土壤是自然環(huán)境要素的重要組成部分之一,它是處于巖石圈外面的一層疏松的部分,具有支持植物和微生物生長繁殖的能力,稱為土壤圈,土壤還具有同化和代謝外界進(jìn)入土壤的物質(zhì)能力,所以土壤又是保護(hù)環(huán)境的重要凈化機(jī)。這是土壤的兩個(gè)重要功能。 但目前,我國的土壤污染問題較嚴(yán)重,據(jù)初步統(tǒng)計(jì),全國至少1300-1600萬公頃耕地受到農(nóng)藥污染,每年因土壤污染減產(chǎn)糧食1000多萬噸,因土壤污染而造成的各種農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失合計(jì)約200億美元。
近幾年,土壤污染屢屢見諸報(bào)端,土壤修復(fù)也是異軍突起,特別是土十條頒布后,更是迅猛發(fā)展。但是要想進(jìn)行土壤修復(fù),首先要掌握土壤狀況,F(xiàn)實(shí)生活中,在耕地上種莊稼,幾乎所有的措施都要通過土壤才能發(fā)揮作用,一個(gè)好的措施,不僅對作物好,對土壤也好,就會事半功倍;如果某些措施對作物有利,對土壤有害,不僅它在作物上的作用有限,還會影響土壤健康,使土壤出現(xiàn)“亞健康”“病態(tài)”,甚至死亡。常見的耕地土壤病有以下10種:
1.耕作層變淺
在長期不深耕深松和機(jī)械耕作碾壓、踐踏條件下,耕地土壤耕作層由過去的20~30公分變?yōu)?5公分左右,加之降雨、灌水沉實(shí),“犁底層”位置上移并加厚,成為堅(jiān)硬深厚的阻隔層,阻礙土壤水分、養(yǎng)分和空氣的上下運(yùn)行,阻礙作物根系下扎延伸,土壤蓄水減少,抗旱性能下降,土壤養(yǎng)分有效性和作物營養(yǎng)狀況惡化。
2.土壤有機(jī)質(zhì)減少
一是長期不施或少施農(nóng)家肥,缺少秸稈還田,不種植綠肥,土壤有機(jī)質(zhì)得不到補(bǔ)充;
二是超量施用化學(xué)氮肥,以及超出土壤負(fù)荷的高產(chǎn),頻繁的表土耕翻,則加劇了土壤碳的耗竭,致使土壤有機(jī)質(zhì)含量減少。土壤有機(jī)質(zhì)減少會引發(fā)土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤板結(jié),土壤肥力下降,土壤理化和生物性質(zhì)惡化,土壤酸化和次生鹽堿化,土傳病害加劇,土壤凈化能力減退等。
3.土壤板結(jié)
由于耕地土壤有機(jī)質(zhì)缺乏,以及不合理的耕作和灌溉,大量施用化肥,土壤酸化,土壤次生鹽堿化,破壞了土壤團(tuán)粒結(jié),致使土壤板結(jié)。土壤板結(jié)直接導(dǎo)致土壤-植物系統(tǒng)缺氧、缺水、缺肥,影響到土壤植-物系統(tǒng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量交換,甚至某些生理活動(dòng)和生命代謝不能正常進(jìn)行,或者終止,或者向有害方向轉(zhuǎn)化。
4.土壤酸化
由于長期過量使用生理酸性肥料和化學(xué)氮肥,土壤中的酸性物質(zhì)不斷增加并積累,土壤中的鈣鎂等堿性物質(zhì)被作物吸收利用或淋洗而減少,缺乏必要的補(bǔ)充調(diào)節(jié),使土壤出現(xiàn)酸化現(xiàn)象。土壤酸化會加速土壤貧瘠化,土壤有害重金屬活化,土壤有害微生物特別是寄生真菌增加,土傳病害嚴(yán)重發(fā)生。
土壤酸化后,影響肥料的有效性,PH值6-8時(shí),土壤有效氮的含量。PH小于6.5時(shí),土壤中的磷變成磷酸鐵鋁而固結(jié),當(dāng)PH值小于6.0時(shí),土壤中有效鉀、鈣、鎂的含量急劇減少,用再多的鉀肥也是無效的,只能造成土壤鹽澤化的加劇。
土壤酸化不僅影響大量元素的有效性,也影響微量元素的有效性,硼在PH值4.7-6.7的范圍內(nèi),鉬在PH值4-8的范圍,隨PH值的下降,有效性降低。土壤中的有毒物質(zhì),對作物產(chǎn)生毒害。
土壤酸化后,土壤中的鋁離子等物質(zhì)使作物根系中毒、死亡,往往形成黑白相間的毛刷狀根。同時(shí)土壤長期使用底肥化肥使用量大,而且追肥也是大量使用,這樣就使得土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重,透氣性降低,需氧性的微生物活性下降,土壤熟化慢,從而造成土壤酸化板結(jié)。酸化土壤板結(jié)對蔬菜的危害一是根系下扎困難,作物生長緩慢,產(chǎn)量降低;二是即使根系能扎下去,也會因土壤含氧量過低,出現(xiàn)漚根現(xiàn)象。
5.土壤次生鹽堿化
由于長期過量使用化學(xué)肥料,使土壤中的鹽分不斷積累,尤其是硝酸鹽積累更甚。這些鹽分隨土壤水分上行聚集到地表,形成土壤表層次生鹽堿化,土壤結(jié)構(gòu)破壞,理化生物性質(zhì)惡化,輕則影響種子發(fā)芽出苗,阻礙養(yǎng)分吸收,作物生長不良,重則造成植物生理干旱,營養(yǎng)障礙、鹽害、死亡。甚至失去農(nóng)業(yè)利用價(jià)值。
6.土壤氮磷鉀元素營養(yǎng)比例失調(diào),中、微量元素嚴(yán)重缺乏
在日常生產(chǎn)中不按農(nóng)作物所需營養(yǎng)元素比例施肥,不搞測土配方施肥,盲目過量施用氮磷化肥,不施或少施有機(jī)肥和中微量元素肥料,造成土壤中氮磷富集,土壤中的鉀和硅及中微量元素耗竭,導(dǎo)致氮磷鉀比例失調(diào),大量元素與中微量元素之間的營養(yǎng)比例失調(diào),有益元素缺失,并導(dǎo)致土壤營養(yǎng)元素拮抗,有肥而無用。
7.土壤污染
由于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)外的“三廢”污染,農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)的過量使用化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的殘留污染,未經(jīng)處理的有機(jī)肥污染,以及有害病原物污染,時(shí)常會進(jìn)入耕地土壤。當(dāng)這些污染物殘留累積超出土壤自凈化能力后就會“溢出”,直接造成耕地土壤的重金屬、有機(jī)化合物和致病生物污染。耕地土壤被污染后,就會破壞土壤生態(tài)平衡,使土壤有益生物大量死亡,土壤生物種群減少,土壤理化生物性質(zhì)惡化,土壤活性下降,土壤功能變差,嚴(yán)重污染者會使土壤喪失生產(chǎn)能力,失去農(nóng)業(yè)利用價(jià)值。
8.土壤侵蝕
耕地土壤侵蝕主要表現(xiàn)有水蝕、風(fēng)蝕和耕蝕。主要是坡地土壤墾殖過度,尤其是坡度大于15度以上的坡地,頻繁地表土耕作擾動(dòng),使水土流失。其次是墾后缺乏如坡改梯、水平溝耕作、植物籬等保護(hù)性耕作措施,而是隨意挖地耕翻,既造成耕蝕,又加劇了風(fēng)蝕、水蝕。長期水土流失,導(dǎo)致土壤沙化,土層變薄,養(yǎng)分流失,保水保肥能力降低,土壤貧瘠化,耕地面積減少。
9.土壤植物系統(tǒng)病
由于連續(xù)在同一塊耕地上種植同一種或同科作物,因作物根系分泌物和殘留物及某些病原生物在土壤中大量積累,使這塊耕地土壤成為有病土壤。加之該作物所需要的營養(yǎng)元素因連續(xù)被吸收而缺乏,不需要的營養(yǎng)元素在土壤中累積,致使土壤營養(yǎng)失衡。再是土壤微生物生態(tài)群落被破壞,土壤對“有害微生物”的凈化能力或抑制作用下降,有害微生物增多,有益微生物減少,生物性質(zhì)惡化!巴寥-植物系統(tǒng)病”的根源在土壤,表現(xiàn)在作物,當(dāng)有病的土壤遇到免疫力差的植物,即會以植物病的形式表現(xiàn)出來,生產(chǎn)上常叫做重茬病、連作障礙、再植障礙。
10.設(shè)施土壤綜合癥
在全年或季節(jié)封閉的高溫高濕環(huán)境下,加之高度集約化、高復(fù)種指數(shù)、高強(qiáng)度利用、高頻度人為干擾,過量施肥,過量用藥,過量灌水,過度耕作與踐踏等強(qiáng)烈的干擾和巨大壓力下,設(shè)施土壤健康急劇惡化。一般種植2~3年,就出現(xiàn)土壤結(jié)構(gòu)破壞,土壤營養(yǎng)失衡,土壤酸化,土壤次生鹽堿化,土壤有害物質(zhì)積累,土壤微生物種群多樣性和功能退化等一系列土壤病。4~5年時(shí)極為嚴(yán)重,病蟲害猖獗,生產(chǎn)成本增加,管理難度增大,農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)下降,甚至減產(chǎn)絕收,無法繼續(xù)進(jìn)行設(shè)施種植,被迫放棄、換土或移棚。