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1、1第四節(jié) 安全優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的土壤環(huán)境質(zhì)量控制 2一、土壤培肥一、土壤培肥31、我國耕地的肥力狀況、我國耕地的肥力狀況1 1、耕地總量、耕地總量1.31.3億公頃左右,高、中、低產(chǎn)田各占億公頃左右,高、中、低產(chǎn)田各占1/31/3。2 2、第二次土壤普查資料顯示,優(yōu)質(zhì)地只占、第二次土壤普查資料顯示,優(yōu)質(zhì)地只占12%12%。3 3、總的看來,耕地土壤肥力水平不高。培肥土壤是今后一個戰(zhàn)略措施。、總的看來,耕地土壤肥力水平不高。培肥土壤是今后一個戰(zhàn)略措施。42、高產(chǎn)肥沃土壤的特征、高產(chǎn)肥沃土壤的特征(1 1)良好的土體結(jié)構(gòu))良好的土體結(jié)構(gòu) 土體結(jié)構(gòu)是指土壤在土體結(jié)構(gòu)是指土壤在1 cm1 cm深度內(nèi)上下土層
2、的垂直結(jié)構(gòu),它包括土層厚度、質(zhì)地和層深度內(nèi)上下土層的垂直結(jié)構(gòu),它包括土層厚度、質(zhì)地和層次結(jié)合。次結(jié)合。 高度肥沃的旱地土壤一般都具有上虛下實(shí)的土體構(gòu)造,即耕作層疏松、深厚(一般高度肥沃的旱地土壤一般都具有上虛下實(shí)的土體構(gòu)造,即耕作層疏松、深厚(一般在在30cm30cm左右),質(zhì)地較輕;心土層較緊實(shí),質(zhì)地較粘。左右),質(zhì)地較輕;心土層較緊實(shí),質(zhì)地較粘。 56(2 2)適量協(xié)調(diào)的土壤養(yǎng)分)適量協(xié)調(diào)的土壤養(yǎng)分 北方高產(chǎn)旱作土壤,有機(jī)質(zhì)含量一般在北方高產(chǎn)旱作土壤,有機(jī)質(zhì)含量一般在1520g/kg以上,全氮含量達(dá)以上,全氮含量達(dá)115g/kg,速效磷含量速效磷含量10mg/kg以上,速效鉀含量以上,速效
3、鉀含量150200mg/kg以上,陽離子交換量以上,陽離子交換量 20cmol/kg以上。以上。 肥沃水稻土的適量有機(jī)質(zhì)含量為肥沃水稻土的適量有機(jī)質(zhì)含量為2040g/kg,全氮量為,全氮量為1.32.3g/kg,全磷和,全磷和全鉀量分別為全鉀量分別為115g/kg以上,陽離子交換量一般為以上,陽離子交換量一般為1025cmol/kg。7(3 3)良好的物理性質(zhì))良好的物理性質(zhì) 肥沃土壤大小孔隙肥沃土壤大小孔隙1:24, 土壤容重土壤容重 1.101.25g/cmg/cm3 3, 土壤總孔度土壤總孔度50%50%或稍大于或稍大于5050,其中通氣孔度一般在,其中通氣孔度一般在1010以上。以上。
4、83、土壤培肥的基本措施、土壤培肥的基本措施n(1 1)增施有機(jī)肥料,培育土壤肥力)增施有機(jī)肥料,培育土壤肥力n(2 2)發(fā)展旱作農(nóng)業(yè),建設(shè)灌溉農(nóng)業(yè))發(fā)展旱作農(nóng)業(yè),建設(shè)灌溉農(nóng)業(yè)n(3 3)合理輪作倒茬,用地養(yǎng)地結(jié)合)合理輪作倒茬,用地養(yǎng)地結(jié)合n(4 4)合理耕作改土,加速土壤熟化)合理耕作改土,加速土壤熟化n(5 5)防止土壤侵蝕,保護(hù)土壤資源)防止土壤侵蝕,保護(hù)土壤資源9(1 1)增施有機(jī)肥料,培育土壤肥力)增施有機(jī)肥料,培育土壤肥力 為作物提供營養(yǎng)為作物提供營養(yǎng) 改善土壤物理性質(zhì)改善土壤物理性質(zhì) 提高土壤肥力提高土壤肥力10(2 2)發(fā)展旱作農(nóng)業(yè),建設(shè)灌溉農(nóng)業(yè))發(fā)展旱作農(nóng)業(yè),建設(shè)灌溉農(nóng)業(yè)
5、旱作土壤:降水量低(年均降水量旱作土壤:降水量低(年均降水量250-500mm250-500mm)或降水量雖然多(年均降水量)或降水量雖然多(年均降水量500-500-700mm700mm),但分配不勻,而且無灌溉條件的農(nóng)業(yè)土壤。),但分配不勻,而且無灌溉條件的農(nóng)業(yè)土壤。 發(fā)展灌溉,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水利化是提高單產(chǎn)的重要措施。但要防止次生鹽漬化等現(xiàn)象發(fā)生。發(fā)展灌溉,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)水利化是提高單產(chǎn)的重要措施。但要防止次生鹽漬化等現(xiàn)象發(fā)生。11(3 3)合理輪作倒茬,用地養(yǎng)地結(jié)合)合理輪作倒茬,用地養(yǎng)地結(jié)合 我國傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)。我國傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)。 輪作倒茬一方面要考慮茬口特性,另一方面要考慮作物特性,合理搭配耗地作物、自
6、養(yǎng)輪作倒茬一方面要考慮茬口特性,另一方面要考慮作物特性,合理搭配耗地作物、自養(yǎng)作物、養(yǎng)地作物等。作物、養(yǎng)地作物等。12(4 4)合理耕作改土,加速土壤熟化)合理耕作改土,加速土壤熟化n合理的耕作可以調(diào)節(jié)土壤固液氣三相物質(zhì)比例,增強(qiáng)土壤通透性。合理的耕作可以調(diào)節(jié)土壤固液氣三相物質(zhì)比例,增強(qiáng)土壤通透性。n深耕結(jié)合施有機(jī)肥料,是增肥改土的一項(xiàng)重要措施。深耕的作用是加厚耕作層,改善深耕結(jié)合施有機(jī)肥料,是增肥改土的一項(xiàng)重要措施。深耕的作用是加厚耕作層,改善土壤結(jié)構(gòu)和耕性,降低土壤容重,使土肥水相融,促進(jìn)微生物的活動,改善作用的環(huán)土壤結(jié)構(gòu)和耕性,降低土壤容重,使土肥水相融,促進(jìn)微生物的活動,改善作用的環(huán)境
7、條件,加速土壤熟化。境條件,加速土壤熟化。13(5 5)防止土壤侵蝕,保護(hù)土壤資源)防止土壤侵蝕,保護(hù)土壤資源n土壤侵蝕:土壤在水和風(fēng)等外力的作用下,發(fā)生沖刷或吹失的現(xiàn)象稱為土壤侵蝕。土壤侵蝕:土壤在水和風(fēng)等外力的作用下,發(fā)生沖刷或吹失的現(xiàn)象稱為土壤侵蝕。n土壤沙化:指良好的土壤(或可利用的土壤)變成含沙很多的土地甚至變成沙漠的過土壤沙化:指良好的土壤(或可利用的土壤)變成含沙很多的土地甚至變成沙漠的過程。程。14二、土壤污染的治理與修復(fù)151、 控制和消除土壤污染源 控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施,既控制進(jìn)入土壤的污染物的數(shù)量和速度,使其在土體中自然降解,不致迅速大量地進(jìn)入土壤,引
8、起土壤污染。主要采取下列措施:(1)控制和消除工業(yè)“三廢”排放,使之符合排放標(biāo)準(zhǔn);(2)加強(qiáng)灌區(qū)的監(jiān)測和管理,經(jīng)常了解污染物的成分、含量及動態(tài),控制污水灌溉量,避免濫用污水灌溉引起土壤污染;16(3)合理使用農(nóng)藥與化肥,對殘留量高,毒性大的農(nóng)藥,應(yīng)控制使用范圍、使用量和使用次數(shù);大力試制和發(fā)展高效、低毒和低殘留的農(nóng)藥新品種,探索和推廣生物防治作物病蟲害的途徑,盡可能減少有毒農(nóng)藥的使用;對本身含有有毒物質(zhì)的化肥品種,使用范圍和數(shù)量要嚴(yán)控。對硝酸鹽和磷酸鹽類化肥,要合理施肥,經(jīng)濟(jì)用肥,避免過多而造成土壤污染。 172、生物防治 即通過生物降解或吸收而凈化土壤。研究分離和培育新的菌種 ,意大利從土壤
9、中分離出的某些菌種,可抽取出酶復(fù)合體,能降解2.4.D除草劑,日本研究出土壤中紅酵母和蛇皮蘚茵,能降解劇毒性聚氯聯(lián)苯達(dá)40和30。此外,某些鼠類和蚯蚓對一些農(nóng)藥也有降解作用。羊齒類鐵角蕨屬的一種植物,有較強(qiáng)的吸收土壤中重金屬的能力,對土壤中鎘的吸收率可達(dá)10,連種多年,可降低土壤含鎘量。應(yīng)用微生物和其它生物降解各種污染物的處理技術(shù)尚需進(jìn)一步探索。183、施加抑制劑 輕度污染的土壤施加某些抑制劑,可改變污染物在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化方向,促進(jìn)某些有毒物質(zhì)的移動,淋洗或轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì),而減少作物吸收。常用的控制劑有石灰、堿性磷酸鹽等。施用石灰可提高土壤pH值,使鎘、銅、鋅和汞等形成氫氧化物沉淀。施用石灰
10、石,稻谷含鎘量可降低30左右,氫氧化鎘的pH值在10以上才能完全沉淀,pH值大于6.5時汞就能形成氫氧化物和磷酸鹽沉淀,而鈣離子能防止汞離子爭奪植物根表面的代換位置,使植物吸收汞明顯減少。 堿性磷酸鹽可與土壤中的鎘作用生成磷酸鎘沉淀,在不能引起硫化鎘沉淀的弱還原條件下,磷酸鎘的形成對清除鎘污染具有重要意義。 19、控制氧化還原條件 水稻田的氧化還原狀況,可控制水稻田中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化,水稻田在還原條件下產(chǎn)生S2-與Cd2+形成難溶解的CdS沉淀,故灌水可抑制對鎘吸收。而干后土壤是氧化狀態(tài),S2-被氧化成SO42-,土壤pH值降低,鎘可溶入土壤轉(zhuǎn)化為植物易吸收的形態(tài),而促進(jìn)了對鎘的吸收。銅、鋅、
11、鉛等重金屬元素均能與土壤中的H2S,產(chǎn)生硫化物沉淀,都可進(jìn)行上述反應(yīng)變化。因此,加強(qiáng)稻田的灌水管理,可有效地減少重金屬的危害。20n5、增施有機(jī)肥,改良砂性土壤n有機(jī)膠體和粘土礦物對土壤中重金屬和農(nóng)藥有一定的吸附力。因此,增施有機(jī)質(zhì),改良砂性土壤,能促進(jìn)土壤對有毒物質(zhì)的吸附作用,是增加土壤環(huán)境容量,提高土壤自凈能力的有效措施。216、改變耕作制、換土和深翻 變革耕作制度,改變土壤環(huán)境條件,可消除某些污染物的毒害。DDT和六六六在旱田中降解速度慢、積累明顯、殘留量大,改水田后DDT降解加快,僅1年左右土壤中殘留的DDT已基本消失。所以實(shí)行水旱輪作,是減輕或消除農(nóng)藥污染的有效措施。被重金屬與難分解的農(nóng)藥嚴(yán)重污染的土壤,在面積不大的情況下,也可采用換土法,這是目前徹底清除土壤污染的最有效手段,但是對換出的污染土壤必須妥善處理,防止次生污染。此外進(jìn)行深翻,將污染土壤翻到下層(掩埋深度應(yīng)根據(jù)不同作物根系發(fā)育特點(diǎn),以不致污染作物為原則),也是污染土壤實(shí)施治理復(fù)耕的有效途徑之一。 22重金屬污染防治兩種途徑:通過在污染土壤上種植木本植物、經(jīng)濟(jì)作物、以及生長的野生植物,利用其對重金屬的積累和耐性除去重金屬。利用生物化學(xué)、生物有效性和生物活性原則,把重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低毒性產(chǎn)物(絡(luò)合
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