耕地土壤污染與應(yīng)對栽培措施

1、耕地土壤污染主要體現(xiàn)與栽培對策摘要：我國土壤污染已越來越嚴重。尤其是耕地土壤，嚴重時將導(dǎo)致作物的減產(chǎn)，對土壤環(huán)境和微生物都有很大的影響。本文著重介紹了我國耕地土壤污染的現(xiàn)狀，包括：農(nóng)藥污染、化肥污染、重金屬污染、農(nóng)田殘膜及禽畜糞對農(nóng)田環(huán)境的污染。分析了五種主要污染源的成因，對作物、人體或者生態(tài)環(huán)境的危害，以及相應(yīng)的栽培措施。關(guān)鍵詞：耕地污染；栽培措施；重金屬；化肥；農(nóng)藥0 引言 土地污染是指土地因受到采礦或工業(yè)廢棄物或農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的侵入，惡化了土壤原有的理化性狀，使土地生產(chǎn)潛力減退、產(chǎn)品質(zhì)量惡化并對人類和環(huán)境造成危害的現(xiàn)象和過程。土壤污染的類型、特點、危害與機理土壤污染類型有化學(xué)污染、物理污染

2、和生物污染，又以化學(xué)污染最為普遍、嚴重和復(fù)雜1。伴隨人口急劇增長，工業(yè)迅猛發(fā)展，固體廢棄物、化肥、農(nóng)藥、工業(yè)廢水等不斷向土地表面堆放和傾倒，不僅導(dǎo)致耕地數(shù)量減少，而且造成耕地污染，污染程度不斷加劇，耕地質(zhì)量下降，并通過糧食、蔬菜甚至空氣、水資源等影響人體健康，成為制約中國耕地保護、生態(tài)環(huán)境保護以及公眾健康的重要原因2。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近2000萬hm，約占耕地總面積的1/5，全國每年因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬3，據(jù)統(tǒng)計,我國農(nóng)藥施用面積達2.8億公頃以上,年施用量5060萬噸4。由于農(nóng)藥利用率極低,只有10%20%為植物吸附,50%60%殘留于土壤中,又因

3、我國農(nóng)藥結(jié)構(gòu)單一,農(nóng)藥產(chǎn)品中殺蟲劑占70%,有機磷又占70%,造成農(nóng)藥污染農(nóng)田達87107萬公頃。糧食作物地膜覆蓋栽培普遍增產(chǎn)30%左右,經(jīng)濟作物增產(chǎn)2060%5。農(nóng)用地膜已成為繼化肥、農(nóng)藥之后的第三大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。塑料在自然條件下很難降解,可殘存200年以上6。20世紀80年代以來，我國化肥施用量與日俱增，2010年達到5545萬噸，是1980年用量的4.4倍。目前，我國是世界第一大化肥使用國，化肥用量占世界總用量的30%以上，單位面積用量也超過歐洲平均水平7。因此，我國耕地土壤污染嚴重，又是農(nóng)業(yè)大國同時人口眾多，為了保證糧食的安全與產(chǎn)量，明確耕地土壤污染對土壤、作物、人體以及生態(tài)環(huán)境的影響

4、具有深刻的意義，以便更好的解決耕地污染，保證作物的產(chǎn)量，對社會安全穩(wěn)定也具有重要意義。1 化肥污染1.1 化肥污染的成因1.1.1施肥方法和肥料結(jié)構(gòu)不合理（1） 有機肥投入不到位（2） 化肥品種選擇不合理，養(yǎng)分單一，營養(yǎng)不平衡（3） 中微量元素未得到補充（4）施肥方法不科學(xué)，肥效降低1.1.2農(nóng)戶施肥水平不高（1） 有機肥用量不足（2） 追求產(chǎn)量盲目增加氮肥用量（3）受到農(nóng)資市場價格和種植效益等綜合影響，習(xí)慣、經(jīng)驗施肥現(xiàn)象普遍1.2 化肥污染的危害1.2.1 化肥污染對土壤的危害 我國以氮肥為主，缺少磷鉀肥和有機肥，會降低微生物數(shù)量和活性。作物吸收NH4+同時會釋放H+，導(dǎo)致土壤酸化，特別是南

5、方地區(qū)。土壤酸化增加了土壤重金屬與有毒元素的有效性，易于遷移而被農(nóng)作物吸收，進入食物鏈逐級累積，最終危害人體健康。同時還會破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低鹽基飽和度，使作物出現(xiàn)營養(yǎng)元素缺乏癥。長期過量、不合理使用，復(fù)種指數(shù)過高，導(dǎo)致物理，化學(xué)，生物特性退化，同時加快有機質(zhì)分解，使得土壤營養(yǎng)元素比例失調(diào)，降低微生物的數(shù)量及微生物活性，不同肥料對微生物活性有很大影響。磷肥中Cd、Hg、As、Zn含量較高，會造成重金屬污染，利用廢酸生產(chǎn)的磷肥還含有三氯乙醛，對農(nóng)作物產(chǎn)生危害8。1.2.2 化肥污染對水體的危害在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用化肥,使氮、磷等營養(yǎng)元素很容易進入水體,造成水體人為富營養(yǎng)化。比如,不根據(jù)土壤養(yǎng)分和作

6、物需要,大量施用氮肥,過剩氮素將隨農(nóng)田排水進入河流湖泊;旱田因地面坡度、施肥后進行強烈灌溉或遇雨水沖刷,會使氮素隨地表徑流而損失;水田施用氨水、硫酸銨等銨態(tài)氮肥后,過早排水,也使氮素隨排水進入水源,導(dǎo)致水中營養(yǎng)物含量增加9。1.2.3 化肥污染對大氣的危害隨著化肥的大量施用,大氣中氮氧化物含量不斷增加。首先,氮肥在施于農(nóng)田的過程中,會發(fā)生氨的氣態(tài)損失。其次,有相當數(shù)量的氮肥是直接從土壤表面揮發(fā)成氨氣、氮氧化物氣體進入大氣中。一般表施硫銨3天后損失氮素7%,硫酸氫銨損失10%,還有相當一部分以有機或無機氮形態(tài)的硝酸鹽進入土壤,在土壤微生物反硝化細菌作用下,會以難溶態(tài)、吸附態(tài)和水溶態(tài)的氮化合物還原

7、成亞硝酸鹽,同時轉(zhuǎn)化生成氮和氮氧化物-氧化二氮進入大氣,使空氣質(zhì)量變壞10。1.3 化肥污染栽培措施（1）提供合適的供肥結(jié)構(gòu)，提高化肥利用率。N、P、K比例及微量元素平衡，如硼、鉬可增加氮的吸收（2）推廣測土施肥技術(shù)，減少化肥用量。提高化肥利用率，減少流失而造成水體污染；使用緩控釋肥，綠色肥料（農(nóng)家肥、堆肥、綠肥等）（3）加大有機肥施用量，配合使用化肥。增加有機質(zhì)含量，改善土壤板結(jié)和酸化，抑制重金屬移動性，有機肥氮磷釋放緩慢，化肥可以提供速效養(yǎng)分（4）根據(jù)不同土壤特性，選擇不同肥料品種和選擇合理施肥方式。如銨態(tài)氮肥不宜在堿性土壤中施用，減少氨揮發(fā)，并且應(yīng)該深施，增加土壤對其吸附（5）調(diào)整種植結(jié)

8、構(gòu)，推廣谷豆輪作，減少氮肥使用量（6）配合使用微生物肥料。如固氮菌肥料、磷細菌肥料、鉀細菌肥料；2 農(nóng)用地膜污染 農(nóng)用地膜具有良好的作用?？梢员亍⒈?提高成活率,促進土壤養(yǎng)分的分解。應(yīng)用地膜覆蓋,土壤的溫度和濕度增高,有利于早生快發(fā),促進了植株的生長發(fā)育。覆膜比不覆膜的農(nóng)田作物發(fā)育期一般縮短一周左右。地膜覆蓋可以抑制雜草生長。但農(nóng)用地膜長期暴露于空氣、陽光下,不斷老化、易破碎,作物收獲后很難整片回收,大部分的碎片被耕翻在耕作層內(nèi)，導(dǎo)致耕地土壤嚴重污染。2.1 農(nóng)用地膜污染的危害 殘留農(nóng)膜對作物生長及產(chǎn)量的影響。農(nóng)用地膜殘留于土壤中,降低土壤滲透性和保水能力，殘留累計會破壞土壤通透性，降低孔

9、隙度，阻礙水分的運動，降低含水量從而影響作物的生長發(fā)育及產(chǎn)量。土壤中的殘膜對植物的根系有明顯的影響,殘留量越大,根系下扎越淺,分布范圍越小;如果殘留量過大,還會造成旱象,呈現(xiàn)出葉子的皺縮、萎蔫。殘膜影響作物的根系生長發(fā)育,從而影響葉寬、莖粗及株高等,導(dǎo)致干物質(zhì)的積累受阻,使作物的產(chǎn)量下降。地膜焚燒造成大氣污染，尤其是二噁英，具有脂溶性，容易在生物體內(nèi)累積。2.2 農(nóng)用地膜污染應(yīng)對措施 殘膜回收就是將已經(jīng)用過的農(nóng)膜從田間清理回收,把覆膜種植技術(shù)與殘膜回收技術(shù)相結(jié)合,這是防治殘膜污染的關(guān)鍵。殘膜回收根據(jù)農(nóng)作物生產(chǎn)期的不同,可分為作物收后收膜、作物苗期收膜和耕整地收膜。每年春耕播種時節(jié),是最好的廢舊

10、地膜回收時機,各級政府應(yīng)把此項工作當做一件大事來抓,在耙地、整地時,動員廣大農(nóng)民群眾盡心盡責將歷年的殘膜清理出來。合理化的農(nóng)藝種植與先進適用的機械化殘膜回收技術(shù)的應(yīng)用,是解決回收殘膜、治理白色污染的有效途徑。由于人工回收殘膜難度大、勞動強度大、效率低,不能大面積回收,而且只能撿拾地表看得見的殘膜,地表下的殘膜無法撿拾,在成本較高的降解地膜沒有被廣泛使用的前提下,必須采用機械回收的方法11。加大回收力度，并加強農(nóng)用地膜資源化利用，比如再生塑料和燃料氣技術(shù)；推廣適時揭膜，根據(jù)不同作物篩選出最佳揭膜時間；研制并推廣可降解塑料薄膜，如可光降解和微生物降解的塑料薄膜。3 農(nóng)藥污染 由于我國大部分地區(qū)農(nóng)藥

11、產(chǎn)品老化、劑型單一、質(zhì)量低劣,加上農(nóng)藥施用比例不合理和一些經(jīng)濟作物農(nóng)藥施用頻繁、超量,對土壤、地表水、地下水造成污染,并進一步進入食物鏈,對環(huán)境生物和人類自身健康造成威脅.農(nóng)藥的污染和危害還在于連續(xù)使用農(nóng)藥可引起環(huán)境的適應(yīng)性演變.害蟲有適應(yīng)性,土壤微生物、細菌、無脊椎動物都有適應(yīng)性123.1 農(nóng)藥污染的危害 影響生物存活。土壤農(nóng)藥污染既可直接毒害動植物,也可通過生物富集,或食物鏈傳遞而間接危害生物。土壤農(nóng)藥污染對微生物活性影響的表現(xiàn)為抑制細菌、放線菌和固氮菌群的生長,刺激真菌代謝使土壤呼吸等作用增強,對土壤微生物的影響則隨著濃度、強度和時間而異13，影響環(huán)境。土壤是一個開放系統(tǒng),與周圍環(huán)境因子

12、形成密切的聯(lián)系,土壤受到農(nóng)藥污染必然會引起環(huán)境連鎖變化。土壤農(nóng)藥污染會因降雨形成的徑(滲)流而污染水體,導(dǎo)致水生生物罹難,或以揮(蒸)發(fā)形式彌漫于大氣中,使陸生生物受害。影響人體健康。農(nóng)藥對人體健康的危害較大,會干擾信息傳遞,破壞體內(nèi)酶系和免疫系統(tǒng),阻礙器官正常功能的發(fā)揮,可對生殖系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響,導(dǎo)致胎兒畸形。長期污染的土壤會出現(xiàn)明顯的酸化，土壤養(yǎng)分隨污染加重而減少，孔隙度變小，造成土壤板結(jié)；作物容易吸收水溶性的農(nóng)藥，降低農(nóng)場品的質(zhì)量，產(chǎn)品的農(nóng)藥殘留也會危害人體的健康，二次藥害，高殘留及高效農(nóng)藥會對下一茬的敏感作物產(chǎn)生毒害；在土壤中進行分解或氧化產(chǎn)生更毒的降解產(chǎn)物14。3.2農(nóng)藥污染的栽培措

13、施3.2.1合理選擇農(nóng)藥（1）禁止生產(chǎn)和使用劇毒性農(nóng)藥，使用高效低毒且易降解的農(nóng)藥，如擬除蟲菊酯類農(nóng)藥，不使用“三致”農(nóng)藥（2）使用植物性農(nóng)藥，如苦參堿、除蟲菊素、魚藤酮等（3）微生物農(nóng)藥：包括殺蟲劑、除草劑、殺菌劑等，如蘇云金桿菌制劑3.2.2 合理使用農(nóng)藥（1）不同類作物使用不同農(nóng)藥，作物對農(nóng)藥的抗性不同，污染難易程度也不同，如糧、棉、油等作物還允許某些高毒農(nóng)藥，但蔬菜、煙草，果樹等嚴禁使用（2）改善農(nóng)藥施用技術(shù)，提高藥效，降低藥量，如低量噴霧技術(shù)，量小均勻（3）選擇抗性作物品種或培育壯苗提高作物抗逆能力，減少農(nóng)藥的使用4重金屬污染 4.1 來源 土壤重金屬污染的來源，認為污水灌溉、金屬礦

14、場廢棄物、交通運輸?shù)仁峭寥乐亟饘僭氐闹饕獊碓?，Cd、Hg、Cr、As、Pb，Cu和Zn在濃度超過作物安全閥值時，通常也被列入重金屬污染元素；來源主要是近地表大氣灰塵、灌溉水、化肥，Cd、Zn遷移能力強，易吸收和向地上部遷移；As、Pb易在植物根部富集（土壤對重金屬的吸附特性）；酸性條件下有效態(tài)含量增加。重金屬在土壤中不能為微生物分解，因而會在土壤中不斷積累，影響土壤性質(zhì)，甚至可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，進而通過食物鏈在人、畜體內(nèi)蓄積，直接影響植物、動物甚至人類健康。農(nóng)藥、化肥、地膜、畜禽糞便和污泥堆肥產(chǎn)品等農(nóng)用物質(zhì)的不合理施用，可導(dǎo)致農(nóng)田重金屬污染15-16

15、。4.2 重金屬污染的危害 重金屬在土壤中不能為微生物分解，因而會在土壤中不斷積累，影響土壤性質(zhì)，甚至可以轉(zhuǎn)化為毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，進而通過食物鏈在人、畜體內(nèi)蓄積，直接影響植物、動物甚至人類健康。（1）對植物的危害：積累一定濃度時，會抑制植物的光合作用，呼吸作用和新陳代謝，降低產(chǎn)量。如Cd會抑制作物葉綠素合成，加強葉綠素分解酶活性；As破壞葉綠素和根的吸收功能，阻礙水分養(yǎng)分的吸收（2）對人體的危害：正三價的砷，俗稱砒霜，毒性大，無機砷在生物體可發(fā)生甲基化，生成毒性更大的三甲基砷；Pb中毒會對神經(jīng)、造血、循環(huán)和消化系統(tǒng)產(chǎn)生危害；Hg中毒會破壞中樞神經(jīng)，使肢體癱瘓。（

16、3）對土壤的危害：抑制或殺死土壤微生物，不利于土壤呼吸，影響土壤動物，如蚯蚓。4.3 重金屬污染的栽培措施（1）選擇重金屬耐性較高的作物品種。如耐Cd作物，油菜、花生和甘蔗對Cd生理耐性強，籽粒富集，產(chǎn)品中存留量低（種子油，蔗糖），殘渣以污染物處理；棉花、紅麻和蠶桑耐性較好，產(chǎn)品污染小，不易進入食物鏈對人體造成危害（2）在酸性土壤中，配合施用石灰，提高土壤pH值，降低重金屬元素的有效態(tài)含量。如提高pH使鎘 、鋅、 銅 、汞等形成氫氧化物沉淀，從而降低它們在土壤中的濃度，減少對植物的危害（3）增施有機肥，既可增加養(yǎng)分，又可以改善理化性質(zhì)，提高自凈能力。增加土壤膠體對其的吸附能力，腐殖質(zhì)可絡(luò)合污染

17、物質(zhì)，鈍化污染物的能力，從而減弱其對植物的毒害（4）調(diào)控土壤氧化還原條件。通過土壤水分管理和耕作措施實現(xiàn)，如水田淹水， 降低Eh,許多重金屬離子生成難溶性的硫化物而降低其毒性。5 禽畜糞污染隨著集約化、規(guī)?；B(yǎng)殖場數(shù)量的提高，農(nóng)業(yè)種植肥料也從農(nóng)家肥改成化肥，附近農(nóng)業(yè)區(qū)無法消納，加上利益經(jīng)營，無力投資無害化處理，直接排放導(dǎo)致農(nóng)村的面狀污染。主要是滋生病原菌而導(dǎo)致污染，且主要來源于散養(yǎng)戶集中區(qū)，小規(guī)模養(yǎng)殖場。5.1 禽畜糞污染的危害5.1.1 對水體的危害 在禽畜糞便堆放或流經(jīng)的地點,有大量高濃度糞便水滲入土壤,可造成植物一時瘋長,或使植物根系受損傷,乃至引起植物死亡。糞便水滲入地下,會使地下水中

18、硝態(tài)氮、硬度和細菌總數(shù)都嚴重超標。大量禽畜糞便直接或隨雨水流入水體,使水體嚴重富營養(yǎng)化,水質(zhì)腐敗,水生生物死亡。據(jù)測定,當禽畜糞便污水流入池塘而使水中氨含量達到或超過0.2mg/L時,就會對魚產(chǎn)生毒性17。5.1.2 對大氣的污染 剛排的禽畜糞便含有NH3、H2S和胺等有害氣體,在未能及時清除或清除后不能及時處理時臭味成倍增加,產(chǎn)生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及低級脂肪酸等惡臭氣體18。5.1.3 對作物的危害 病原菌隨著污水灌溉間接造成土壤污染，進食被污染的瓜果，可能會引起細菌和病毒性疾病。一些致病細菌能引起番茄、茄子、馬鈴薯、姜等的青枯??；胡蘿卜的軟腐病。有的飼料中含有重金屬元素，

19、也會增加重金屬污染的風險5.2 禽畜糞污染應(yīng)對措施 清潔生產(chǎn)，源頭控制。通過科學(xué)合理的飼料配方，養(yǎng)殖技術(shù)實現(xiàn)。飼料配方原則是最大限度的提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化利用，減少排放量以及其中所含的磷和重金屬元素資源最大化和污染物排放最小化。其中富含有機質(zhì)和氮、磷、鉀，是一種良好的肥料資源。施人土壤后,能有效改良土壤,提升土壤肥力,增加土壤營養(yǎng)成分,促進農(nóng)作物的生長發(fā)育。但是,禽畜糞污如果不經(jīng)過有效處理,即可施人土壤后,輕的可導(dǎo)致作物燒苗、招致蠅蛆,危害到作物的長勢。重者,可導(dǎo)致土壤板結(jié),影響土壤質(zhì)量,造成作物死亡。由此,就禽畜糞污做有效處理,在作有機肥源處理是相當有必要的?，F(xiàn)階段,堆肥是有效處理各類有機廢棄

20、物的有效措施。通過堆肥,可將禽畜糞便有效轉(zhuǎn)化為可供作物吸收的有機肥源,通過堆肥的禽畜糞便,經(jīng)施肥于土壤后,可有效改善土壤結(jié)構(gòu),提升土壤功能,增加土壤的有機質(zhì),更有利于作物增產(chǎn)19。采用合理的工藝技術(shù)，滿足排放要求。根據(jù)不同禽畜種類養(yǎng)殖規(guī)模，選擇不同工藝。參考文獻1譚祥國淺析土壤污染的危害與治理J職業(yè)技術(shù)，2009(10)：832 王 靜，林春野，陳瑜琦等.中國村鎮(zhèn)耕地污染現(xiàn)狀、原因及對策分析J.中 國 土 地 科學(xué).第26卷，第26期3李雪林，張曉燕中國1/5耕地受中國金屬污染 土壤污染法正醞釀J資源與人居 環(huán)境，2010(5):504 馬國蘭,柏連陽,劉占山.2005.土壤-植物系統(tǒng)中農(nóng)藥污

21、染的防治方法及其研究進展. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè),(11):10135 許香春,王朝云.國內(nèi)外地膜覆蓋栽培現(xiàn)狀及展望EB/OL.中國農(nóng)業(yè)網(wǎng), 2009-2-18.6 張超坤.加強農(nóng)膜污染治理,促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展J.廣西環(huán)保科學(xué),2001,(5): 43-44.7 鄭良永,杜麗清.我國農(nóng)業(yè)化肥污染及環(huán)境保護對策J. 中國熱帶農(nóng)業(yè).2013. 28 黃文芳農(nóng)業(yè)化肥污染的政策成因及對策分析J生態(tài)環(huán)境學(xué)報，2011，20(1): 1931989 王紅茹.化肥污染與防治J.內(nèi)蒙古環(huán)境科學(xué).2009(21:2).410李慶逵，朱兆良，于天仁 中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中的肥料問題M.南昌: 江西科學(xué)技 術(shù)出版社，1998: 8710211李文偉.塑料農(nóng)膜與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展J.兵團教育學(xué)院學(xué)報, 2009,