（环境工程专业论文）岗南水库水源保护区有机农业技术模式及环境效能研究.pdf

摘要 摘要 农业面源污染具有随机性、不确定性、分布范围广等特点，与点源污染相比， 农业面源污染的研究及治理难度更大。如今占污染源比例1 3 的农业面源污染还没有 很好的办法进行控制，面源污染正在加剧，主要污染由原来的工业污染逐渐向由于 大量施用农药、化肥所引起的农业面源污染转变。岗南水库担负着防洪、灌溉、发 电、供给下游用水等重任，是石家庄市的地表水水源地，近年来，岗南水库水源保 护区由于化肥、农药等农业投入品的逐年增加，导致了岗南水库水体中总氮、总磷 污染贡献率呈上升趋势。开展岗南水库地表水环境面源总氮、总磷污染研究，为水 资源保护区寻找合适和先进的经济发展模式，对于区域经济发展和供水功能的保障 有重要意义。 论文依据有机农业的原理，充分利用当地农业生态环境的优越条件，建立区域 有机农业发展的技术模式和管理模式，在获得的技术数据基础上对新型农业模式的 环境效益进行预测。有机模式的建立对提高区域农业的整体技术水平具有指导意义， 同时有效的降低区域面源污染负荷，从而保护区域水质，使区域环境和经济协调发 展。论文首先采用资料收集、现场调查的方法对岗南库区的农业生态环境进行调查 和污染源的分析。在农业面源污染现状调查的基础上，确定了研究范围，同时对基 地范围内的自然、人口、社会等条件进行现状调查，并对其有机产品的技术标准进 行分析。在对岗南水库一级保护区的农业生态环境进行调查和有机技术标准分析的 基础上，选择了有机作物，并依据区域自然条件和有机农业标准，针对岗南水库水 源保护区的基本情况，建立了当地生产的有机农业技术模式和管理模式。其中技术 模式主要包括土壤培肥技术、病虫害防治技术、杂草控制技术等；管理模式主要包 括基地建设、质量控制、制订内部规程、建立质量跟踪系统等。 在对岗南水库一级保护区的污染源进行分析的基础上，由该区域内的土壤质地、 地形、耕作措施、降水量、降雨强度、下渗和蓄水特征等水文参数，选用r u s l e 模型计算颗粒态污染负荷并结合溶解态污染负荷，估算出了岗南水库水源一级保护 区面源污染负荷。 在对岗南水库水质调查与分析的基础上，并鉴于岗南水库水质的实际情况和入 库污染源特征等因素，选用d i l l o n 模型预测了岗南水库中总磷总氮的含量，由岗南 水库中总氮总磷浓度预测结果显示，现状计算值和现状监测值基本接近，相对误差 都在1 2 之间，表明评价所选取的总氮、总磷预测模型( d i l l o n 模型) 能够较好地 描述入库污染负荷与库内水质的关系；最后运用d i l l o n 模型计算出了有机农业技术 模式使得岗南水库水体中总氮总磷浓度的减小量。 l 河北科技大学硕士学位论文 通过估算岗南水库一级保护区的面源污染负荷以及对水库中总氮总磷预测分析 得出结论：在岗南水源一级保护区实施有机农业对提高区域农业的整体技术水平具 有指导意义，同时能够有效的降低区域面源污染负荷，从而保护区域水质，使区域 环境和经济协调发展。 关键词有机农业；环境效能；面源污染；水库保护区 l i a b s t r a c t a g r i c u l t u r a ln o n 。p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nh a st 1 1 ef e a t u r e sa sr a n d o m n e s s u n c e r t a i n t y , w i d ed i s t r i b u t i o n ，a n ds oo n c o m p a r e dt ot h e p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ，i t sm o r ed i f f i c u i tt o s m d yo na g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n a tp r e s e n t ，e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n c l e p a n h l e m sh a v et a k e nm e a s u r e st oc o n t r o li n d u s t r i a lw a s t ew a t e r , g r a d u a l l yl i m i tt h e e m l s s l o n so fi n d u s t r i a lp o l l u t i o ns o u r c e s ，a n dd e c r e a s et h ew a t e re n v i r o n m e n tp o l l u t i o n l o a d h o w e v e r ，t h ea g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nw h i c hc o v e r 锄o u n do n e 廿：l i r d o tt h ep o l l u t i o ns o u r c eh a sn o ta v e r yg o o dw a yt oc o n t r o l ，n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni s g e e i n gw o r s e ，t h em a i np o l l u t i o nf r o mt h eo r i g i n a li n d u s t r i a lp o l l u t i o ng r a d u a l l yc h a n g e t ot n e a g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o l , r o ep o l l u t i o nw h i c hc a u s e db yt h ee x c e s s i v eu s eo f p e s t i c i d e sa n df e r t i l i z e r si na g r i c u l t u r e g a n g n a nr e s e r v o i rr e s p o n s i b l ef o rf l o o dc o n t r 0 1 1 m g a t i o n ，p o w e rg e n e r a t i o n ，w a t e rs u p p l yd o w n s t r e a m ，a n do t h e r r e s p o n s i b i l i t i e s a n di ti s i d e n t i f i e da st h e2 0 0 8b e i j i n go l y m p i cg a m e sb a c k u pw a t e rs o u r c e s ，i ti s a l s ot h eo n l v g o o dw a t e rq u a l i t yo fs u r f a c ew a t e rs o u r c e si n s h i j i a z h u a n gc i t y i nr e c e n ty e a r s t h e u a n g n a nr e s e r v o i rp r o t e c t e dz o n e sa sar e s u l to fc h e m i c a lf e r t i l i z e r s ，p e s t i c i d e sa n do t h e r a g r i c u l t u r a li n p u t sh a si n c r e a s e dy e a rb yy e a r , r e s u l t i n gi nt h eg a n g n a nr e s e r v o i rw a t e r t o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r u sp o l l u t i o nc o n t r i b u t i o nr a t eo nt h er i s e i ti sv e r y i m p o r t a n t f o rr e s e a r c h i n go ng a n g r m nr e s e r v o i rs u r f a c ew a t e re n v i r o n m e n t a l n o n p o i n ts o u r c e n i 打o g e na n dp h o s p h o r u sp o l l u t i o n ，a n df o rf i n d i n ga na d v a n c e da n ds u i t a b l ee c o n o m i c d e v e l o p m e n tm o d e lf o rw a t e rs o u r c ep r o t e c t i o na r e a s i ti sa l s ov e r yi m p o r t a n tf o rt h e r e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n de n s u r i n gt h ef u n c t i o no fs u p p l y i n g i ta l s oh a sa 1 1 i m p o r t a n ts t r a t e g i cs i g n i f i c a n c ef o rt h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fo u r s o c i e t y p a p e rb a s e do nt h ep r i n c i p l e so fo r g a n i ca g r i c u l t u r e ，m a k ef u l lu s eo ff a v o r a b l e c o n d l t i o n so fl o c a la g r o e c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，e s t a b l i s ho r g a n i c f a n n i n gt e c h n o l o g ya n d m a n a g e m e n tm o d e lo fr e g i o n a ld e v e l o p m e n t ，a n do nt h eb a s i so ft h ea v a i l a b l et e c h n i c a i d a t a ，p r e d i c tt h ee n v i r o n m e n t a lb e n e f i t so fan e w a g r i c u l t u r a lm o d e l t h ee s t a b l i s h i n e n to f o r g 锄cm o d e li sg u i d a n c ef o ri m p r o v et h eo v e r a l lt e c h n i c a ll e v e lo f r e g i o n a g r i c u l t u r a l a tt h es a m et i m er e d u c et h er e g i o n sn o n p o i n ts o u r c e p o l l u t i o nl o a de f f e c t i v e l y , a n d 如r t h e rp r o t e c t r e g i o n a lw a t e rq u a l i t y , m a k ee n v i r o n m e n t a la n dr e g i o n a le c o n o m i c d e v e l o p m e n tc o o r d i n a t e d f i r s to fa l l ，p a p e ru s e dd a t ac o l l e c t e da n di n v e s t i g a t i o nm e t h o d s t oa n a l y s i so fa g r o 。e c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o no fg a n g n a nr e s e r v o i ra r e a o n t h eb a s i so ft h ea g r i c u l t u r a ln o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o ni n v e s t i g a t i o n ，c h o o s et h ea r e ao f i i i 河北科技大学硕士学位论文 _ 目：目_ _ - _ i _ _ 目= = ：i = 1 日_ 目_ ；目；= ；= = i _ 目_ _ _ _ ；= _ _ l - - _ 目目目= = i = = s t u d v a tt h es a m et i m e ，i n v e s t i g a t en a t u r e ，p o p u l a t i o n ，s o c i a lc o n d i t i o n sw i t h i nt h ea r e a a n da n a l y z et h et e c h n i c a ls t a n d a r d so fo r g a n i cp r o d u c t s ，a n dt h e n ，s e l e c tao r g a m cc r o p o nt h eb a s i so fr e g i o n a ln a t u r a l ，o r g a n i ca g r i c u l t u r es t a n d a r d s ，a n dt h eb a s i ci n f o r m a t i o n o fg a n g n a nr e s e r v o i rp r o t e c t e dz o n e s ，e s t a b l i s ht h el o c a lo r g a n i ca g r i c u l t u r et e c h n o l o g y a n dm a n a g e m e n tm o d e l o r g a n i ca g r i c u l t u r et e c h n o l o g ym o d e li n c l u d i n gs o i lf e r t i l i t y t e c h n i q u e s ，p e s tc o n t r o l ，a n dw e e dc o n t r o lt e c h n o l o g y ；o r g a n i ca g r i c u l t u r em a n a g e m e n t m o d e li n c l u d i n gt h eb a s ec o n s t r u c t i o n ，q u a l i t yc o n t r o l ，d e v e l o p i n gi n h o u s eo r d e r a n dt h e e s t a b l i s h m e n to fq u a l i t yt r a c ks y s t e m s o nt h eb a s i so ft h ea n a l y s i so fp o l l u t i o ns o u r c e si ng a n g n a nr e s e r v o i rp r o t e c t e d z o n e s ，d e t e r m i n et h em a i np o l l u t a n t s i n t ot h er e g i o na r et o t a ln i t r o g e na n dt o t a l p h o s p h o r u s ；b yt h er e g i o n ss o i l ，t o p o g r a p h ) ；f a n n i n g ，p r e c i p i t a t i o n ，r a i ni n t e n s i t y , w a t e r i n f i l t r a t i o na n dc h a r a c t e r i s t i c so fh y d r o l o g i c a lp a r a m e t e r s ，s e l e c tr u s l e m o d e l ，c a l c u l a t e o fd a r t i c u l a t ep o l l u t i o nl o a da n dc o m b i n ew i t hd i s s o l v e dp o l l u t i o nl o a d ，e s t i m a t e dt h e g a n g n a nr e s e r v o i rw a t e rs o u r c ep r o t e c t e dz o n e s n o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nl o a d o nt h eb a s i so fi n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i so ft h eo a n g n a nr e s e r v o i rw a t e rq u a l i t y , a s w e ua si nv i e wo ft h eg a n g n a nr e s e r v o i r sa c t u a lc h a r a c t e r i s t i c so f t h es o u r c e so f p o l l u t i o na n do t h e rf a c t o r s ，c h o o s ed i l l o nm o d e lt op r e d i c t t h et o t a ln i t r o g e na n dt h et o t a l p h o s p h o r u si ng a n g n a nr e s e r v o i r b yt h ef o r e c a s tr e s u l t so f t h ec a l c u l a t e dv a l u ei sc l o s e t ot h em o n i t o r i n gv a l u ea n dt h er e l a t i v ee r r o ro fl t o2 s h o w e d t h a tt h es e l e c t e d e v a l u a t i o nm o d e lo ft o t a ln i t r o g e n ，t o t a lp h o s p h o r u s ( d i l l o nm o d e l ) c a nb e t t e rd e s c r i b et h e r e l a t i o n s h i db e t w e e nt h ep o l l u t i o nl o a da n dw a t e rq u a l i t yi n t ot h eg a n g n a n r e s e r v o i r ；a t l a s tu s ed i l l o nm o d e lt oc a l c u l a t et h er e d u c t i o nc o n c e n t r a t i o no fg a n g n a nr e s e r v o i rt o t a l n i t r o g e na n d t o t a lp h o s p h o r u si nw a t e rb yo r g a n i cf a r m i n gt e c h n i q u e s b ve s t i m a t i n gn o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nl o a da n dp r e d i c t i n gt o t a ln i t r o g e na n d t o t a l d h o s p h o r u si nt h er e s e r v o i r ，w ec a nc o n c l u d e d t h a t ：t h ee s t a b l i s h m e n to fo r g a n i cm o d e ll s a u i d a n c ef o ri m p r o v et h eo v e r a l lt e c h n i c a ll e v e lo fr e g i o na g n c u l t u r a l ，a tt h es a l t l et i m e r e d u c et h er e g i o n t sn o n p o i n ts o u r c ep o l l u t i o nl o a de f f e c t i v e l y , a n df u r t h e rp r o t e c tr e g i o n a l w a t e rq u a l i t y , m a k ee n v i r o n m e n t a la n dr e g i o n a le c o n o m i cd e v e l o p m e n tc o o r d i n a t e d k e yw o r d so r g a n i ca g r i c u l t u r e ；e n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c e ；n o n 。p o i n ts o u r c ep o l l u t i o n ； g a n g n a nr e s e r v o i rp r o t e c t e dz o n e s ； i v 河北科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发 表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：麦i l 镢 o 缪年f 月毕日 特教师签衫穆 少痒1 2 月斜同 河北科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权河北科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 口保密，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 叻保密。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 壶- ? 颖 洳。乎年1 月斗日 指导教师签名 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1引言 经多年的努力和国家环境保护法律的实施，水利工程中的环境保护得到了高度 的重视。在建设初期以及建设中，对河流两岸的工业废水己采取措施治理，逐渐限 制了工业污染源的排放，同时通过各种渠道筹积资金，在沿岸集镇建设污水处理厂， 加快了对城镇生活污水处理的步伐，减少了对库区水环境的污染负荷。但占污染源 比例l 3 的农业面源污染目前还没有很好的办法进行控制，面源污染正在加剧【1 1 。由 于农作物种植和畜禽养殖业导致的面源污染，对河流水质污染的“贡献率 已日益 突出。农业面源污染已经成为水环境污染的主要来源，目前我国这一发展趋势正在 加快。 农业面源污染是指在农业生产活动中，氮素和磷素等营养物质，农药以及其他 有机或无机污染物质随地表径流流入河流、湖泊、水库等水体，形成水环境的污染。 近年来，河北省境内的岗南水库水源保护区存在着农业面源污染问题1 2 】：由于化肥、 农药等农业投入品的逐年增加，导致了农田土壤生态环境的不断恶化，氮磷污染物 又随地表径流进入了岗南水库的水体中，最终导致了岗南水库水体中总氮、总磷污 染贡献率增长显著，水污染负荷加剧。 岗南水库位于海河流域子牙河系滹沱河干流中游河北省平山县境内，控制流域 面积1 5 9 万h m 2 ，是一座以防洪为主、兼顾灌溉、发电、工业及城市生活用水等综 合利用的大型水利枢纽工程，工程主要由主坝、副坝、正常溢洪道、新增溢洪道、 非常溢洪道、泄洪洞、输水洞、电站和调节池组成，总库容1 5 7 1 亿m 3 。岗南水库 与下游2 8k m 处的黄壁庄水库联合调度运用，共同承担着石家庄和下游京广、京九、 京沪铁路，京深、石黄高速公路，华北油田，以及下游2 1 个市县1 0 0 0 多万人口、 1 2 0 万h m 2 农田的防洪任务，以及石家庄市的工业、城市生活用水和1 3 3 3 万h m 2 农 正常溢洪道下游右岸及重力坝区的环境规划3 8 0 0m 2 ，管理处环境整治1 2 万m 2 【3 1 。 岗南水库担负着防洪、灌溉、发电、供给下游用水等重任，现又被确定为2 0 0 8 年北 京奥运会备用水源地之一，经水务部门统计，河北省将从岗南水库通过南水北调工 程向北京送水近1 亿立方米。岗南水库是石家庄市唯一水质较好的地表水水源地， 其供水量已占全市总供水量的1 3 。但岗南水库中氮磷指数已经超标，并且呈缓慢的 上升趋势，农业面源污染问题在不断加重。保护岗南水库的水质对于石家庄市社会 稳定和经济发展具有重大意义【4 】。 有机农业是指一种生产管理系统，它避免或最大程度排除使用合成化肥、杀虫 河北科技大学硕士学位论文 剂、生长素调节剂及家禽饲料添加剂，最大限度地实现有机农业依赖于作物轮作、 农作物残杂物、动物粪肥、绿肥、机械耕作、矿物岩石以及生物控制害虫方法去保 持土壤生产力，提供植物营养成分和控制害虫、杂草和病害。改变区域农业生产方 式，推行有机农业生产模式，可以有效的降低石家庄的农业面源污染，减少岗南水 库的面源污染负荷，从根本上解决岗南水库水体中总氮、总磷的污染问题；同时， 可以为区域有机农业发展提供技术依据和管理借鉴，以及提高区域农业的整体技术 水平，使区域经济按可持续模式发展。 1 2 有机农业的内涵及研究现状 有机农业是指一种生产管理系统，它避免或最大程度排除使用合成化肥、杀虫 剂、生长素调节剂及家禽饲料添加剂，最大限度地实现有机农业依赖于作物轮作、 农作物残杂物、动物粪肥、绿肥、机械耕作、矿物岩石以及生物控制害虫方法去保 持土壤生产力，提供植物营养成分和控制害虫、杂草和病害。 有机农业在哲学上强调“与自然秩序相和谐”、“天人合一，物土不二 ，适应自 然而不干预自然，主张依赖自然的生物循环，如豆科作物、有机肥、生物治虫等， 追求生态的协调性、资源利用的有效性和营养供应的充分性。可见，有机农业是产 生于一定社会、历史和文化背景之下，吸收了传统农业精华，运用生物学、生态学 等农业科学原理和技术发展起来的实现农业可持续发展形式p j 。 有机农业的本质是实施农业清洁生产，即在健康的土壤上采用清洁的生产方式 生产安全的食物，满足人类食物消费的数量和质量的需求。在有机农业生产系统中， 人类、土地、动植物是一个有机结合的多元整体，人类的健康与系统中各个组成部 分息息相关。有机农业基本理念是维持农业生产经济持续可行的基础上，最大限度 地减少对环境的影响，其宗旨体现在【6 】：遵循自然规律和生态学原理，循环利用有机 生产体系中的物质；较长时期内依靠体系自身维持甚至提高土壤肥力；避免使用易 溶解性的矿石或人造氮肥；避免使用人工杀虫剂和食品添加剂；根据土地的承载能 力饲养畜禽，最大限度保护动物的福利；保护生态环境，多样性种植和养殖，限制 放养密度；充分利用生态系统的自然调节机制。可见，发展有机农业的目的并不纯 粹是为了获得经济利益，而是旨在建立一种综合、健康和环保的可持续发展农业生 产体系，建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环，使农业生态实现自我 调节，农业资源实现再生利用，最终促进农业的可持续发展。 现代农业生产方式使农业劳动率、土地生产率和农产品的商品率大大提高，有 资料表明，农产品的增产因素中，化学农药和化学肥料的贡献率占全部收成的7 0 ， 然而大量化学肥料、农药、生长调节剂等农用化学品的投入导致产品污染、品质下 降、威胁人体健康；导致自然生态系统遭到破坏，环境水污染严重，尤其是氮磷含 2 第1 章绪论 量在不断上升，农业面源污染问题越来越严重，生物多样性也在不断减少，伴随着 这一系列负面影响，有机农业在全球范围内得到重视【7 j 。 有机农业最早在欧洲兴起于1 9 2 4 年鲁道夫斯蒂纳主讲的“生物动力农业”课 程。在2 0 世纪3 0 - 4 0 年代，有机农业相继在瑞士、英国、日本出现。从2 0 世纪9 0 年代开始，由于欧洲、北美和日本对有机产品需求的不断增加，以及许多国家政府 鼓励政策的引导，有机农业在全球得到了迅速发展，如欧洲在1 9 9 3 - 1 9 9 9 年期间， 有机生产面积增长近3 倍多，从1 9 9 3 年的9 o o 1 0 h m 2 增加到1 9 9 9 年的3 1 0 1 0 6 h m 2 左右。目前全球从事有机农业的土地面积达1 5 8 1 0 1h m 2 ，主要分布在澳大利 亚( 约7 6 0 1 0 6h m 2 ) 、阿根廷( 约3 0 0 1 0 6l m l 2 ) 、意大利( 约1 0 0 1 0 6h m 2 ) 和美国( 约 9 0 0 1 0 51 1 r 1 1 2 ) ，其中欧洲所占的比例最高。我国的有机农业开始于2 0 世纪8 0 年代 中后期，最早开发的土要是天然的有机食品，如高山茶叶、野生果品等。随着时代 的发展，我国有机农业的开展也取得了一定的成效。如：现在大多数栽培作物都已 有了有机食品，颁证产品包括谷物、豆类、蔬菜、饮品、中草药近1 0 0 个品种，其 中大部分销往日本、美国、加拿大及欧洲市场，也有部分产品在国内市场销售。据 i f o a m ( 国际有机农业运动联合会) 2 0 0 5 年2 月发表的统计数据表明，我国目前有机 农业面积2 9 8 9 9 0 公顷，占农业用地o 0 6 ，是1 9 9 8 年的6 6 9 倍，是2 0 0 3 年的1 1 2 倍。目前我国已有4 8 个i f o a m ( 国际有机农业运动联合会) 成员，占i f o a m 成员总 数的6 4 2 【引。 有机农业的基本原则是在保持农业可持续生产的前提下，尽可能使环境影响最 小化。国际有机农业运动联合会在2 0 0 2 年有机生产和加工标准中制订了有机农业生 产发展的目标。主要目标是【5 】：充分考虑有机农业生产体系广泛的社会和生态影响； 提高耕作系统中包括微生物、植物和动物在内的生物良性循环，保持和提高土壤的 长效肥力；发展可持续水生生态系统；保护生产体系和其周围环境的基因多样性， 包括保护植物和野生动物的栖息地：促进水、土资源的合理利用和保护，尽可能利 用当地有组织的生产系统中的可再生资源；考虑禽畜在自然环境中的所有生活需求 和条件，使禽畜的福利最大化；努力使各种形式的污染最小：努力使从事有机生产 的相关人员都能享受优质的生活，满足他们的基本要求，获得足够的收入，使他们 满意所从事的工作，包括有一个安全的工作环境。 1 3国内外有机农业生产标准、法规及主要技术策略 1 3 1 国内外有机农业生产标准、法规 国际有机农业和有机农产品的认证标准、管理法规分为3 个层次：国际性非政府 组织层次、国家层次以及联合国层次。19 8 0 年，国际有机农业运动联合会制定并首 次发布了关于有机生产和加工的基本标准，该标准属于国际性非政府组织标准，在 3 河北科技大学硕士学位论文 全球范围内影响力非常大，对协调世界范围内有机农业的基本原则发挥了巨大作用。 2 0 世纪9 0 年代，各国政府开始关注有机食品生产和销售的规范化和标准化，纷纷制 订国家层次的标准和法规。 国际有机农业运动联合会于1 9 8 0 年制定了有机食品生产和加工基本标准， 1 9 9 9 年联合国食品法典委员会发布了有机食品生产、加工、标识及销售指南；美 国1 9 9 0 年就通过了有机食品生产法案和标准，2 0 0 0 年1 2 月，美国农业部发布“国 家有机食品计划”；欧盟于1 9 9 1 年颁布了有机农业条例关于农产品的有机生产和 相关农产品及食品的有关规定；在日本，农林水产省于2 0 0 0 年6 月发布了关于有 机食品检查和认证标准。此外，墨西哥等一些发展中国家也相继出台了一系列的相 关政策和法规。我国2 0 0 5 年颁布了中华人民共和国国家标准有机产品) ) ( g b t 1 9 6 3 0 ) 对有机农业中的生产、加工、标识与销售、管理都给出了详细的规定【9 j 。 按照i f o a m 国际有机生产和加工基本标准和管理要求，1 9 9 5 年国家环境保护 总局制定并发布了有机( 天然) 食品标准管理章程( 试行) ，同时国家环境保护总局 委托o f d c 制定了有机( 天然) 食品生产和加工技术规范，初步建立了有机食品生 产标准和认证管理体系。在规范实践的基础上，o f d c 又根据i f o a m 有机生产加工 的基本标准，参照并借鉴欧盟委员会有机农业生产规定( e e cn o 2 0 9 2 9 1 ) ，以及其他 国家如德国、瑞典、英国、美国、澳大利亚、新西兰等有机农业协会或组织的标准 和规定，结合我国农业生产和食品行业的有关标准，于1 9 9 9 年制定了o f d c 有机产 品认证标准( 试行) ，2 0 0 1 年5 月经修改又上升为o f d c 有机认证标准。 我国有机食品的发展历史较短，对有机食品进行认证工作的时间更短。我国有 机食品的开发始于国家环境保护总局有机食品发展中，6 , ( o r g a n i cf o o dd e v e l o p m e n t c e n t e r , o f d c ) 成立之后的1 9 9 4 年。目前，国家环保总局仍是有机食品产业的行业主 管部门。o f d c 经国家环保总局批准，是我国专门从事有机产品的认证机构，行使 全国有机产业的监督管理职能。2 0 0 1 年5 月1 日发布、2 0 0 1 年7 月1 日开始实施的 有机产品认证标准，是目前我国有机产品认证的基本依据。 到目前为止，世界上有3 0 多个国家已经颁布并实施有机食品法规、标准l l 训。 1 。3 2国外有机农业的先进技术策略 为实现有机农业生产技术体系对环境、农产品应该达到的目标，世界各国，尤 其是有机农业发展较好的国家都结合自身条件，发展建立了自成体系的种植模式和 相关技术【l l 】。 美国有2 万多个有机农场，在有机农场的经营实践中主要采用的技术措施有： 应用现代农业机械，选用作物新品种，采用现代的良好牲畜饲养及管理方法，采用 水土保持技术，以及先进的有机废物和作物秸秆的利用技术；完全不用化肥、化学 4 第1 章绪论 农药、生长调节剂和饮料添加剂等化学物质；采用豆科绿肥和覆盖作物为基础的轮 作，通常豆科作物占总面积的3 0 - 5 0 ；绝大多数有机农场不用壁形犁耕作，通 常使用齿形或圆盘形装置浅耕，只是将土壤混合；采用梯田、带状或等高种植等方 式保持土壤免受侵蚀；氮素营养主要来源于豆科固氮、牲畜粪便和作物秸秆；农田 杂草主要通过轮作、耕作和中耕除草来控制；病虫害主要通过轮作和生物防治。 德国有机农业生产采用的主要技术有：依靠合理轮作和农牧结合维持土壤氮素 平衡；对病虫、杂草采取综合防治，采取适宜的轮作控制杂草、病虫的发生，运用 害虫天敌进行生物防治；提倡少耕法，保护土壤结构，种植根系发达的豆科牧草， 减少翻耕，改善土壤结构，提高土壤有机质含量：农场利用畜粪产生沼气用于发电， 沼渣沼液用于肥料和病虫害防治，提高物质和能量的利用率。 以色列主要采取的措施有：定期更换温室里的生产材料( 包括土壤、生产器具等) ； 采用微滴灌浇水，根据作物生长需求把有机农业生产标准允许使用的矿物肥料溶入 灌溉水进行施肥；在单个温室中采用不同的作物轮作种植方式；采用黄板诱虫及防 虫网来控制虫害，在作物开花期间释放壁蜂。 1 4 国内外有机农业的技术模式 有机农业作为一种采用生态友好和环境友好技术、维持持续稳定的农业生产体 系的农业生产方式，已被越来越多采用，作为解决食品安全、农业可持续发展的一 条可实践途径。有机农业生产主要要求是：生产过程中不使用化学合成物质，如农药、 化肥、生长调节剂、饲料添加剂等：生产遵循自然规律和生态学原理，协调种植业 和养殖业的平衡；采用一系列可持续发展的农业技术：不采用基因工程获得的生物 及其产物。由于有机农业生产中禁止使用化学肥料，因此在植物营养、土壤培肥、 病虫草害控制等方面有着特殊的技术要求【6 】。 1 4 1 有机农业技术中的土壤培肥技术 土壤培肥是一种复杂的技术行为，有机农业要求利用有机肥和合理的轮作来培 肥土壤，必须综合考虑肥料、作物、土壤等因素，建立起有机耕作的“平衡施肥” 观念，并根据作物品种和土壤供肥性能配合施用各种有机肥以满足作物对氮、磷、 钾及其它营养元素的需要和土壤培肥的系统观念，以确保提供作物足够的养分，获 得高产，并保持土壤肥力经久不衰f 1 2 1 钔。 其中包括：轮作技术、免耕、平衡施肥技术等。 1 4 2 有机农业技术中的病虫防治 防治病虫的方法较多，在有机农业生产中，似应首推农业防治和生物防治，同 时积极采用其它非化学的有效措施，以及充分发挥自然因素对病虫的调控作用。其 5 河北科技大学硕士学位论文 中包括【1 5 1 8 】：农业防治病虫害、生物防治病虫害、物理技术防治病虫害等方法。其 中，生物防治与农业可持续发展和环境保护是统一的，也是有机农业发展不可缺少 的一项重要措施，是当前解决病虫抗性，防止农田污染，降低农药残留，促进农田 生态环境良性循环的不可忽视的途径。有机农业生产中的病虫防治首先要恢复生态 平衡( 即所谓“转化 ) ，在化学农药不能使用的情况下，尤为要重视生物防治【1 5 】。 1 4 3 有机农业生产中的杂草控制措施 杂草与作物争夺养分、光线和空间，如何清除杂草是农业生产的一大难题。常 规农业己普遍使用除草剂清除杂草，而有机农业生产标准中关于杂草的防治有明确 的规定：不能使用任何化学合成的除草剂，可以使用热、物理措施控制草害。杂草 的控制可以通过一系列的栽培技术以限制其发展，如合理的轮作、绿肥、平衡施肥、 早播、覆盖、机械等，因此如何控制杂草是有机农业生产迫切需要解决的问题【1 9 , 2 0 1 。 1 5 有机农业环境效能的研究现状 1 5 1 有机农业与土壤环境 有机农业原理认为，健康的土壤是作物、牲畜和人类健康的基础。有机农业培 肥的理论视土壤为一活的生命系统，施肥首先是喂土壤，再由土壤为作物提供养分。 而不像现代农业那样仅把土壤视为作物生长的载体，用化学肥料为作物直接供给营 养【2 l 】。 土壤是发展有机农业的基石。没有肥沃的土壤就没有营养丰富的农产品，也就 谈不上有机农业的持续发展。土壤肥力保护和维持是有机农业管理中的主要生产技 术，其主要功能是促进土壤中的生物矿化过程，这种矿化过程分解产生出的有机和 无机营养物质可以增加土壤中有机质含量，改善土壤结构，同时可增进土壤中动植 物的活性。 1 5 1 。1 土壤有机质 土壤有机质泛指土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物。 有机农业要求循环使用作物秸秆和残余物、动物粪肥和绿肥而禁止使用化学合 成肥料，这些措施可以促进增加土壤中的有机质含量。反之，有机质的提供在维持 土壤肥力方面发挥着重要作用。 s t o l z e 等经过详细的研究发现，就土壤有机质和土壤中碳的增加量与以前的系统 相比，有机农业比常规农业表现得更出色。同时有机农业也可以促进土壤中的生物 活性，保持土壤质量，从而可以促进土壤和植物之间的新陈代谢作用【2 2 。 英国洛桑试验站1 6 0 多年的长期定位试验研究结果证明，有机肥中的有机物质 对土壤理化、生物性状的改善也是不可忽视的。在洛桑试验站b r o a d b a l k 定位试验中， 6 第1 章绪论 通过合理配施有机肥，小麦产量由开始时的2 5t h m 2 提高到2 0 世纪7 0 年代的6 t h m 2 ，氮肥利用率也由原来的3 0 提高到6 0 ；更有意义的是2 0 世纪9 0 年代在有 机肥用量的基础上进一步增加氮肥投入并采用综合管理措施，不仅可以大幅度增产， 使小麦产量稳定增加到8 - 9t h l t l 2 的水平，最高时可达1 1t h m 2 ，而且也伎氮肥利用 率保持在6 0 ，同时，土壤有机质含量不仅没有下降，反而略有提高。 2 0 世纪8 0 年代中后期以来江苏省海安县在种植制度上实行1 年两熟制，并缩棉 扩桑、扩菜，麦田推广少免耕技术，从而减少土壤代谢耗损，利于有机质积累，土 壤理化性状得到改善：通过增加有机肥用量，优质畜禽粪便等农家肥用量由年均耕 地2 7 5t h m 2 增至近4 0t h m 2 ，土壤速效磷和速效钾含量大幅提高；同时作物秸秆及 根茬、落叶等还田量也由年约0 6t h m 2 增至1t h m 2 ：并且，对该县耕地土壤