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土壤亚健康仍需生态管理 污染防治亟待加强

2017-05-04 16:56 出处:未知 人气: 评论(0
 
  
  剖析我国土壤污染问题,养分失衡引起土壤退化,随即导致了土壤亚健康的恶果。如何解决这个问题?还是要从源头入手,建立可持续的土壤健康管理体系。目前,包括土壤污染在内的土壤退化问题已经得到了重视,国际热点研究也显示,土壤健康管理可能是新一轮农业革命的核心。

  土壤养分失衡引起的土壤退化问题尚未引起关注

  俗话说,万物土中生,有土斯有粮,民以食为天。基辛格也曾说过,如果你控制所有的粮食,你就控制了所有人,所以土壤是人类生存的根本。第一次绿色革命取得了巨大成功,解决了全世界近70亿人的温饱问题。预计2050年世界人口将达到92亿,谷物需求还要增加46%,因此继续进行集约化农业生产是必然的选择。

  但是,这种集约化生产面临着资源和环境的巨大挑战,其中,土壤退化对粮食安全造成巨大威胁。据2011年FAO(联合国粮农组织)的评估报告,全世界高、中度退化土壤占到30%以上,轻度退化的占36%。2015年FAO的评估报告显示,中国土壤属于退化与严重退化状态,包括侵蚀、沙漠化(荒漠化)、板结、耕层变浅、污染、酸化、养分失衡、盐渍化、生物多样性减少、生物功能衰减、病害生物积累等。

  土壤污染、水土流失、盐渍化、沙漠化是人们熟知和关注的土壤退化问题,但土壤养分失衡引起的土壤退化问题尚未引起足够重视。长期以来,我们过量投入化学N(氮)、P(磷)肥料,有机肥和中微量元素肥料投入不足;加之现代农业技术使农作物产量比过去高得多,从土壤中带走的中微量元素增加;同时,长期规模化单一种植模式也造成土壤里一些中微量元素的有效性下降。由此造成N、P与中微量元素失衡,进而微生物多样性减少,种群结构失衡,从而进一步产生结构恶化以及某些化学性质的恶化。土壤的养分含量虽然很高,但由于营养失衡,使得土壤微生物多样性和活性下降,土壤养分转化能力及其肥料利用率低,赖肥性、赖药性日益增加。现在很多农产品的口感都比过去差得多。这些都是土壤亚健康的表现。

  目前,我国粮食产量水平比发达国家要低10——30%,但施肥水平远比他们高。我国的氮磷钾施肥量是美国的414%,而美国谷物单产为我国的127%。据有关资料统计,1980年至今,我国粮食总产量提高了41%,其中单产水平提高了56%,而化肥投入量增长了325%;同期德国、法国等发达国家粮食单产水平提高51——52%,化肥使用量减少31——47%。

  养分失衡导致土壤亚健康的恶果

  土壤养分失衡导致土壤亚健康,其表现为三种恶果:

  首先,养分失衡导致土壤生物活性和物质转化功能下降,活土变死土。土壤是一个活的生命体,含有丰富的细菌、真菌、原生动物、线虫和其他生物。不同土壤生物有不同的营养生态位,养分失衡就会影响微生物的生长状况。研究表明,氮肥的用量对植物根围微生物种类影响显著。高通量测序显示,不管夏季还是冬季,随着氮肥用量的增加,一些功能微生物的数量在下降,而另一些微生物在上升。国际上有关研究也发现,随着氮肥用量的增加,微生物数量、微生物的活性以及养分转化能力显著下降。养分失衡极易导致土壤连作病的显现,在健康的土壤里,微生物多样性远远大于发病土壤;在发病土壤中,病原菌的数量增加,而各种功能菌,包括固氮菌等显著下降。

  其次,养分失衡引起农作物生长不健康,容易遭受病虫害,从而加大农药用量和使用频次,造成农残问题加重。

  再次,只有健康土壤才能生产足够的和健康的食物,才能给人体带来健康。人类需要几十种矿质和必需的氨基酸等营养物质,土壤富含各种矿质元素,植物就可以合成这些氨基酸、维生素等供人类机体所需。如果土壤缺少这些元素,那么植物的合成就会受阻。因此,土壤中矿质元素的缺乏不仅会造成植物不健康,而且还进一步影响人体健康。国际上系列研究报告也显示,过分追求高产,施肥、灌溉、打农药等管理措施不当,都会导致农产品中矿质和植物化学物质等食物营养成分下降。因此,人类健康要从土壤健康抓起。

  从源头上解决养分失衡造成的土壤亚健康问题

  如何解决因养分失衡造成的亚健康问题?关键还是回到源头上,要合理施肥与土壤管理。

  FAO在2011年提出可持续的集约化土壤生态管理技术,通过营造健康的土壤,来解决集约化与资源环境的矛盾。FAO在对57个国家农业发展项目的评估中发现,通过生态系统方法提高水土资源的利用效率、减少使用杀虫剂、改善土壤健康,能使作物单产平均增加79%。

  中国科学院南京土壤研究所近10年的研究和实践也表明,通过施肥与土壤管理相结合,既考虑作物的需求,又考虑土壤生物的需求,从而营造一个健康的生态系统。这不仅可以增加产量,而且可以显著提高品质。这种土壤健康的管理方法可以使农作物的发病率从20——80%降到10%以下;可以使蔬菜、水果的产量,在减少化肥、农药投入20%的基础上,增产达20——30%以上,每亩净增效益1000——5000元。2009年至今,这一技术在江苏、河北、新疆、江西等省针对40多种经济作物,进行了大面积的技术转化应用。

  土壤养分失衡尤其是矿质元素下降造成的土壤退化,是全球性问题,国际上也在尽力解决这个问题。1992年的国际首脑峰会以后,欧洲、北美、南美、澳洲、非洲等地进行了大量试验,用天然的岩矿粉改良土壤,取得了比较好的效果。国内这方面的研究处于起步阶段,无论理论和实践,与国际上相比还有很大差距。

  土壤健康管理可能是新一轮农业革命的核心

  目前,我国水土流失、土壤污染等土壤退化问题已得到高度重视。2015年国务院印发了全国水土保持规划,2016年印发了土壤污染防治行动计划,对水土流失和土壤污染防治进行了一系列部署。农业部、环保部、国土资源部、水利部对土壤退化与治理问题高度重视,但对土壤亚健康问题尚未高度关注。

  土壤是农业生产的基础,土壤健康的管理是提高肥料、农药利用率的基础,也是发挥农作物优良品种特性的基础。国际热点研究显示,土壤健康管理有可能是新一轮农业革命的核心。

  目前我国土壤健康管理方面还存在很多问题,因此,笔者建议:

  第一,尽快组织以土壤健康为中心的全国第三次土壤普查,启动土壤健康调查的试点工作,摸清典型区土壤健康家底,建立技术规范,开展全国性的土壤普查工作。土壤健康普查与我国食物成分普查工作要结合起来。

  第二,设立土壤健康研究专项,加强有关研究,包括如何诊断土壤健康、微量元素缺乏的指标、土壤健康维护机制与原理及实用技术、土壤健康与植物健康及人体健康的关系等。

  第三,要加强各个部门之间大数据的建立,建立共享机制。

  第四,加强土壤健康科普的宣传力度。2016年12月5日为“国际土壤日”,建议将其所在周定为“土壤健康周”,举办丰富多彩的专题科普活动,广泛宣传土壤健康的重要意义,逐步提高基层干群对土壤健康保育的意识。

  第五,建立土壤健康维护的社会机制,建议采用市场机制,促进社会资本在土壤退化和土壤健康维护方面的投入。
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