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韩烈保主讲高尔夫球场施用农药化肥对环境的影响

http://sports.sina.com.cn 2004年03月02日16:04 新浪体育
韩烈保主讲高尔夫球场施用农药化肥对环境的影响
讲演(点击看大图)

  新浪体育讯 由中国高尔夫球协会主办、主题为“高尔夫球运动与赛事”的2004中国高尔夫运动发展论坛,3月2日在广州东方宾馆隆重举行。以下是嘉宾的演讲:

  摘要 高尔夫球场农药化肥对环境的影响是目前国内外普遍关注的问题,本文在查阅了大量高尔夫球场环境研究文献的基础上,结合自身的研究,叙述了国内外高尔夫球场环境的研究动向,对农药化肥给高尔夫球场环境造成的影响做了总结和研究,并提出了该项目的
深入研究后还需解决的问题。

  高尔夫球运动是在阳光、绿地、湖泊为主调的场地上开展的一种集运动、休闲、健身、娱乐和社交等为一体的体育活动。高尔夫球运动自14世纪在苏格兰起源以来,至今已有600多年的历史,世界各地早已盛行该项运动,在发达国家无论是总统、皇室人士等达官贵族,还是平民百姓都深爱这项运动!从1984年我国第一家高尔夫球场开业至今,我国的高尔夫产业已发展成为初具规模的朝阳产业。随着我国进一步的改革开放和经济的持续发展,特别是我国加入WTO以后,我国的高尔夫产业将会得到更迅速的发展。尤其是人民生活水平的提高和消费观念的转变,爱好高尔夫运动的人逐年增加,需要更多的球场满足人们的要求,这种供求关系的增长是带动中国高尔夫产业发展的原动力。

  但也有一些人对此提出异议,认为高尔夫球场因草坪浇水、施用化肥和农药,会造成对环境的污染和破坏,将高尔夫球场称为“绿色荒漠”。为了得到高质量的草坪和良好的击球草坪面,高尔夫球场在种植和养护草坪过程中必然要进行施肥和施用杀虫剂、杀菌剂、除草剂等作业。而高尔夫球场大多建在透水性良好的砂壤土上,这些作业很可能会对环境产生威胁和影响。问题在于我们并不是确切了解高尔夫球场施用农药和化肥对环境的影响有多大,是利大于弊还是其它结论?由于高尔夫球场建设对原始自然景观的影响和已建球场施用化肥、农药问题,高尔夫球场遭到猛烈抨击。在许多情况下,关于球场的消极作用的无根据言论是由那些企图扼杀高尔夫发展或草坪业发展的反发展群体传播出来的。由于农业生产中施用农药化肥给环境带来了令人担忧的污染问题,并遭到环境组织和媒体的广泛批评。所以人们对高尔夫球场运营过程中施用农药化肥对环境的影响给予关注并不是没有道理的。人们提出建设高尔夫的有关环境问题,是出于对高尔夫环境问题的诚挚关切,是值得高尔夫行业调查研究和采取行动的。

  目前国内相关研究较少,国外在农药化肥对环境影响方面做了大量的研究。美国高尔夫球协会(USGA)高尔夫协会资助的研究代表了高尔夫与环境研究的最前沿。美国高尔夫球协会把科学研究作为美国乃至世界高尔夫球场草坪及其资源管理、高尔夫球场可持续发展和环境保护的动力。为了提高高尔夫球场的运动条件和增强高尔夫运动的娱乐性,自1983年以来,美国高尔夫球协会为125个项目提供了2100多万美元的资助。美国高尔夫球协会资助的大量研究表明:高尔夫球场施用农药化肥对环境存在潜在影响,用“潜在”一词是因为在一些试验中的确发现了农药和化学的残留成分或其有害代谢成分,如果漫不经心的施用农药化肥确实有可能造成环境污染,但在大多数情况下农药化肥的含量均低于美国环保署(USEPA)规定的健康安全标准。

  本文将系统介绍这方面的研究情况,以便和高尔夫业内人士交流对这些问题的认识、理解,并让高尔夫运动以外的人们了解高尔夫球场与环境的关系,让他们确信高尔夫球场对环境是有益的。

  1农药化肥挥发对环境的影响

  化学物质的蒸气压基本上决定了其迁入大气的能力,蒸气压愈大迁入大气的可能性也愈大。同时化肥和农药挥发也与温度有关,在黄昏和清晨施用化肥和农药比中午温度高时施用挥发少。此外,化肥和农药挥发还与空气流动、施用后是否浇水有关。

  1.1农药挥发对环境的影响

  国内对草坪养护管理中农药的挥发研究尚未见报道。美国高尔夫球协会提供了大量资金研究农药挥发性问题。这些研究主要包括两个方面:一是调查研究几种农药在施用后几周内有多少挥发到空气中;二是研究与农药接触的球手和球场工作人员会吸收多少农药。

  Murphy等已经发现在喷施Trichlorfon(敌百虫)、Isazofos(异丙三唑硫磷)、Triadimefon(粉锈宁)后浇水1.3cm,两周后其挥发损失率(用损失量占施用总量的百分数表示)分别为9.4%、11.4%、7.3%,在施用Trichlorfon、Mecoprop(2甲4氯丙酸)不浇水条件下两周后挥发损失率为11.6%和0.08%。Yates等测定了8天后Carbaryl(西维因)、Metalaxyl(甲霜灵)、Chlorthalonil(百菌清)、2,4-D的损失率分别为0.03%、0.08%、0.02%、和0.67%。Murphy等的研究也表明施用为了保Trichlorfon后浇水能减少农药的挥发损失,也许浇水是减少农药挥发的一个因素,这有待于对其它农药进行类似的进一步研究。

  人们也担心在施用农药的草坪上打高尔夫球会受到农药的危害。Borgert对此进行了初步评价。他假定:高尔夫球手每次跪在果岭上瞄准击球;手握的高尔夫球杆把手在果岭上搁放过;清洗球鞋时触摸鞋底;球入洞后球手每次都用手擦球;果岭每天喷三种杀虫剂;球手一年365天都打球;球手共打球70年。在这样极其苛刻的研究条件下,70年后高尔夫球手体内共吸收了USEPA认定的最大安全剂量的1/3。Cisar等对移动性农药Isazofos(异丙三唑硫磷)和Chlorpyrifos(毒死蜱)做了类似的研究,认为Chlorpyrifos不会超过1.0的潜在威胁指数(0.31),Isazofos略大于1.0(为1.3),但这是在假定高尔夫球手70年每天都打球的情况下得出的。当然这并不是说高尔夫球手或工作人员不可能受到喷洒在高尔夫球场上农药的危害,但至少在这种情况下,高尔夫球手不会受到明显的危害。

  1.2化肥挥发对环境的影响

  肥料的挥发损失主要是氮肥以氨的形式挥发。边秀举等人认为氮挥发损失与氮肥种类有关,他们研究发现5种氮肥氨的挥发损失顺序为:普通尿素(46-0-0)>塑料包衣尿素(42-0-0)>国产草坪专用肥(20-18-10)>IBDU草坪肥(20-5-8)>日本包膜缓施肥(14-12-14),氮素挥发损失率为0.77%-0.7%。Bowman和Joo则认为氨挥发取决于施肥后的浇水量;施肥后不浇水氮素氨挥发率高达36%,施肥后每浇1cm水氮素氨挥发率可降低8%。Starrett等在温室内研究了施肥后尿素的去向,在每周1次浇水25mm和每周浇水4次而每次仅浇水6mm两种情况下,氨挥发率分别为施氮总量的0.9%和2.3%。两者差异并不明显,但少量多次浇水氮素更易挥发。

  2农药化肥淋洗对环境的影响

  化肥农药随着水分通过草坪土壤渗透到地下水中称为淋洗。由于草坪生态系统中草坪草的大量叶片、枯草层、土壤有机物以及土壤中大量根系的吸收,草坪草中化肥农药的淋洗损失小于农业生产中化肥农药的损失。

  2.1农药淋洗对环境的影响

  农药的物理化学性质决定了农药易淋洗、径流和挥发的程度;易溶于水,不易被土壤吸收和高残留率农药容易被雨水淋洗。例如,Fenamiphos(克线磷)是常用的杀线虫剂,它易溶于水、低土壤吸收率、在土壤中残留时间长。研究发现克线磷及其有害代谢物质在佛罗里达的砂质果岭上的淋洗率高达18%。农药的淋洗率与土壤的类型和土壤的渗透性也有着密切的关系。

  一项令人惊异的研究结果是由计算机模型预测的径流和淋洗的农药损失量和在实验室控制条件下从草坪草体系中实际损失量之间存在着差异。这项研究结果表明当今计算机模型忽略了枯草层和草坪草根系在减少农药损失方面的作用。Smith等研究发现,计算机模型预测的2,4-D淋洗浓度是实际淋洗浓度的10~100倍。Stuart等也对计算机模型做了相关研究,认为该模型不能精确的预测化肥农药对环境的影响。美国高尔夫球协会环境研究项目下一个重要的研究任务就是与EPA和其他组织合作,修改用于预测农药化肥在草坪草体系中的去向的计算机模型,为高尔夫球场总监在决定施用农药时提供更有效的依据。

  以上研究表明,草坪草枯草层及其根系减少了农药的淋洗;新建的草坪更易发生农药的淋洗;土壤的种类和农药的物理化学性质决定了农药的淋洗难易程度。农药去向预测模型也有待于进一步完善,以便更精确预测农药淋洗程度。

  2.2化肥淋洗对环境的影响

  氮肥在草坪草的生长发育过程中起着主导作用,是影响草坪草地上部分的表观质量、地下部分根系发育、草坪的抗逆性等方面的关键因素。为获得高质量的草坪,高尔夫球场必须施用大量的氮肥,因此,高尔夫球场化肥淋洗对环境有可能造成危害的主要是氮肥的淋洗。公众对于农业中氮肥的淋洗对地下水、地表水以及饮用水源和其它水体的污染深表担忧。事实上农业生产中损失的氮素大部分进入地表水和地下水,从而造成水体中硝态氮增加,是形成水体富营养化最根本的原因。就高尔夫球场施用大量氮肥是否会由于淋洗而造成污染,许多人做了大量的研究。

  G.Hardt等对不同类型的氮肥和不同氮肥水平的淋洗研究发现,地下水中NO3-粒子的含量非常低,但不同氮肥和氮素水平条件下NO3-浓度存在巨大差别。他们认为在德国高尔夫球场普遍采用每年施氮30-40g/m2的水平下,地下水中NO3-浓度远低于欧共体规定的饮用水中50mg NO3-/L的浓度。Dressel等在类似的研究结果表明在每年施氮30g/m2的情况下,methylene urea(亚甲基尿)、IBDU(亚异丁基二尿)、urea(普通尿素)的淋洗量分别为1g N/m2、0.77 g N/m2、和0.72 g N/m2,低于1.2 g N/m2的安全水平。Brown等也认为氮素淋洗与氮肥种类有关,其易淋洗度顺序为:硝酸铵>12-12-12氮肥>Mliorganite>IBDU(亚异丁基二尿)>尿素

甲醛。Branham等的结果表明壤土中2.5年内1.2m土层以上氮肥淋洗量不到施氮总量的1%。USGA资助的研究表明不同的土壤氮素淋洗率各不相同,其顺序为:沙土(11%)>沙土+泥炭(3%)>砂壤土(小于1%)>壤土(小于1%)>粘土(小于1%)。

  除了氮素外,磷肥也有可能因淋洗而污染环境。国内有关草坪系统中磷淋洗是否污染环境未见报道,但大量研究表明农业生产中施用磷肥已造成了水体的污染。磷肥是维持高质量草坪必需的三大营养元素之一,磷肥的淋洗与土壤特性、磷的可溶性及磷肥颗粒有关。高尔夫球场的砂质果岭都有地下排水系统,即使磷肥较易转化成难溶性磷酸盐被土壤固定,磷肥也很有可能通过地下管道排水系统进入地下水造成环境污染。美国州立密执安大学研究认为,如果每千土壤中含磷量超过30毫克,就不需要施磷肥。草坪管理者应根据土壤测定结果判定是否需要施用磷肥,并坚持少量多次的施肥原则,减少磷肥对环境造成的不必要的污染。

  3、农药化肥因降水径流对环境的影响

  美国高尔夫球协会资助的研究发现,农药和化肥因降水径流污染环境的可能性比淋洗大得多。只要降水量大于土壤的最大渗透率就会发生径流,未进入土壤的地表水流称之为地表径流,进入土壤的地下水流称之为地下径流。高尔夫球场施用的农药化肥在一定环境下有可能因径流而影响水源质量。

  3.1农药因降水径流对环境的影响

  农药径流损失率取决于它的土壤吸收系数Koc值,土壤吸收系数越大,越不易被径流带走。例如,2,4-D、MCPP、麦草畏、毒死蜱的Koc值分别为20、20、2和6070~14000。Watschke等人的研究结果中几乎未发现毒死蜱的径流损失,而2,4-D、MCPP、麦草畏的径流损失率小于2%。Smith等人作了类似研究,发现11天内毒死蜱、百菌清的径流损40g/m2的水平下,地下水中NO3-浓度远低于欧共体规定的饮用水中50mg NO3-/L的浓度。Dressel等在类似的研究结果表明在每年施氮30g/m2的情况下,methylene urea(亚甲基尿)、IBDU(亚异丁基二尿)、urea(普通尿素)的淋洗量分别为1g N/m2、0.77 g N/m2、和0.72 g N/m2,低于1.2 g N/m2的安全水平。Brown等也认为氮素淋洗与氮肥种类有关,其易淋洗度顺序为:硝酸铵>12-12-12氮肥>Mliorganite>IBDU(亚异丁基二尿)>尿素甲醛。Branham等的结果表明壤土中2.5年内1.2m土层以上氮肥淋洗量不到施氮总量的1%。USGA资助的研究表明不同的土壤氮素淋洗率各不相同,其顺序为:沙土(11%)>沙土+泥炭(3%)>砂壤土(小于1%)>壤土(小于1%)>粘土(小于1%)。

  除了氮素外,磷肥也有可能因淋洗而污染环境。国内有关草坪系统中磷淋洗是否污染环境未见报道,但大量研究表明农业生产中施用磷肥已造成了水体的污染。磷肥是维持高质量草坪必需的三大营养元素之一,磷肥的淋洗与土壤特性、磷的可溶性及磷肥颗粒有关。高尔夫球场的砂质果岭都有地下排水系统,即使磷肥较易转化成难溶性磷酸盐被土壤固定,磷肥也很有可能通过地下管道排水系统进入地下水造成环境污染。美国州立密执安大学研究认为,如果每千土壤中含磷量超过30毫克,就不需要施磷肥。草坪管理者应根据土壤测定结果判定是否需要施用磷肥,并坚持少量多次的施肥原则,减少磷肥对环境造成的不必要的污染。

  3、农药化肥因降水径流对环境的影响

  美国高尔夫球协会资助的研究发现,农药和化肥因降水径流污染环境的可能性比淋洗大得多。只要降水量大于土壤的最大渗透率就会发生径流,未进入土壤的地表水流称之为地表径流,进入土壤的地下水流称之为地下径流。高尔夫球场施用的农药化肥在一定环境下有可能因径流而影响水源质量。

  3.1农药因降水径流对环境的影响

  农药径流损失率取决于它的土壤吸收系数Koc值,土壤吸收系数越大,越不易被径流带走。例如,2,4-D、MCPP、麦草畏、毒死蜱的Koc值分别为20、20、2和6070~14000。Watschke等人的研究结果中几乎未发现毒死蜱的径流损失,而2,4-D、MCPP、麦草畏的径流损失率小于2%。Smith等人作了类似研究,发现11天内毒死蜱、百菌清的径流损值、土壤中氧气浓度有关。Synder和Cisar在佛罗里达大学的研究得出一个有趣的结果:在间隔一个月两次施用克线磷后测定发现第一次淋洗率为19%,而第二次淋洗率降为4%。这表明第一次施用克线磷后微生物数量增多,加快了第二次克线磷的降解。就降解率而言,Horst等研究发现草坪土壤中农药的DT90值(农药降解90%需要的天数)普遍小于农业系统中的DT90值。这说明由于草坪草枯草层对农药的吸收而大大减少了农药化肥对环境的影响。

  其它对移动性农药残留研究结果表明:如果草坪保持湿润的话,施药后只有少于1%的量立即被蹭掉。如果在施药后浇灌草坪这1%的损失量还会大大减少。除此之外,当农药在草坪上变干后,只有极少量的农药会被蹭掉。

  5存在的问题

  国内外在农药化肥对环境影响方面做了大量的研究,但这些研究大多数是在果岭或球道上设立试验小区得出的,需要把这些研究扩大到整个球道、果岭甚至整个高尔夫球场来做,以便更加明确阐述高尔夫球场与环境的关系。媒体和公众对高尔夫球场的关注偏重于草坪草和高尔夫球场管理对环境的潜在消极影响方面。为了给政府和公众提供高尔夫球场与环境关系的科学依据,我们需要更多有关农药化肥挥发和径流造成损失的研究,找到最好的养护管理措施来保护水源,使其免受农药化肥的淋洗和径流的潜在影响。

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北京林业大学高尔夫教育与研究中心开展的相关研究

  国内高尔夫球场的环境问题已遭到提出这些问题的环境组织和媒介的广泛批评,即使他们无法提供直接证据。有人认为高尔夫是一项贵族运动,是高消费。有人认为高尔夫球场植物物种单一、用水量惊人、喷洒农药过多的高尔夫球场无异于"城市中的绿色荒漠",是环境的隐形杀手。

  要弄清高尔夫球场化肥、农药对环境到底是否有影响,若对环境有影响怎样最大限度的避免,高尔夫行业就必须对其进行调查研究和采取相应对策。就国内而言,我们在高尔夫球场环境方面的研究几乎是一片空白,没有相关的田间试验研究。

  由于国内高尔夫球场的气候、管理水平、农药、化肥产品与发达国家不尽相同,我们国内高尔夫急需做大量研究才能适应我国高尔夫运动的发展。做这些研究并不是告诉人们高尔夫球场对环境造成了那些恶劣影响,而是告诉人们要使高尔夫动动更好的发展我们需要做些什么,为政府和公众提供更好的依据而不再盲目的指责高尔夫运动。同时,也为高尔夫业内人士提供管理高尔夫球场草坪科学施用农药化肥提供科学依据和对策,积极推动我国高尔夫运动的发展。

  北京林业大学高尔夫教育与研究中心在中国高尔夫球协会、美国高尔夫球协会以及多家高尔夫球场的支持和协助下,于2001年6月起在国内率先开展高尔夫球场施用的化肥和几种农药进行田间试验研究。通过设立多个模拟高尔夫果岭建造结构的1m2试验小区,在和高尔夫球场果岭草坪管理水平相当的条件下,对试验小区土壤中的硝态氮、有效磷、多菌灵、甲霜灵以及小区淋溶水中硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总磷、多菌灵、甲霜灵的浓度变化情况进行了研究。2003年秋季开始对北京的5家高尔夫球场土壤和球场内排水湖中的硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总磷的浓度变化和多菌灵、百菌清、呋喃丹、五氯硝基苯的残留情况进行测试。试验小区研究结果表明,如果科学适量的施用化肥农药,对环境的影响在安全水平之内。如果在施用农药和肥料后发生降雨或浇水,会导致农药化肥的淋溶。球场测试的结果表明四种农药的残留量均在0.01mg

  高尔夫急需做大量研究才能适应我国高尔夫运动的发展。做这些研究并不是告诉人们高尔夫球场对环境造成了那些恶劣影响,而是告诉人们要使高尔夫动动更好的发展我们需要做些什么,为政府和公众提供更好的依据而不再盲目的指责高尔夫运动。同时,也为高尔夫业内人士提供管理高尔夫球场草坪科学施用农药化肥提供科学依据和对策,积极推动我国高尔夫运动的发展。

  北京林业大学高尔夫教育与研究中心在中国高尔夫球协会、美国高尔夫球协会以及多家高尔夫球场的支持和协助下,于2001年6月起在国内率先开展高尔夫球场施用的化肥和几种农药进行田间试验研究。通过设立多个模拟高尔夫果岭建造结构的1m2试验小区,在和高尔夫球场果岭草坪管理水平相当的条件下,对试验小区土壤中的硝态氮、有效磷、多菌灵、甲霜灵以及小区淋溶水中硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总磷、多菌灵、甲霜灵的浓度变化情况进行了研究。2003年秋季开始对北京的5家高尔夫球场土壤和球场内排水湖中的硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、总磷的浓度变化和多菌灵、百菌清、呋喃丹、五氯硝基苯的残留情况进行测试。试验小区研究结果表明,如果科学适量的施用化肥农药,对环境的影响在安全水平之内。如果在施用农药和肥料后发生降雨或浇水,会导致农药化肥的淋溶。球场测试的结果表明四种农药的残留量均在0.01mg/l以下,对环境没有影响。球场排水湖虽然还远未达到富营养化的状态,随着球场运营的时间推移,水体有富营养化的趋势。应该考虑排水的回收与再利用,减少用水与排放。

  7结语

  施用农药化肥是高尔夫球场获得和维护良好击球草坪面的主要途径之一。只要高尔夫球场科学合理的施用农药化肥就不会对环境造成负面影响,但是漫不经心和毫无依据的施用化肥农药必然引起环境污染。因此,我们需要做更多的相关研究为政府官员、公众高尔夫球场总监和球场开发者提供科学依据;帮助草坪管理者建立更好的养护管理制度(比如综合病虫管理措施IPM);借助媒体广泛宣传高尔夫球场对改善环境所做的努力;从而推动我国高尔夫运动的发展。

  韩烈保介绍,男,1965年11月生于湖北省钟祥市,中共党员,博士、教授、博士生导师,国际草坪学会常务理事,中国草学会草坪学术委员会副理事长,北京林业大学草坪研究所所长,北京林业大学高尔夫教育与研究中心常务副主任。主持和参与的国际合作、国家与省部级重点及横向科研项目十余项,获省部奖数项,出版专著14部,发表论文80余篇。


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