我國農(nóng)田土壤酸化現(xiàn)狀及影響

全國“測土配方施肥行動”從2005 年開始以來,，獲得了海量的全國農(nóng)田土壤的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),。國家農(nóng)業(yè)部前年出版一本書，把有關(guān)土壤有機質(zhì)、pH 值,、有效氮磷鉀含量的基礎(chǔ)五項數(shù)據(jù)全部公布,。

 

我想從下面幾個方面談談我國土壤酸化的現(xiàn)狀及其影響,。

 

我國土壤酸化現(xiàn)狀

 

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(guān)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(nóng)田土壤酸化,，又使農(nóng)田土壤酸化的研究成為熱點,。

 

森林土壤酸化主要是因為硫的排放，二氧化硫形成酸雨造成的,。現(xiàn)在歐洲發(fā)達國家的硫排放已經(jīng)大幅度減少,，我國最近幾年出現(xiàn)了硫排放增長減緩的趨勢，但依然嚴重,。我國森林土壤也在酸化,，但主要原因是氮沉降，而不是硫沉降,。至于草原土壤酸化的原因，在英國主要是因為酸性肥料,，在澳大利亞重點是豆科作物,，在中國是氮沉降造成的。

 

農(nóng)田土壤酸化是集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可避免的結(jié)果,。但不合理施肥造成農(nóng)田土壤大面積酸化是中國高產(chǎn)高投入農(nóng)業(yè)帶來的典型問題,。

 

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pH 值的變化。氮肥在土壤里面都會轉(zhuǎn)化,，在此過程中可能會產(chǎn)生質(zhì)子,，各種氮肥轉(zhuǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)肯定會帶來土壤酸化,。因為你把鹽基離子拿走了，你歸還不了那么多的鹽基離子,，土壤必然酸化,。土壤中所有元素的循環(huán),，氮、硫,、磷,、錳等等，在循環(huán)過程中都會影響質(zhì)子的產(chǎn)生,。這是土壤酸化的基本原理,。我國農(nóng)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(nóng)田土壤酸化,，這是其他國家沒有的。

 

中國農(nóng)田土壤普遍酸化問題非常嚴重,。從上個世紀80 年代到新世紀,，全國農(nóng)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(xiàn)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(jié)果,，膠東半島的酸化原因63.4%是氮肥過量，30%是收獲產(chǎn)量帶走鹽基離子,。

 

土壤酸化的危害

 

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(chǎn)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(zhì),，活化了重金屬元素。酸化還加重了土傳病蟲的發(fā)生,，等等,。我舉幾個例子。

 

我的博士生在膠東半島做小麥,、玉米,、豆科作物試驗，相鄰的兩塊地，pH 值分別是6.1 和4.2,，小麥生長從開始出苗,、分蘗、拔節(jié),，到收獲整個過程,，差別太大了，酸化田的產(chǎn)量非常低,。玉米更慘,，在酸化土壤上長得特別差。

 

在廣西金穗香蕉公司發(fā)現(xiàn)的裂果香蕉,，上億元的香蕉因此爛掉了,。經(jīng)我們測試，種植香蕉的土壤很酸,，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,。后經(jīng)我們的優(yōu)化肥料配方和改良土壤,，給金穗公司節(jié)省1800 多萬元成本，徹底解決了裂果問題,。公司也建立了一個有機肥堆肥廠,，生產(chǎn)有機肥，再施加石灰,，來改造酸性土壤,。

在膠東半島，蘋果出現(xiàn)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,。

 

土壤酸化還會造成鎘米。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。

 

以往在北方石灰性土壤上,，線蟲一直不是問題?，F(xiàn)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(xiàn)是植物根部長了一堆一串的根瘤子,，像癌瘤一樣。

 

我國農(nóng)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(xiàn)在的發(fā)展方式,。一是不能施用太多氮肥。不能只講高產(chǎn)再高產(chǎn),，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(tǒng),。三是我們的耕作制度必須改進,，實現(xiàn)輪作間套作等。

 

目前,，我們在全國做減肥增效試驗示范,。這是我們團隊20 年前就研究的技術(shù)，最近十幾年,，我們突破了綠色增產(chǎn)增效和高產(chǎn)高效技術(shù)難題,，首先在玉米上取得突破，然后在全國糧食主產(chǎn)區(qū)取得了產(chǎn)量可以提升30%以上,、污染排放減少50%以上的好效果,。但這些創(chuàng)新技術(shù)要大面積推廣，必須與產(chǎn)業(yè)結(jié)合一起,，必須到田間地頭與千千萬萬生產(chǎn)者結(jié)合才能真正實現(xiàn)轉(zhuǎn)變,。靠我們20 億、200 億的研究項目是沒有辦法改變中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀的,。