化肥對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的危害及綠色施肥思考

肖雅文

【摘 要】本文主要闡述了化肥農(nóng)藥對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的各種危害，提出了相關(guān)對(duì)策，拓寬和加深了對(duì)化肥兩面作用的認(rèn)識(shí)。

【關(guān)鍵詞】化肥；土壤；生態(tài)環(huán)境；危害

一、研究背景

土壤是人類的生存的基本資源，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。自工業(yè)革命，人類改變傳統(tǒng)種植方法，追求“化學(xué)” 模式來生產(chǎn)糧食，大量使用化肥、農(nóng)藥，以為可增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。但事與愿違，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：經(jīng)過數(shù)十年使用化肥、農(nóng)藥和除草劑后，農(nóng)作物產(chǎn)量不但沒有增加，反而大大的減少，此外，還導(dǎo)致了現(xiàn)今世界各國(guó)水源污染、土地流失、河道淤塞、海洋污染、生態(tài)變遷和疾病叢生等嚴(yán)重環(huán)境問題和經(jīng)濟(jì)損失等局面。那過量使用化肥、農(nóng)藥會(huì)對(duì)土壤有什么危害呢？

二、化肥對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境的危害

（一）破壞土壤結(jié)構(gòu)

土壤是一個(gè)自然體，具有起源和發(fā)展歷史，是一個(gè)具有復(fù)雜和多樣性程序和不斷變化的實(shí)體。有機(jī)生物在土壤中作為土壤的結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)等，孜孜不倦地分工合作，分解土壤里的有機(jī)死物。土壤有機(jī)死物和腐殖土對(duì)農(nóng)田的其他益處包括：快速分解作物的殘余物、使土壤變成水穩(wěn)定的粒狀聚合體、減少土壤硬化和泥塊的形成、增進(jìn)土層內(nèi)部的排水功能、改善水滲透能力、增進(jìn)和保存水分、養(yǎng)分的容量。耕地上使用化肥農(nóng)藥會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)致腐殖土和上層土的下降、殘殺土壤中的有機(jī)生物、破壞土壤中的生態(tài)平衡和導(dǎo)致有機(jī)物的失調(diào)和流失。

（二）導(dǎo)致耕地土壤酸化

從1980至2000年，我國(guó)的不同區(qū)域的耕地的pH值下降0.13～0.80單位，這種施用氮肥導(dǎo)致的人為酸化的后果比酸雨所導(dǎo)致的土壤酸化高10～100倍。過磷酸鈣、硫酸銨、氯化銨等都屬生物酸性肥料，即植物吸收肥料中的養(yǎng)分離子后，土壤中氫離子增多，易造成土壤酸化。長(zhǎng)期大量施用化肥，尤其在連續(xù)施用單一品種化肥時(shí)，在短期內(nèi)即可出現(xiàn)這種情況。土壤酸化后會(huì)導(dǎo)致有毒物質(zhì)的釋放，或使有毒物質(zhì)毒性增強(qiáng)，對(duì)生物體產(chǎn)生不良影響。土壤酸化還能溶解土壤中的一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在降雨和灌溉的作用下，向下滲透補(bǔ)給地下水，使得營(yíng)養(yǎng)成分流失，造成土壤貧瘠化，影響作物的生長(zhǎng)。

（三）導(dǎo)致土地流失

經(jīng)過40年的土地流失已導(dǎo)致全球30%的耕地的破壞。60%流失的土壤被沖至河流、小溪和湖泊，除了導(dǎo)致河水、小溪和湖泊的污染外，由于淤泥的不斷堆積還造成河水、湖泊頻頻泛濫的原因。土地流失減低土壤提供植物生長(zhǎng)的儲(chǔ)存水功能，因而導(dǎo)致支持生物多樣性的能力的下降。土地流失使土地原有的水份、養(yǎng)份、有機(jī)物減低和導(dǎo)致土壤生物系的破壞，使樹林、牧場(chǎng)和大自然的生態(tài)陷入破壞的局面。上層土的流失，導(dǎo)致土地的沙化，成為風(fēng)沙和空氣污染產(chǎn)生的重要原因。而被刮起的沙土中具有20多種傳染病的微生物，其中包括炭疽病和結(jié)核病，加速傳染病的蔓延。長(zhǎng)期使用化肥、農(nóng)藥會(huì)破壞土壤的整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，最終喪失了農(nóng)業(yè)耕種價(jià)值。

（四）氮素淋溶污染地下水

農(nóng)業(yè)上長(zhǎng)期大量施用化肥是造成地下水硝酸鹽污染的重要原因。長(zhǎng)期使用氮肥的地區(qū)，地下水含氮量在逐年增高。氮肥進(jìn)入土壤后，經(jīng)硝化作用產(chǎn)生NO3-，除了被作物吸收利用外，其余的NO3-不能被負(fù)電的土壤膠體吸附，因而隨降雨下滲而污染地下水。據(jù)調(diào)查，京、津、唐地區(qū)69個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的地下水，半數(shù)以上硝態(tài)氮含量超標(biāo)，高者達(dá)67.7mg/kg。有資料表明，北京市郊菜田因施用氮肥過多，地下水硝態(tài)氮含量為61.6～124.0mg/kg。農(nóng)田施用氮肥對(duì)地下水的污染很普遍。

（五）化肥施用對(duì)大氣環(huán)境的污染

化肥對(duì)大氣環(huán)境的影響主要集中在氮肥上，氨揮發(fā)及NOx的釋放等會(huì)使大氣中氮含量增加而帶來一系列的影響。硝化及反硝化釋放N2O到大氣中造成溫室效應(yīng)，氮肥的使用對(duì)其它溫室氣體CH4及CO2的釋放也有影響。而且CH4、CO2等氣體在大氣中的含量增加，不僅能引起溫室效應(yīng)，而且還能夠引起臭氧層的破壞。

三、綠色施肥技術(shù)思考

隨著肥料施用量的不斷增加，化肥對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的消極影響日益明顯，促使人們開始反思大量施用化肥可能帶來的某些問題及副作用。針對(duì)當(dāng)?shù)赝寥郎鷳B(tài)條件的特點(diǎn)，制定相應(yīng)對(duì)策，科學(xué)合理地使用化肥，充分有效地發(fā)揮其肥效，盡量減輕和避免對(duì)環(huán)境的不良影響。根據(jù)我國(guó)目前土壤肥力狀況和肥料資源的特點(diǎn)，提出以下對(duì)策。

（一）確定化肥的最適施用量

施肥量特別是氮肥，不應(yīng)當(dāng)超過土壤和作物的需要量。不同的土壤和相同土壤的不同地塊，在養(yǎng)分含量上往往存在著很大的差異。而且不同作物和同一作物的不同品種，各有其不同的生育特點(diǎn)，它們?cè)谄渖L(zhǎng)發(fā)育過程中所需要的養(yǎng)分種類、數(shù)量和比例也都不一樣。

（二）化肥與有機(jī)肥結(jié)合施用

實(shí)現(xiàn)作物養(yǎng)分綜合管理，有機(jī)和無機(jī)相結(jié)合，是提高作物生產(chǎn)力和氮肥利用率的重要措施之一。有機(jī)肥是營(yíng)養(yǎng)比較齊全的肥料而且含有豐富的有機(jī)物，對(duì)改善土壤的物理性狀，提高土壤養(yǎng)分含量具有重要作用。據(jù)西北農(nóng)業(yè)大學(xué)在米脂縣的調(diào)查，小麥連作多年的坡耕地，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量下降。而經(jīng)過苜蓿倒茬的坡耕地，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量分別增加0.18%和0.02%（絕對(duì)值）。有機(jī)肥是供給微生物能量的主要來源，而化肥卻能供給微生物生長(zhǎng)發(fā)育所需的無機(jī)養(yǎng)料。

（三）氮、磷、鉀等肥料配合施用

目前，我國(guó)氮、磷、鉀比例及土壤養(yǎng)分狀況與作物對(duì)養(yǎng)分的吸收狀況不相協(xié)調(diào)。關(guān)鍵是必須從宏觀上調(diào)整肥料結(jié)構(gòu)，在配合施肥的基礎(chǔ)上，采取“適氮、增磷、補(bǔ)鉀”的施肥技術(shù)，使植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)處于最佳狀態(tài)。在目標(biāo)施氮量中扣除一定比例的氮肥（如10%～20%），視需要進(jìn)行補(bǔ)施，這樣可避免氮素過多的危害和流失。在當(dāng)前鉀肥虧缺較大的情況下，應(yīng)當(dāng)充分利用農(nóng)家肥中的鉀，以緩解鉀素供應(yīng)不足的矛盾，將有限的鉀肥資源用在嚴(yán)重缺鉀的土壤和需鉀量高的作物上。

（四）改進(jìn)施肥方法

針對(duì)當(dāng)前施肥不當(dāng)和過量施肥造成的土壤污染，專家們進(jìn)行了大量研究，提出了許多具體方案。例如過量施用氮肥引起NO3-污染，可以通過施用緩效氮肥，使用硝化抑制劑、脲酶抑制劑來降低土壤中的NO3-的含量；對(duì)于施肥造成土壤的重金屬污染，可采用施用石灰、增施有機(jī)肥料、調(diào)節(jié)土壤Eh等方法降低植物對(duì)重金屬的吸收積累，還可以采用翻耕、客土和換土來去除或稀釋土壤中重金屬和其它有毒元素。為提高肥料利用率，提倡改地面淺施為開溝深施和葉面噴施，改分散追肥為重施底肥等，減少施肥次數(shù)，減少肥料流失的機(jī)會(huì)。