沈阳市农业土壤表层的生态环境及改善对策

袁军喜　陈晓军

摘要 提高农业可持续发展能力,就应该关注人类生存的基本资源——土壤以及农业表层土(土壤植物营养层)。目前人们对耕地的高强度开发和不合理利用,已经严重损害了土壤结构。分析了沈阳市农业土壤的总体生态环境,以期提高人们对土壤生态环境的认识,并促使人们对其予以保护,保证沈阳市农业可持续发展。

关键词 农业土壤表层;生态环境;改善对策;辽宁沈阳

中图分类号 S154.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)13-0279-02

沈阳市地处辽宁省中部,以平原为主,占71.0%;有部分丘陵,占15.5%;水域占11.6%;其他占1.9%,现有农业土壤耕地面积67.64万公顷。处于北温带亚洲季风气候区的北缘,属于受季风影响的湿润半湿润温暖带大陆性气候,年平均气温7.0～8.1℃,平均降水量574.8～684.8mm,无霜期147～164d。沈阳市的土壤类型以棕壤、草甸土、水稻土为主,还有部分盐碱土、风沙土、沼泽土。

1 沈阳市农业土壤表层的生态环境

近年来,沈阳市农业土壤的生态环境总体趋于恶化,农业生产受到严重影响,这种损害突出表现在以下几个方面。

1.1 土壤沙化、酸化程度严重

大量砍伐、肆意放牧、垦荒等是造成荒漠化的重要原因。为了养活日益增多的人口,人们不得不在短期内最大限度地提高农业产量。结果是过度利用了土壤表层土这种“可更新”的资源。由于长期忽视了保护土壤的必要性,大量表层土被冲走,或者被风吹走,农业系统中土壤的损失更为严重,每年每公顷损失达几十吨。人们必须从现在开始保护宝贵的农业表层土资源。尽管土壤酸化主要由酸雨引起,但是也存在大量使用化肥对土壤环境产生的酸化污染,其主要表现为氮肥、特别是大量铵肥的长期大量使用,铵离子进入土壤后在其硝化作用的过程中释放出氢离子,使土壤逐渐酸化。铵离子能够置换出土壤胶体微粒上起联结作用的钙离子,造成土壤颗粒分散,从而破坏了土壤团粒结构。大量施用氮肥,也给土壤引入了大量非主要营养成分或有毒物质,如硫铵中的硫酸根离子和氯铵中氯离子,或尿素中的有毒物质缩二脲,它们对土壤微生物的正常活动有抑制或毒害作用。土壤酸化不仅破坏土壤性质,而且会促进土壤中一些有毒有害污染物的释放迁移或使之毒性增强,使微生物和蚯蚓等土壤生物减少,加速土壤营养元素的流失。沈阳市东北部一些地区长期使用氮肥,表土pH值由5.0降到4.3,土壤板结普遍比较严重,有的已经丧失了农业耕种价值。

1.2 土壤老化、土壤肥力下降

“凡土种三五年,其力已乏”。由于过多地利用化学肥料来提高农作物的产出,过度的摄取使得土壤中的微量元素急剧减少,农产品质量下降,造成米不香、瓜不甜、果无味等。土壤老化、土壤肥力下降表现为高产量的农作物从土壤中携带出的养分量与施入土壤中的养分量不协调,主要是由2个方面因素造成的。一是土壤表层土的侵蚀。现代农业兴起以后,由于长期以来对农业生态平衡问题认识不足,没有正确处理好发展生产和保护生态环境、开发利用资源和保护增殖资源之间的关系,违背了生态规律,片面追求农业产量。土壤中除了氮、磷、钾大量元素以外,还有一些常量元素(钙、镁、铝)和微量元素(铜、锌、锰、铁等)也是植物生长必需的重要部分,这些元素同时也是评价土壤质量的重要指标。当土壤侵蚀加剧时,土壤有机质和氮、磷、钾等大量元素和微量元素养分严重流失,生物活性降低,从而导致生态环境演变。二是施肥不合理。使用化学肥料可以暂时掩盖损失掉的土肥,但是化学肥料不能代替土壤中的自然肥力。农作物生长中必不可少的元素有氮、磷、钾以及一些微量元素,如锌、镁等。但沈阳市农民施肥时一般是以氮为主,磷次之,钾最少,而农作物从土壤中吸收的养分量以钾最多,氮次之,磷最少,在生产中很少单独施用钾肥,施用的有机肥料中钾素含量也比较低,钾素养分在土壤中入不敷出的问题日益突出;同时,造成土壤中的氮量元素逐年增加,磷元素不断积累的现象。尤其在连续施用同一种类或性质相近的肥料时,农作物对肥料的选择性吸收就造成一些养分迅速减少,另一些养分逐渐积累,加速了土壤养分不平衡。此外,农作物的长期生产,将会使得土壤的养分平衡及比例失调更加明显。

1.3 重金属污染严重

沈阳市有部分地区的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属和石油类的污染,致使土壤基本丧失生产力。重金属污染的危害主要是降低了作物的品质,同时也影响了土壤中微生物的活动。重金属一般不易随水移动,也不易被微生物分解,因而常在土壤中积累,含量较高时能降低土壤酶活性,使之失活。超过一定量的重金属能抑制土壤呼吸作用的进行,破坏参与蛋白质和核酸代谢的蛋白酶、肽酶和其他有关酶的功能;同时,还能在植物体内大量富集,也会通过食物链进入人体中,对人体组织和器官有毒害作用。

1.4 农药污染加剧

近年来,由于片面追求产出量,农药被大量施用,平均施用量接近15kg/hm2,比发达国家高出1倍。并且在土壤中的残留农药量高达为50%～60%。农药的大面积喷洒对土壤的污染可以看作是一种“面源污染”。同时,还随地表径流污染地下水和地表水。农药进入土壤的途径主要是直接进入(如使用除草剂、拌种剂和防治地下害虫的杀虫剂)和间接进入(如防治病、虫、草害喷洒于农田的各类农药),目前沈阳市使用的农药大都是广谱、杀灭性强、持效期长的品种,尚未重视其对生态环境的影响。在管理方面侧重对农药质量及药效的监督,缺少农药安全性评价和对农药毒性进行监测的系统。由于对农药毒性了解和监督不够,造成高毒、高残留农药的大量使用,严重污染土壤农业生态环境。另外,由于有些农民环保意识差,农药使用不当,在使用技术上单纯追求杀虫、杀菌、杀草效果,擅自提高农药使用浓度,甚至提高到规定浓度的2～3倍,大量过剩的农药导致直接接纳农药和间接接纳植物残体的耕种表面土层中农药大量蓄积,形成一种隐形的危害。同时,在土壤中残留期长的农药残留物质对后茬作物也造成污染,这些农药将直接污染土壤和作物,还会通过食物链进入人体,导致人体生理过程的致命恶变。

2 改善对策

改造农业技术是大幅度提高粮食产量的唯一途径。要使无机农业转向有机农业,防止可更新的土壤耕种表层土转变为不可更新的资源,沈阳市在保护农业土壤资源方面应做到以下几点。

2.1 严格保护现有耕地,保护土地资源和土壤肥力

沈阳市农业必须注重精耕细作,注重实施农家肥的优良传统,改善土壤的理化性质,增强保水保肥。

2.2 走可持续发展的道路,发展生态农业

我国就有许多符合生态农业原则的优良传统和生产经验。如《沈氏农书》把养猪、酿酒、种庄稼联系起来,指出“相继而生成,相资以利用”,这正是人们所强调的物质的循环利用、重复利用,以促使经济效益不断增长。当前,人们更要大力发展生态农业,尽管有时会与经济效益相抵触。

2.3 加强水土保持,提高森林植被的覆盖率

加强水土保护,植树种草,提高森林和植被的覆盖率,促进沈阳市农业向良性发展。实施退耕还林、退耕还草工程,改善生态环境,有效遏制狂风暴雨和径流对地面的冲刷,缓和风雨侵蚀。特别要在坡耕地和梯台地中大量种植林草,固土护坡护埂,防止水土流失。

2.4 积极发展农业新技术,科学种田,提高生产力水平

提高粮食产量的途径之一就是发展农业新技术,提高农民科学生产技术,科学平衡施肥,科学增加中、微量元素。

3 结语

农业土壤是有限而宝贵的自然资源,是农业最基本的生产资料,因此加强地力建设,培肥土壤是长期战略任务。增施农家肥、秸秆直接还田、秸秆粉碎堆沤还田、种植绿肥;科学合理施用化肥、调整养分比例、提高化肥肥效;根据植物、土壤和肥料的特点,确定肥料的施用方法,增施钾肥,有针对性地施用中微量元素肥料、推行平衡施肥、测土施肥、合理耕作等措施均能有效提高农业土壤质量,使土地进入良性循环,保证沈阳市农业可持续发展。

4 参考文献

[1] 鲁如坤,时正元,施建元.我国南方6省农田养分平衡现状评价和动态变化研究[J].中国农业科学,2000,33(2):63-67.

[2] 农业部农业司.中国肥料农药实用手册[M].北京:中国农业科技出版社,1995.

[3] 耀青,张中原.配方施肥方法及其应用[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,1993.