耕地土壤污染与应对栽培措施

1、耕地土壤污染主要体现与栽培对策摘要：我国土壤污染已越来越严重。尤其是耕地土壤，严重时将导致作物的减产，对土壤环境和微生物都有很大的影响。本文着重介绍了我国耕地土壤污染的现状，包括：农药污染、化肥污染、重金属污染、农田残膜及禽畜粪对农田环境的污染。分析了五种主要污染源的成因，对作物、人体或者生态环境的危害，以及相应的栽培措施。关键词：耕地污染；栽培措施；重金属；化肥；农药0 引言 土地污染是指土地因受到采矿或工业废弃物或农用化学物质的侵入，恶化了土壤原有的理化性状，使土地生产潜力减退、产品质量恶化并对人类和环境造成危害的现象和过程。土壤污染的类型、特点、危害与机理土壤污染类型有化学污染、物理污染

2、和生物污染，又以化学污染最为普遍、严重和复杂1。伴随人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废弃物、化肥、农药、工业废水等不断向土地表面堆放和倾倒，不仅导致耕地数量减少，而且造成耕地污染，污染程度不断加剧，耕地质量下降，并通过粮食、蔬菜甚至空气、水资源等影响人体健康，成为制约中国耕地保护、生态环境保护以及公众健康的重要原因2。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm，约占耕地总面积的1/5，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万3，据统计,我国农药施用面积达2.8亿公顷以上,年施用量5060万吨4。由于农药利用率极低,只有10%20%为植物吸附,50%60%残留于土壤中,又因

3、我国农药结构单一,农药产品中杀虫剂占70%,有机磷又占70%,造成农药污染农田达87107万公顷。粮食作物地膜覆盖栽培普遍增产30%左右,经济作物增产2060%5。农用地膜已成为继化肥、农药之后的第三大农业生产资料。塑料在自然条件下很难降解,可残存200年以上6。20世纪80年代以来，我国化肥施用量与日俱增，2010年达到5545万吨，是1980年用量的4.4倍。目前，我国是世界第一大化肥使用国，化肥用量占世界总用量的30%以上，单位面积用量也超过欧洲平均水平7。因此，我国耕地土壤污染严重，又是农业大国同时人口众多，为了保证粮食的安全与产量，明确耕地土壤污染对土壤、作物、人体以及生态环境的影响

4、具有深刻的意义，以便更好的解决耕地污染，保证作物的产量，对社会安全稳定也具有重要意义。1 化肥污染1.1 化肥污染的成因1.1.1施肥方法和肥料结构不合理（1） 有机肥投入不到位（2） 化肥品种选择不合理，养分单一，营养不平衡（3） 中微量元素未得到补充（4）施肥方法不科学，肥效降低1.1.2农户施肥水平不高（1） 有机肥用量不足（2） 追求产量盲目增加氮肥用量（3）受到农资市场价格和种植效益等综合影响，习惯、经验施肥现象普遍1.2 化肥污染的危害1.2.1 化肥污染对土壤的危害 我国以氮肥为主，缺少磷钾肥和有机肥，会降低微生物数量和活性。作物吸收NH4+同时会释放H+，导致土壤酸化，特别是南

5、方地区。土壤酸化增加了土壤重金属与有毒元素的有效性，易于迁移而被农作物吸收，进入食物链逐级累积，最终危害人体健康。同时还会破坏土壤结构，降低盐基饱和度，使作物出现营养元素缺乏症。长期过量、不合理使用，复种指数过高，导致物理，化学，生物特性退化，同时加快有机质分解，使得土壤营养元素比例失调，降低微生物的数量及微生物活性，不同肥料对微生物活性有很大影响。磷肥中Cd、Hg、As、Zn含量较高，会造成重金属污染，利用废酸生产的磷肥还含有三氯乙醛，对农作物产生危害8。1.2.2 化肥污染对水体的危害在农业生产中大量施用化肥,使氮、磷等营养元素很容易进入水体,造成水体人为富营养化。比如,不根据土壤养分和作

6、物需要,大量施用氮肥,过剩氮素将随农田排水进入河流湖泊;旱田因地面坡度、施肥后进行强烈灌溉或遇雨水冲刷,会使氮素随地表径流而损失;水田施用氨水、硫酸铵等铵态氮肥后,过早排水,也使氮素随排水进入水源,导致水中营养物含量增加9。1.2.3 化肥污染对大气的危害随着化肥的大量施用,大气中氮氧化物含量不断增加。首先,氮肥在施于农田的过程中,会发生氨的气态损失。其次,有相当数量的氮肥是直接从土壤表面挥发成氨气、氮氧化物气体进入大气中。一般表施硫铵3天后损失氮素7%,硫酸氢铵损失10%,还有相当一部分以有机或无机氮形态的硝酸盐进入土壤,在土壤微生物反硝化细菌作用下,会以难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物还原

7、成亚硝酸盐,同时转化生成氮和氮氧化物-氧化二氮进入大气,使空气质量变坏10。1.3 化肥污染栽培措施（1）提供合适的供肥结构，提高化肥利用率。N、P、K比例及微量元素平衡，如硼、钼可增加氮的吸收（2）推广测土施肥技术，减少化肥用量。提高化肥利用率，减少流失而造成水体污染；使用缓控释肥，绿色肥料（农家肥、堆肥、绿肥等）（3）加大有机肥施用量，配合使用化肥。增加有机质含量，改善土壤板结和酸化，抑制重金属移动性，有机肥氮磷释放缓慢，化肥可以提供速效养分（4）根据不同土壤特性，选择不同肥料品种和选择合理施肥方式。如铵态氮肥不宜在碱性土壤中施用，减少氨挥发，并且应该深施，增加土壤对其吸附（5）调整种植结

8、构，推广谷豆轮作，减少氮肥使用量（6）配合使用微生物肥料。如固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料；2 农用地膜污染 农用地膜具有良好的作用。可以保温、保湿,提高成活率,促进土壤养分的分解。应用地膜覆盖,土壤的温度和湿度增高,有利于早生快发,促进了植株的生长发育。覆膜比不覆膜的农田作物发育期一般缩短一周左右。地膜覆盖可以抑制杂草生长。但农用地膜长期暴露于空气、阳光下,不断老化、易破碎,作物收获后很难整片回收,大部分的碎片被耕翻在耕作层内，导致耕地土壤严重污染。2.1 农用地膜污染的危害 残留农膜对作物生长及产量的影响。农用地膜残留于土壤中,降低土壤渗透性和保水能力，残留累计会破坏土壤通透性，降低孔

9、隙度，阻碍水分的运动，降低含水量从而影响作物的生长发育及产量。土壤中的残膜对植物的根系有明显的影响,残留量越大,根系下扎越浅,分布范围越小;如果残留量过大,还会造成旱象,呈现出叶子的皱缩、萎蔫。残膜影响作物的根系生长发育,从而影响叶宽、茎粗及株高等,导致干物质的积累受阻,使作物的产量下降。地膜焚烧造成大气污染，尤其是二噁英，具有脂溶性，容易在生物体内累积。2.2 农用地膜污染应对措施 残膜回收就是将已经用过的农膜从田间清理回收,把覆膜种植技术与残膜回收技术相结合,这是防治残膜污染的关键。残膜回收根据农作物生产期的不同,可分为作物收后收膜、作物苗期收膜和耕整地收膜。每年春耕播种时节,是最好的废旧

10、地膜回收时机,各级政府应把此项工作当做一件大事来抓,在耙地、整地时,动员广大农民群众尽心尽责将历年的残膜清理出来。合理化的农艺种植与先进适用的机械化残膜回收技术的应用,是解决回收残膜、治理白色污染的有效途径。由于人工回收残膜难度大、劳动强度大、效率低,不能大面积回收,而且只能捡拾地表看得见的残膜,地表下的残膜无法捡拾,在成本较高的降解地膜没有被广泛使用的前提下,必须采用机械回收的方法11。加大回收力度，并加强农用地膜资源化利用，比如再生塑料和燃料气技术；推广适时揭膜，根据不同作物筛选出最佳揭膜时间；研制并推广可降解塑料薄膜，如可光降解和微生物降解的塑料薄膜。3 农药污染 由于我国大部分地区农药

11、产品老化、剂型单一、质量低劣,加上农药施用比例不合理和一些经济作物农药施用频繁、超量,对土壤、地表水、地下水造成污染,并进一步进入食物链,对环境生物和人类自身健康造成威胁.农药的污染和危害还在于连续使用农药可引起环境的适应性演变.害虫有适应性,土壤微生物、细菌、无脊椎动物都有适应性123.1 农药污染的危害 影响生物存活。土壤农药污染既可直接毒害动植物,也可通过生物富集,或食物链传递而间接危害生物。土壤农药污染对微生物活性影响的表现为抑制细菌、放线菌和固氮菌群的生长,刺激真菌代谢使土壤呼吸等作用增强,对土壤微生物的影响则随着浓度、强度和时间而异13，影响环境。土壤是一个开放系统,与周围环境因子

12、形成密切的联系,土壤受到农药污染必然会引起环境连锁变化。土壤农药污染会因降雨形成的径(渗)流而污染水体,导致水生生物罹难,或以挥(蒸)发形式弥漫于大气中,使陆生生物受害。影响人体健康。农药对人体健康的危害较大,会干扰信息传递,破坏体内酶系和免疫系统,阻碍器官正常功能的发挥,可对生殖系统产生不良影响,导致胎儿畸形。长期污染的土壤会出现明显的酸化，土壤养分随污染加重而减少，孔隙度变小，造成土壤板结；作物容易吸收水溶性的农药，降低农场品的质量，产品的农药残留也会危害人体的健康，二次药害，高残留及高效农药会对下一茬的敏感作物产生毒害；在土壤中进行分解或氧化产生更毒的降解产物14。3.2农药污染的栽培措

13、施3.2.1合理选择农药（1）禁止生产和使用剧毒性农药，使用高效低毒且易降解的农药，如拟除虫菊酯类农药，不使用“三致”农药（2）使用植物性农药，如苦参碱、除虫菊素、鱼藤酮等（3）微生物农药：包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等，如苏云金杆菌制剂3.2.2 合理使用农药（1）不同类作物使用不同农药，作物对农药的抗性不同，污染难易程度也不同，如粮、棉、油等作物还允许某些高毒农药，但蔬菜、烟草，果树等严禁使用（2）改善农药施用技术，提高药效，降低药量，如低量喷雾技术，量小均匀（3）选择抗性作物品种或培育壮苗提高作物抗逆能力，减少农药的使用4重金属污染 4.1 来源 土壤重金属污染的来源，认为污水灌溉、金属矿

14、场废弃物、交通运输等是土壤重金属元素的主要来源，Cd、Hg、Cr、As、Pb，Cu和Zn在浓度超过作物安全阀值时，通常也被列入重金属污染元素；来源主要是近地表大气灰尘、灌溉水、化肥，Cd、Zn迁移能力强，易吸收和向地上部迁移；As、Pb易在植物根部富集（土壤对重金属的吸附特性）；酸性条件下有效态含量增加。重金属在土壤中不能为微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康。农药、化肥、地膜、畜禽粪便和污泥堆肥产品等农用物质的不合理施用，可导致农田重金属污染15-16

15、。4.2 重金属污染的危害 重金属在土壤中不能为微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康。（1）对植物的危害：积累一定浓度时，会抑制植物的光合作用，呼吸作用和新陈代谢，降低产量。如Cd会抑制作物叶绿素合成，加强叶绿素分解酶活性；As破坏叶绿素和根的吸收功能，阻碍水分养分的吸收（2）对人体的危害：正三价的砷，俗称砒霜，毒性大，无机砷在生物体可发生甲基化，生成毒性更大的三甲基砷；Pb中毒会对神经、造血、循环和消化系统产生危害；Hg中毒会破坏中枢神经，使肢体瘫痪。（

16、3）对土壤的危害：抑制或杀死土壤微生物，不利于土壤呼吸，影响土壤动物，如蚯蚓。4.3 重金属污染的栽培措施（1）选择重金属耐性较高的作物品种。如耐Cd作物，油菜、花生和甘蔗对Cd生理耐性强，籽粒富集，产品中存留量低（种子油，蔗糖），残渣以污染物处理；棉花、红麻和蚕桑耐性较好，产品污染小，不易进入食物链对人体造成危害（2）在酸性土壤中，配合施用石灰，提高土壤pH值，降低重金属元素的有效态含量。如提高pH使镉 、锌、 铜 、汞等形成氢氧化物沉淀，从而降低它们在土壤中的浓度，减少对植物的危害（3）增施有机肥，既可增加养分，又可以改善理化性质，提高自净能力。增加土壤胶体对其的吸附能力，腐殖质可络合污染

17、物质，钝化污染物的能力，从而减弱其对植物的毒害（4）调控土壤氧化还原条件。通过土壤水分管理和耕作措施实现，如水田淹水， 降低Eh,许多重金属离子生成难溶性的硫化物而降低其毒性。5 禽畜粪污染随着集约化、规模化养殖场数量的提高，农业种植肥料也从农家肥改成化肥，附近农业区无法消纳，加上利益经营，无力投资无害化处理，直接排放导致农村的面状污染。主要是滋生病原菌而导致污染，且主要来源于散养户集中区，小规模养殖场。5.1 禽畜粪污染的危害5.1.1 对水体的危害 在禽畜粪便堆放或流经的地点,有大量高浓度粪便水渗入土壤,可造成植物一时疯长,或使植物根系受损伤,乃至引起植物死亡。粪便水渗入地下,会使地下水中

18、硝态氮、硬度和细菌总数都严重超标。大量禽畜粪便直接或随雨水流入水体,使水体严重富营养化,水质腐败,水生生物死亡。据测定,当禽畜粪便污水流入池塘而使水中氨含量达到或超过0.2mg/L时,就会对鱼产生毒性17。5.1.2 对大气的污染 刚排的禽畜粪便含有NH3、H2S和胺等有害气体,在未能及时清除或清除后不能及时处理时臭味成倍增加,产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及低级脂肪酸等恶臭气体18。5.1.3 对作物的危害 病原菌随着污水灌溉间接造成土壤污染，进食被污染的瓜果，可能会引起细菌和病毒性疾病。一些致病细菌能引起番茄、茄子、马铃薯、姜等的青枯病；胡萝卜的软腐病。有的饲料中含有重金属元素，

19、也会增加重金属污染的风险5.2 禽畜粪污染应对措施 清洁生产，源头控制。通过科学合理的饲料配方，养殖技术实现。饲料配方原则是最大限度的提高营养物质的消化利用，减少排放量以及其中所含的磷和重金属元素资源最大化和污染物排放最小化。其中富含有机质和氮、磷、钾，是一种良好的肥料资源。施人土壤后,能有效改良土壤,提升土壤肥力,增加土壤营养成分,促进农作物的生长发育。但是,禽畜粪污如果不经过有效处理,即可施人土壤后,轻的可导致作物烧苗、招致蝇蛆,危害到作物的长势。重者,可导致土壤板结,影响土壤质量,造成作物死亡。由此,就禽畜粪污做有效处理,在作有机肥源处理是相当有必要的。现阶段,堆肥是有效处理各类有机废弃

20、物的有效措施。通过堆肥,可将禽畜粪便有效转化为可供作物吸收的有机肥源,通过堆肥的禽畜粪便,经施肥于土壤后,可有效改善土壤结构,提升土壤功能,增加土壤的有机质,更有利于作物增产19。采用合理的工艺技术，满足排放要求。根据不同禽畜种类养殖规模，选择不同工艺。参考文献1谭祥国浅析土壤污染的危害与治理J职业技术，2009(10)：832 王 静，林春野，陈瑜琦等.中国村镇耕地污染现状、原因及对策分析J.中 国 土 地 科学.第26卷，第26期3李雪林，张晓燕中国1/5耕地受中国金属污染 土壤污染法正酝酿J资源与人居 环境，2010(5):504 马国兰,柏连阳,刘占山.2005.土壤-植物系统中农药污

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