1.制定严格的污水灌溉指标
目前,中国污水灌溉中存在的首要问题是灌溉水质严重超标。为了控制污水灌溉引发一系列环境问题的进一步恶化,制定污水灌溉用水水质标准是十分必要的。在制定灌溉水质标准时,应从灌水后对土壤、作物及环境卫生的影响三大方面去考虑。同时要考虑作物种类、土壤类型(包括土壤质地和耕作方式)、土壤水分状况(如地下水深度)、气候条件(主要指降水)、灌溉水量、灌溉方式等因素。制定农业灌溉水质标准应包括悬浮物含量、有机污染物含量、重金属含量、病原微生物数量、盐分含量、营养物质(包括微量元素)含量等项目。由于中国幅员辽阔,仅仅依靠一套水质标准是不现实的,各地区还应该针对自己的实际情况制定相关的补充标准,对于不同的作物,如粮食作物、经济作物,还应分别制定不同的标准,为污水灌溉的管理提供更多的依据。
2.污水灌溉的环境容量研究
污水灌溉对环境的影响是长期积累的过程。为了实现土壤的可持续发展,不仅要强调达标排放,还应考虑水体、土壤的承载能力。需要环保部门和农业部门加强合作,定期监测各排污点的废水总量、污染物种类及浓度,测试污灌区土壤的背景值,对照监测结果,计算农田的环境容量,然后再制定污染物目标总量,确定主要污染物的种类和消减指标,并分配到各排污点中去实行,以减少污染物的排放总量。
3.污水处理及环境检测技术研究
研究不同污水水质的处理方法和工艺及与污水灌溉相适应的污水处理技术、污水灌溉农田水土环境评价指标体系及其监测技术手段。建立健全污水灌溉的监测系统,包括城镇排放监测、排污小流域水质断面监测、河道污水监测及污灌区土壤、作物及地下水监测。
在一些地区,污水灌溉已经成为解决水资源短缺的有效措施。但是利用污水灌溉应从实际情况出发,借鉴国内外先进的经验因地制宜。通过对污灌区制定合理的灌溉制度,调整种植结构,同时完善污水再利用的标准及相关规范体系。在对污水水质控制的基础上,根据土壤类型、作物种类提出不同的污灌方式,减轻对土壤及农作物的危害,合理地利用污水灌溉。
(二)合理使用农药
1.利用综合防治系统减少农药用量
综合防治是一种科学合理地管理、控制病、虫、草害发生危害的系统。它把生物控制和有选择地使用化学农药等手段有效地结合起来,充分利用天敌防治这一自然因素,同时补充必要的人工因素,只是在病、虫、草害所造成的损失接近经济阈限时才使用农药,从而达到减少农药用量,获得最大防治效果,减轻环境污染的目的。
(1)植物检疫是贯彻“预防为主,综合防治”方针的一项根本性措施。防止危险性病虫杂草种子随同植物及农产品传入国内和带出国外,称为对外检疫。当危险性病虫杂草已由国外传入或由国内一个地区传至另一个地区时,应及时采取有力措施彻底消灭。当国内局部地区已经发生危险性病虫杂草时,应立即限制、封锁在一定范围内,防止蔓延扩大,这两项内容称为对内检疫。
(2)物理防治主要是利用各种物理方法来预测和捕杀害虫。这种方法具有经济、方便、有效和不污染环境的特点,可直接消灭病、虫、草害于大发生之前或大量发生时期。例如,利用昆虫的趋光性安装黑光灯诱杀害虫等。
(3)生物防治是综合防治系统的重要组成部分。在生产上常用的方法是利用自然界的各种有益生物或微生物来控制有害生物。生物防治还可以通过控制害虫繁殖使其自行消灭。利用性引诱剂来引诱同种动物,达到诱杀害虫的效果。
(4)化学防治是利用化学药剂直接或间接地防治病、虫、草害的方法,其成本很低。化学试剂可以工业化生产,受地域性和季节性的限制少。现代化植保机械的发展和应用也可以充分发挥化学药剂的施用效率。因此,在当前和今后相当长的时期内,化学防治在综合防治中仍然占有极其重要的地位。
2.农药的安全合理使用
农药的安全合理使用首先要做到对症下药。使用品种和剂量因防治对象不同应有所不同。例如,对不同口器的害虫选择不同的药剂;根据害虫对一些农药的抗药性合理选择药剂;考虑某些害虫对某种药剂有特殊反应选择药剂等。其次是适时、适量用药。应在害虫发育中抵抗力最弱的时期和害虫发育阶段中接触药剂最多的时期施用农药。同时,根据不同作物、不同生长期和不同药剂选择最佳施入剂量。
3.开发新农药
高效、低毒、低残留农药是农药新品种的主要发展方向。如优良的有机磷杀虫剂硫磷、氨基甲酸酯类杀虫剂呋喃丹和拟除虫菊酯等农药,可取代六六六、DDT等对土壤污染大的农药品种。
环境和植物保护工作者对农药在土壤中残留时间长短的要求不同。从环境保护的角度看,各种化学农药的残留期越短越好,以免造成环境污染,进而通过食物链危害人体健康。但从植物保护角度看,如果残留期太短,就难以得到理想的杀虫、治病、灭草的效果。因此,对于农药残留期问题的评价要从防治污染和提高药效两方面考虑。最理想的农药应为:毒性保持的时间长到足以控制其目标生物,而又衰退得足够快,以至对非目标生物无持续影响,不使环境遭受污染。(www.xing528.com)
4.利用生物技术降解农药残留
近年来,随着分子生物技术研究的深入发展,微生物的降解作用亦得到了长足的发展,许多科研工作者通过富集培养、分离筛选等技术已经发现了很多能够降解农药的微生物。已发现降解单胞菌等假单胞菌属微生物,地衣芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌等芽孢杆菌属微生物,华丽曲霉、鲁氏酵母菌等真菌微生物;降解拟除虫菊酯类农药的主要是产碱菌属的微生物;降解有机氯农药的主要菌株有芽孢菌属、无色杆菌属和假单胞菌属。
微生物降解农药的作用机理主要是通过其分泌酶的代谢来完成,本质都是酶促降解,主要途径有氧化、还原、水解、环裂解、缩合、脱卤、脱羧、甲基化等。
(三)合理使用化肥
1.普及科学平衡施肥技术,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,再按作物吸收的特点施肥,并不是仅靠花费的配置结构就能奏效的。因此,需要社会良好的技术服务与使用者的良好科技素质相结合才行。施肥技术不当,表现在轻视底肥,重视追肥,撒肥和追肥期不当,这些是形成化肥损失、肥效降低的重要原因。为防止化肥的污染,应因土因作物施肥,以减少流入江河、湖及地下水的化肥数量。
2.有机肥和无机肥混合施用
施用有机肥不仅能改良土壤结构,提高作物的抗逆性,提高土壤的净化能力,同时还能补充土壤的钾、磷和优质氮源,如植物可直接利用的氨基酸。特别是受到重金属污染的土壤,增施猪粪、牛粪等有机肥料可显著提高土壤钝化重金属的能力,从而减弱其对作物的污染。另外,需要指出的是,在含汞超过159 mg/kg的土壤中施用有机肥和磷肥,有利于土壤对汞的固定,在不同程度上降低糙米的含汞量。
3.合理灌溉,减少化肥流失
灌溉技术的优劣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,并在向管道灌溉、滴水灌溉等节水灌溉技术过渡,其中水的利用率与化肥的流失率相关。地面漫灌引起土壤化肥流失的量非常大。
4.利用生物技术,提高化肥能效
随着农户种植模式转变、施肥用药习惯的转变,农作物生产中出现了许多新问题。为了应对新问题,用户将注意力转向了微生物肥料产品。微生物肥料是指含有特定微生物活体的制品,应用于农业生产,通过其中所含微生物的生命活动,增加植物养分的供应量或促进植物生长,提高产量,改善农产品品质及农业生态环境。
目前,微生物肥料包括微生物接种剂(微生物菌剂)、复合微生物肥料(菌肥)、生物有机肥(菌肥)三类。在使用过程中,微生物肥料在提高土壤生物肥力、防控根部病害、提高产品品质方面作用显著。
微生物的生命活动,除了会分解土壤中难溶及被固定的元素,增加营养元素的供应量,利用自然界的物质转化为植物生长所必需的物质,促进作物产量提高外,还能产生植物生长刺激素和拮抗某些致病微生物的作用,可减轻作物病虫害的发生。
(四)土壤污染的防治
控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施。控制土壤污染源,即控制进入土壤中污染物的数量和速度,使其在土体中缓慢地自然降解,以免产生土壤污染。首先大力推广清洁工艺,以减少或消除污染源,对工业“三废”及城市废弃物必须处理与回收,即进行废弃物资源化。对排放的“三废”要净化处理,控制污染物的排放数量和浓度。其次要控制化学药品的使用,禁止或限制使用剧毒、高残留农药;发展高效、低毒、低残留农药;大力开展微生物与激素农药的研究。另外,可采用含有自然界中构成生物体的氨基酸、脂肪酸、核酸等成分的农药,它们容易被分解。探索和推广生物防治病虫害的途径,开展生物上的天敌防治法。最后要合理地使用化学肥料,要合理地使用硝酸盐和磷酸盐等肥料,避免因过多使用造成土壤污染。
增加土壤环境容量,提高土壤净化能力。通过增加土壤有机质含量,沙掺黏土可改良沙性土壤,增加或改善土壤胶体的性质,增加土壤对有毒物质的吸附能力和吸附量。分析、分离或培养新的微生物品种以增加微生物对有机污染的降解作用也是提高土壤净化能力极为重要的一环。施用化学改良剂包括抑制剂和强吸附剂。一般施用的抑制剂有石灰、磷酸盐和碳酸盐等。它们能与重金属发生化学反应而生成难溶化合物以阻碍重金属向作物体内转移。施用强吸附剂可使土壤中农药分子失去活性,也可减轻农药对作物的危害。
控制氧化还原条件能减轻土壤重金属的危害。根据研究,在水稻抽穗到成熟期,无机成分大量向穗部转移。淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收,落干则能促进镉的吸收,糙米中镉的含量随之增加。镉、铜、铅、汞、锌等重金属在pH值较低的土壤中均能产生硫化沉淀物,可有效地减少重金属的危害。但砷与其他金属相反,在pH值较低时其活性较大。
改变耕作制度和土壤环境条件可消除某些污染物毒害。如对已被有机氯农药污染的土壤,可通过旱作改水田或水旱轮作的方式予以改良,使土壤中有机氯农药很快的分解排除。若将棉田改为水田,可大大加速DDT的降解,一年左右可使DDT基本消失。
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