4个字助你解决土壤酸化!
上世紀80年代,歐洲森林大片死亡,引起人們對森林土壤酸化的關注。80年代末90年代初,澳大利亞豆科作物造成的草原土壤酸化,使得對亞表層土壤酸化的研究形成一個高潮。最近我國大面積農田土壤酸化,又使農田土壤酸化的研究成為熱點。農田土壤酸化是集約化農業生產不可避免的結果。但不合理施肥造成農田土壤大面積酸化是中國高產高投入農業帶來的典型問題。
在中國,出現了農田土壤普遍酸化問題,且非常嚴重。從上個世紀80年代到新世紀,全國農田土壤的pH值平均下降了0.5個單位,其中,在小麥、玉米、水稻這些糧田里面,70%的酸化是因為過量施氮造成的;在果蔬田里面過量氮對酸化貢獻高達90%。從膠東半島來看,上世紀80年代以中性為主的土壤,現在基本上變成酸性或中強酸性的土壤,就是說普遍酸化。我們分析的結果,膠東半島的酸化原因63.4%是氮肥過量,30%是收獲產量帶走鹽基離子。
什么是土壤酸化?在植物生理學上就是根系吸收的陽離子多于陰離子。因為植物本身吸收的離子不一樣,造成不同植物根系周圍p H值的變化。氮肥在土壤里面都會轉化,在此過程中可能會產生質子,各種氮肥轉化成硝酸鹽,硝酸鹽損失的時候,帶走鈣、鎂這些堿性離子,造成土壤酸化。另外,水沖洗、秸稈和籽粒的收獲和移走都會帶走大量的鈣、鎂鹽基離子,造成土壤酸化。
從酸化原理看,集約化的農業生產肯定會帶來土壤酸化。土壤中所有元素的循環,氮、硫、磷、錳等等,在循環過程中都會影響質子的產生。這是土壤酸化的基本原理。我國農田普遍酸化原理與國際上是一樣的,但不一樣的是,過量使用氮肥造成了大面積農田土壤酸化,這是其他國家沒有的。
國務院發展研究中心國際技術經濟研究所發布的《我國農業污染的現狀分析及應對建議》黃皮書中指出:由于氮肥過量使用,未被植物吸收的部分,通過地表徑流、淋洗和蒸發等導致了一系列環境問題。中國科學院南京土壤研究所的研究顯示,每年我國有123.5萬噸氮通過地表水徑流到江河湖泊,49.4萬噸進入地下水,299萬噸進入大氣。長江、黃河和珠江每年輸出的溶解態無機氮達到97.5萬噸,其中90%來自農業,而氮肥占了50%。
土壤酸化到底能帶來什么危害呢?土壤酸化影響作物根系生長,產生一些有毒害的元素。酸化也改變了整個土壤化學和生物學的性質,活化了重金屬元素。酸化還加重了土傳病蟲的發生等等。
在廣西金穗香蕉公司發現的裂果香蕉,上億元的香蕉爛掉,原因是種植香蕉的土壤酸化,特別是種植時候要挖深溝,深溝里的生土pH值只有3點多到4點多,鈣鎂吸收量非常低,果皮韌性差,在水分比較多的時候,果肉膨脹得快,果皮膨脹慢,就會裂果。
土壤酸化會增加土壤重金屬污染,土壤酸度增加,土壤中的重金屬會被活化,變成離子狀態。比如土壤酸化會造成“鎘米”。因為土壤PH值每下降一個單位,鎘的活性會增加100倍,所以我們發現的“鎘米”,在很多情況下不是因為土壤徹底污染了,而是因為酸化使土壤鎘的活性大幅度增加了。在膠東半島,蘋果出現一種非常嚴重的粗皮病,也是土壤酸化造成的。酸化大量活化了土壤錳,被樹體大力吸收,造成樹皮毒害。
以往在北方石灰性土壤上,線蟲一直不是問題。現在,由于大棚蔬菜大量使用化肥,造成土壤酸化,線蟲成為北方蔬菜種植最大的危害。酸化刺激了線蟲的危害,最典型的表現是植物根部長了一堆一串的根瘤子,像癌瘤一樣。
我國農田酸化的形勢還是很嚴峻的,隨著未來集約化程度的提高和糧食需求的進一步增加,酸化程度還會增加。所以要改變土壤酸化趨勢,必須改變現在的發展方式。一是不能施用太多氮肥。不能只講高產再高產,還要減肥增效。二是要把鹽基離子歸還到土里面,不要讓它跑到水里面去或過多移出土壤系統。三是我們的耕作制度必須改進,實現輪作間套作等。
科學施肥是解決土壤酸化最合適的方法之一。
首先,造成土壤酸化最主要的原因是氮肥的過量施用,做不到平衡施肥,酸化問題就難以解決。
其次,由于農產品價格不高,大部分農作物產量不高,無法接受土壤調理劑的成本,所以農民更傾向選擇有土壤調理能力的肥料來解決土壤問題,并希望少增加成本。
最后,因為農田的最終目的是生產農產品,也就需要保證農產品的產量和質量,雖然用物理化學方法可以很快的調整農田的PH值,比如利用施用生石灰調節酸度,成本也很低。但是會影響植物產量和質量,所以不能僅僅考慮土壤修復,科學施肥很關鍵。現在很多企業正在嘗試通過研發新的有機肥、生物菌劑、腐殖酸肥料能夠同時解決土壤問題,和作物質量、產量問題,這或許將成為土壤修復和科學施肥的發展方向。