背景简述
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础,其健康状况对农产品的数量和质量影响巨大,进而通过生产的食物直接影响到人类健康。联合国粮农组织(FAO)将土壤健康定义为“土壤作为一个生命系统,维持陆地生态系统生产力、多样性和环境服务的能力”。
我国人均耕地少,耕地负担重,连续的高投入和高产出造成了诸多土壤健康方面的问题,农业可持续发展正面临巨大挑战。而土壤健康作为农业发展的基石,对于绿色农业发展至关重要。生态化、高效化、功能化作物营养的合理施用对土壤健康将起到一定的改善作用。
多年来,持续耕作和连年高投入高产出致使中国土壤状况变化较大,总体趋势是土壤受损越来越严重,梳理土壤健康现状,找出问题所在,至关重要。
我国土壤健康现状概述
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有机质呈下降趋势
有机质在土壤中的含量很少,理想的有机质含量约为5%左右,有机质含量丰富的土壤往往透水透气性好、供肥能力强、不容易出现板结以及盐渍化的情况。在一定范围内,有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关；土壤中有机质含量对于作物的产量也有着很大的联系。
调查显示,中国大多数土地的有机质含量为0.7%-1.2%,并继续呈下降趋势,东北地区“黑土地”的有机质含量也仅有3%左右,与5%的理想值差距较大。
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微生物菌群失衡现象增多
微生物对农田的作用尤为重要,杂草、作物的枯叶、杂草的烂根以及施入土壤中的粪便都需要微生物才可以腐烂分解,释放出养分,形成腐殖质,进而提高土壤肥力,改善土壤结构。
目前,由于施肥施药不当等问题,造成土壤中的微生物菌群失衡现象越来越严重,不利于降解土壤中的有机污染物、降低农残。据调查,30年来我国土壤有益线虫数量从3000-5000条/公斤下降到500条/公斤；蚯蚓数量急剧减少,当初每公斤耕地土壤有10克蚯蚓,而现在很难在不施用有机肥的耕地土壤上找到踪影。
土壤微生物区系失调,土壤对干旱、重金属污染、养分缺乏等胁迫因子的缓冲作用下降。土壤微生物群落由高肥力“细菌型”向低肥力或病害“真菌型”转化,土壤自身调控能力减弱,土传病害频发。
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微量元素缺乏
作物优质高产需要平衡施肥,在施用大量元素的同时,也需要不同种类的中微量元素,如果土壤中缺乏某一种或几种中微量元素,按照木桶原理,即使有足够的大量元素,作物仍不能达到目标产量和理想质量。几十年来,中国重视大量元素肥料、轻视中微量元素肥料现象一直存在,致使目前许多土壤健康问题突出。
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酸碱调节能力变差
土壤酸化,实际上是一种土地退化的表现,简单的说,就是自然环境和人为因素,所造成的土壤pH值下降、土壤酸性增加(呈强酸性或极强酸性)的现象。土壤自然酸化过程十分缓慢,而人为因素造成的酸化速度十分快。
部分偏中南部省份如江西、湖南、重庆、广东、福建等省市酸化现象加剧。在酸性的土壤中,土壤中的磷酸容易和铁、铝结合成不溶物而被固定,影响作物对磷的吸收；钾、钙等元素易被过多的氢离子取代而流失掉。另外,酸性土壤中铜、锌、锰、硼等微量元素溶解性增加,如果施用过多微量元素肥料,那么很可能使农作物受到危害。
相反,众多偏中北部省份如河北、河南、江苏、山东、内蒙古自治区等省区碱性土壤增加。在碱性土壤中,水溶性磷酸根易与钙结合成难溶的磷酸钙,降低肥效；还会固定铁、锌等元素,影响作物的吸收。
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盐渍化面积增加
持续向土壤中施加过量化肥,残留在土壤中的化肥会导致土壤全盐含量升高。土壤中全盐含量达到一定范围之后,土壤便会有盐渍化的趋向,并将直接影响作物根系的生长。
西北次生盐渍化问题突出,主要原因是降水少、蒸发量大,水去盐留,耕地土壤盐分不断积累。据统计,西北地区农用地盐渍化面积3亿亩,约占全国盐渍化面积的60%。其中,因灌溉方式不当导致耕地土壤次生盐渍化面积2100万亩,占全国次生盐渍化面积70%。土壤盐渍化导致农业综合生产能力下降,影响农作物生长,同时极易引发土地荒漠化、沙尘暴等生态问题。
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有害物质累积
土壤中既有各种养分、有益微生物,也有很多有害物质,例如重金属污染、有机物污染(除草剂、抗生素、农药)、放射性污染等,这些物质大量积累在土壤中,会对作物产生危害,影响作物生长。
据全国污染源普查,目前中国受污染耕地1.5亿亩,污水灌溉3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,受污染耕地占总耕地面积的10%以上。每年造成粮食减产1000多万吨,直接经济损失200多亿元。
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分区域土壤状况各异
东北黑土区有机质大幅下降。主要由过度开发、掠夺式经营、水土流失、重用轻养所致。据统计,东北平原耕地黑土层已由开垦初期的80-100厘米下降到目前的20-30厘米；吉林省黑土腐殖质层厚度小于20厘米的面积占黑土总面积的14%。农业部监测结果表明,东北黑土区土壤有机质含量为26.7克/公斤,与第二次土壤普查比减少了12克/公斤,降幅31%。
南方和东部土壤酸化加剧,主要是由酸雨发生面积增加、过量施用氮肥所致。农田土壤酸碱度30年下降0.8个单位。测土配方施肥数据显示,南方14省(区、市)土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%,小于5.5的由20%扩大到40%,小于4.5的由1%扩大到4%。
另外,华北及东北耕层变浅、西北次生盐渍化、保护地土传病害等趋势明显。
土壤健康改善路径
土壤在种植过程中起着重要作用,提高产量和品质,预防病虫害都需要从土壤做起,作物的养分80%来源于土壤,作物病害90%来源于土壤。土壤健康,根系才健康,根系健康作物才能健康。深翻土壤,让表层土壤得到休养生息,打破犁底层,为根系生长提供一个透气舒适的土壤环境是土壤健康的基础。避免重茬连作,采取轮耕和休耕可有效抑制枯萎病、根腐病、青枯病等频发,并可减少死苗率,也是种植业常识。从植物营养角度分析,以下几点值得关注：
增施有机肥和菌剂优化土壤。微生物菌在分解有机质的过程中产生大量生长素和抗生素,保护作物根系健康,供给作物全面营养元素,同时在繁殖和分解有机质的过程中使土壤疏松透气健康。
避免频繁用药和过量使用化肥。频繁使用杀菌剂和杀虫剂,不仅不能解决病虫害问题,还破坏生态环境,伤害到天敌,一旦药剂产生抗性失去效果,对种植业将是毁灭性的打击。酸化严重的田块要停止使用化学肥料,增施有机肥,等土壤恢复健康再适量使用复合肥。
土壤调理至关重要。长期过量施肥施药、作物持续高产等因素带来的土壤酸化、盐渍化、重金属超标、有机质下降等现象,通过各类土壤调理剂的调理或修复,能够有效提高土壤健康状况。
化信观点
“藏粮于地、藏粮于技”是中国农业发展战略,而“藏粮于地”的前提是保护好耕地,让土壤健康。作物营养与土壤健康息息相关,作物营养种类、施用量及施用方法均可影响土壤健康。针对作物营养企业有如下建议：
微生物在有机物分解、营养循环、土壤团聚甚至病原体控制等生态过程中发挥着关键作用。土壤微生物多样性通过在地下的复杂相互作用可有助于抑制致病的土壤生物,并可能抑制病原体的生长或存留。植物营养经营者应针对各种土壤状况,开发多样性的微生物产品,如生物肥料、生物农药以改善土壤生物性状。
配制生物有机无机相结合的肥料,提高土壤物理化学特性。例如,可大大提高有机肥的使用比例,提高土壤有机质含量,使土壤疏松,并改善土壤物理性状。生物有机无机相结合、大中微量元素合理施用,可有效缓解土壤养分过剩和不匀衡问题,从而提高土壤物理化学特性。
针对各区域不同土壤健康状况,提供具有不同功能的土壤调理剂。如酸性土壤调理剂、改良盐碱土壤调理剂、抗寒抗旱抗重茬土壤调理剂、螯合重金属土壤调理剂等。并通过提供综合解决方案,指导种植户修复受损土壤,还土壤健康,从而推进可持续农业的健康发展。