芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估.pdf

Vol 11 No 2 Mar 2021 环 境 工 程 技 术 学 报 Journal of Environmental Engineering Technology 第11卷 第2期 2021年3月 叶家慧 胡梦甜 韩永伟 等 芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估 J 环境工程技术学报 2021 11 2 283 290 YE J H HU M T HAN Y W et al Comprehensive benefit evaluation of planting models for the prevention and control of celery non point source pollution J Journal of Environmental Engineering Technology 2021 11 2 283 290 收稿日期 2020 05 07 基金项目 国家水体污染控制与治理科技重大专项 2015ZX07103 007 作者简介 叶家慧 1996 女 硕士研究生 研究方向为生态系统服务与可持续发展 yejiahui0728 163 com 责任作者 韩永伟 1973 男 研究员 博士 主要从事生态文明与可持续发展研究 hanyw craes org cn 芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估 叶家慧1 胡梦甜1 韩永伟1 高馨婷1 刘辉1 2 1 中国环境科学研究院 2 内蒙古大学 摘要 采用问卷调查 层次分析 专家咨询等方法 构建了综合考虑经济效益 产品品质和环境效益3个方面共包括12项指标 的芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估指标体系 应用该指标体系在巢湖流域开展了由不同施肥方式 是否施用松土促 根剂和生物基膜等单项技术组合的不同面源污染防治种植模式效益评估的实证研究 结果表明 经济效益表现最好的是减 量施肥 松土促根剂模式 产品品质效益最优的是减量施肥模式 环境效益最好的是有机无机肥混施 松土促根剂 生物基 膜模式 综合效益最好的是有机无机肥混施 松土促根剂 生物基膜模式 采用减量施肥和有机无机肥混施模式 同时配合 松土促根剂和生物基膜的技术组合可有效提高综合效益 关键词 芹菜 种植模式 指标体系 污染防治 效益评估 中图分类号 X71 X52 文章编号 1674 991X 2021 02 0283 08 doi 10 12153 j issn 1674 991X 20200114 Comprehensive benefit evaluation of planting models for the prevention and control of celery non point source pollution YE Jiahui1 HU Mengtian1 HAN Yongwei1 GAO Xinting1 LIU Hui1 2 1 Chinese Research Academy of Environmental Sciences 2 Inner Mongolia University Abstract The questionnaire survey analytic hierarchy process expert consultation methods were adopted to construct a comprehensive benefit evaluation index system with 12 indexes for the evaluation of planting models for the prevention and control of celery non point source pollution considering economic benefit product quality and environmental benefit Based on the index system an empirical study was carried out to evaluate benefits of different planting models for non point source pollution control combining different fertilization methods application of soil loosening and rooting agent and bio based film in Chaohu Lake Basin The results showed that the best model of economic benefit was the combination of reduced fertilization with soil loosening and rooting agent the optimal model of product quality benefit was the reduced fertilization model the best environmental benefit model was organic inorganic mixture fertilization plus soil loosening and rooting agent plus bio based film model and the optimal comprehensive benefit mode was the combination of organic inorganic mixture fertilization rooting agent and bio based film model Combined with the experimental results the reduced fertilization and organic inorganic mixed fertilization should be preferred and the technical combination of soil loosing and rooting agent and bio based film can effectively improve the comprehensive benefits Key words celery planting model index system pollution prevention benefit evaluation 农业面源污染是指农村生活和农业生产活动中产生的污染 1 相较于点源污染 面源污染具有范 环境工程技术学报第11卷 围大 污染物产生随机性强和输移过程复杂等特点 因此控制难度更大 2 3 有研究表明 种植业已成 为农业面源污染的主要来源之一 是导致水环境质 量下降和水体富营养化的重要原因 4 6 种植业面 源污染中 蔬菜种植产生的污染比较严重 这主要是 因为蔬菜具有产出快 生长周期短和菜地养分流失 高等特征 在传统的种植模式下 菜农往往会为了追 求高产出 高收益而投入过量的化肥 化肥流失引起 土壤理化性状改变 地下水硝酸盐污染及地表水富 营养化等环境问题 为防治种植业面源污染问题 研究人员在传统 的种植技术基础上 针对耕作 施肥 灌溉 施药等技 术环节进行了诸多改进和研究 形成多种污染防治 种植模式 但其污染防治效果参差不齐 在对各种 污染防治种植模式进行筛选与决策时 有必要对其 开展综合效益的评估 目前关于面源污染防治技术 的效益评估主要集中在单项技术的成本 技术有效 性和环境效益等方面 7 9 对组合技术的评估 特别 是综合考虑经济效益 产品品质和环境效益3个方 面的评估鲜见报道 巢湖流域是我国中部地区典型的农业生产区 农业以种植业为主 播种面积大且化肥施用强度 高 10 11 由 合肥统计年鉴2019 12 可知 2018年 巢湖流域的蔬菜种植面积为67 024 hm2 化肥用量 折纯 达17 8万t 大量施肥和施肥方式不当等成 为巢湖水体污染的重要原因之一 因此探索巢湖流 域蔬菜面源污染防治技术新模式具有重要的现实意 义 笔者在巢湖流域庐江县郭河产学研基地开展芹 菜面源污染防治组合技术种植试验 探讨不同种植 模式的适用性和组合效益 以期为巢湖流域及其他 流域种植业面源污染防治技术模式筛选和综合效益 评估提供理论依据 1 研究方法与数据处理 1 1 研究区概况 庐江县 117 01 E 117 34 E 30 57 N 31 33 N 隶属安徽省合肥市 地处巢湖水域和长江流域之间 与巢湖 桐城 肥西 舒城等县市接壤 庐江县位于 中纬度地带 四季分明 春秋温和 夏热冬寒 多年平 均无霜期为238 d 梅雨特征显著 年内平均气温为 15 8 7月最高 28 3 1月最低 2 6 多 年平均降水量为1 188 mm 2018年庐江县农作物播种总面积达155 880 hm2 其中蔬菜播种面积达17 181 hm2 单位面积化 肥施用量为398 kg hm2 高于全国平均水平 335 kg hm2 是国际化肥安全利用上限 225 kg hm2 的 1 76倍 由于地膜的保温增产效果 其施用量也在 不断上升 2018年庐江县使用量达128 t 而地膜降 解难度大 不利于土壤透水 透气 远期危害较大 目前庐江县主要从肥料施用 秸秆还田 末端治理的 角度防控种植业面源污染 其中在肥料施用方面主 要通过推广测土配方施肥法 配施农家肥等减少化 肥的施用量 且仍集中在单项技术的推广试验阶段 1 2 研究方法 1 2 1 指标体系构建 1 2 1 1 评估指标筛选 邀请了4位种植业和养殖业面源污染防控专家以 及种植基地3位面源污染防控高级农艺师 对指标的 选取提出建议 并查阅相关文献对评估指标进行筛选 同时对核心利益人群 农户 开展开放式问卷调查 于 2017年12月在庐江县西北部的南圩村和郭河镇北圩 村共收集有效问卷30份 问卷内容主要是关于农户在 经济效益上对种植技术的倾向并进行打分 此外 于 2018年2月进行闭式网络问卷调查 内容主要是针对 消费者在购买芹菜时会考虑的指标及其排序 总共收 集有效问卷77份 采用Excel软件对问卷调查结果进 行统计分析 由此筛选并确定经济效益 产品品质效益 和环境效益的具体评估指标 经济效益指种植模式的投入与产出是否在农户 的可接受范围内 现场问卷调查发现农户普遍更愿 意接受操作简易的技术 因此在经济效益指标筛选 时 增加技术难度指标 最终选择资金投入量 产量 技术难度3个指标来衡量经济效益 由问卷调查获知 消费者较关注产品的卫生品 质 商品品质和营养品质 参考文献 13 选择蔬菜 的硝酸盐累积量 农药残留量和重金属浓度是否合 格来反映产品的卫生品质 商品品质主要包括蔬菜 的外观 口感和色味等 选取大小 光洁度 缺陷 硬 度 香气和口感6个指标作为商品品质指标 结合问 卷选项统计得到各指标权重比为3 3 5 2 1 1 根 据Crubben提出的平均营养值 ANV 14 来衡量蔬 菜的营养品质 经验公式如下 100 g食用部分的平均营养值 蛋白质 5 纤维素 钙 100 铁 2 胡萝卜素 维生素 40 1 式中 蛋白质 纤维素质量单位为g 钙 铁 胡萝卜 素 维生素质量单位为mg 氮 磷 钾肥利用效率可以反映投入土壤的肥料 所带来的环境风险情况 15 故选择该指标作为环境 效益的指标 考虑到土壤中微生物群落是土壤生物 化学过程的基础 若微生物区系遭到破坏 将不利于 营养成分的转化 因此土壤中微生物可以敏感地指 示土壤环境质量变化 考虑土壤中微生物量 微生 物多样性 微生物活性等方面 土壤微生物指标分别 选择土壤中微生物生物量碳 香农指数和微生物熵 482 第2期叶家慧等 芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估 3个指标 1 2 1 2 评估模型构建 采用Saaty等 16 提出的定量和定性相结合的多 目标决策分析法 层次分析法 analytic hierarchy process AHP 进行芹菜种植模式的综合效益评估 该方法以层次化和系统化分析问题的思路 将决策 问题分成目标层 A层 准则层 B层 和指标层 C 层 3个层次 通过分析各不同指标之间的相对重要 性得到判断矩阵 由判断矩阵确定各指标的相对权 重 最后进行综合评估 17 20 本研究中目标层是芹 菜种植模式的综合效益评估 准则层考虑了经济效 益 产品品质效益和环境效益3个方面 指标层包括 对应准则层所考虑的因素 1 2 1 3 权重的确定 征询专家意见 依据1 9标度法两两进行比 较 得到各指标之间的相对重要性 由此构建判断矩 阵 计算判断矩阵的最大特征值和特征向量 得到 对应的权重值 然后进行层次单排序 即计算本层次 对于上一层次目标相对重要性的排序 接着计算判 断矩阵的最大特征根 并进行一致性检验 确定权重 是否可以应用 最后进行层次总排序 得到C层对A 层的相对重要性排序 1 2 2 指标数据的获取 结合研究区芹菜的种植特点 选择不同的施肥 技术 是否施用土壤改良剂和是否进行地膜覆盖这 几种单项面源污染防治技术 通过技术组合设计了 不同芹菜种植模式 表1 在巢湖流域庐江县进行 芹菜大棚种植试验 获取不同种植模式下相关指标 数据 其中 传统施肥模式中施基肥量为525 kg hm2 追肥2次 分别追施尿素120 270 kg hm2和 硫酸钾60 135 kg hm2 有机无机肥混施模式中 施 菜籽饼肥3 846 7 kg hm2 追肥2次 分别追施尿素 44 132 kg hm2和硫酸钾88 0 197 8 kg hm2 生物基 膜按1 000 kg hm2的生物基磺酸钙兑水1 1喷洒在 试验地 且能够100 降解 按照上述种植模式 芹 菜春播于2017年1月21日播种 4月5日定植 7 月5日收获 秋播于11月20日播种 2018年1月 15日定植 3月25日收获 不同芹菜种植模式的技术难度由安徽省庐江县 试验基地的3位农艺师打分 技术难度越低得分越 高 即经济效益越好 资金投入量指标根据试验过程 中所记录的人员及物质的消耗得到 在芹菜生长末 期一次性收割并测定鲜质量 重复3次取平均值即 得芹菜产量 卫生品质依据国家市场监督管理总局 以及GB 19338 2003 蔬菜中硝酸盐限量 对于农 产品的相关规定 测定芹菜体内硝酸盐浓度 农药残 留量和重金属铅浓度是否合格 计算不同种植模式 下芹菜的产品合格率 作为卫生品质指标 芹菜收 获时邀请种植基地工作人员 消费者 对芹菜的外 观 口感等品质进行评分 对每项评分取平均值 芹 菜的营养品质通过测定芹菜样品中6种营养物浓 度 取每种种植模式的平均值 并根据式 1 计算不 同种植模式的平均营养值 表1 芹菜面源污染防治不同种植模式 Table 1 Different planting models for the prevention and control of celery non point source pollution 种植模式技术组合方式 CK不施肥 对照 NM传统施肥 LM减量施肥 传统施肥量的70 LM Agri14 59减量施肥 14 59 kg hm2松土促根剂 LM 基膜减量施肥 生物基膜 LM Agri14 59 基膜减量施肥 14 59 kg hm 2松土 促根剂 生物基膜 OM有机无机肥混施 OM Agri14 59有机无机肥混施 14 59 kg hm2松土促根剂 OM 基膜有机无机肥混施 生物基膜 OM Agri14 59 基膜有机无机肥混施 14 59 kg hm 2 松土促根剂 生物基膜 查阅不同蔬菜对肥料需求特性方面的文献 结 合本试验数据 分别计算各种植模式下氮 磷 钾肥 利用率 计算公式如下 肥料利用率 芹菜单位面积产量 每kg芹菜肥料吸收量 单位面积肥料投入量 2 式中每kg芹菜约吸收3 6 kg的氮 1 5 kg的五氧化 二磷 3 7 kg的氧化钾 种植前测定土壤基本情况 可知土壤中不同区块间的微生物生物量碳没有显著 差异 因此收获后采集各模式的土壤样品进行混合 测定土壤中的微生物生物量碳 计算香农指数和微 生物熵 1 3 数据处理 由于指标体系中各指标的单位不同 通过种植 试验获取指标后不能直接进行相加 选择离差标准 化的方法进行无量纲化处理 将所获指标值进行线 性变换后映射到 0 1 之间 具体算法如下 x x xmin xmax xmin 3 式中 x 为无量纲化后数据 x为原始数据 xmin为 样本数据最小值 xmax为样本数据最大值 为了获 得更加直观的相对值 计算时扩大10倍使指标值范 582 环境工程技术学报第11卷 围处于 0 10 且相对值越高 效益越好 无量纲化处理后 综合效益值等于每个指标 的相对值乘以对应的权重后相加 计算方法 如下 Em n i 1 Fmi Wmi 4 式中 Em为第m层的效益 Fmi为第m层第i项要 素的相对值 Wmi为第m层第i项要素的权重 2 结果与分析 2 1 综合效益评估指标体系 构建的芹菜种植模式综合效益评估体系以及各 要素的权重如表2所示 由表2可知 评估指标体 系由3个层次构成 A层为芹菜面源污染防治不同 种植模式的综合效益评估 B层包括经济效益 B1 产品品质效益 B2 和环境效益 B3 3个方 面 C层由3个方面效益下属的12项指标构成 其 中 经济效益站在农户的角度衡量种植技术的投 入与产出是否可以接受 选择了资金投入量 产量 和技术难度3项指标 产品品质效益的指标依据 消费者的关注度 选择了产品合格率 反映卫生品 质 商品品质和平均营养值3项指标 环境效益 指标考虑到设施蔬菜栽培过程中农民为了追求经 济效益过量投入化肥 导致氮素利用率低 21 22 微 生物区系破坏 23 土壤质量退化 24 等问题 选择 了氮 磷 钾肥的利用率 微生物生物量碳 香农指 数和微生物熵6项指标 由各层要素权重可知 经济效益中资金投入量 和产量的权重相等 而技术难度的权重最低 产品品 质效益中各指标权重依次为产品合格率 平均营养 值 商品品质 环境效益指标中贡献最大的是氮肥 利用率 其次是钾肥利用率 最低的是磷肥利用率 综合效益中 产品品质效益的权重最大 这是因为蔬 菜产品的营养安全问题与农业化肥的过量投入和不 规范使用等原因有关 是对面源污染防治效益的 反映 表2 芹菜种植模式综合效益评估体系及各层要素权重 Table 2 Comprehensive benefit evaluation system of celery planting models and the weight value of each factor 准则层 A层 准则层 B层 指标层 C层 要素要素WBA要素WC WCA排序 综合效益 经济效益 B1 0 143 产品品质效益 B2 0 482 环境效益 B3 0 375 资金投入量 C11 产量 C12 技术难度 C13 产品合格率 C21 商品品质 C22 平均营养值 C23 氮肥利用率 C31 磷肥利用率 C32 钾肥利用率 C33 微生物生物量碳 C34 香农指数 C35 微生物熵 C36 0 366 0 366 0 268 0 490 0 205 0 305 0 395 0 101 0 159 0 122 0 118 0 105 0 052 7 0 052 6 0 038 11 0 236 1 0 099 4 0 147 3 0 148 2 0 038 12 0 060 5 0 046 8 0 044 9 0 038 10 2 2 不同种植模式的经济效益 不同芹菜种植模式的经济效益评估结果如图1 所示 由图1可知 LM模式的资金投入量最少 OM Agri14 59 基膜模式最多 相对值为0 LM Agri14 59 基膜模式的产量最高 其次是OM Agri14 59 基膜模式 而LM模式产量最低 相对值 为0 可以看出施用松土促根剂和生物基膜对产量 增加有促进作用 NM模式的种植难度最低 OM Agri14 59 基膜模式种植难度最高 相对值为0 不同种植模式的经济效益排序为OM Agri14 59 基膜 模式 OM模式 OM 基膜模式 LM 基膜模式 LM Agri14 59 基膜模式 OM Agri14 59模式 LM模式 NM模式 LM Agri14 59模式 生物基膜 易于降解 在环境效益上处于优势 但其单位面积投 入成本较高 因此施用生物基膜模式的经济效益评 分均较低 2 3 不同种植模式的产品品质 不同芹菜种植模式的产品品质效益评估结果如 682 第2期叶家慧等 芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估 图1 不同芹菜种植模式的经济效益 Fig 1 Economic benefits of different celery planting patterns 图2所示 由图2可知 NM模式的产品合格率最 低 LM模式和OM 基膜模式的产品合格率最高 商品品质方面 OM Agri14 59 基膜模式表现最好 NM模式最低 指标相对值为0 OM模式的商品品 质相对LM模式更好 OM模式下平均营养值较低 且施用松土促根剂 OM Agri14 59模式 后最低 指 标相对值为0 但施用基膜 OM 基膜模式 后情 况改善 而LM模式的平均营养值最高 不同种植 模式的芹菜产品品质效益为NM模式 OM模式 OM Agri14 59模式 LM Agri14 59模式 LM Agri14 59 基膜模式 LM 基膜模式 OM Agri14 59 基膜模式 OM 基膜模式 LM模式 NM模式得分最低 这可能是因为该模式下的商品 品质较低 尽管OM Agri14 59 基膜模式商品品质 很高 但是其平均营养值偏低 因而影响了最终 排序 2 4 不同种植模式的环境效益 不同芹菜种植模式下肥料利用率如表3所示 由表3可知 不同种植模式下 NM模式对氮 磷 钾 肥的利用率都最低 可见传统施肥模式不利于化肥 的高效利用 氮肥利用率中 LM Agri14 59 基膜 模式最高 为35 24 OM Agri14 59 基膜模式次 之 为35 15 钾肥和磷肥利用率同氮肥 其中钾 肥较氮肥和磷肥利用率更高 LM Agri14 59 基膜 模式的钾肥利用率高达44 87 可见 配合施用 松土促根剂和生物基膜能进一步提高肥料利用效 率 LM Agri14 59 基膜模式相较于NM模式 其氮 磷 钾肥的利用率分别提高了73 34 80 76 59 28 OM Agri14 59 基膜模式相较NM模式 其 图2 不同芹菜种植模式的产品品质效益 Fig 2 Product quality benefits of different celery planting patterns 氮 磷 钾肥利用率分别提高了72 9 79 69 39 72 组合技术大大提高了肥料尤其是钾肥的 利用率 可以在当地农户中推广使用 表3 不同芹菜种植模式的肥料利用率 Table 3 Fertilizer utilization efficiency under different celery planting patterns 种植模式氮肥钾肥磷肥 NM 20 33 28 17 20 63 LM 22 80 36 34 26 92 LM Agri14 59 28 20 41 85 34 22 LM 基膜26 40 39 85 33 41 LM Agri14 59 基膜35 24 44 87 37 29 OM 23 04 30 94 29 64 OM Agri14 59 33 11 42 69 35 47 OM 基膜33 01 42 42 35 04 OM Agri14 59 基膜35 15 43 23 37 07 不同芹菜种植模式的环境效益评估结果如图3 所示 由图3可知 NM模式下 环境效益各指标的 相对值均为0 其在环境效益各指标中表现最差 肥 料利用率方面 氮肥和磷肥的利用率较为一致 且氮 肥的利用率相对低一些 整体来看 LM模式的氮 磷 钾肥利用率较OM模式高 其中LM Agri14 59 基膜模式效果最好 OM模式的3个微生物指标总 体较LM模式高 其中OM Agri14 59 基膜模式的3 个微生物指标最高 可见 有机肥的施用能明显提高 土壤中微生物量和微生物活性 不同种植模式的环 境效益依次为NM模式 LM模式 OM模式 LM Agri14 59模式 LM 基膜模式 OM Agri14 59 782 环境工程技术学报第11卷 模式 LM Agri14 59 基膜模式 OM 基膜模式 OM Agri14 59 基膜模式 有机无机肥混施比减量 施肥的环境效益更高 图3 不同芹菜种植模式的环境效益 Fig 3 Environmental benefits of different celery planting patterns 2 5 不同种植模式的综合效益 不同芹菜种植模式综合效益评估结果如图4所 示 由图4可知 不同种植模式综合效益为NM模 式 OM模式 LM Agri14 59模式 LM模式 LM 基膜模式 OM Agri14 59模式 LM Agri14 59 基膜模式 OM 基膜模式 OM Agri14 59 基膜 模式 NM模式的综合效益最低 OM Agri14 59 基膜模式的综合效益最高 在减量施肥模式下 施 用松土促根剂后综合效益反而稍微下降 可见虽然 松土促根剂在经济效益上有优势 但是可能会增加 芹菜可食部分的硝酸盐浓度和降低维生素等营养元 素的浓度 整体来看 不论是在有机无机肥混施还 是减量施肥条件下 松土促根剂和覆盖生物基膜的 同时施用都比单独施用时的综合效益要高 3 讨论 有研究表明 减量施肥对增产和提高化肥利用 率均有作用 如孙丽 25 在巢湖流域开展了肥料减量 施用对于番茄产量和品质的影响研究 结果表明 减 少15 无机肥料施用量时番茄产量最大 增产可达 24 3 同时土壤中的有效磷和硝态氮减少量也最 大 本研究的经济效益评估中 LM模式产量较NM 模式有所下降 但施加松土促根剂和生物基膜后产 量大大提高 这可能是由于不同施肥条件下的效果 不同 后续还需要进一步开展试验 探索最合适的施 肥量 而环境效益评估中 减量施肥相较于传统施 图4 不同芹菜种植模式的综合效益 Fig 4 Comprehensive benefits of different celery planting patterns 肥的肥料利用率都有所提升 其中磷肥增幅最大 本研究结果表明 在LM和OM模式下施用松 土促根剂后芹菜产量 微生物生物量碳 香农指数和 微生物熵均明显提升 其中产量提高最大 松土促根 剂的施用在经济效益和环境效益方面表现突出 张 传忠等 26 在豫东平原潮土区种植2期小麦 结果表 明 松土促根剂增产效果显著 可达15 土壤物 理性状改善 根系干重提升20 松土促根剂的施 用量为15 0 22 5 kg hm2时 小麦增产和改良土壤 质量的效益最好 这可能是由于松土促根剂的添加 有利于土壤中硝化细菌等有益微生物的生长 可破 除土壤板结 降低土壤容重 提高土壤保水能力 促 进作物根系生长 从而达到增产的效果 27 产品品质效益评估中 在OM模式下施用生物 基膜后 产品合格率和平均营养值都有所增加 环境 效益中化肥利用率和微生物指标均明显提高 这可 能是由于生物基膜一方面可以起到普通地膜的保持 土壤温湿度 增加有效积温 促使作物根系深扎的作 用 另一方面可以避免普通农膜因为不可降解而降 低土壤通透性 引发土层理化性状恶化的情况 从而 有利于作物的生长和环境效益的提升 研究结果显示 经济效益和环境效益表现最好 的均为组合技术 分别为LM Agri14 59模式和OM Agri14 59 基膜模式 随着松土促根剂和生物基膜的 加入 LM和OM模式下综合效益评估整体也都呈上 升趋势 最佳模式为OM Agri14 59 基膜模式 其次 是OM 基膜模式 总体上减量施肥 施用松土促 根剂 施用生物基膜等组合技术比单一技术的综合 效益更好 这可能是由于各项技术之间可以互相促 进 其相关机理有待进一步深入研究 综上 在巢湖 流域可以根据实际情况推广组合技术的应用 以有 882 第2期叶家慧等 芹菜面源污染防治种植模式综合效益评估 效降低蔬菜种植的面源污染 4 结论 1 构建了包含经济效益 产品品质和环境效 益3层共12项指标的芹菜面源污染防治种植模式 综合效益评估指标体系 其中经济效益包括资金投 入量 产量和技术难度3项指标 产品品质包含产品 合格率 商品品质和平均营养值3项指标 环境效益 包括氮 磷 钾肥利用效率 微生物生物量碳 香农指 数和微生物熵6项指标 2 不同芹菜种植模式评估结果表明 经济效 益方面 减量施肥 松土促根剂模式表现最好 产品 品质方面 传统施肥模式表现最差 减量施肥模式表 现最好 有机无机肥混施模式表现一般 环境效益方 面 减量施肥 有机无机肥混施模式明显高于传统施 肥 其与松土促根剂和基膜组合后 肥料利用率和微 生物指标均明显提升 建议采用减量施肥 有机无 机肥混施方式以有效减少种植业面源污染 3 综合效益评估结果表明 施用松土促根剂 和生物基膜可提升整体效益 组合技术的表现优于 单项技术 无机有机肥混施 松土促根剂 生物基 膜的组合技术模式表现最好 建议可在种植业面源 污染防控中应用 由于采用层次分析法 问卷调查法来构建指标 体系和确定权重存在一定的主观性 同时试验周期 相对较短 加上由于土壤异质性问题 各组土壤的本 底物理 化学性状可能有差异 因此可能对最终评估 结果造成影响 今后还有待开展持续跟踪试验从而 进一步研究完善指标体系及相关评估结果 参考文献 1 施卫明 薛利红 王建国 等 农村面源污染治理的 4R 理论 与工程实践 生态拦截技术 J 农业环境科学学报 2013 32 9 1697 1704 SHI W M XUE L H WANG J G et al A reduce retain reuse restore technology for controlling rural non point pollution in China eco retain technology J Journal of Agro Environment Science 2013 32 9 1697 1704 2 VITOUSEK P M NAYLOR R CREWS T et al Nutrient imbalances in agricultural development J Science 2009 324 5934 1519 1520 3 李艳苓 朱昌雄 李红娜 等 基于层次分析法的农业面源污 染防治技术评价 J 环境工程技术学报 2019 9 4 355 361 LI Y L ZHU C X LI H N et al Evaluation of agricultural non point source pollution control technologies based on analytic hierarchy process J Journal of Environmental Engineering Technology 2019 9 4 355 361 4 项颂 吴越 吕兴菊 等 洱海流域农业面源污染空间分布特 征及分类控制策略 J 环境科学研究 2020 33 11 2474 2483 XIANG S WU Y L X J et al Characteristics and spatial distribution of agricultural non point source pollution in Erhai Lake Basin and its classified control strategy J Research of Environmental Sciences 2020 33 11 2474 2483 5 冯武焕 朱永利 赵科刚 等 西安种植业面源污染调查与分 析 J 中国农学通报 2014 30 15 152 156 FENG W H ZHU Y L ZHAO K G et al Survey and analysis of area source pollution in Xi an planting J Chinese Agricultural Science Bulletin 2014 30 15 152 156 6 SUN B ZHANG L X YANG L Z et al Agricultural non point source pollution in China causes and mitigation measures J AMBIO 2012 41 4 370 379 7 刘莉 胡正义 基于污染物削减效果和成本的农业面源污染 控制技术优选 以太湖地区为例 J 生态与农村环境学报 2015 31 4 608 616 LIU L HU Z Y Selection of optimal agricultural non point source pollution prevention and control techniques based on effect and cost of their pollution reduction a case study of the Taihu region J Journal of Ecology and Rural Environment 2015 31 4 608 616 8 张萍 卢少勇 潘成荣 基于层次 灰色关联法的洱海农业面 源污染控制技术综合评价 J 科技导报 2017 35 9 50 55 ZHANG P LU S Y PAN C R Evaluation of agricultural non point source pollution prevention and control techniques using a grey analytic hierarchy process for Lake Erhai J Science Technology Review 2017 35 9 50 55 9 李梁 曹欣然 庞燕 等 洱海流域农村生活污水治理技术评 价 J 环境工程技术学报 2019 9 4 349 354 LI L CAO X R PANG Y et al Evaluation of rural domestic wastewater treatment technologies in Lake Erhai Basin J Journal of Environmental Engineering Technology 2019 9 4 349 354 10 刘洁 马友华 石润圭 等 巢湖流域农业面源污染现状分析 及防治对策思考 J 农业环境与发展 2008 25 6 13 16 11 YU H B XI B D JIANG J Y et al Environmental heterogeneity analysis assessment of trophic state and source identification in Chaohu Lake China J Environmental Science and Pollution Research 2011 18 8 1333 1342 12 合肥市统计局 合肥统计年鉴2019 M 北京 中国统计出版 社 2020 13 赵锡海 蔬菜质量安全风险评价及监管研究 D 北京 中国 农业科学院 2008 14 RUBATZKY