梁彪 李强 冯伟明 梁普兴
佛山地处广东省中部,珠江三角洲腹地,年平均气温21.7℃,气候温和、光照充裕,具有得天独厚发展种植业的优势。近年来,由于高强度工业三废排放、滥用农药和化肥等,佛山农业土壤污染问题逐渐显现[1~3],并且在一定范围内呈现出区域性、复合型的特点,部分地区土壤存在酸化、有机质含量下降、地力下降等问题;重金属、无机盐、有机物污染等问题也日益严重,制约了佛山地区生态环境、食品安全和绿色农业的可持续发展。在大量的基层调研基础上,针对佛山市当前最主要的土壤障碍因素,开展佛山地区土壤改良模式初步探索,并提出了相应的改良模式,以期改善佛山地区农田土壤状况。
除了酸性气体的排放,影响佛山土壤酸化的人为因素主要是不当的施肥量和施肥方式等。土壤酸化会导致盐基离子大量流失、活性铝溶出、有毒重金属元素活化等[4],造成土壤肥力下降,严重影响作物生长。
佛山地区应用最广泛的酸性土壤改良方法是运用石灰或石灰石粉。使用石灰中和酸性,每667 m2每次施40~50 kg石灰,以后每次施用量减少1/2,能明显地降低酸性土壤的表层酸度,但长期过度施用会加强复酸化程度,不但会引起土壤板结,而且会引起土壤钙、钾、镁3种元素的平衡失调,进而影响作物对养分的吸收[5],因此不能过于频繁地施用石灰,在施用石灰改良的同时,应配合使用草木灰等其他碱性肥料。
除了传统的使用石灰改良酸性土壤外,如白云石、碳法滤泥、磷石膏、磷矿粉、粉煤灰等工业副产品也能起到改良土壤酸性的效果[6~10],其中磷石膏、磷矿粉、粉煤灰中含有少量的铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、铬(Cr),使用时必须控制好用量,以免对土壤造成二次污染。
通过农业管理措施调节土壤酸度越来越受到人们重视,比如施绿肥,可以提高土壤有机质、适度改善土壤酸性;比如增加灌溉次数,可冲淡酸性对作物的为害;比如种植耐酸作物,如油菜、水稻、茶、桑、果树等,边利用边改良;再比如增施碱性肥料,如碳酸氢铵、硅肥等,不仅具有改良酸性土壤的作用,对提高作物产量亦有好处。
佛山地区,特别是工业区近郊土壤重金属超标相对严重,目前佛山地区主要采用客土法、化学修复法进行修复,对垃圾填埋区主要采用植被恢复法,有文献报道采用微生物处理等修复技术也能够起到较好效果[11]。
近年来,大量的改良剂被用于重金属污染治理,常见的有石灰、沸石、海泡石、钙镁磷肥等。石灰不仅能提高土壤pH值,并且能显著降低土壤中Pb、Cd、Zn 的活性[12],海泡石、沸石、钙镁磷肥均能降低农田土壤重金属污染[13~16]。在佛山应用实践中,正在探索使用不同配比的改良剂,以期进一步提高治理效果,确保佛山市“菜篮子”质量安全。
随着城市的发展,部分农业用地转为建设用地,将建设占用耕地的耕作层剥离,最大化的用于贫瘠土壤改良,已受到学界的广泛关注,目前在佛山近郊区域有所使用,起到了良好的改土效果。客土改良一般是结合土地平整进行,黏土掺沙或沙土掺黏,佛山地区主要采用客土回填的方法。
施用有机肥料易于形成腐殖质,改善土壤的理化性质,使土壤容重下降、总孔度增加、田间持水量增大,增加土壤有机质和各种养分含量,培肥地力,同时能够增强植物根际土壤酶活性,促进根系吸收养分。一般连续使用有机肥3~4年可形成良好的农用土壤。对于沙质土壤,除了重施有机肥,大量施用河泥、塘泥,如每667 m2施河泥 4 000~10 000 kg,秋耕时翻入田中,也是改良沙土的好方法。对于大棚温室,由于在建设过程中表层土多数被取走,因此新建温室首要问题是结合耕作,增施有机肥,使肥土相融。
结合秸秆还田、绿肥翻压措施,采用轮作、间作、套种等栽培措施均可以改良土壤理化结构,提高肥料利用效率、减少化肥农药用量、调节土壤生态平衡、促进高效生态农业发展。例如在两季作物间隔的空闲季节,种植豆类科蔬菜,间作、轮作,以增加土壤中的腐殖质和氮素肥料含量。
佛山市郊区农业土壤多为酸性,改良土壤应从提高土壤pH值、降低土壤重金属入手,改善土壤理化结构,提高化肥的利用率,降低化肥、农药的用量;严格按照有关规定淘汰、禁用毒性大、残留性强以及在主要成分中含有重金属的农药、杀虫剂、除草剂等;重视农业面源污染防治,加大相关技术及法规政策的宣传推广力度。
[1]崔晓峰,李淑仪,丁效东,等.珠江三角洲地区典型菜地土壤与蔬菜重金属分布特征研究[J].生态环境学报,2012,21(1):130-135.
[2]陈丰顺.佛山市部分郊区农业土壤重金属污染研究[D].广州:中山大学,2004.
[3]加庆阳,吴伟新,李瑞超,等.佛山市南海区土壤地力变化趋势分析与对策[J].农业环境科学学报,2006(25):546-549.
[4]俞元春,丁爱芳,胡笳,等.模拟酸雨对土壤酸化和盐基迁移的影响[J].南京林业大学学报,2001,25(1):39-42.
[5]孟赐福,水建国,傅庆林,等.浙江中部红壤施用石灰对土壤交换性钙、镁及土壤酸度的影响[J].植物营养与肥料学报,1999,5(2):129-136.
[6]朱宏斌,王充青,武际,等.酸性黄红壤上施用白云石的作物产量效应和经济效益评价[J].土壤肥料,2003(5):7-20.
[7]张宝安,章守陶.从磷石膏的特性谈农业上的应用[J].土壤肥料,1997(2):3-7.
[8]胡红青,李学垣,刘景福,等.红壤上直接施用磷矿粉的增产效果和改土作用[J].热带亚热带土壤科学,1994,3(4):219-225.
[9]万贵怡,周茂林,李玲,等.粉煤灰改良红壤性中低产田(地)的实验研究[J].江西农业科技,1994(4):30-34.
[10]温志平,刘树基.糖厂碳法滤泥对赤红壤上柑橘施用效果初探[J].热带亚热带土壤科学,1996,5(3):158-161.
[11]黄凯,张杏锋,李凡.改良剂修复重金属污染土壤的研究进展[J].江苏农业科学,2014,42(1):292-296.
[12]周航,曾敏,刘俊,等.施用碳酸钙对土壤铅、镉、锌交换态含量及在大豆中累积分布的影响[J].水土保持学报,2010,21(4):123-126.
[13]朱奇宏,黄道友,刘国胜,等.改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究[J].中国生态农业学报,2010,18(7):847-851.
[14]金兰淑,佟亚欧,林国林,等.4A沸石对土壤铅浓度及形态的影响[J].水土保持学报,2010,24(6):177-180.
[15]汪洪,周卫,林葆.钙对镉胁迫下玉米生长及生理特性的影响[J].植物营养与肥料学报,2001,7(1):78-87.
[16]Cheng X T,Wang G,Liang Z C.Effect of amendments on growth and element uptake of pakchoi in a cadmium,zinc and lead contaminated soil[J].Pedoshpere,2002,12(3):243-250.