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    淺析我國農植物墻種植花盆業土壤表層的生態環境 廈門寶振科技

       眾所周知,提高農業可持續發展能力,就應該關注人類生存的基本資源——土壤以及農業表層土(土壤植物營養層)。可眼下人們對耕地的高強度開發和不合理的利用,已經嚴重損害了土壤結構。2001年的環境質量公報顯示【1】,我國農業土壤的生態環境總體趨于惡化、農業生產受到嚴重影響,這種損害突出表現在以下幾個方面:

      1土壤沙化、酸化速度驚人
      從全球荒漠化的擴展速度來看,全球每年有600萬公頃的土地變為荒漠,有2100萬公頃土地因退化而不能生長作物。而在中國,從上世紀50年代至70年代的20年間荒漠增加了1500平方公里 ,80年代2100平方公里,90年代末3460平方公里,目前總面積已達267.4萬平方公里。【2】造成荒漠化的很大的原因是大量砍伐,肆意放牧,墾荒等。從歷史上的教訓來看,如在秦漢時期,隨著秦朝勢力的強大,以種植業為主的漢民族向北推移,對草原進行了大規模的屯墾,破壞了草原植被,造成了北部許多草原和綠洲沙漠化,例如:烏蘭布赫草原沙漠化、吉居延海綠洲沙漠化。【3】又如在清朝末年,由于人口達到4億多人,人均糧食不足,由此帶來清朝末年的大面積墾荒,大面積的人工植取代了自然植被,造成中國的北方草原的生態環境的惡化。現階段的我國,為了養活日益增多的人口,人們不得不在短期內最大限度的提高農業產量。結果是過度利用了土壤表層土這種“可更新”的資源。由于長期忽視了保護土壤的必要性,大量表層土被沖走,或者被風吹走,農業系統中土壤的損失則更為嚴重,每年每畝損失達到幾噸的程度。公報顯示如果是草原和森林的生態系統,一般都可以通過自然腐殖化過程自我補償。但是,由于我們大面積地破壞自然植被和森林引起的水土流失、過度放牧引起的草原退化、大面積開墾草原引起的土壤沙漠化,其創傷往往需要很長時間才能恢復,有的甚至不可逆轉然,通常是通過幾百年或幾千年才可以產生出現今我們厚厚的土壤層,而認為的行為加劇了土壤流失的速度。農業經濟學家來斯特。布朗說過,耗盡了石油儲量,文明世界還可以維持下去,可是耗盡了全世界的農業表層土,文明世界就無以為生了。這句話深刻地揭示出,如果生態環境受到破壞,那么今天的繁華都市到明天只會留下一些“荒蕪了的古神殿”。柏拉圖描述了希臘興邦初期至他所生活的時代間雅典土地所發生的變化,先前富饒的土地只剩下一付病秧秧的骨架。所有肥沃松軟的表土都被沖蝕殆盡,剩下的只有光禿裸露的骨架。當時每年滋潤土地的雨水,毫不留情的把這些光禿禿的地上土層沖到海里【4】。希臘古城中現在已經荒蕪了的古神殿,正時時刻刻提醒我們如屋頂綠化種植容器不想再經歷同樣的道路,就必須從現在開始來保護我們寶貴的農業表層土資源。
      關于我國土壤酸化的面積,已占國土面積的40%以上,比上世80年代增加了一倍多,并且在南方地區更為嚴重。盡管土壤酸化主要由酸雨引起,但是我們也應該看到由于我國大量使用化肥對土壤環境產生的酸化污染,其主要表現為氮肥特別是大量銨肥的長期大量地使用,銨離子進入土壤后在其硝化作用的過程中釋放出氫離子,使土壤逐漸酸化。銨離子能夠置換出土壤膠體微粒上起聯結作用的鈣離子,造成土壤顆粒分散,從而破壞了土壤團粒結構。大量施用氮肥,也給土壤引入了大量非主要營養成分或有毒物質,如硫銨中的硫酸根離子和氯銨中氯離子,或尿素中的有毒物質縮二脲,它們對土壤微生物的正常活動有抑制或毒害作用。土壤酸化不僅破壞土壤性質,而且會促進土壤中一些有毒有害污染物的釋放遷移或使之毒性增強,使微生物和蚯蚓等土壤生物減少,加速了土壤一些營養元素的流失。我國東北地區一些農場長期使用氮肥,表土PH值由5.0降到4.3,土壤板結普遍嚴重,有的已經喪失了農業耕種價值。【5】
      2土壤老化、土壤肥力下降
      “凡土種三五年,其力已乏”。由于我們在前幾年過多的利用化學肥料來提高農作物的產出,過度的攝取使得土壤中的微量元素減少急劇,使得農產品質量下降,造成了現今人們普遍認為的米不香、瓜不甜、果無味等。土壤老化、土壤肥力下降因素是多方面的,其表現為高產量的農作物從土壤中攜帶出的養分量與施人土壤中的養分量不協調,主要是由2個方面因素造成的。
      一、土壤表層土的侵蝕。現代農業興起以后,由于長期以來對農業生態平衡問題認識不足,沒有正確處理好發展生產和保護生態環境,開發利用資源和保護增殖資源之間的關系,造成違背生態規律,片面追求農業產量,用單一的糧食生產結構去代替多層次和復雜結構的農業系統。在人口不斷增長和耕地不斷減少的情況下,往往是盲目地毀林毀草開荒,圍湖圍海造田,結果造成了生態平衡的破壞,生態狀況日益惡化,由于毀林毀草開荒,土壤侵蝕加劇,導致的土壤養分退化和生產力降低,已成為制約土壤資源持續利用和農業生產發展的主要因素.土壤中除了N、P、K大量元素以外,還有一些常量元素(Ca、Mg、A1)和微量元素Cu、Zn、Mn、Fe等也是植物生長必需的重要部分,這些元素同時也是評價土壤質量的重要指標。當綠地被人為開墾耕種后.破壞了有機植被,導致土壤侵蝕加劇,土壤有機質和N、P、K等大量元素和微量元素養分嚴重流失,生物活性降低.因此,林區草地被人為開墾破壞后,土壤侵蝕帶來土壤養分流失,導致了生態環境演變。
      二、人們施肥的不合理。在我國,迫于人口壓力,很長一段時間以來,片面追求高能量的輸入和產出,但是由于農業耕作對象科技水平、管理水平低下,造成了農業土壤表層土質肥力的惡化。使用化學肥料可以暫時掩蓋損失掉的土肥。但是化學肥料不能代替土壤中的自然肥力。一般說來,農作物生長中必不可少的元素有氮(N)、磷(P)、鉀(K)三種以及一些。土壤里這三種元素需要我們人為的增加其含量,其余30種植物所需的微量元素如鋅、鎂等都可由土壤供給。
      而我國施肥時一般是以氮為主,磷次之,鉀最少,而農作物從土壤中吸收的養分量以鉀最多,氮次之,磷最少,在生產中,我國很少單獨施用鉀肥,施用的有機肥料中鉀素含量也比較低,鉀素養分在土壤中屋面綠化花箱入不敷出的問題日益突出【6】,同時造成土壤中的氮量元素逐年增加,磷元素不斷積累的現象。尤其在連續施用同一種類或性質相近的肥料時,農作物對肥料的選擇性吸收就造成一些養分迅速減少,另一些養分逐漸積累,加速了土壤養分不平衡。農作物的長期生產,將會使得土壤的養分平衡及比例失調更加明顯。
      另一方面,由于土壤中養分不平衡和其比例的失調,某些過剩的化肥元素大量積累在土壤表層,同時存在隨雨水沖刷流失而污染周邊的環境的危害。化肥元素大量積累對農作物生產極為不利,會造成農作物的病害,降低產量和品質。這就是我們與美國、日本等發達國家相比,農產品中各種化學成分含量偏高的原因之一。例如農產品中硝酸鹽超標主要是過量使用氮肥所致,而合理施肥、平衡施肥可大大降低硝酸鹽含量。另外,在栽培方法上運用不當,也易造成硝酸鹽累積。如催生栽培方法中,大量使用氮肥和生長激素,使得作物(特別是瓜、果、菜類)的生長期大大縮短,其中肥料中的氮素不能充分在光合作用中形成蛋白質,導致硝酸鹽大量累積在瓜果菜內。【7】
      3重金屬污染嚴重
      我國受重金屬污染的土壤面積達2000萬公頃,占總耕地面積的1/6,因工業“ 三廢”污染的農田近700萬公頃,使糧食每年減產100億公斤。有資料顯示,華南地區有的城市有50%的耕地遭受鎘、砷、汞等有毒重金屬和石油類的污染;長江三角洲地區有的城市連片農田受鎘、鉛、砷、銅、鋅等多種重金屬污染,致使10%的土壤基本喪失生產力。
      重金屬污染的危害主要是降低了作物的品質,同時也影響土壤中的微生物活動。關于重金屬對土壤系統的污染研究目前已進行得很多,作為重金屬一般不易隨水移動,不易被微生物分解,因而常在土壤中積累,含量較高時能降低土壤酶活性,使之失活。超過一定量的重金屬能抑制土壤呼吸作用的進行,能破壞參與蛋白質和核酸代謝的蛋白酶、肽酶和其它有關酶的功能,同時還能在植物體內大量富集,也會通過食物鏈進入人體中,對人體組織和器官有毒害作用,如在日本發生的著名的“骨痛病”事件。另外,據土壤一植物根際營養研究表明,土壤中的有機物質以及施用的廄肥、人糞尿和綠肥中的很多營養成分在未分解前作物是不能吸收利用的,只有變成可溶性物質,才能被作物吸收利用。完成這種功能的就是生活在土壤中的細菌,放線菌,糸狀菌等各式各樣的微生物。 例如 磷細菌微生物,能分解一些含磷有機物,為植物提供可利用的可溶性磷肥。硅酸鹽細菌能把鉀從含鉀豐富的石塊中分解出來溶解于水中,供植物吸收利用土壤污染和微生物在地球表層的物質循環實現重要的任務。植物遺體等有機物高架橋綠化容器的一大半,都是由這些土壤微生物分被解成為無機物,再被植物循環利用。所以說,如果土壤微生物失去機能的話,這個循環中斷,可以說說生態系統被破壞了。重金屬土壤污染,不僅僅只是通過污染作物和污染地下水影響人類的健康,土壤中的微生物也受到影響。在重金屬污染或土壤酸性化的土壤中,有細菌和放線菌減少,糸狀菌增加的傾向。重金屬和酸等污染物的增加打亂了土壤生態系內的微生物間相互影響構成平衡的生態系,導致土壤中微生物種類的變化,降低了土壤中有機物分解機能,為了說明真相,日本的學者服部浩之比較了土壤中的細菌,放線菌,糸狀菌的有機物分解能力。其結果如圖1,在細菌,放線菌,糸狀菌中,接種放線菌時氨生成量多,糸狀菌的生成量不超過放線菌的1/5左右。這個結果可以顯示菌群分解有機物活性的不同,重金屬和酸性化導致土壤中微生物種類的變化,暗示著對有機物的分解機能發生變化。實際上,向土壤添加各種濃度的重金屬,調查看看微生物數量、土壤的有機物分解量,就能確認放線菌數量的減少和有機物分解量的減少相對應,。這樣地,土壤污染是通過對土壤微生物的影響,從而影響到其有機物的分解機能【8】。關于重金速污染物影響微生物的未知點很多。我們有待于將來進一步討論。
      4農藥污染觸目驚心
      我國是發展中的農業大國、屋面綠化種植模塊人口大國,也是農藥生產和使用大國。近年來我國農藥總施用量達130余萬噸(成藥),平均每畝施用接近1公斤,比發達國家高出一倍。并且在土壤中的殘留農藥量一般高達為50%~60%。大量農藥的大面積噴灑對土壤的污染可以看作是一種 “面源污染&rdquo屋頂種植模塊;。同時大多隨地表徑流來污染地下水和地表水。
      農藥進人土壤的途徑主要是農藥直接進入土壤 (如使用除草劑、拌種劑和防治地下害蟲的殺蟲劑)和間接進入土壤的(如防治病、蟲、草害噴灑于農田的各類農藥,有相當部分落入土壤表面;農藥隨大氣沉降、灌溉水和動植物殘體而進入土壤)。【9】
      農藥對農業生態環境污染的原因,從歷史原因來看,主要是我國以前使用的農藥都是廣譜,殺滅性強、持效期長的品種,尚未重視其對生態環境的影響。在管理方面側重對農藥質量及藥效的監督。缺少農藥安全性評價,缺少對農藥毒性的監測系統。由于對農藥毒性了解和監督不夠,造成高毒、高殘留的農藥如六六六的使用量長期占我國農藥總量60%以上。嚴重污染土壤農業生態環境。另外由于有些農民環保意識差,農藥使用不當,在使用技術上單純追求殺蟲、殺菌、殺草效果,擅自提高農藥使用濃度,甚至提高到規定濃度的兩三倍,大量過剩的農藥導致直接接納農藥和間接接納植物殘體的耕種表面土層中農藥大量蓄積,形成一種隱形的危害。同時在土壤中殘留期長的農藥殘留物質對后茬作物也造成污染。如80年代使用的六六六現在仍可在土壤中測定出來。這些農藥將直接污染土壤和作物,還會通過食物鏈進入人體,導致人體生理過程的致命惡變。【10】
      總結
      1975年《美國農業研究計劃書》比較明顯地反映了美國農業在環境和能源壓力面前的新變化。該計劃書指出:“改造農業技術是世界大幅度提高糧食產量的唯一途徑。重點應放在提高可更新資源的產品產量上,增加可更新資源對食物、飲料和工業的生產力,應成為國家的首要任務。農業研究上要求投入不可更新的資源最少,而獲得的產量最多。”日本科學家也提出了要改變偏重于“無機農業”的做法,而轉向“有機農業”的發展,以防止可更新的土壤耕種表層土轉變為不可更新的資源。作為對策,我國在保護農業土壤資源方面也應當努力做到以下幾點。
      1、針對我國土地資源比較嚴峻的現狀,嚴格保護現有耕地,保護土地資源和土壤肥力。為此必須發揚和堅持我國農業注重精耕細作、注重實施農家肥的優良傳統,改善土壤的物理性質,增強保水保肥。
      2、走可持續發展的道路,發展生態農業。自古以來,我國就有許多優良傳統和生產經驗符合生態農業的原則。如《沈氏農書》把養豬、釀酒、種莊稼聯系到一起,指出: “相繼而生成,相資以利用”,這正是我們所強調的物質的循環利用、重復利用,以促使經濟效益不斷增長。在當今我們更要大量地發展生態農業,盡管有時會與經濟效益相抵觸。
      3、加強水土保護,植樹種草,提高森林和植被的覆蓋率,促進我國農業向良性發展。實施退耕還林、退耕還草工程,改善生態環境,有效遏制狂風暴雨和徑流對地面的沖刷,緩和風雨侵蝕。特別要在山區坡耕地和梯臺地中大量種植,固土護坡護埂,防止水土流失。
      4、積極發展農業新技術,科學種田,提高生產力水平。我國的人口壓力下,作為提高糧食產量的途徑之一就是發展農業新技術,提高農民的科學生產技術,科學平衡施肥,科學地增加和補充中、微量元素。
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