土壤化肥污染

土壤化肥污染是指農業生產過程中過量施用氮肥、磷肥、鉀肥等化肥而對土壤造成的污染。化肥污染會造成土壤物理性質的惡化,導致土壤肥力下降,土壤板結,還可使食品、飼料和飲用水中有毒成分增加,對人畜健康造成潛在危害。

基本信息

釋義

土壤化肥污染是不恰當的使用化肥,導致土壤結構破壞,營養平衡失調,造成土壤物理化學性質惡化,土質變壞的現象。長期大量施用化肥的土地,有機質的損耗沒有得到很好的補償,相反土壤中的氮、磷、鉀等失調,造成新的危害,增產效果越來就低。

化肥對土壤的污染

(1)增加土壤重金屬

化肥的生產從原料開採到加工,都會給產品帶進一些重金屬元素或有毒元素。例如,磷肥的原料為磷礦,除了礦石中含有的主要有害元素氟和砷外,加工過程還帶進其他重金屬元素,特別是鎘,所以許多磷肥中含有毒元素,主要是鎘、汞、砷、鋅。據中國農業科學院土壤肥料研究所張夫道的調查研究,我國各地使用的磷肥中含有多種重金屬,從含量來看目前尚不至於構成危害,但其潛在危險不容忽視。

(2)促進土壤酸化

從20世紀70年代起,工業國家已經發現了氮肥使用量與土壤pH變化有密切關係。過量使用氮肥會造成土壤酸化。農業生產上常用的(NH)SO和NHCI本身就是酸性肥料;在植物利用過程中還會產生生理酸性;在土壤通氣良好時,銨態氮在微生物作用下轉化為硝酸,所有這些都會引起土壤酸化。土壤酸化在南方中性與酸性土壤上造成的危害更為嚴重,它使有機質礦質化加快,導致土壤結構破壞,活性態AI、Mg的含量增加,從而引起鹽基的淋溶,土壤酸化進一步加劇。銨態氮肥在一定條件下可以形成NH揮發損失,進入大氣的NH經過氧化與水解作用轉變為HNO,成為酸雨的成分之一,引起土壤與環境的酸化。監測結果顯示,西歐、北美等酸雨嚴重的地區,酸雨組成中的HNO可達30%,我國重慶地區也曾檢測到施肥季節里大氣中HNO成分有所增加。

(3)土壤中營養成分比例失調與植物NO積累

我國農業生產中特別在蔬菜生產上施肥存在重氮輕磷少鉀的現象,由於蔬菜的需鉀量比氮素多,因此,造成土壤鉀素含量的急劇下降,造成土壤中營養成分比例失調。

農業生產上偏施氮肥,一方面表現出土壤酸化的趨勢;另一方面引起蔬菜中的硝酸鹽含量明顯增高,對人體健康帶來了危害。

硝酸鹽危害和農藥污染不同,很少發生急性中毒事件。硝酸鹽本身對人體毒害並不大,但進入人體內被細菌還原,毒性會提高几十倍,使血紅蛋白喪失攜氧能力,人體發生內窒息現象,大腦神經細胞供氧發生障礙,從而影響人的智力,這對嬰兒影響特別嚴重。據報導,嬰幼兒食用較多的硝酸鹽食物還會發生皮膚發紫變色,4個月內嬰兒危害特別嚴重。在畜牧業中,因牛飼料中含硝酸鹽過多會導致急性中毒死亡。

硝酸鹽還會誘發人體產生癌症。動物研究已證明,人體的胃內很適合合成胺化合物,如亞硝胺,亞硝胺有強烈的致癌特性,是誘發人體產生食道癌、鼻咽癌、胃癌、膀胱癌的因素。此外,亞硝酸鹽還具有抗甲狀腺功能,可誘發甲狀腺腫,干擾維生素A的利用,造成心動過速,其潛在的危害也是不能忽視的。世界衛生組織(WHO)規定,飲水中硝酸鹽最大允許濃度不應超過45 mg/L;蔬菜硝酸鹽含量的限量標準為432×10。

(4)降低土壤微生物活性

微生物個體小,但活性高,具有轉化有機質和降解有毒物質的重要作用,是土壤重要的組成成分之一。研究表明,合理施用化肥,對土壤微生物活性有促進作用,過量則反而降低其活性。這一現象可能包括酸度的變化,重金屬的增加以及營養成分不協調等因素。

防治措施

(1)調整化學肥料結構

肥料結構不平衡是肥效當季利用率低的主要原因之一。我國的化肥結構為N:PO:KO為1:(0.26~0.37):(0.059~0.16)。這種比例結構,可以認為是氮肥過多,也可以說是缺磷少鉀。雖因作物和土壤肥力條件各異,但通過各地肥效試驗,N:PO:KO應在1:(0.4~0.6):(0.3~0.5)。只有提供合適的供肥結構,才能防止偏施氮肥現象。化肥的合理結構,還包含與適量的微量元素的平衡。我國土壤有區域性的微量元素缺乏症,如有3.3×10hm缺硼,4.5×10hm缺鋅,4.5×10hm缺鉬,缺硫的面積也很大,缺微量元素也同樣影響氮的吸收。

(2)普及平衡施肥技術,減少化肥用量

平衡施肥需在測土的基礎上按作物需要配方,再按作物吸收的特點施肥,並不是僅靠化肥的配置結構就能奏效的。因此,它需要社會良好的技術服務,並與使用者的良好科技素質相結合才行。

(3)有機無機肥混合施用

施有機肥,不僅能改良土壤結構,提高作物的抗逆性,同時還能補充土壤的鉀、磷和優質氮源,如植物可直接利用的胺基酸。

(4)科學施肥,減少化肥的損失

施肥技術不當,表現在輕視底肥,重視追肥,撒施和追肥期不當,是形成化肥損失、肥效降低的重要原因。採用深施技術是避免化肥損失的關鍵。據河南省測定,深施碳酸銨,氮的利用率可提高約15%。實踐證明,化肥深施對減少化肥用量作用很大。

(5)合理灌溉,減少化肥流失

灌溉技術的優劣與化肥流失關係很大。我國的灌溉技術以傳統的地面漫灌為主,並在向管道灌溉、滴水灌溉等節水灌溉技術過渡,其中水的利用率與化肥的流失率很相關。地面漫灌引起土壤化肥流失的量是驚人的。

(6)適當調整種植業結構,充分利用豆科作物的固氮肥源,減少化肥使用量

豆科作物固氮能力很強。據試驗,一茬大豆可固氮177~351 kg/hm。豆科綠肥與根瘤菌共生固氮更多。此外,綠肥可增加土壤有機質,能轉化石灰性磷為有效磷,可活化和富集某些微量元素,對建立土壤養分庫作用很大。我國現代農業丟失了谷豆輪作的傳統,導致了綠肥面積減少,豆科作物種植面積減少,這種情況必須加以扭轉。

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