū)則零星發(fā)生。本試驗有機水稻生產(chǎn)過程中,只采用了印楝素乳油和Bt乳劑防治水稻害蟲,未噴施任何化學(xué)殺蟲劑和殺菌劑,因此有機水稻的產(chǎn)量比常規(guī)栽培的產(chǎn)量要低450~750kg/hm2。印楝素乳油和Bt乳劑為純生物制劑,使用該藥劑防治水稻稻縱卷葉螟既無環(huán)境污染,又對人類安全,是符合有機水稻生產(chǎn)要求的理想藥劑,建議在發(fā)展有機水稻生產(chǎn)時可以大面積推廣使用。
4 參考文獻(xiàn)
[1] 榮曉東,徐漢虹,趙善歡.植物性殺蟲劑印楝的研究進展[J].農(nóng)藥學(xué)學(xué)報,2000(2):9-14.
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1生態(tài)農(nóng)業(yè)與化肥污染防治存在的問題
1.1農(nóng)業(yè)化肥污染防治體系不完善,缺乏健全的法律制度
我國作為一個農(nóng)業(yè)大國,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的大背景之下,推進生態(tài)農(nóng)業(yè)體系的構(gòu)建與轉(zhuǎn)型升級,是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。但是,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式仍在沿襲,生態(tài)農(nóng)業(yè)與化肥污染所形成的環(huán)境問題,日益成為構(gòu)建生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展體系的重要阻礙。一方面,我國當(dāng)前的環(huán)境政策,在農(nóng)業(yè)化肥污染控制領(lǐng)域鮮有涉及,這也是農(nóng)業(yè)化肥污染防治工作緊迫性的重要原因;另一方面,我國農(nóng)業(yè)活動尚未完全納入環(huán)境控制之中,在農(nóng)業(yè)化肥污染防治上缺乏防控政策體系的建立。并且,我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的法治建設(shè)相對比較滯后,突出表現(xiàn)為法律制度不完善,有關(guān)農(nóng)業(yè)化肥防治的獨立法律法規(guī)尚無。
1.2監(jiān)測方法尚無統(tǒng)一,在農(nóng)業(yè)化肥防治中難以發(fā)揮效力
隨著生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的不斷推進,環(huán)保事業(yè)的不斷前行,我國在農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等領(lǐng)域,逐步建立起了相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測,為生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)夯實了基礎(chǔ)。但是,我國在農(nóng)業(yè)化肥環(huán)境污染的監(jiān)測中,尚未建立標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測方法,無論是在監(jiān)測工作的開展,還是在監(jiān)測方法的構(gòu)建上,均處于尚未成熟的發(fā)展階段。在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系、質(zhì)量控制等方面,尚未形成完整的體系架構(gòu),以至于無法與生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展形成有效對接,難以在農(nóng)業(yè)化肥污染防治中發(fā)揮效力。
1.3農(nóng)業(yè)化肥污染防治技術(shù)不足,難以適應(yīng)不同地區(qū)的防治要求
我國農(nóng)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出多區(qū)域性,不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)化肥污染現(xiàn)狀不同、生態(tài)農(nóng)業(yè)的構(gòu)建進程不同,這就強調(diào)農(nóng)業(yè)化肥污染防治應(yīng)有針對性,針對不同區(qū)域的實際情況,采取相應(yīng)的防治技術(shù),以尋求生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展下可持續(xù)農(nóng)業(yè)的不斷推進。當(dāng)前,我國地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展不平衡,農(nóng)業(yè)化肥污染所形成的類型及數(shù)量差異較大,農(nóng)業(yè)化肥污染防治技術(shù)不足,且缺乏針對性的技術(shù)模式,這也是導(dǎo)致化肥污染防治停滯不前的重要原因。與此同時,我國農(nóng)業(yè)化肥污染防治意識淡薄,特別是在廣大的農(nóng)村,生態(tài)農(nóng)業(yè)的認(rèn)識不足,農(nóng)業(yè)化肥污染所帶來的環(huán)境問題鮮有正確對待,這也是當(dāng)前化肥污染防治步入死胡同的關(guān)鍵因素。
2生態(tài)農(nóng)業(yè)下我國農(nóng)業(yè)化肥污染的防治策略
2.1建立健全農(nóng)業(yè)化肥污染防治體系,依托法律制度強化化肥污染防治
生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)是一個統(tǒng)籌發(fā)展、協(xié)調(diào)配合的過程,生態(tài)農(nóng)業(yè)的化肥污染防治,最重要的著力點在于建立健全農(nóng)業(yè)化肥污染防治體系,為防治工作的開展夯實內(nèi)外條件。首先,我國應(yīng)借鑒歐美發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗和先進理念,逐步建立健全相關(guān)的法律法規(guī),為農(nóng)業(yè)化肥污染防治工作的進一步開展,創(chuàng)造有法可依、有章可循的防治環(huán)境;其次,在無公害產(chǎn)品施肥等領(lǐng)域,要進一步規(guī)范相關(guān)技術(shù),讓農(nóng)業(yè)化肥污染防治從源頭抓起,從本質(zhì)上夯實生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ);再次,為全面推進農(nóng)業(yè)化肥污染等防治工作,應(yīng)建立專門的農(nóng)業(yè)環(huán)境保護機構(gòu),從組織機構(gòu)上確保防治工作的開展,以及相關(guān)具體法律法規(guī)的貫徹落實,強化生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的農(nóng)業(yè)化肥污染防治工作。
2.2建立完備的農(nóng)業(yè)化肥監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),形成完整的防治控制體系
農(nóng)業(yè)化肥污染防治是一個長期工作,建立完備的農(nóng)業(yè)化肥監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),是推進防治工作現(xiàn)代化發(fā)展的重要舉措,也是強化現(xiàn)代型生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的必然要求。當(dāng)前,我國在農(nóng)業(yè)化肥污染的防治中,應(yīng)注重監(jiān)測工作的重要性,無論是在監(jiān)測技術(shù)的保障上,還是在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上,都要確保監(jiān)測工作的有效開展。并且,強化對當(dāng)前監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的整合,在此基礎(chǔ)之上形成完整的防治控制體系,讓防治工作落到實處,抓住防治工作的重點。農(nóng)業(yè)化肥污染防治的難點在于農(nóng)村,應(yīng)盡快弄清農(nóng)業(yè)化肥污染源,逐步完善污染源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè),這既是農(nóng)業(yè)化肥污染科學(xué)防治的現(xiàn)實要求,也是進一步開展農(nóng)業(yè)化肥污染防治新要點的重要步驟。
2.3實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展視域下的新型生產(chǎn)模式,強化農(nóng)業(yè)環(huán)境保護教育
生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)的要義在于如何構(gòu)建現(xiàn)代化的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)單一、落后的生產(chǎn)方式,從而更好地適應(yīng)當(dāng)前的社會發(fā)展需求。因此,要逐步建立并實現(xiàn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新型生產(chǎn)模式,將化肥污染防治工作的開展與生態(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)緊密相連,形成更加完備的發(fā)展體系,有助于生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)發(fā)力。此外,我國農(nóng)業(yè)環(huán)保意識比較薄弱,在環(huán)保意識中缺乏農(nóng)業(yè)化肥污染的概念。于是,強化農(nóng)業(yè)環(huán)境保護教育,是當(dāng)前農(nóng)業(yè)化肥污染防治工作的重點,從教育入手、從防治著手、從大局思考,全面部署、統(tǒng)籌規(guī)劃。
參考文獻(xiàn)
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[2]李紅霞,楊慧.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的化肥污染與防治.工會博覽(理論研究),2010,(05)
中圖分類號:X171.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
“面朝黃土背朝天,一把汗水一把泥”是人們對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的顯著印象,農(nóng)民除了靠天吃飯之外,只靠直覺和經(jīng)驗來謀生,收入和辛苦的程度多半不成比例,科技含量遠(yuǎn)低于其他行業(yè),發(fā)展緩慢,但它卻是一個民族乃至一個國家團結(jié)、穩(wěn)定的基礎(chǔ)。因此,各個國家也都非常重視本國的農(nóng)業(yè)發(fā)展與進步。從20世紀(jì)末,一種被稱作“植物工廠”的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式悄然興起,它融合了多種高科技技術(shù),在日本、俄羅斯等國家已初具規(guī)模,但在我國“植物工廠”生產(chǎn)還剛剛起步,目前仍處于科研階段,還沒有大面積的推廣與應(yīng)用,但這種生產(chǎn)方式的確為今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)指出了新的方向。
1 “植物工廠”的含義
“植物工廠”如果僅從字面上理解,即是將植物工廠化的生產(chǎn)與管理,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,它不再受外界環(huán)境條件的影響,比如光照、雨水、以及病蟲害等,使植物能夠快速、健康的生長,是一種新型的省力型生產(chǎn)方式。但與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,它也存在一個限制其快速發(fā)展與推廣的顯著缺點,即前期需要高額投入,在整個生產(chǎn)過程中仍需要較高的投入。這是因為前期固定設(shè)施即“廠房”的建立需要較多費用,而工廠一旦運轉(zhuǎn)起來,因為廠房內(nèi)的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境條件均需要人工提供,所以對水、電消耗很大,尤其是電。廣義的“植物工廠”是指在一定生產(chǎn)管理下的全年無休的植物生產(chǎn)系統(tǒng),狹義的“植物工廠”是指在完全人工環(huán)境下的全年無休的植物生產(chǎn)系統(tǒng)。
2 “植物工廠”的發(fā)展歷程
1957年世界上第一家植物工廠誕生在丹麥,1964年奧地利研制成功了一種塔式植物工廠,并在多個國家和地區(qū)得以推廣和應(yīng)用,如北歐、俄羅斯、中東國家等。1971年丹麥建成了綠葉菜工廠,主要用于生產(chǎn)和銷售各種高檔綠葉菜,如獨行菜、鴨兒芹、萵苣等。1974年日本建成了一座由電子計算機調(diào)控的花卉蔬菜工廠,將花卉生產(chǎn)和蔬菜生產(chǎn)結(jié)合起來,大大縮短了種植時間,1a可生產(chǎn)兩茬郁金香、兩茬壟民花、一茬番茄,無季節(jié)限制,全年生產(chǎn),顯著提升了種植產(chǎn)量,到1998年,日本已擁有各種類型的植物工廠近40個,發(fā)展勢頭良好,推測這很可能與該國人口密度大,可用耕地少有關(guān)。1974年,美國也建立一個用于試驗研究的植物工廠,在該工廠內(nèi)種植小麥,1a可收獲4~5次,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的1a可收獲1~2次的水平。我國在該方面的研究略微落后于上述國家,2004年,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)率先開展了該方面的研究,開發(fā)了一種人工光型密閉式植物工廠。2012年5月,依托京鵬科技和北京工業(yè)大學(xué),北京市成立了首個植物工廠工程技術(shù)研究中心。2013年1月上海孫橋現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)表示該開發(fā)區(qū)將在2013年內(nèi)從荷蘭引進國際上最先進的“植物工廠”。
3 “植物工廠”的分類
劃分的標(biāo)準(zhǔn)不同,區(qū)分的類型也不近相同,目前主要的分類方式有:按照建設(shè)規(guī)模分類、按照生產(chǎn)功能分類、按照研究對象分類以及按照光能的利用方式分類。目前,比較被大家認(rèn)可的分類方式是按照光能的利用方式分類。
按照建設(shè)規(guī)模分類,即按照廠房的占地面積大小進行分類,其中占地面積超過1000m2以上的,稱為大型工廠,占地面積在300~1000m2的,稱為中型工廠,而占地面積在300m2以下的,稱為小型工廠。按照生產(chǎn)功能分類,即按照廠內(nèi)所種植的植物類型分類,可分為種苗工廠、水果工廠、花卉工廠、農(nóng)作物工廠、食用菌工廠等。按照研究對象分類,可分為植物組培工廠、植物細(xì)胞工廠、植物體工廠等。按照光能利用方式分類,可分為利用太陽光的植物工廠、利用人工光的植物工廠以及太陽光和人工光并用的植物工廠。其中太陽光和人工光并用的植物工廠較為普及,因為兩者可互相補充,節(jié)約一部分電能,降低成本,而全部利用人工光的植物工廠可視為植物工廠的最高級,費用會增加,但環(huán)境可實現(xiàn)完全控制。
4 “植物工廠”的主要特征
植物工廠作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,具有5個顯著特征。具體特征如下:
4.1 全封閉,對周圍環(huán)境要求低
因為植物工廠完全為室內(nèi)生產(chǎn),所以對所在地的環(huán)境條件要求很低。廠內(nèi)的溫度、濕度完全是人為控制。基本上不受或很少受所在地自然條件的影響,無論是溫度、濕度、甚至光照等都可實現(xiàn)人工控制,不再受外界的溫度、降水量、以及日照時間等影響。它集合了多種高科技技術(shù)于一身,如利用制冷-加熱雙向調(diào)溫系統(tǒng)控制廠房內(nèi)的溫度、以LED為人工光源提供“日照”,時間和強度均可人工控制,營養(yǎng)液實行電腦配制、檢測與控制等,多個控制子系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián),協(xié)同作用,對工廠內(nèi)的環(huán)境實行實時監(jiān)控,智能化管理。
4.2 縮短了植物的收獲期
在植物工廠內(nèi),因為對環(huán)境控制的非常精確,使植物始終處于最佳生長狀態(tài),所以大大的縮短了植物的收獲期。以小白菜為例,在普通大田里,一般需要40d左右可收獲,而在植物工廠里,20d左右即可收獲,而且長勢均一,不受病蟲害干擾。在植物工廠內(nèi),育苗周期顯著縮短,整齊度和健壯度也優(yōu)于大田生產(chǎn),這也大大縮短了植物的收獲期,使每年收獲茬數(shù)增加2~3倍。植物工廠在縮短植物收獲期的同時,還可以大大提高空間利用率。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中,植物只能貼著地面種一層,而在植物工廠里,視植株生長的高矮以及廠房的高低,一般可種植7~10層,在充分利用生長空間、不增加生產(chǎn)成本的同時,顯著提高了種植效益。
4.3 植物生長的營養(yǎng)需要實現(xiàn)實時監(jiān)控
在植物工廠里種植的植物,并不是我們常見的土壤栽培,而是無土栽培,即植物的根系生長在營養(yǎng)液里,其原理是土壤對植物生長的作用時提供各種營養(yǎng)元素和水分,而營養(yǎng)液也可以完全提供上述物質(zhì),如氮、磷、鉀等大量元素及鋅、鐵、錳等微量元素,而且還可以根據(jù)不同植物的不同營養(yǎng)需要進行配制,由電腦實時監(jiān)控,當(dāng)某一營養(yǎng)元素缺乏時可以及時、快速補充,同時還可以大大縮短生長周期,但前提是需要充分了解所種植物的營養(yǎng)需求,這在一定程度上限制了種植品種,對于那些還不清楚營養(yǎng)需求的植物,則無法實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。
4.4 LED燈代替陽光日照
植物工廠的一個顯著特征是完全不用陽光,而是靠LED燈?!叭f物生長靠太陽”這是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)不變的真理,但是在植物工廠里,植物的生長則完全不靠太陽,整個空間幾乎是密閉的,這樣既可以防止外界氣候?qū)S內(nèi)環(huán)境的影響,同時也可避免廠內(nèi)資源浪費。廠內(nèi)用以代替日照的能源為LED燈,有的也使用熒光燈,兩者單獨使用或一起使用均可,但LED燈更節(jié)能,可降低生產(chǎn)成本。LED技術(shù)的飛速發(fā)展,也是植物工廠得以成功的必要條件。雖然太陽光是全波段的,但植物更需要的是紅光和藍(lán)光,因此只要將紅光和藍(lán)光按照一定比例支撐光源,其所產(chǎn)生的光照效果即可與太陽光相媲美。雖然這需要耗費一定的電量,但是與日照光不可控相比,仍是一個不小的進步。有人做過研究,用LED燈作光源與用太陽光做光源,對植物的生長和品質(zhì)均無顯著差異,而且還可以通過提高廠內(nèi)二氧化碳濃度的方法,提高植物的光合作用,使植物的生長速度以及營養(yǎng)物質(zhì)的積累速度均得到顯著提升。
4.5 生產(chǎn)成本較高
植物工廠作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,雖然具有很多傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)無法比擬的優(yōu)勢,但其也具有一個嚴(yán)重制約其發(fā)展的缺點,即生產(chǎn)成本較高。其中既包括前期廠房建設(shè)時的投入,也包括工廠運轉(zhuǎn)起來后的生產(chǎn)成本,能源消耗等。都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)即大田生產(chǎn)。所以目前至少在我國,植物工廠還僅限在建立于高校或科研院所以及農(nóng)業(yè)展示區(qū)等,還無法普及,其中一個重要原因就是生產(chǎn)成本過高,投入與產(chǎn)出很難達(dá)到平衡。只有在植物工廠內(nèi)生產(chǎn)一些高端蔬菜或花卉等,才有望達(dá)到收支平衡。所以,如何有效的降低建設(shè)成本和生產(chǎn)成本,是今后植物工廠產(chǎn)業(yè)想要順利發(fā)展所必須解決的一個難題。
環(huán)境生物技術(shù)是指直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生產(chǎn)工藝或者能夠高效凈化環(huán)境污染.同時又能生產(chǎn)有用物質(zhì)的工程技術(shù)。環(huán)境生物技術(shù)可分為高、中、低3個層次。
1低層次的環(huán)境生物技術(shù)
低層次是指利用天然處理系統(tǒng)進行廢物處理的技術(shù).主要包括氧化塘、人工濕地系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生態(tài)工程等。其最大的特點是能夠最大限度地發(fā)揮自然界環(huán)境中的生物生態(tài)功能.投資運行費用少.易于操作管理,是一種省力、省費用、省能耗的技術(shù)。
1.1濕地系統(tǒng)
濕地污水處理技術(shù)從20世紀(jì)70年展起來的,被認(rèn)為是控制面源污染的一種低費用、實用有效的方法。濕地系統(tǒng)一般分為天然濕地和人工濕地2種,天然濕地大多要經(jīng)過改造才能發(fā)揮作用。目前應(yīng)用較為廣泛的是人工濕地。
1.2人工復(fù)合生態(tài)床
所謂人工復(fù)合生態(tài)床就是在人工濕地形式的基礎(chǔ)上,以如何提高系統(tǒng)負(fù)荷。減少占地面積以及填料費用等為目的發(fā)展起來的。人工復(fù)合生態(tài)床選擇最佳的植物栽種方式.并在床體內(nèi)部填充多孔的、有較大比表面積的介質(zhì).以改善濕地的水力學(xué)性能.為微生物提供更大的附著面積,同時增強系統(tǒng)對污染物。尤其是對氮、磷的去除能力。
1.3生物埂
姜達(dá)炳等(2004)在三峽庫區(qū)耕地選擇7種不同的生物籬笆,設(shè)立小區(qū)試驗研究生物埂對治理坡耕地水土流失的機理,通過試驗得出以下結(jié)論:應(yīng)用生物埂技術(shù)可以保持水土,主要是減少土壤中養(yǎng)分的主要載體
1.4植被緩沖帶技術(shù)
緩沖帶是一類水土保持和面源污染控制的生物治理措施的總稱,全稱保護緩沖帶,是指利用永久性植被攔截污染物或有害物質(zhì)的條帶狀、受保護的土地。廣泛應(yīng)用于坡地水土流失控制、河(溝)道穩(wěn)定性保護、干旱區(qū)風(fēng)蝕控制、寒區(qū)防雪、城市園林美化等多個領(lǐng)域.主要的設(shè)計形式有防風(fēng)林帶、十字網(wǎng)格防風(fēng)帶、草本防風(fēng)隔柵、地頭防護帶、坡地等高緩沖帶、過水草帶等多種典型設(shè)計。
2中層次的環(huán)境生物技術(shù)
中層次是以廢物的生物處理為主要內(nèi)容.既包括傳統(tǒng)的生物處理技術(shù).如廢水處理的活性污泥法、生物膜法等,也包括在新的理論和技術(shù)支撐下開發(fā)出的廢物強化處理技術(shù)和工藝,如生物流化床,生物強化技術(shù)等。是目前廢物生物處理中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。
2.1堆肥化
堆肥化就是依靠自然界廣泛分布的細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物,有控制地促進可被微生物降解的有機物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化的生物化學(xué)過程。通過堆肥處理,不僅有效地解決固體廢棄物的出路.解決環(huán)境污染和垃圾無害化的問題.同時也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了適用的腐殖土,從而維系自然界良性的物質(zhì)循環(huán)。堆肥化的產(chǎn)物稱為堆肥。堆肥是一種深褐色、質(zhì)地松散、有泥土味的物質(zhì),其主要成分是腐殖質(zhì),氮、磷和鉀的含量一般在0.4%~1.6%、O.1%-0.4%和O.2%~0.6%。這種物質(zhì)的養(yǎng)料價值不高,但卻是一種極好的土壤調(diào)節(jié)劑和改良劑。因此.堆肥不但可以減少生活垃圾造成的面源污染,還是處理農(nóng)藥污染的一種經(jīng)濟有效的方法。
2.2沼氣技術(shù)
發(fā)展以沼氣為紐帶的庭院式生態(tài)農(nóng)業(yè)模式.將種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)與沼氣使用相結(jié)合以獲得最佳的生態(tài)效應(yīng)與經(jīng)濟效應(yīng),能有效地緩解農(nóng)村人、畜禽糞尿給農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成的壓力。同時,沼渣和沼液還可以還田,能明顯改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤肥力,減少由于施用化肥而造成的污染。另外,沼氣發(fā)酵殘留物還是一種很好的生物農(nóng)藥,能有效地防治農(nóng)作物病蟲害,并且不會像化學(xué)農(nóng)藥那樣在環(huán)境中殘留,污染環(huán)境?,F(xiàn)已探明沼氣發(fā)酵殘留物對小麥、豆類和蔬菜蚜蟲等14種農(nóng)作物蟲害和甘薯軟腐病、小麥全蝕病、小麥赤霉病、玉米大小斑病等26種病害均有明顯的防治效果。
2.3應(yīng)用光合細(xì)菌減少農(nóng)業(yè)面源污染
光合細(xì)菌(以下簡稱PSB)是一類以光為能源、以 CO和有機物作為碳源,以有機物、硫化氫、氨等作為供氫體而進行繁殖的原核生物的總稱。由于PSB獨特的生理生化特性使其在防治農(nóng)業(yè)面源污染中具有廣泛的應(yīng)用前景。
(1)PsB可以作為生物肥料。由于大多PSB都具有生物固氮的能力,因此能提高土壤的肥力、促進植株生長、降低土壤氮素的流失和污染、減少氮肥的施用量:
(2)PSB可以作為生物農(nóng)藥。因為PSB中含有抗細(xì)菌、抗病毒的物質(zhì),這些物質(zhì)能鈍化病原體的致病力、提高作物的抗病力,從而減少化學(xué)農(nóng)藥的施用量;
(3)PsB還可以作為一種清潔的具有生物活性的飼料添加劑。由于其富含蛋白質(zhì)、輔酶Q10、多種維生素、抗病毒物質(zhì)和生長促進因子.因此作為飼料添加劑可以促進畜禽生長并且增加禽畜的免疫力和抗病力。
(4)PsB還可以用來處理養(yǎng)殖業(yè)的廢水。上海交通大學(xué)用PSB處理畜禽糞尿廢水已經(jīng)取得了成功。試驗表明,將粗濾后的牛糞尿稀釋液用PSB處理后. BOD降解率達(dá)93%,將經(jīng)PSB處理過的廢液再經(jīng)過生物氧化法處理,BOD可降至30 mg?L-1。達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
(5)PsB可以用來處理水產(chǎn)養(yǎng)殖的廢水。PSB對各種有機物質(zhì)、胺、氨、硫化氫等具有極強的利用能力,能有效降低這些物質(zhì)在水中的濃度,自然凈化已經(jīng)被污染的水體。
2.4微生物發(fā)酵劑
在滇池應(yīng)用中復(fù)合微生物發(fā)酵劑處理農(nóng)村可利用固體廢物制造高效活性有機肥.不但可以科學(xué)合理地解決農(nóng)村可利用固體廢物的資源化問題,而且在保證農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的同時,還可以減少化肥施用量,改良土壤,減少了氮、磷的流失量。該類型復(fù)合微生物發(fā)酵劑是經(jīng)過先進的微生物工程技術(shù)研制的高科技產(chǎn)品。其微生物菌種均來源于大自然,從優(yōu)質(zhì)的耕作土壤和森林土壤中采集而來。此類微生物復(fù)合發(fā)酵劑中的微生物菌群依功能分為類群:固氮菌群、硝化菌群、解磷菌群、酵母菌群、乳酸菌群、光合菌群、放線菌群和生長菌群。這類高科技肥料能大幅度降低堆肥的時間,將堆肥時間從常規(guī)堆肥耗時60~90 d左右降低到7~30 d左右,從而減少堆肥的占地面積,操作較為簡單實用。在日本和臺灣經(jīng)過多年的實際應(yīng)用證明此類微生物復(fù)合菌群發(fā)酵生產(chǎn)的活性有機肥是一類集肥效、作物生長刺激劑、農(nóng)藥為一體的高科技產(chǎn)品,有利于減少目前存在于農(nóng)村的面源污染,發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)。
2.5 SC27土壤微生物增肥劑
由澳大利亞珀斯生物遺傳實驗室研制的SC27土壤微生物增肥劑(以下簡稱SC27),含有27種高活性的土壤微生物。使用SC27可提高化肥肥效,減少化肥用量,改良土壤環(huán)境,防治面源污染。1998年嘉興、杭州等地進行了SC27在蔬菜上的試驗.證明了SC27具有極佳的防治農(nóng)業(yè)面源污染的效果。
通過專項排查,摸清全鄉(xiāng)污水排放情況底數(shù),進一步健全建立臺賬,全面掌握各排放口污水流量、水質(zhì)來源、流向等基本情況。進一步加強水污染防治設(shè)施監(jiān)管,規(guī)范污水收集處理、拉運、排放情況。全面解決當(dāng)前水污染防治工作中存在的突出問題,確保我鄉(xiāng)水環(huán)境質(zhì)量得到持續(xù)改善。
二、重點排查范圍
1.全鄉(xiāng)涉水工業(yè)企業(yè)污水處理情況;2.農(nóng)村社區(qū)生活污水排放情況;3.轄區(qū)內(nèi)旅游景點、農(nóng)家樂等人員集中區(qū)污水處理情況;4.轄區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖場(小區(qū))污水處理情況。
三、排查整治時限
(一)自查階段:
各村及相關(guān)職能站所自查。
(二)市、區(qū)抽查階段:
根據(jù)鄉(xiāng)政府上報情況,市、區(qū)相關(guān)部門開展隨機抽查。
四、重點工作任務(wù)
(一)工業(yè)企業(yè)廢水排查整治
排查整治內(nèi)容:各村組織專項排查整治,開展涉水企業(yè)專項檢查,重點對企業(yè)廢水排放是否達(dá)標(biāo),排污口是否規(guī)范,排放去向、是否超排放總量排放,是否私設(shè)暗管或利用滲井、滲坑、罐車?yán)\排放、傾倒工業(yè)廢水的企業(yè)進行檢查,通過檢查發(fā)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)是否存在廢水未經(jīng)處理直排、偷排等違法行為。
整治措施:結(jié)合“雙隨機”抽查、違法案件查處、污染源在線監(jiān)測、環(huán)境污染投訴舉報等情況,對全鄉(xiāng)工業(yè)企業(yè)水污染源達(dá)標(biāo)排放情況進行深入分析,全面排查工業(yè)污染源水污染物超標(biāo)排放、偷排偷放等問題,切實掌握超標(biāo)排放企業(yè)清單及存在問題,對違法行為責(zé)令其限期整改,并依法立即對其進行立案查處。
責(zé)任領(lǐng)導(dǎo):
責(zé)任單位:各村、鄉(xiāng)環(huán)保站
(二)農(nóng)村生活污水排查整治
排查整治內(nèi)容:鄉(xiāng)集鎮(zhèn)辦對集鎮(zhèn)生活污水收集、處理、排放情況特別是直接排入河道或水體的排污口、污水排放量、水質(zhì)、來源、流向等基本情況進行全面排查。
整治措施:各村生活污水應(yīng)嚴(yán)格按照環(huán)評批復(fù)要求,對產(chǎn)生的生活污水進行收集處理,堅決杜絕污水排入河道或形成滲坑,對排查中發(fā)現(xiàn)的生活污水未經(jīng)處理直排、偷排、滲坑排放等問題嚴(yán)懲不貸,責(zé)令其限期改正,并依法對其進行立案查處。對因職責(zé)履行不到位或整改措施不落實而造成嚴(yán)重后果的,依法依規(guī)追究相關(guān)單位和具體責(zé)任人的責(zé)任。
責(zé)任領(lǐng)導(dǎo):
責(zé)任單位:各村、鄉(xiāng)集鎮(zhèn)辦
配合單位:鄉(xiāng)環(huán)保站
(三)旅游景點、農(nóng)家樂等人員集中區(qū)污水排查整治
排查整治內(nèi)容:各村排查轄區(qū)范圍內(nèi)的旅游景點、農(nóng)家樂等人員集中區(qū)是否存在經(jīng)營場所生活垃圾無固定堆放點,生活污水無集中收集處理設(shè)施、是否存在利用滲井、滲坑或私設(shè)暗管直接排入河道和水體、是否存在河道兩側(cè)紅線范圍內(nèi)居民廁所及生活污水排污口的問題。
整治措施:各村及鄉(xiāng)環(huán)保站對存在的問題嚴(yán)格落實主體責(zé)任,對排查出的問題限期整改。規(guī)范建設(shè)生活垃圾、污水收集處理專用設(shè)施,簽訂污水處理協(xié)議,建立垃圾、污水清運處理臺賬記錄;依法查處利用滲井、滲坑、私設(shè)暗管直接排入河道或水體的違法行為;堅決取締河道兩側(cè)紅線范圍內(nèi)居民廁所及生活污水排污口,居民廁所、封堵生活污水排污口。
責(zé)任領(lǐng)導(dǎo):
責(zé)任單位:各村、鄉(xiāng)文化站
配合單位:鄉(xiāng)環(huán)保站、鄉(xiāng)食藥所
(四)養(yǎng)殖場(小區(qū))污水排查整治
排查整治內(nèi)容:各村排查轄區(qū)范圍內(nèi)的畜禽養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖小區(qū)是否配套建設(shè)永久性化糞池、固定堆糞場和相關(guān)的雨污分流管網(wǎng);是否采取防滲、防溢、封閉措施,實施糞污無害化處理;畜禽糞便是否存在露天隨意堆放,采取滲井、滲坑隨意存貯或外溢流入溝渠或排入河道的違法行為。
整治措施:各村要嚴(yán)格按照農(nóng)牧部門規(guī)?;笄蒺B(yǎng)殖規(guī)范化管理的要求認(rèn)真進行排查。對無永久性化糞池隨意傾倒,利用滲井、滲坑存貯或外排污水;對無固定防滲漏堆糞場的養(yǎng)殖場(小區(qū))隨意露天堆放,造成污染周邊居民環(huán)境的違法行為,責(zé)令限期整改,并視其情節(jié)依法查處;要嚴(yán)格按照禁養(yǎng)區(qū)劃定方案要求,實施關(guān)閉或搬遷措施;對需要整改的嚴(yán)格按照規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)要求,建成雨污分流污染防治設(shè)施,簽訂糞便處理、拉運協(xié)議,建立臺賬;對限期內(nèi)拒不整改或排查整治不力造成嚴(yán)重后果的,依法依規(guī)追究具體責(zé)任人和相關(guān)單位的責(zé)任。
責(zé)任領(lǐng)導(dǎo):
責(zé)任單位:各村、鄉(xiāng)畜牧獸醫(yī)站
配合單位:鄉(xiāng)環(huán)保站
五、保障機制
(一)強化責(zé)任落實。鄉(xiāng)上成立專項排查整治工作領(lǐng)導(dǎo)小組,落實責(zé)任人和整治時限,確保按時完成排查整治任務(wù)。對發(fā)現(xiàn)的問題,及時整治,對需要主管部門整治的問題,要以書面函告,并報送區(qū)水污染防治辦公室。
全縣農(nóng)業(yè)面源污染主要來源于化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等農(nóng)用投入品、農(nóng)作物秸稈、畜禽糞便及農(nóng)村生活污染源。
1、化學(xué)肥料污染
2012年全縣化肥總用量(實物量)約6.97t,其中N肥2.25t,P肥2.41t,K肥0.73t,復(fù)合肥1.58t,平均化肥施用折純量為564kg/hm2,比全省平均水平高14.63%,比全國平均水平高42.16%。施肥中約有1/3的N、P通過地表徑流和滲漏進入水體,導(dǎo)致對水體的污染,同時,過量施用N肥,引起土壤中硝酸鹽含量過高,造成農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降,甚至導(dǎo)致蔬菜中硝酸鹽含量嚴(yán)重超標(biāo),直接危及人的健康。
2、化學(xué)農(nóng)藥污染
2012年全縣農(nóng)藥總用量66.62t,其中殺蟲劑31.69t(有機磷類16.13t、氨基甲酸酯類3.56t、除蟲菊酯7.95t、其它類殺蟲劑4.05t),殺菌劑24.1t,除草劑7.83t,植物生長調(diào)節(jié)劑2.58t,殺鼠劑0.42t。農(nóng)藥施用量越大,殘留性就越大,對人體的危害也越大。殘留在食品中的農(nóng)藥能引起人的急慢性中毒,特別是對致癌、致畸、致突變及后代的影響;農(nóng)藥對其它生物的危害有直接殺傷、慢性危害、破壞生態(tài)平衡等。
3、農(nóng)膜污染
全縣每年農(nóng)膜使用總量為2422t,其中地膜1382t,平均回收率為57%,即每年大約有1040t農(nóng)用薄膜殘留在土壤中,對環(huán)境造成污染。殘膜進入土壤后,會嚴(yán)重改變土壤物理性質(zhì),影響土壤的通透性,阻礙土壤水肥的運移,影響農(nóng)作物根系吸收水分及根系生長,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。同時,殘膜被丟棄于田間地頭,積存于排泄渠道中,散落于湖泊水體或亂掛在樹枝上。造成嚴(yán)重的“白色污染”。
4、生活廢棄物污染
全縣年生活污水排放量1788.5t,固體廢棄物排放量70t,生活用洗衣粉用量3880t。農(nóng)村因人口居住分散,村鎮(zhèn)沒有專門的垃圾收集、運輸、填埋及處理系統(tǒng),生活垃圾被隨意拋在路旁、農(nóng)田、河流,已成為污染農(nóng)村水源和土壤的一大公害。
5、畜禽糞便污染
全縣畜禽糞便年產(chǎn)生量1295.5t,養(yǎng)殖業(yè)廢水排放量467.4t,其中規(guī)模養(yǎng)殖戶廢水排放量27.74t,每年直接進入水體的污水有8.8t;雞糞年產(chǎn)生量13.28t,其中進入水體的有10.6t。由于多種原因,許多專業(yè)化畜禽養(yǎng)殖場地處于居民區(qū)內(nèi),23%的養(yǎng)殖場距當(dāng)?shù)鼐用袼吹夭怀^50m,52%的養(yǎng)殖場距離居民區(qū)或水源地不超過150m。100%的養(yǎng)殖場未經(jīng)過環(huán)境影響評價,90%左右的養(yǎng)殖場缺少必要的污染防治措施。
5、農(nóng)作物秸稈
全縣年產(chǎn)秸稈總量基本穩(wěn)定在23t左右。2012年全縣秸稈資源總量23.34t,利用量達(dá)13.24t,利用率56.72%,尚有10.1t未合理利用。近1.74噸的秸稈被棄或者直接露天焚燒,不僅污染了環(huán)境,而且影響到航空、高速公路、鐵路的正常運行,同時污染水體,影響農(nóng)村的環(huán)境衛(wèi)生。
二、農(nóng)村面源污染防治存在的問題
1、農(nóng)村面源污染防治的意識十分薄弱
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)片面強調(diào)產(chǎn)量,追求規(guī)模效益,導(dǎo)致農(nóng)藥化肥的過量使用而沉積在土壤中,進一步加劇了污染。一是農(nóng)民觀念落后,沒有可持續(xù)發(fā)展經(jīng)營理念,不注重農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量,更不考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)對環(huán)境的影響。二是個別基層組織、領(lǐng)導(dǎo)干部的思想中還沒有生態(tài)憂患觀念,加之農(nóng)村面源污染具有分散性、隱蔽性、隨機性、不易監(jiān)測、難以量化等特征,又與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合,人們對農(nóng)村面源污染認(rèn)識不足,特別是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者沒有防治意識,沒有成為面源污染防治的主力軍,致使面源污染持續(xù)發(fā)展。
2、基礎(chǔ)性工作嚴(yán)重不足
面源污染防治涉及垃圾收集、運輸、分類利用、生物發(fā)酵、土壤肥料、生物預(yù)警、品種選育栽培、能源、交通、水利、測繪、規(guī)劃等多學(xué)科的協(xié)調(diào)和配合,缺一不可,但目前的情況相當(dāng)不容樂觀,缺乏對農(nóng)村面源污染長期的基礎(chǔ)性監(jiān)測調(diào)查與研究,系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善,導(dǎo)致有效的防控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和措施無法制定,而農(nóng)業(yè)部門作為農(nóng)業(yè)面源污染主管之一,既無資金、更無設(shè)備,從事面源污染防治力不從心。
3、政策法規(guī)體系不完善
關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染:綜合防治;施肥賬戶;糞肥交易:公眾參與:丹麥
20世紀(jì)70年代以來,歐盟地表及地下水硝酸鹽濃度日益增加,高濃度的地下水氮含量嚴(yán)重威脅到人們的飲水安全,其中來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的硝酸鹽滲入是歐盟水域氮負(fù)荷的主要來源。為減少由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動產(chǎn)生的硝酸鹽對水體的污染并預(yù)防污染形勢的繼續(xù)惡化,歐盟相繼出臺了《硝酸鹽指令》和《水框架指令》。這些指令要求各成員國對所有的硝酸鹽脆弱區(qū),必須制定切實可行的行動計劃來控制動物糞肥特別是無機肥料的施用,以消除農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域硝酸鹽帶來的威脅。丹麥作為全球主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約國和重要的農(nóng)畜產(chǎn)品出口國之一,過度的農(nóng)藥化肥使用和規(guī)模化的畜禽養(yǎng)殖導(dǎo)致了大量的氮流失到土壤、水和空氣中,帶來了較大的環(huán)境治理壓力。在歐盟《硝酸鹽指令》和《水框架指令》的引導(dǎo)下,丹麥采取了一系列減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染的相關(guān)政策,并取得了可觀的效果。過去30年中,丹麥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)平均氮負(fù)荷已由170千克/(公頃·年)下降到100千克/(公頃·年),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氮利用效率由20%~30%增加到40%~50%,流失到水體中的農(nóng)業(yè)氮顯著減少。丹麥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染綜合防治方面的一系列政策,可為我國制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染管理政策,引導(dǎo)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要借鑒。
丹麥農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染防治政策逐步完善的法規(guī)政策體系
20世紀(jì)七八十年代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氮負(fù)荷流失到水體環(huán)境帶來的富營養(yǎng)化越來越明顯,嚴(yán)重影響到丹麥湖泊和近海水域的生態(tài)水環(huán)境,為解決這一問題,丹麥政府于1987年實施了《水環(huán)境行動方案I》。該方案規(guī)定,到1993年時,氮磷總排放減少目標(biāo)分別為50%和80%,其中農(nóng)業(yè)氮負(fù)荷的減少是主要減排目標(biāo)。為實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo),該方案要求每個農(nóng)戶建立一個最低9個月儲存容量的糞便池,有義務(wù)種植至少65%農(nóng)場面積的冬季作物,并根據(jù)所種作物情況安排化肥施用計劃。該政策實施目的是為了促進農(nóng)作物春天生長時對動物糞肥的利用率,確保作物生長對剩余氮的充分吸收,從而減少土壤氮的流失。 《水環(huán)境行動方案I》最初希望通過改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式來實現(xiàn)氮排放減少目標(biāo),然而,該政策并未對施肥數(shù)量和結(jié)構(gòu)進行硬性約束,實施后未達(dá)到預(yù)期效果。鑒于此,丹麥政府于1991年開始又實施了《農(nóng)業(yè)可持續(xù)計劃方案》,該方案規(guī)定了化肥和糞肥的實際用量限制,即氮配額制。方案嚴(yán)格規(guī)定了農(nóng)作物氮施用標(biāo)準(zhǔn)和有機肥的施用比例,并要求農(nóng)民向農(nóng)業(yè)部注冊提交化肥施用賬戶,未按規(guī)定要求施肥的農(nóng)戶將處以征稅處罰。到1995年,氮流失減排目標(biāo)就完成了預(yù)期的一半。此后,丹麥政府于1998年實施了更為嚴(yán)格的《水環(huán)境行動方案Ⅱ》,該方案進一步規(guī)定了氮肥的施用標(biāo)準(zhǔn),實施效果顯著。方案實施監(jiān)測結(jié)果顯示,在維持畜產(chǎn)品和農(nóng)作物產(chǎn)量增加的情況下,丹麥農(nóng)場糞肥得到了有效利用,礦物質(zhì)肥料施用量減半。為了達(dá)到歐盟《水框架指令》和《棲息地指令》標(biāo)準(zhǔn),丹麥政府于2004年又實施了《水環(huán)境行動方案Ⅲ》。該方案要求到2015年,農(nóng)業(yè)氮排放必須在原來基礎(chǔ)上再減少13%,農(nóng)業(yè)磷排放必須減半。此后,為了進一步解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氮排放帶來的水體污染問題,丹麥政府分別于2009年和2011年實施了《綠色增長方案》和針對歐盟《水框架指令》的《流域管理計劃RBMPs》。隨著政策法規(guī)的不斷完善,實施效果的不斷提升,丹麥已成為歐盟乃至全球農(nóng)業(yè)水污染控制效果最佳的國家之一。
覆蓋全面的精細(xì)化管理與監(jiān)管政策
為了有效治理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染,丹麥政府從農(nóng)業(yè)投入品源頭抓起,實施了覆蓋全面的精細(xì)化管理與監(jiān)管政策,主要集中在畜禽養(yǎng)殖糞肥管理、農(nóng)用化學(xué)品生產(chǎn)使用管理等多個方面。規(guī)定農(nóng)場主畜禽飼養(yǎng)數(shù)量必須根據(jù)其擁有的土地量來確定,每個農(nóng)場飼養(yǎng)的家畜量不得超過500個單位。一旦農(nóng)場牲畜數(shù)量達(dá)到250個單位,監(jiān)管部門就會對農(nóng)場進行科學(xué)合理的評估,根據(jù)評估結(jié)果決定農(nóng)場是否應(yīng)該繼續(xù)擴大規(guī)模。政府每年隨機抽取養(yǎng)殖場地深井水樣進行糞便污染檢測,若發(fā)現(xiàn)養(yǎng)殖場畜禽糞便管理違反要求甚至對周圍水體造成污染,將交由環(huán)保部門對其污染事故進行相應(yīng)處罰。為了減少畜禽糞便造成的水污染,丹麥政府對畜禽糞便管理做了嚴(yán)格規(guī)定。比如,糞肥施用在裸露耕地上,則必須在施用12小時內(nèi)對其進行犁耕人土處理。為了防止糞肥污染地表和地下水,丹麥政府還規(guī)定畜禽糞肥必須發(fā)酵處理后才能施入農(nóng)田,而且在被積雪覆蓋的土地上不能施用畜禽糞便。其次,丹麥政府對農(nóng)藥化肥的投入使用制定了嚴(yán)格的審批程序,所有生產(chǎn)的農(nóng)藥必須經(jīng)過國家環(huán)保署批準(zhǔn)后方可全面投入市場。政府對農(nóng)藥化肥施用的種類、時間及數(shù)量有嚴(yán)格的規(guī)定,環(huán)保部門負(fù)責(zé)監(jiān)管各種農(nóng)藥化肥的使用趨勢,并對使用后可能造成的水體污染進行監(jiān)測。此外,丹麥環(huán)保局已全面禁用對地下水危害較大的200多種農(nóng)藥化學(xué)物質(zhì),并成立了一個專門委員會,負(fù)責(zé)評估近10年來農(nóng)藥化肥使用減少后的農(nóng)業(yè)集約區(qū)水域整體質(zhì)量。除了對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入品方面制定了嚴(yán)格的監(jiān)管政策,丹麥政府還建立了完善的農(nóng)業(yè)流域地下水水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)置專門監(jiān)測機構(gòu)嚴(yán)密監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動集約區(qū)地下水質(zhì),并實時把監(jiān)測水質(zhì)報告在網(wǎng)絡(luò)上,以供公眾監(jiān)督。
嚴(yán)格的化肥施用賬戶制度和糞肥配額制
在丹麥,一系列水環(huán)境行動方案的實施是為了實現(xiàn)最初的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)氮排放減半的目標(biāo)。自1991年起,丹麥政府要求所有農(nóng)民向農(nóng)業(yè)部提供一個包含種植模式、耕種面積、無機化肥使用、有機肥使用及飼養(yǎng)家畜數(shù)量的化肥賬戶,依據(jù)該化肥賬戶,政府可以掌控農(nóng)民糞肥氮的施用比例及標(biāo)準(zhǔn)。這項依靠科研機構(gòu)、農(nóng)民和農(nóng)民協(xié)會的力量共同合作建立的化肥賬戶制度,在農(nóng)民作物施肥與糞肥管理決策,以及政府監(jiān)管農(nóng)業(yè)水污染方面發(fā)揮了重要作用,有效減少了無機化肥的施用量,緩解了農(nóng)業(yè)氮對水體的污染。注冊化肥賬戶的農(nóng)場要履行相應(yīng)義務(wù),比如,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動進行之前就要制定化肥施用計劃并計算出農(nóng)場所需要的總氮配額;在生產(chǎn)活動結(jié)束后,農(nóng)場要對化肥的實際施用情況進行歸檔。此外,丹麥還實施了與農(nóng)場耕作面積掛鉤的糞肥配額制,即糞肥施用的和諧規(guī)則。和諧規(guī)則要求農(nóng)民允許施用的最大糞肥量是1.7LU/(公頃·年)(LU代表丹麥家畜單位,1個LU相當(dāng)于100千克糞肥氮),如果農(nóng)戶90%以上的耕地施用糞肥且所種農(nóng)作物氮排放潛力較小,這種情況下允許施用的最大糞肥量是2.3LU/(公頃·年)。該規(guī)則要求所有農(nóng)戶必須統(tǒng)一遵守而不考慮生產(chǎn)環(huán)境、社會經(jīng)濟及地區(qū)差異,迫使畜禽養(yǎng)殖大戶采取租用土地或者與耕作農(nóng)戶達(dá)成糞肥利用協(xié)議等方式達(dá)到糞肥排放標(biāo)準(zhǔn)。
自愿選擇糞肥交易合作伙伴
隨著丹麥畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模擴張和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,對養(yǎng)殖戶來說要達(dá)到耕作面積與糞肥產(chǎn)生的平衡標(biāo)準(zhǔn)是非常困難的,尤其在養(yǎng)殖集約地區(qū)可用土地資源短缺的情況下,這種平衡標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)更加困難。因此,許多養(yǎng)殖戶開始尋求與其他種植戶的合作,出售多余的糞肥。目前,這種糞肥交易伙伴關(guān)系在丹麥非常普遍,大約80%的有機農(nóng)場已經(jīng)與養(yǎng)殖戶達(dá)成協(xié)議購買糞肥,約70%的有機奶牛場參與到合作伙伴關(guān)系中并出售多余的糞肥。在自愿選擇合作伙伴的前提下,丹麥政府允許有機農(nóng)場購買的最大糞肥量是70千克/公頃。為了追蹤農(nóng)戶化肥賬戶信息,丹麥政府要求農(nóng)戶買進或賣出糞肥時必須提交糞肥賣出者或買進者的數(shù)量信息和糞肥種類。為確保所有化肥和糞肥的施用信息記錄準(zhǔn)確,丹麥農(nóng)業(yè)部需要反復(fù)核對農(nóng)戶糞肥交易信息。另外,化肥施用賬戶信息顯示約89%的糞肥出售者(養(yǎng)殖戶)會選取和他們具有諸如鄰居、朋友等社會關(guān)系的人建立合作伙伴關(guān)系,而這些社會關(guān)系一般存在于相距較近的地域空間內(nèi),這樣可以有效降低糞肥交易成本。數(shù)據(jù)顯示,養(yǎng)殖農(nóng)場和施肥場地之間的最大距離一般不超過5千米,只有極少數(shù)運輸距離超過了10千米。由于糞肥交易合作伙伴關(guān)系大都是基于農(nóng)戶的社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)建立起來的,因此,農(nóng)戶一般不會把糞肥的售價及成本負(fù)擔(dān)當(dāng)成一種純經(jīng)濟行為,大多數(shù)合作伙伴選取了成本公攤的交易方式,“互惠”和“利他”等行為廣泛存在。
多主體的公眾參與機制
丹麥政府非常重視公眾參與在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染治理中的地位和作用。發(fā)展成熟的農(nóng)民合作社除了履行接收社員全部農(nóng)產(chǎn)品并集中加工出售的義務(wù)外,還負(fù)責(zé)監(jiān)督和約束農(nóng)民的行為,協(xié)助政府監(jiān)督農(nóng)戶對畜禽糞便的管理及農(nóng)藥化肥的使用,促使農(nóng)民嚴(yán)格按照政府法規(guī)要求開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動;若違反規(guī)定,則取消其享受歐盟及丹麥農(nóng)業(yè)補貼的資格。此外,丹麥在全國設(shè)置了數(shù)量眾多的農(nóng)業(yè)咨詢服務(wù)中心,直接服務(wù)于全國40000多個農(nóng)場。平均每18位農(nóng)民就配有一名專業(yè)農(nóng)業(yè)咨詢服務(wù)專家,為其提供技術(shù)服務(wù)和農(nóng)藥化肥的施用咨詢服務(wù),使得新技術(shù)及新農(nóng)藥和新化肥品種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用周期大大縮短,有的甚至不到一年時間,在確保農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收的同時兼顧環(huán)保目標(biāo)。此外,丹麥政府還非常注重有機農(nóng)業(yè)的普及和推廣。與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,有機農(nóng)業(yè)的特點就是完全不施用農(nóng)藥化肥,這意味著有機農(nóng)業(yè)面積的擴大可大大減少無機農(nóng)用化學(xué)品對地下水源的污染。政府主要通過創(chuàng)造市場需求而不是直接補貼農(nóng)戶的方式來刺激農(nóng)戶發(fā)展有機農(nóng)業(yè)。比如,政府首先把學(xué)校、敬老院、醫(yī)院等公共機構(gòu)食堂納入“有機食堂”的范疇,確保這些公共食堂的食材均為有機食品,通過市場開拓來保障農(nóng)戶從事有機農(nóng)業(yè)的合理收益。丹麥政府認(rèn)為,農(nóng)戶是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染控制的主要參與者,高素質(zhì)的農(nóng)民與農(nóng)業(yè)水污染綜合防治有直接關(guān)系。全國總計有25所農(nóng)業(yè)科研院校負(fù)責(zé)招收和培訓(xùn)農(nóng)民,經(jīng)過兩年的學(xué)習(xí)和實習(xí)后,受訓(xùn)農(nóng)民才可能獲得“綠色證書”。只有持有“綠色證書”的農(nóng)民才有資格購買面積大于30公頃的農(nóng)場,且證書不得饋贈或轉(zhuǎn)讓。此外,持有“綠色證書”的農(nóng)民還要定期接受農(nóng)民合作社的繼續(xù)培訓(xùn)教育,包括新技術(shù)、新方法以及施肥污染控制等復(fù)雜技術(shù)的應(yīng)用。
我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染防治存在的問題
我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,單位耕地面積化肥及農(nóng)藥用量分別為世界平均水平的2.8倍和3倍,但農(nóng)藥化肥的有效利用率卻遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平。其中,氮肥的有效利用率僅為30%~35%,磷肥僅為10%~20%,鉀肥僅為35%~50%。大量的化肥通過各種途徑,如徑流、淋溶、反硝化、吸附和侵蝕等流入水體,導(dǎo)致水體喪失應(yīng)有功能。同樣,由于農(nóng)藥施藥機械、施藥技術(shù)和施藥觀念落后,亂用、濫用農(nóng)藥現(xiàn)象嚴(yán)重,農(nóng)藥利用率僅30%,大量農(nóng)藥殘留造成農(nóng)耕區(qū)地表水和地下水嚴(yán)重污染。除種植業(yè)外,畜禽養(yǎng)殖污染也成為水污染的重要來源。環(huán)境保護部的最新污染源普查數(shù)據(jù)顯示,我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的化學(xué)需氧量、氨氮排放量分別達(dá)到1148萬噸/年和65萬噸/年,占全國排放總量的45%和25%,分別為工業(yè)源排放量的3.23倍和2.3倍。全國有24個省份的畜禽養(yǎng)殖場和養(yǎng)殖專業(yè)戶化學(xué)需氧量排放量,占到本地農(nóng)業(yè)源排放總量的90%以上。當(dāng)前,農(nóng)業(yè)已超過工業(yè)成為最大的面源污染產(chǎn)業(yè),農(nóng)業(yè)造成的水污染未得到有效控制、污染途徑尚未根本切斷,部分地區(qū)地下水污染程度仍在不斷加重。
筆者認(rèn)為,我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染不斷加重的原因是多方面的。首先,我國缺乏對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染的單獨立法,現(xiàn)行法規(guī)《水污染防治法》雖然涉及到了農(nóng)業(yè)非點源污染問題,但并沒有對農(nóng)藥、化肥的施用量作出嚴(yán)格明細(xì)的規(guī)定,更未對畜禽養(yǎng)殖糞便管理作出具體規(guī)定。其次是長期受城鄉(xiāng)二元經(jīng)濟的影響,我國環(huán)境保護重工業(yè)輕農(nóng)業(yè)、重城市輕農(nóng)村的現(xiàn)狀還比較嚴(yán)重,畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)業(yè)種植污染環(huán)境監(jiān)管政策與監(jiān)管手段嚴(yán)重滯后,獎懲結(jié)合型監(jiān)管機制不到位,監(jiān)管機構(gòu)不健全。再者,當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染防治現(xiàn)狀數(shù)據(jù)掌握不足,還未建立覆蓋全面的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模和糞便管理及農(nóng)藥化肥的施用量數(shù)據(jù)庫,以至于對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染環(huán)評數(shù)據(jù)難以獲取,制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染防治政策的制定和實施。雖熱相關(guān)科研機構(gòu)在一些重要河流、湖泊展開了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染的科學(xué)研究,但缺乏公眾的普遍參與。與農(nóng)民聯(lián)系密切的合作社發(fā)展不規(guī)范,功能發(fā)揮不足,缺乏對農(nóng)戶施肥施藥的科學(xué)引導(dǎo)及監(jiān)督約束。政府對農(nóng)民合作社關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科學(xué)引導(dǎo)和激勵措施不夠,專業(yè)化的農(nóng)業(yè)咨詢服務(wù)專家配備不足,畜禽養(yǎng)殖水污染防治技術(shù)評估體制和基層專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重缺乏。最后,農(nóng)民尚未廣泛參與到水污染防治工作,主體作用未能充分發(fā)揮。缺乏對農(nóng)戶尤其是種養(yǎng)殖大戶關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染問題的教育和培訓(xùn),對于環(huán)保型的有機綠色農(nóng)業(yè)種植戶缺乏激勵措施和市場引導(dǎo)機制,不能充分調(diào)動農(nóng)民關(guān)于水污染防治的積極性。2015年4月,國務(wù)院頒布了《水污染防治行動計劃》,明確提出了中遠(yuǎn)期防治目標(biāo)和行動綱領(lǐng),農(nóng)業(yè)水污染綜合防治首次上升為國家戰(zhàn)略。
政策啟示
借鑒丹麥關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染綜合防治經(jīng)驗,結(jié)合我國當(dāng)前農(nóng)業(yè)水污染防治面臨的形勢,筆者認(rèn)為可從以下幾方面進行相關(guān)研究和實踐。
逐步建立健全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染綜合防治法律法規(guī)
我國可借鑒丹麥政府關(guān)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染防治法規(guī)經(jīng)驗,建立專門法律法規(guī)和技術(shù)指導(dǎo)體系,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個層面作出具體要求,地方政府應(yīng)在相關(guān)法規(guī)指導(dǎo)下制定指導(dǎo)性和操作性強的規(guī)章制度。法規(guī)中應(yīng)當(dāng)明確種養(yǎng)殖戶關(guān)于農(nóng)藥化肥等化學(xué)投入品和畜禽糞便的施用標(biāo)準(zhǔn),選取部分種養(yǎng)殖大戶作為試點,采用層層推進的方式逐步完善相關(guān)法規(guī)制度。此外,法規(guī)中應(yīng)明確各級政府尤其是具體職能部門在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染防治中的責(zé)任權(quán)利,明確農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染獎懲機制,對于不按法規(guī)要求管理畜禽糞便和施用化肥農(nóng)藥的農(nóng)戶給予罰款或取消農(nóng)業(yè)補貼資格的處罰,對于按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的農(nóng)戶給予經(jīng)濟激勵。
以嚴(yán)格的監(jiān)管政策和組合措施確保法律法規(guī)落到實處
借鑒丹麥政府監(jiān)管經(jīng)驗,首先對農(nóng)藥化肥生產(chǎn)企業(yè)進行全面監(jiān)管,從源頭防治農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水污染。所有生產(chǎn)的農(nóng)藥須經(jīng)過國家環(huán)保部門的審批后方可投入使用,對地表地下水質(zhì)危害較大的農(nóng)藥化肥,環(huán)保部門可全面禁止其生產(chǎn)和投入市場。其次,在農(nóng)業(yè)水污染嚴(yán)重流域和畜禽養(yǎng)殖集中水域,逐步建立完善的地下水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)置專門機構(gòu)負(fù)責(zé)監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動集中區(qū)域水質(zhì),并及時向公眾監(jiān)測報告。第三,逐步建立全面的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模和糞便管理及農(nóng)藥化肥的施用量數(shù)據(jù)庫,實施嚴(yán)格的化肥施用賬戶制度和糞肥配額制,便于地方政府及時監(jiān)測和追蹤種養(yǎng)殖戶關(guān)于農(nóng)藥化肥的施用及糞肥管理情況。要充分發(fā)揮與農(nóng)民聯(lián)系密切的農(nóng)民專業(yè)合作社的監(jiān)督引導(dǎo)作用,既降低監(jiān)管成本,又提高監(jiān)管效率。