第三节　三峡库区上游面源污染防治技术对策

三峡库区上游四川省农业面源污染主要包括种植业生产过程的农业废弃物、农药、肥料，畜禽养殖业面源污染及小城镇和村庄生活面源污染带来的面源污染三个方面。在了解了三峡库区上游四川省农业面源污染特点和污染分布的基础上，根据四川省农业发展经济水平和污染类型，从种植、养殖以及种养结合层面寻求适宜面源污染综合控制技术及对策是三峡库区上游农村综合面源污染控制的关键。

1.坡耕地径流泥沙调控及面源污染控制

紫色丘陵区的坡耕地多，面积大，约占旱地的70%。由于基岩倾斜，地块多呈不同程度的坡度，而且土壤的熟化度低、胶结性差，加之常规的耕作不当，导致了大量的水土流失。水土流失不但造成土层薄、结构差、水热状况失调、养分缺乏、限种作物单一、常年产量不高不稳，并且还影响江河排洪与引发洪灾，特别是对长江中下游的水利水电工程和防洪设施以及良田沃土与人民生命财产安全的影响尤甚。旱坡地改造与水土流失的综合治理是该区域生态环境保护与建设的重要内容。

（1）增厚土层技术。土壤是一个天然水库，其调蓄降雨和粮食生产能力与土壤厚度密切相关，研究表明，土层厚度每增厚10cm，其蓄水能力增加25～35mm。当土壤厚度为20cm时，降雨利用率仅为6.45kg/（hm2·mm），土层厚度达80cm时，降雨利用率可达13.2kg/（hm2·mm）。影响不同土层厚度土壤纳雨保墒能力和土壤水分稳定性的主要原因是壤中流损失，土层厚度每增加10cm，壤中流损失可减少13mm。建设土壤水库的首要任务就是不断提高土层厚度。利用紫色母岩易风化的特点，在不影响当季作物产量的前提下，采用聚土垄作法，不断深撬母岩，促其风化，可逐步增厚土层。应该认识到，增厚土层是一项长期而艰巨的任务，要与其他农业技术措施有机结合，长抓不懈才会取得预期的效果。

（2）覆益栽培技术。紫色土旱作农业区，冬干春早严重，采用覆盖技术，能有效防治坡耕地水土流失，保持土壤水分，增加土温和培肥地力。秸秆覆盖能降低降雨侵蚀力，增强土壤抗冲性。一般情况下，施用1.5t/hm2秸秆可达到80%的减沙效果，粮食产量提高4%～7%。同一覆盖量的减沙率与坡度关系不大，但减沙量却差异很大。在8°和14°坡度上进行秸秆覆盖试验，覆盖秸秆1500kg/hm2（干重），尽管不同坡度的泥沙减少量和径流减少量百分数是相近的，但绝对泥沙和径流的减少量差异很大，均随坡度增大效益越更明显，因此秸秆覆盖特别适合于中、高坡度。

（3）格网式垄作技术。紫色土丘陵山地的主体种植模式是小麦/玉米/甘薯三熟制，传统的耕作方式是顺坡种植，虽然操作方便，但土壤、水分和养分的流失十分严重，因此不少地区已大面积推行横坡垄作方式。格网式垄作法具有防蚀、保墒和增产的多重效果。格网式垄作的具体作法是：1.8m或2m开厢，小麦、玉米为顺坡种植，甘薯厢横打与玉米带垂直。格网式垄作采用封闭式垄沟结构，其沟有效容积达100m3/hm2，可直接拦截降雨并使地表径流就地入渗，从而大幅度减少水土流失。格网式垄作对水土流失的调控能力随坡度增大而减弱，坡度增大，其沟的有效容积降低，且易受径流冲刷而溃决。因此，中低坡度应用效果最佳。

（4）加强坡耕地改造，建设高产稳产粮田。坡耕地“陡、薄、瘦、蚀、旱”，产量仅为水平梯地的60%左右，坡改梯地后降雨就地入渗时间明显延长，水土流失和流域输沙也大大减少。坡改梯工程不仅是一项改土工程，也是一项生态建设工程。自1996年起四川省农业厅和四川省农科院对坡耕地改造的关键技术进行了长达10余年研究，制定了DB51/T 1196—2011《四川省坡改梯工程建设技术规程》。该规程集科学性、实用性、系统性、规范性为一体，制定了建设“平、厚、壤、固、肥”梯地的43个一级标准和55个二级标准，是四川省坡耕地改造和高产稳产粮田建设的重要技术储备和支撑。在实践中发明的专用预制件系列产品实现了改土材料、生产方式和施工技术的创新。根据坡坎受力特点，利用三角形稳定性原理，由三脚架、稳固钉、挂耳和挡土板预制件组成的预制件砌埂技术比石料梯坎每1m节省投资3.8（坎高80cm）～21.4（坎高1.3m）元。根据坡耕地改造的定点观测，改造后的梯地土壤性质有了明显改善，土壤质量得到显著的提高，种植粮食作物1hm2年平均新增粮食生产能力2257.5kg，种植经济作物1hm2年平均新增产值3180元。加强坡耕地改造与高产稳产粮田建设是紫色丘陵区农业生态环境保护和水土流失防止的重要措施，更是稳定粮食生产、增加农民收入的重要途径。

（5）加强集雨开源微水工程建设，推广节水灌溉新技术新产品。紫色丘陵区降雨总体较丰富，但降雨时空和年度分布不均，区域性、季节性干旱问题突出，又不具备修建骨干水利工程的条件，通过坡面水系治理、三沟三池配套、渠道防渗、丘体间封闭式低压管道输水、塘堰整治等微水工程建设是改善脆弱的农业生态环境，提高降雨利用率和对雨水资源的时空调控能力，提高早地作物生产力和水分利用效率，实现自然降水资源化、产业化的重要途径。通过对1hm2旱地“三池”连续两年的观测结果表明：总容量155m3的大小蓄水池10余口，年蓄水量达2523m3，其容积利用率为163%。提供灌溉用水114m3。为了发挥微水工程的最大效益，必须大力推广节水灌溉技术。加强小流域水分循环规律、作物需水规律和土壤干旱指标体系的研究，采用非充分灌溉、调亏灌溉等先进技术，制定本区域主要农作物的灌水定额和节水灌溉制度，促进生态环境的良性循环。

2.基于种植业结构调整与优化的区域农业面源污染控制

农业废弃物污染除化肥、农药包装等危险废弃物外，主要包括各种秸秆、菜渣以及农产品粗加工残留物。这类废渣产生量大，农民除焚烧秸秆外，还经常往河道内倾倒，或堆积在河岸，造成污染。四川省以成都市为龙头，规划对全市范围农村废弃物进行规范化处理，秸秆集中将用于生产衍生燃料和发电。目前主要科技需求是衍生燃料低成本生产技术。

农田污染输出包括农药、化肥以及粪肥施用后，在地表径流作用下向水体排放，目前主要科技需求是典型作物和典型地区开展农田种植清洁生产技术；包括需求粪肥和化肥施用和输出污染控制；同时将有机食品生产与污染控制相结合，以面源污染控制为主导，结合粪污消纳和有机食品种植形成面源污染的控制种植模式；农村面源输出水体生态修复技术等。

在坡耕地保护利用方面，大力发展粮草、果草轮作制度和农林复合种植模式，既可有效防止水土流失，用养结合，培肥地力，提高粮食作物产量。又可以粮草结合、农牧结合，促进畜牧业的发展。

（1）宽带多熟节水型种植制度与模式。宽带种植是在原有窄带（1～1.33m）和中带（1.67～2m）麦玉薯三熟三作基础上，带距调整为3.33～4m，每带对半开，分甲、乙两带种植，第2年秋季两带相互轮作。宽厢带植促进了旱地三熟三作向三熟四（五）作发展。大大提高了土壤生物覆盖率，从而有利于减少水土流失，提高降雨利用率和作物水分生产效率，进而提高土地的生产能力。耕作制度的改革促进了旱地种植业结构的调整和优化。经多年研究和实践，在作物种类及组合的选配上，总结提出了粮粮型、粮饲型和粮经型三种主体模式。

1）粮粮高产型：小麦+马铃薯（大麦、蚕豆）/玉米/甘薯+秋豆；小麦+马铃薯（大麦、蚕豆）/玉米/玉米+甘薯为主体种植模式，即冬季预留行间作马铃薯、大麦、蚕豆等粮食作物，夏秋季空行种植玉米或秋豆。

2）粮饲用养型：小麦+蚕豆（绿肥）/玉米/甘薯+秋豆（饲草）为主体种植模式，即冬季预留行种植胡豆或箭舌豌豆等肥饲兼用型作物；玉米收获后秋季空行种植秋豆或籽粒苋等富钾绿肥。

3）粮经高效型：小麦+蔬菜（菜豌、青豆）/玉米（甜玉米、西瓜、菸），甘薯+秋菜主体种植模式。冬季预留空行种植蔬菜、食荚豌、青豆等经济作物，夏秋季发展花生、西瓜、土烟、秋菜等经济作物。

（2）果-草-畜农林复合发展技术。果-草-畜农林复合发展技术是近年来提出的生态保护型种植模式，其具体做法是：果草间套，通过适生牧草种植增加土壤盖度，改善土壤抗侵蚀环境，减少水土流失，培肥地力，提高土壤质量，保护生态环境，在此基础上逐步控制化肥用量，改善水果品质。同时利用牧草饲养草食牲畜，发展畜牧业，促进农业产业结构调整和农民增收。其核心技术为：丘陵坡耕地建园的土地调形技术、果园品种布局与高效栽培技术；果园适栽牧草品种搭配及栽培技术；草食牲畜繁育及舍饲养殖技术。该模式在威远县严陵镇集中成片示范1000余亩，经济、社会生态效益十分显著，得到了当地群众和各级政府的首肯和高度赞扬。今后将加大该模式对生态环境保护和水土流失防止的机理和过程的研究。

（3）经济植物篱和植物护埂技术。运用植物篱治理水土流失就是在坡耕地上按照一定间距，带状密植且能形成具有挡土墙功能的活篱笆农林复合新模式。随着生物篱的形成，坡耕地也随之演变成水平梯地。在中、低坡度采用果树（梨、枇杷）+黄花、香椿矮化密植等经济植物做篱，可减少土壤流失43%，粮食产量增加7%，黄花、香椿效益2250元/hm2左右。在坡度较大耕地上采用紫穗槐、山毛豆、新银合欢等豆科植物作篱可不断培肥土壤，研究表明，在21°的坡地上，土壤流失量比顺坡种植减少63%～65%。在坡地改梯地上采用经济作物护埂。可大大降低改土费用，将生态效益和经济、社会效益有机结合，植物篱品种可选用蓑草、紫背菜、枸杞、茉莉花、多年生饲草（扁穗牛鞭草、小冠花）、金银花等。

经济植物篱农林复合，经济效益和生态效益并重，是当前紫色丘陵高垦殖生态脆弱区生态建设和水土流失防止的重要技术模式，应加大示范推广的力度。在推广应用过程中应根据当地实际情况，选择本区域最适宜的植物篱品种与模式，并加强植物篱生产管理、病虫害防治以及产业化发展方面的研究和探索。

（4）种养结合的面源污染控制。农村散户养殖污染是典型的面源污染问题，而集约化养殖的污染物处理中国纳入了农业点源污染控制范畴，但与单纯点源有所不同，集约化具有点源和面源污染的共同特征，集约化养殖污染源控制采用农牧结合方式控制污染，就成为需要“点”“面”结合才能有效实现污染控制的污染源，而种养结合从面源污染控制消纳污染是最终消除集约化养殖污染问题的根本方式。

中国养殖业由家庭养殖走向集约化，传统的种养平衡被打破，区域性土地消纳量增加，粪肥消纳需要的土地面积、储存时间、施用设施及施用方式在一些地区也与养殖粪污产生量脱节，造成种养平衡难以完全实现，出现了高密度养殖区域沼液粪污排入水体或土地用肥过度，部分地区水体、土壤出现严重污染的情况。解决好农牧结合、种养平衡的污染控制问题是解决畜禽养殖面源污染控制的关键之一，农牧结合污染控制技术应该成为中国畜禽养殖污染防治的主导技术。

畜禽养殖面源污染控制的主要需求是建立完善的农牧结合污染控制体系，其中包括土地承载力法定指标体系确立，农田消纳多因子影响关联，粪肥储存周期及储存设施深度处理技术研究，粪肥输送、施用及优化输出污染控制技术研究，散户粪污消纳标准化技术及设施研究等主要内容，对一些辅助技术可以进一步延伸。

3.畜禽养殖面源污染控制

四川省畜禽养殖方式包括圈养和放养，圈养主要在农区，有集约化养殖、散户养殖，牧区主要采用放养方式。牧区主要分布在川西地区，放养污染对流域的影响较小，对生态影响和污染问题不纳入本书的讨论范围。农村散户养殖污染是典型的面源污染问题，而集约化养殖的污染物处理中国纳入了农业点源控制范畴，但与单纯点源所不同，在一定程度上集约化也具有点源和面源污染的共同特征，集约化养殖污染源控制采用农牧结合方式控制污染，就成为一种需要“点”“面”结合才能有效实现污染控制的污染源，特别是国家畜禽养殖排放标准值很高，从面源污染控制角度也是最终消除集约化养殖污染问题的根本方式。

畜禽养殖农牧结合粪污消纳是中国乃至世界绝大部分国家畜禽养殖污染控制及农村循环经济的主要采取的方式，随着中国养殖业由家庭养殖走向集约化，传统的种养平衡被打破，区域性土地消纳量增加，粪肥消纳需要的土地面积、储存时间、施用设施及施用方式在一些地区也与养殖粪污产生量脱节，造成种养平衡难以完全实现，出现了高密度养殖区域沼液粪污排入水体或土地用肥过度，部分地区水体、土壤出现严重污染的情况。虽然四川省及我国一些畜禽养殖企业很好地实现了种养平衡，但绝大多数地区还普遍存在不同程度的污染问题。解决好农牧结合、种养平衡的污染控制问题是解决畜禽养殖面源污染控制的关键之一。

但与发达国家相比，我国还存在较多问题，特别是我国缺乏农牧结合粪污消纳相关系统的完善的规定和污染控制措施。虽然国家最新颁布的污染控制规范增加了几条内容，但仍然未形成农牧结合污染控制完善的体系，给污染控制带来很大困难。

四川省畜禽养殖面源污染控制的主要需求是建议完善的农牧结合污染控制体系，其中包括土地承载力法定指标体系建立，消纳土地多因子影响关联，粪肥储存周期及储存设施深度处理技术研究，粪肥输送、施用及优化农田输出污染控制技术，散户粪污消纳标准化技术及设施研究等。

4.农业面源污染监控及管理

农村面源污染问题引起各级政府及相关机构的重视，也引起许多科研单位的关注，进行了各种各样的调查研究和试验研究，但多为阶段性的或短期的，得到的数据信息也是非连续性的或间接的，缺乏长期、系统、连续地专门针对农业面源污染状况的监测或监控数据，没有能客观科学反映农业面源污染实际动态状况的第一手资料。不利于农村面源污染控制绩效考核和农村环境管理。

本书选择具典型农业区域代表性的小流域进行面源水污染监控试点研究，包括指标体系、监控方法、技术规范及监测实验等方面的研究，为连续系统掌握农村面源污染实际状况、农村面源污染控制绩效考核、加强农村环境管理及污染防治、建设社会主义新农村提供决策依据。