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土壤酸化的原因范文1
中图分类号 S156-6 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)08-0219-01
安陆市位于湖北省东北部,属鄂中丘陵,由桐柏山、大洪山两余脉蔓延的丘陵与江汉平原交汇构成。复杂多样的地形地貌,兼具南北气候特点,土壤类型种类繁多,耕地有107个土种。近年来,安陆市施肥结构不断优化,但作物增产幅度不大,土壤酸化是导致这一现象的重要原因之一。
土壤酸化是指土壤pH值在原有基础上逐渐下降的现象,是土壤中H+逐渐增加和交换性盐基逐渐减少的过程[1]。大多数作物适宜在中性或者接近中性的土壤中生长,当土壤的pH值超过作物适宜的范围时,作物会表现出生长不良、品质下降、产量减少等现象。土壤酸化不但是土壤肥力下降的一个重要原因,也是制约农业生产可持续发展的重要因素[2-3]。
1 安陆市土壤酸化的现状
1.1 调查材料及方法
1.1.1 材料。土壤耕层pH值数据来源于安陆市1981—1982年第2次土壤普查653个农化样和2005—2007年测土配方施肥项目6 967个农化样数据。取耕层土样,经纬度用GPS定位。
1.1.2 方法。土壤样品的采集、处理和贮存参照NY/T 1121.1,土壤pH值测定采用《蒸馏水浸提玻璃电极法(NY/T1121.2)》。
1.2 调查结果
1981—1982年第2次土壤普查时,土样耕层土壤pH值变化幅度4.6~8.8,平均值6.85,标准差0.97,变异系数0.146。63.48%为弱酸到中性反应,pH值7.5的面积为9 348.1 hm2,占耕地面积的27%。2005—2007年测土配方施肥时耕层土壤pH值变化幅度4.0~8.4,平均值6.29,标准差1.23,变异系数0.196,石灰性土壤和中性土壤占28.4%,而微酸性土壤几乎占2/3,其分级比例见表1。
安陆市土壤利用分为6个区,其土壤pH值变化情况见表2。
2 造成土壤酸化的主要原因
(1)影响土壤酸化的一个重要原因是酸雨。据来自中国环境状况公报(1997)的有关结果[4],华中酸雨区是全国污染最严重的区域,降水年均pH值低于5.0,酸雨出现频率大于70%。
(2)随着现代农业的逐渐发展,传统农业中施生石灰或有机肥的增产措施逐渐被弃用,导致耕地土壤养分逐渐退化,造成土壤酸化。1982年调查,安陆市稻田施用石灰有一百多年的历史,使用石灰最多的1964年,施用面积达13 333.3 hm2。共用石灰3万t,1982年后基本停止使用石灰。
(3)土壤酸化还受到施用化肥的影响。长期施用化肥对土壤的酸度有较大的影响[5]。1982年后,安陆市化肥施用量不断增加,长期过量施用碳酸氢铵、尿素等氮素肥料,大量施用过磷酸钙、氯化钾等酸性和生理酸性单质肥料,加剧了土壤酸化进程,同时导致土壤营养不平衡[6-7]。
(4)土壤中碱性物质减少,由于作物产量高,作物收获时带走了土壤中的碱性物质[8]。在酸性土壤上施用碱性肥料的措施未能坚持,造成土壤中碱性物质减少的现象。
3 土壤酸化的危害
(1)土壤pH值变小,对作物根系发展不利。土壤酸化会使土壤的通透性变差,黏性增大,土壤板结现象加重,根系发育不良,不利于作物生长,影响作物产量。
(2)土壤酸化可导致大部分中、微量元素吸收利用率处在较低水平。作物缺素症严重,免疫力差,抗逆性弱,病害容(下转第227页)
(上接第219页)
易暴发。在酸性条件下,施用的肥料不能够被作物吸收,肥料的利用率在30%以下,不但增加了农业成本,不利于作物高产,更对环境产生了危害。
(3)土壤微生物有其适宜的酸碱性环境。如果土壤的酸碱性发生了变化,土壤的微生态环境也会随之发生变化。土壤pH值变小,土壤中的微生物数量逐渐减少,活性受到抑制,土壤有机质的分解和C、N、P、S的循环都受到了影响。根际有害微生物在酸性条件下大量繁殖,且这些病害控制困难,对农作物生长极为不利。
(4)土壤里的有毒重金属在酸性的条件下,铝、锰等活性增加,作物对重金属的吸收量也会增加,作物过量地吸收铝会对作物根系生长产生极大影响甚至导致作物中毒死亡。同时导致农产品品质降低,重金属的含量超标,危害人体健康。
(5)土壤酸化导致农药使用量增加。土壤酸化后,作物生长不良,抗病能力减弱,病虫害发生严重,为了提高产量,只能增加农药施用量,导致大量农药残留在作物上,对人体健康的威胁巨大。
(6)在酸性条件下,土壤中的养分离子流失严重,导致土壤逐渐变得越来越贫瘠,同时释放出致害铝离子和重金属等污染物,降低土壤酶活性,使森林退化死亡、农作物减产以及品质下降,并污染地表水和地下水,危害水生生物等[9-10]。
4 土壤酸化的改良措施
(1)在生产过程中,施用腐熟的有机肥。有机肥能够调节土壤的pH值,改善土壤的酸碱性,防止土壤出现酸化现象,提高土壤的保肥供肥性,培肥地力。但是要注意施用腐熟有机肥,避免施用未经腐熟的有机肥,积极推广商品有机肥。
(2)覆盖栽培,减轻淋溶。用地膜、作物秸秆或草覆盖作物,能减轻降水对土壤的冲刷,降低土壤中碱性盐基的淋溶,是防止土壤酸化的有效措施。
(3)深耕、轮作、合理灌溉。采取这些农艺措施能够改善土壤物理性状,调节土壤的酸碱度和养分。
(4)熏制火粪,调节酸碱。用作物秸秆和田边地角的杂草熏制火粪,因火粪呈碱性,含钾较多,有调节土壤酸碱度和补钾的作用,也是治理土壤酸化的有效措施。
(5)施用石灰,调酸补钙。以石灰作为酸化土壤调理剂,对改善酸化土壤的理化性状见效快,在农事操作中具有较强的操作性[11]。对土壤酸化较为严重的地块,施用石灰1.50~2.25 t/hm2,以快速提高pH值。但不能长期使用,施用量注意不要过大,否则,会对作物产生其他的不良影响。
(6)应用化学改良剂,解决土壤酸沉降的问题。含偏硅酸(H2SiO3)的优质麦饭石效果最好。白云石在酸性土壤上能显著促进作物的生长发育和提高作物产量[12]。其他的化学改良剂还有磷石膏、磷矿粉、粉煤灰、碳法滤泥、黄磷矿渣粉等。
(7)生物改良。酸性土壤生物改良主要是利用绿肥及土壤中的一些微生物来达到改良土壤的目的[13]。
(8)其他农业管理措施。一是选择合理的底追肥比例;二是叶面喷肥,包括大量元素和微量元素肥料以及植物生长调节剂等;三是合理利用沼渣和沼液。
5 参考文献
[1] 陆欣,马国瑞,李晓林,等.土壤肥料学[M].北京:中国农业大学出版社,2007.
[2] 边武英.浙江省标准农田土壤酸碱度现状及改良措施[J].安徽农业科学,2009,37(22):10605-10607.
[3] 曾希伯.红壤酸化及其防治[J].土壤通报,2000,31(3):111-113.
[4] 国家环境保护总局.1997年中国环境状况公报[N].人民日报,1998-06-26(5).
[5] 黄国勤,王兴祥,钱海燕,等.施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策[J].生态环境,2004(11):656-660.
[6] 封秀芹.蔬菜地土壤障碍原因及矫治措施[J].中国农技推广,2010,26(8):39-40.
[7] 李忠国.柑桔地土壤酸化及其治理[J].柑桔与亚热带果树信息,2001(3):27.
[8] 徐扣仁,COVENTRY D R.某些农业措施对土壤酸化的影响[J].农业环境保护,2002,21(5):385-388.
[9] 唐鸿寿.土壤酸化对油松生长的影响[J].应用与环境生物学报,2001,7(1):21-24.
[10] 肖辉林.大气氮沉降对森林土壤酸化的影响[J].林业科学,2001,37(4):111-114.
[11] 范才成,周行瑶.恩施山区酸化土壤改良初探[J].湖北农业科学,2012,51(4):693-695.
土壤酸化的原因范文2
关键词:设施蔬菜;连作障碍;原因分析;突破措施
1设施蔬菜连作障碍主要表现
一是土壤酸化影响生长,其土壤pH 值已经达到了5左右,大多数品种的蔬菜无法正常生长;二是微量元素匮乏,尤其是钙、镁、硫等,容易出现蔬菜畸形以及生长障碍;三是土传病虫害加剧,番茄青枯病、黄瓜枯萎病等防治难度不断加大;四是土壤出现次生盐渍化,土壤盐分浓度超出普通地块200%以上,对蔬菜生长极为不利。
2对设施蔬菜连作障碍的分析
2.1土壤酸化严重的原因
部分地区使用化肥过量,尤其是生理酸性化肥更为突出,导致土壤缓冲能力与离子平衡能力无法恢复正常,降低了土壤的pH 值,导致土壤酸化加剧。加之大棚培育蔬菜生产中缺少雨水淋溶,土壤中酸根离子堆积导致酸化。研究显示:连续种植5年的蔬菜大棚内土地pH 值比一般地块降低了1.8,对蔬菜种子发芽与根系生长产生影响。
2.2土壤微量元素不足的原因
许多农户在设施蔬菜种植时品种单一,对土地中的养分进行选择性的吸收,连续种植必将导致土壤中微量元素的缺乏。部分种植户使用氮、磷、钾元素丰富的化肥较多,对有机肥以及微量元素兼顾不足,导致土壤出现微量元素不足。
2.3土传病虫害严重的原因
蔬菜连作导致土壤病原拮抗菌数量下降,根系分泌物等为部分病原菌的生长提供了良好条件,数量与种类持续增多。加之化肥农药的滥用也会抑制土壤中的有益微生物生存,加剧了病害。
2.4土壤次生盐渍化加剧的原因
施肥不科学容易引发土壤盐分上升,偏氮磷轻钾,忽略微量元素,对蔬菜的根系发育产生制约,导致营养失衡,病害发生概率提高。设施蔬菜栽培大多使用大棚,缺乏雨水淋溶,加之棚内高温蒸发将下层土壤盐分抬升,在表面形成土壤次生盐渍化。
2.5 管理欠缺导致作物自毒的原因
土壤管理不科学是导致作物自毒现象的主要原因,是指一些蔬菜经过上部淋溶、根系分泌、残茬腐解等渠道释放抑制物质,对同科植物生长产生制约,较为常见的有西瓜、黄瓜以及茄子等。
3有效预控和防治设施蔬菜连作障碍途径
3.1 坚持科学施肥
化肥使用过滥是导致设施蔬菜连作障碍的重要方面,要对化肥使用量进行有效控制,开展配方施肥,要坚持以有机肥为主体,兼顾无机肥的合理配套模式,有机肥中蕴含丰富的养分与活性物质,对土壤结构的改善具有积极意义,能够增强微生物活性和提高土壤肥力。对于连作产生的综合缺营养素症状进行有效控制,也能够优化土壤pH 值,与无机肥搭配使用可以均衡设施蔬菜生长的元素,也有利于增强植株抗逆性。实施配方施肥,要充分研究土壤状况与蔬菜种类进行针对性的配比,其有助于补充土壤微量元素以及防治土壤次生盐渍化与酸化。
3.2 坚持科学轮作
作物轮作是突破设施蔬菜连作障碍的重要途径,主要可以采取水旱轮作以及旱地轮作的方式,水旱轮作效果较好,在夏季种植水稻能够有效控制土壤病害,实现水洗酸、淋盐以及优化微生物群落,有效防治土壤酸化盐化以及病害。
3.3坚持科学灌溉
科学开展土壤灌溉能够有效防治次生盐渍,借助于水化盐稀释土壤表面的盐分。在蔬菜收获之后可以对土壤进行灌溉与浸泡20天,既能够使土壤盐分含量下降,对地下害虫也能够进行有效灭杀。
3.4坚持科学调控
主要是对土壤的pH 值进行调控,保证土壤的pH 值最为适合蔬菜生长,pH 值低于6的地块可以运用钙镁磷肥进行酸性中和,pH值小于5.5的地块可以采取100 kg/667m2生石灰的剂量实施中和,并对氮肥用量科学规划。
3.5坚持科学栽培
要发挥嫁接的作用,对植株根系吸收能力进行改善,优化内源激素以及提高光和能力,提升保护酶活性,使嫁接苗能够提高抗病害能力与提升产量。运用嫁接技术对控制自毒作用具有明显成效,如西瓜和葫芦的嫁接就是非常成功的例子,在部分地区已经得到了一定范围的推广,这一技术在设施蔬菜种植中具有广泛的运用前景。
3.6坚持生物防治
生物防治方法是当前世界各地都推广的绿色可循环防治途径,运用有益微生物对付土壤中的一些病原菌,侵占其营养与空间,压缩其生存空间,对病害实施有效预防。国内在生物防治方面主要采取引入拮抗菌以及接种有益微生物2种不同的途径,能够显著提高土壤微生物群体的数量与作用。
综上所述,在设施蔬菜产业发展中,有效突破连作障碍具有重要的意义,各级农技部门以及农业科研工作者都要强化这一方面的研究,与实践紧密结合起来,提高生产品质与产量。
参考文献
1郭军,顾闽峰,祖艳侠,吴永成,郑佳秋. 设施栽培蔬菜连作障碍成因
分析及其防治措施[J].江西农业学报,2009(11)
土壤酸化的原因范文3
关健词:水稻土;酸化;原因;建议
中图分类号:S156文献标识码:A文章编号:1003-4374(2013)01-0020-02
平乐县2008年被列为测土配方施肥项目县,根据项目的要求,在全县稻田采集了3448个土样,测定pH值,将测定结果与1980年第二次土壤普查时的测定结果进行比较分析,发现全县水稻土酸化严重,面积逐步扩大,对农业生产造成了一定影响。
1水稻土pH变化状况
1.12008年测土配方施肥项目测定水稻土pH值现状
全县共有水田12520hm2,土壤pH值在4.45-8.30之间,平均值6.17。其中微碱性土(pH值在75-8.5)面积1306.7hm2,占水田面积的10.43%,中性土(pH值在7.4-6.6)面积3673.3hm2,占水田面积的29.33%,微酸性土(pH值在6.5-5.6)面积4560hm2,占水田总面积的36.39%,酸性土(pH值
1.21980年第二次土壤普查测定水稻土pH值现状
全县共有水田15586.7hm2,土壤平均PH值6.70。其中微碱性土(pH值在7.5-8.5)面积74467hm2,占水田面积的47.8%,中性土(pH值在7.4-6.6)面积6333.3hm2,占水田面积的40.6%,微酸性土(pH值在6.5-5.6)面积1726.7hm2,占水田总面积的11.1%,酸性土(pH值
测土配方施肥项目与第二次土壤普查土壤pH值测定结果进行比较,第二次土壤普查水田土壤pH值平均为6.70,测土配方施肥测定水田土壤pH值平均为6.17,后者比前者下降0.53。第二次土壤普查时水稻土以微碱性、中性为主,共13780 hm2,占当时水稻土面积的88.4%。测土配方施肥项目测定时全县水稻土以微酸性、酸性为主,共7546.7hm2,占水稻土面积的60.24%,而酸性土面积就有2986.7hm2,占水稻土面积的23.84%,酸性土比二普时增加了23.84个百分点。说明全县水稻土在向酸化方向发展。
2水稻土酸化的主要原因
2.1大量施用化肥导致土壤酸化
自第二次土壤普查以来,充分应用土壤普查成果及实行家庭联产承包制后,平乐县的农业生产水平有了很大的的提高,作物产量显著提高,高的产出必须要有高的投入作保证,从而导致了长期大量的化肥施用。1980年每公顷耕地施肥量折合纯N68.55kg、P2O5 26.55kg、K2O2.55kg,至2010年每公顷耕地施肥量折合纯N455.25kg、P2O5 113.1kg、K2O337.65kg,纯N用量增加了6.6倍,P2O5 增加了4.3倍,而K2O增加了130多倍。长期过量的施用氮肥,氮素经硝化作用形成硝酸盐使土壤变酸[3],长期过量的施用生理酸性肥料,如磷肥中的过磷酸钙,钾肥中的氯化钾等,施用后也会增加土壤酸性。
2.2有机肥肥源减少,施用量少
2.3石灰施用量少
据在全县范围内1000多农户的随机抽查结果显示,施用石灰的农户只占调查总户数的12%,大部分农户从1983年开始极少施用石灰,而且施用量少,一般每公顷施375-525kg。
2.4成土母质及淋溶作用的影响
由砂页岩、花岗岩母质发育的土壤,由于气候变化,涝灾、旱灾时有发生,且较集中,旱情大持续时间长,干湿交替频繁,在干湿交替及强烈的淋溶条件下,上层Ca2+、Mg2+等盐基离子被淋溶,H+代替盐基离子而为土壤所吸附,Al3+淀积较多,进一步转化为酸性土壤,导致土壤酸化。
3改良水稻土酸化的相应对策
3.1广辟肥源,增加有机肥投入,逐步减少化肥用量
增施有机肥,提高土壤有机质含量,是改良酸性土行之有效的主要措施,因为土壤有机质对土壤pH值稳定和缓冲作用明显,其腐殖质有着巨大的比表面和表面能,具有较强的吸附性能和较高的阳离子如Ca2+、Mg2+等代换能力,可缓冲土壤溶液中H+浓度变化[3]。
3.1.1做好规划,发展冬种绿肥,增加有机肥源冬种绿肥是平乐县的主要有机肥源之一,主要品种有红花草和茹菜,2001年以来全县每年种植只有1333.3 hm2左右,因此要大力发展冬种绿肥。实践证明,在发展冬种绿肥生产中,以三三制轮种规划比较好,即冬种绿肥、冬种其它作物和冬闲各占耕地的三分一,这样可以做到更新土壤环境,改善土壤生态,提高土壤肥力。平乐县近年早稻播种面积在11000hm2左右,按三三制规划,每年冬种绿肥面积应在4000hm2左右,力求每公顷压青在15000kg左右。在发展绿肥生产中,要因地制宜,交通便利地区,应积极发展菜-肥、油-肥等兼用绿肥。交通不便地区,应大力发展专用绿肥。
3.1.2加大秸秆还田力度平乐县各种秸秆资源丰富,主要有水稻、玉米、花生、黄豆、马蹄和各种蔬菜(非经济作物部分)等。近年由于早稻选用的水稻品种多属中迟熟系列,晚稻为赶季节,秸秆还田面积不大,每年大约在2700-3300hm2之间,仅占早稻面积的25%左右,马蹄的茎秆还田面积也只有50%,特别是一些经济作物的秸秆还田面积也不高,有的甚至是晒干一烧了之。据县土肥站多年观测,蕃茄、马蹄每公顷茎叶鲜重达45000-60000kg,各种蔬菜老茎叶也有3000-4500kg,如能充分利用,将之压青还田,必将收到较好的效果。2007年据县土肥站在二塘镇茶林村试验,每公顷压蕃茄茎叶22500kg,比对照增稻谷352.5kg,增产4.8%。
3.1.3发展以养猪、养牛为主的畜牧业搞好农牧结合,加强对人畜粪便管理,搞好“四有”建设。开展积肥活动,充分利用各种作物秸秆,塘泥,杂草等大搞堆沤肥。
3.2施用石灰,调酸增钙
施用石灰是改良酸性土的一项重要措施。酸性土H+离子和活性Al3+、Fe2+多,对作物生长有抑制作用,甚至使作物中毒。而且活性Al3+、Fe2+多又会降低磷、钼等养分的有效性,也会减少土壤的Ca2+、Mg2+、K+、NH+4铵等盐基离子的数量,从而使作物生长不良。施用石灰,一方面可以中和土壤酸性,消除毒害;另一方面因为钙是易淋失的盐基,可以通过施用石灰补充钙素营养。根据测土计算平乐县大部分田块每公顷需施用石灰450-1050kg,pH值低的每公顷需施2250-3000kg。一般水田在犁耙田时施用,也可以在水稻、马蹄分蘖期使用,或者在冬天翻耕时撒施,并耙两次,使石灰和土壤充分混和。
3.3选择施用磷肥品种,减缓土壤酸化进程 目前平乐县生产上施用的磷肥主要是过磷酸钙、钙镁磷肥。钙镁磷肥是弱酸溶性的缓效磷肥,肥料中除含有14%-19%的有效磷外,还含有约30%的CaO和15%的MgO,是一种碱性肥料,因此施用于酸性土壤肥效较好。
3.4推广测土配方施肥,适当减少用量
氮素用量与产量关系呈正相关性,磷的用量与产量关系呈弱相关或无相关性,钾素用量与产量关系呈弱相关或正相关性。通过三元二次方程及线性加平台进行拟合,氮素用量是农民常规用量的80%-90%,磷素的用量只是农民常规施磷的50%-60%,钾素是农民常规用量的100%-130%。通过测土配方施肥,缺什么补什么,缺多少补多少,达到科学施肥的目的。
参考文献:
[1] 平乐县农业局.平乐县耕地地力评价报告[Z]. 广西平乐县:平乐县农业局,2011,11:208.
土壤酸化的原因范文4
时下,土壤污染问题成为社会热点,但就目前状况客观来说,土壤污染问题并不能单从土壤中的重金属含量来判断,从地质背景、土壤重金属的时空变化、污染源以及土壤自身性质的劣化等等来看土壤污染会有另外一个风景。而另一方面,土壤污染和粮食安全并非有固定的相关关系,粮食超标也并非单由土壤污染引起。当前,客观看待土壤污染,高度重视粮食重金属安全是个极为迫切的问题。
备受关注的土壤污染
观察中国土壤重金属污染和“镉大米”的新闻报道,不难发现让这两个此后成为媒体和公众热点的时间分别是在2004年和2011年。
在2004年,媒体报道了总投资达4500万元的“珠江三角洲经济区土壤污染调查”项目。之所以启动该项目,是缘于1999年10月至2002年12月,广东省地质调查院完成的“广东珠江三角洲多目标地球化学调查项目”。该调查显示,广东省的农业地质不容乐观,耕地土壤质量有恶化趋势。在珠江河口周边约1万平方米范围内,土壤高氟异常区5263平方千米,高镉异常区逾6000平方千米,人为污染导致土壤中有毒有害重金属元素异常高,镉、汞、砷、铜、铅、镍、铬等8种元素污染面积达5500平方千米,其中仅汞污染便达1257平方千米,污染深度达40厘米。随后,由国家环保总局开展“典型区域土壤环境质量状况探查研究”,得出 “珠三角四成农田菜地遭重金属污染”的结论,让这一话题再次成为新闻热点。
在2011年举办的第九届广东省科协学术活动周开幕会上,中国工程院院士罗锡文的“全国3亿亩耕地受重金属污染威胁”消息,引起了国内外震动。
2013年初,有律师向环保部申请原定2010年底公布的土壤污染调查结果,但被答复为“土壤污染信息是国家秘密”,由此引起了整个虚拟网络和现实社会的讨论和猜测。“土壤污染”一词在2013年再次引爆人们的眼球。
2013年12月30日,在国务院新闻办举办的新闻会上,国土资源部副部长王世元称,全国中重度污染耕地大体在5000万亩左右。而到2014年4月17日由环保部和国土部联合公布的《全国土壤污染状况调查公报》终于将土壤污染状况定格在“全国土壤总的超标率为16.1%,耕地的点位超标率为19.4%,未利用地点位超标率为11.4%,主要污染的重金属为镉,点位超标率为7.0%等等”。
“镉大米(粮食重金属超标)”一词成为公众热点话题则是缘于2011年由财新《新世纪》杂志刊登的《镉米杀机》及其随后的一系列报道。
2013年发生的几个事件再次让“镉大米”声名远播。2013年2月26日南方日报报道称“湖南万吨镉超标大米流入广东”;同年5月17日,广州食药监局公布,18批检测的大米有44.4%超标;7月,韶关农业局副局长的不当言论又让“镉大米”成为热词。
中国人多地少,粮食问题突出,粮食安全事关国民健康,自然更受关注。粮食安全建立在土壤安全的基础之上,土壤污染问题得到高度关注便成为必然。但是,中国的土壤污染问题急需客观解读。
客观解读土壤污染
中国土壤污染是这30年经济快速发展的后果,污染源控制是比土壤修复本身更为紧迫的事情。虽然《全国土壤污染状况调查公报》对中国土壤的污染状况给出了一定的数字印象,但从普查精度、标准可用性等等来看,这个结果依然是模糊的,所反映的也只是现状,以前如何?将来态势又如何?这个调查并不能给出太多的信息。
以1990年国家环保局的重金属含量来看,镉平均值0.097mg/kg(95%范围为0.017-0.033mg/kg),砷11.2mg/kg(95%范围为2.5-33.5)汞0.065mg/kg(95%范围为0.006-0.272mg/kg),铅 36mg/kg(95%范围为10.0-56.1mg/kg),铬61mg/kg(95%范围为19.5-150.2mg/kg),并结合1995年制订的土壤环境质量标准来看,可以看出镉、砷、汞的95%范围的上限与这个标准(镉0.30 mg/kg,砷30 mg/kg,汞0.30 mg/kg)极为相近,也就意味着镉、砷、汞尤其是镉这个在《全国土壤污染状况调查公报》中点位超标率最高(7.0%)的重金属是这30三十年快速经济快速发展背景下镉的大量排放的结果。这一点也可以从最近发表的数篇关于镉排放和农田的重金属来源的文章得到证明。每年进入耕地的镉高达1417吨,各种途径排出的只有178吨,净累积1239吨,导致每年0.004mg/kg的增加,按照这个速度,只要50年全部土壤都会超过目前的环境质量标准。
从以上数据可以看出,要控制和改善土壤重金属污染,早日实现粮食安全,当务之急在于污染源控制。以稻米镉标准0.2mg/kg为例,年产1200公斤的稻谷的大米(假定1200公斤稻谷可以得到1000公斤大米),所需要的镉的数量仅为2克而已。但从2010的大气沉降镉来估算,当年仅从大气进入农田的镉就达0.26克(变幅0.03克-1.7克)。不控制如此庞大的污染源,土壤污染治理就失去了意义。
以日本为例,其在1968年确定镉是痛痛病的元凶之后,迅速控制各种污染源的排放。到1974年,镉的使用量从1969年的2253吨下降到927吨,下降了60%,到1975年,关闭了几乎所有的矿山。在2005年以前,日本就关掉了大部分的镍镉电池生产厂。日本环境的镉安全很大程度上就是在这样严格的镉排放控制下实现的。
中国耕地大量施用化肥带来的土壤酸化是土壤污染外的另一主要问题。有文章比较了广东1984年第二次土壤普查取得的24671份土壤样品的pH值和30年后的数值,发现整体上pH从平均的5.70下降到5.44,也就是土壤中的酸度增加了1.82倍。而2010年《科学》杂志载文表明,30多年来,中国所有土壤的pH值下降0.13-0.80单位,尤以耕地土壤pH下降最多,也就是说耕地土壤的酸度增加了6倍,这在自然条件下需要数万年的时间。土壤酸化主要是中国20世纪80年代后施肥结构从传统的农家肥转为化肥造成的,一方面大量施用化肥造成的土壤酸化将很大程度上改变植物对土壤养分的吸收效率,同时造成土壤重金属有效性的提高,另一方面,有机肥施用的减少,降低了土壤中的有机质,减弱了土壤对有效重金属的固定能力。
从以上分析可以看出,对中国土壤问题,不能单看到土壤重金属污染的一面,还有土壤酸化的问题。从时间角度来看,这个污染是30年来重金属向环境的大量排放所造成的,即使到2010年,大气污染沉降还是一个主要污染源。因此,土壤问题是土壤污染和土壤酸化双重冲击下的结果。
在大气污染严重的情况下,叶片的重金属吸收途径也是作物重金属的一个重要来源。在现实科研中很多科学工作者发现,土壤重金属特别是铅并不超标,但蔬菜中的重金属超标了,结果往往解释为中国土壤的铅标准过高(250mg/kg)之故。的确,中国耕地土壤的铅标准和其他国家相比偏高,这一点容易被用来解释整个现象,但大量研究表明,在大气重金属含量很高的情况下,叶片吸收大气中重金属是导致粮食不安全的元凶之一。如有研究表明,在土壤含镉量为其背景值0.08毫克/千克,但镉降尘中镉含量达1.3克镉/公斤/年的情况下,小麦籽粒中21%的镉、大麦籽粒中41%-58%的镉来自大气污染。
因此在土壤重金属含量很低、但大气中的重金属含量很高的情况下,作物中的重金属并非只有土壤一个来源。据2010年推算,中国大气沉降中的镉含量高达0.4-25克/公顷/yr年,这意味着着我们似乎忽视或者低估了大气污染对粮食重金属超标的影响,也意味着我们对土壤污染特别是其对粮食安全的影响需要一种更为客观的审视。
高度重视粮食安全
镉等有害重金属并非人体所需的元素,且镉具有极为明确的目标器官,即肾和肝,吸收到体内的镉1/3将蓄积在肾脏,1/4在肝脏,且在体内滞留时间长,肾脏中镉的半衰期可高达17-38年。人体中的镉主要是通过食物链进入的,因此粮食中的重金属问题亟需得到高度重视。
1.大米中的镉超标问题。对于大米的镉含量问题,有两组数据被媒体广泛应用。一是2002年,农业部稻米及制品质量监督检验测试中心曾对全国市场稻米进行安全性抽检。结果显示,稻米中超标最严重的重金属是铅,超标率28.4%,其次就是镉,超标率10.3%。二是2007年,南京农业大学教授潘根兴及其研究团队,在全国六个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北)县级以上市场随机采购大米样品91个,结果同样表明:10%左右的市售大米镉超标。
而在2013年,广州食药监局对18批次的大米检测后样品超标率高达44.4%,随后广东开展全域155批的大规模调查,结果超过0.2mg/kg这一标准的比例也相当高。而据2012年常德市疾病预防控制中心发表的“南方某市2012年市售大米镉污染状况及膳食暴露评估”一文披露,外省超标率为16.1%,本省外市超标50.0%,本市61.1%,大型超市52.4%, 农贸市场41.4%。
当然,中国0.2mg/kg的大米镉标准比世界卫生组织和日本以及中国台湾省0.4mg/kg的标准要低一倍,同时以上大米的镉超标也大都在一倍以内,远远低于日本当时痛痛病区的糙米镉含量(平均0.99 mg/kg,变幅在0.25-4.23 mg/kg, n=544) ;同时,目前中国大米的食用量也比日本当时(500克/天)低。随着交通的发达,中国居民饮食结构、营养结构相比当时的日本改善良多,理论上不会带来显著的人体健康负效应。我们完全可以客观看待这类数据,通过科学普及让公众理解这些数据,同时增强公众的防范意识,提高人体健康水平。
2.不超标的土壤产生超标粮食。由于土壤酸化以及水稻生产环境的特殊性,一些地方的检测结果表明,即使我们执行着全世界最为严格的土壤环境质量标准(比如镉0.3mg/kg),但粮食作物(水稻、花生和蔬菜)的可食部位依然会超标。
导致这一问题的原因可能有:(1)土壤外源污染物质的侵入;(2)高强度的大气沉降增加了生长时间长的作物如水稻的吸收;(3)土壤自身酸化等导致吸附于土壤颗粒上活性极低的重金属被活化,从而增加了作物的吸收。在这种情况下,土壤重金属污染问题并非当前时髦的土壤修复方法所能解决,而在于控制污染源和重构土壤健康。
3.稻米营养低增加了人体镉吸收及随后的健康风险。相对于大豆、小麦和玉米,稻米(特别是精米)中铁、锌和钙的含量都比较低,而大量研究表明,食物中有较高含量的铁、锌和钙或者人体中这些元素充足的情况下都有助于大大降低人体对重金属镉的吸收。日本痛痛病患者大都发生于贫穷、营养结构单一、多胎生育的老年妇女身上,正是由于这一群体的食物和体内缺乏铁、锌、钙等元素;而在格陵兰高镉海域中生长的环斑海豹体内的镉即使高过哺乳动物肾皮质镉200毫克/千克的临界值三倍,其身体依然很健康而不表现任何痛痛病的症状;新西兰东南部一个小岛的居民嗜吃高镉生蚝,镉摄取量高达目前世界卫生组织设定的镉月耐受量PTMI(25ug/kg人体)的10倍,同样不表现出负面的健康效应,其原因都被解释为其食物中有含量高的铁、锌、钙等物质。大豆、小麦、玉米和稻米间矿物质元素含量的差异被用来解释欧美与亚洲高镉矿区之间人体健康效应差异的原因。欧美也不乏高镉污染区域,但并没有带来显著的健康负效应,其原因亦被解释为矿区土壤含有较多的锌,大豆、小麦、玉米等食物中含有比水稻更多的锌等元素。
中国65%的人口以粮食为主食,因为生产环境的原因,中国更容易产生镉超标大米,且稻米中铁、钙、锌等元素含量较少。鉴此,我们必须高度重视大米的镉安全。
结语
对生态系统而言,镉是一个毫无生物学功能且具有强烈负面健康意义的元素。中国当前的土壤问题不单是个污染问题,而是高强度的工业污染源和酸性物质沉降带来的土壤外源重金属过量、土壤酸化,与高化肥、农药投入下土壤酸化、土壤结构变化、功能衰退这两方面联合冲击形成的问题。
土壤酸化的原因范文5
[关键词] 土壤盐渍化 酸化 保护地危害
[中图分类号] S153 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)10-0079-01
随着世界人口的增加,农业的不断进步,保护地生产成为当代农业经济发展的重要支柱产业,合理开发和利用有限的土地资源已成为当今世界各国关注的热点问题。
中国一直以来都是农业大国,尤其自进入20世纪90年代以后,在科技为第一生产力的正确发展方针下,一大批高科技、高产出的设施农业在中国得到迅猛发展,截止前不久,全国高科技设施农业发展总面积已突破210万hm2。凭借着肥沃的土地资源和发达的高科技农田灌溉技术,国家蔬菜产业、粮食产业、园林产业等以土地为基础的农产品也得到了迅速和完善的发展。这不尽为以土地为生的老百姓提供了可观的经济效益,更加有利的改善了人民生活水平。当然,随着国家的发展,人民生活水平的不断进步,人民的环保意识和食品营养安全意识也得到了很大提高。 传统的勤浇水,施大粪等有机肥的蔬菜生产栽培方式已经难以适应目前人们对优质绿色食品的需求。尤其是目前市场多是大棚蔬菜,而大棚蔬菜在生产中, 种植户只考虑蔬菜如何增产, 在施肥方式上, 普遍存在投肥过多、养分失衡、肥效不佳、资源浪费等问题;这不尽严重影响到了蔬菜本身的品质,而且很大程度上造成了土壤退化和地下水资源污染。再加上生产殊的生产环境,比如半封闭性结构、高温高湿、缺少阳光的直接照射和缺乏自然雨水淋洗等,使种植土地产生了一系列不利变化,如土壤养分大量流失、硝酸盐大量积聚、土壤次生盐渍化、土壤微生物种群受损、作物连作障碍等一系列问题,这些关于土壤的变化均对种植物的生长发育造成了不同程度的危害。因此,了解不同的种植条件及方式下土壤中营养成分的变化规律,这对防止设施土壤退化、提高生产效率、减小环境压力,带来了至关重要的作用。
一、土壤盐渍化的危害
1.土壤盐渍化很容易导致蔬菜出现生长不良的现象发生。轻则会导致蔬菜生长缓慢,植株发育小;重则植株叶子变黄,根部变褐或腐烂,最终导致死苗。
2.高浓度 离子的潜在危害。有潜在毒性的离子,钠和氯离子等可引起硝酸盐和钙吸收障碍,影响植物的生长.
3.产品品质变劣。植物水分的吸收及各种养分元素失衡,使产品体内各种营养的含量达不到优质标准,甚至在成长中,由于植株营养成分不良,直接导致了植株的防病、防病虫害的能力大大降低,进而导致产量降低。
二、土壤盐渍化综合治理措施
1.采用滴灌土地方式
滴灌技术,可以有效的保持原有的土壤密度、 并有效地降低土壤盐分累积和减缓土壤盐渍化的进程。滴灌灌溉设备的操作与植物应维持在约 5 厘米的距离,设置每行作物灌溉设施,以及一般性建议。 各滴头间应保持在30-50cm的距离。滴头流量一般建议控制在单位小时内1000-2000毫升。每次灌溉时间根据作物需要量而定,一般建议时间控制在2-10小时之间。
2.用改良的土结构控制土壤盐渍化的方法
2.1在农作物收获后,将土壤深耕,并且将含盐类的表层土,翻到土地下层,将相对含盐分较少的下层土壤翻到上层来,这样循环耕地,保证表层土地盐分控制在最少量。一般建议土地翻耕深度应该在20cm-30cm为好。
2.2 添加适量的沙土,能有效地提高土壤渗透性,提示盐深渗入土壤,提高土壤质量。一般建议沙子的掺入量为每亩100-200千克为好,掺入沙子后采用翻耕方式使之融入土壤中。
2.3采用换土方式,铲除棚室表面2-3厘米的表层土,换上肥沃的园田土。它可以保证不会盐害,还可以添加搬棚内土壤养分。
三、土壤酸化的危害
1.酸性土壤容易滋生真菌,导致植株病变概率增加,且控制困难,而且在酸性条件下,铝、锰的溶解度增大,对植株的生长非常不利。甚至导致土壤中微生物活性减少,作物发育受阻,严重时还可能造成植物根部死亡。
2.土壤结构被 破坏,土壤抗逆能力下降,土壤养分有效性下降,造成土壤中氮、磷、钾、钙、镁等多种元素养分的流失,直接导致蔬菜抵御旱、涝等自然灾害的能力下降。
3.据研究,次生盐渍化是土壤退化的主要特征之一。 上海通过玻璃温室和塑料大棚耕层土壤盐渍是更明显的 ,总盐含量 分别是 11.8 倍和 11.8 倍的户外,一般 3 至 5 年出现盐害造成蔬菜生产急剧。相较于通常盐渍化土地,土壤积盐过程中, 呈碱性土壤酸化趋势。
4.大棚种植蔬菜是一项高收入、高效益的产业, 但在“施肥越多越增产”观念的误导下, 从不考虑施肥用量, 盲目增加化肥的使用量和农药用量, 这在蔬菜高额产量的同时也为土壤带来诸如土壤盐渍化、酸化、重金属污染等一系列负效应。
四、土壤酸化综合治理措施
1.正确选择土地肥料。提倡施用碱性或生理碱性肥料,如草木灰、钙镁磷肥等,减少含氯化肥、过磷酸钙等酸性肥的施用量,控制氮肥用量。
2.通风、控水。对能揭盖的保护地,采取及时揭盖通风、淋雨措施,做好灌水及排水措施。
土壤酸化的原因范文6
当前由于蔬菜大棚高度集约化的封闭管理和化肥的盲目过量投入,土壤退化问题十分突出。
土壤}化和酸化长期过量施肥,不管是化肥还是有机肥都会造成盐分在土壤表层累积,发生次生盐渍化。当土壤盐分含量高于0.3%时就会抑制作物,特别是幼苗根系对养分的吸收利用。土壤酸化主要是大量偏施氮肥造成的。它对作物根系和土壤微生物都有不利影响。
土壤生物多样性被破坏为追求高效益而长期连作,使土壤微生物区系失衡。引发根结线虫、枯萎病、疫病等土传病害。这在“黄瓜村”、“大蒜乡”等单一种植的地区更为常见、更为严重。
土壤中自毒物质累积自毒是指在长期连作条件下,作物根系分泌、分解和淋溶的化学物质对自身、同种或近缘植物产生的抑制作用。它是一种化感作用,大豆、番茄、茄子、西瓜、甜瓜和S瓜等连作时都容易产生自毒作用。
二、综合修复措施
对于这些问题,应采取综合管理措施,进行大棚土壤退化的修复。
1.治理土壤盐渍化和酸化。通过控制施肥量、施肥期及有机肥与无机肥的相互配合,氮磷钾肥平衡施用,合理施用有机肥和化肥:通过适当增施有机肥、秸秆还田和深耕压盐等措施改善土壤质地,增加通透性,降低土壤盐渍化;通过不同种类蔬菜轮作,菜粮轮作和在两季蔬菜休闲季节种植生长期较短的甜玉米、苏丹草、毛叶苕子、苋菜等填闲作物,都有利于改良土壤不良性状。
2.水肥一体化管理。蔬菜根系大多浅而稀疏,茄果、瓜果等又多次采收,水肥要适量多次,实行一体化,进行综合管理。这样做不仅可以提高肥、水利用效率,还能消除或降低因大水大肥而带来的土壤退化和环境污染问题。建议对大棚茄果、瓜果类蔬菜,在肥水同步、少量多次进行的情况下,基肥每亩施有机肥4000-7000千克,每次追施尿素9-11千克,硫酸钾10-12千克;若采用微灌施肥技术,肥水施用量还可进一步减少,一般基肥每亩施有机肥300-400千克,每次追施尿素7-8千克,硫酸钾施用量较尿素可再多一些。
3.秸秆生物反应堆和秸秆还田。秸秆生物反应堆技术就是在定植行下或大棚周边开沟,放入秸秆和发酵复合菌剂,像高温堆肥那样调配好物料C/N比、水分和通气状况,覆膜并打孔,在田间条件下进行秸秆发酵。腐熟秸秆可以改土并作为肥料:释放的二氧化碳是早春温室迫切需要的碳源肥料:发酵热量可提高地温3℃-5℃。此项技术已在山东和我国北方温室推广应用。
4.石灰氮-秸秆消毒。石灰氮肥是一种含有钙素,具有杀虫灭菌作用的迟效性氮肥。可在大棚换茬休闲季节,将每亩60千克石灰氮与600千克秸秆混施入土壤。适当灌水后起垄覆膜,进行闷棚。这样做能在施用氮肥的同时,消除或减轻蔬菜因缺钙、缺镁而产生的生理病害;肥料本身和产生的热量,还可以增加土温和杀灭线虫。提高闷棚效果。