论土壤修复的突破点

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时间：2019-03-07 09:09:44

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论土壤修复的突破点环境修复网讯:2016年5月28日，国务院印发《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”，土壤污染与修复成为国家级重点课题。根据国内外经验，部分业内专家认为，未来数

环境修复网讯:2016年5月28日，国务院印发《土壤污染防治行动计划》，简称“土十条”，土壤污染与修复成为国家级重点课题。根据国内外经验，部分业内专家认为，未来数年，全国将迎来土壤修复高峰。这对于深受“毒地”危害的农民，特别是经济作物种植者和土地流转大户而言，无疑是利好消息。

虽然土壤修复是利国利民的好事，但是土壤污染有水质污染、大气污染、固体污染和农业污染等多种类，解决方法各异，见效甚慢，在发达国家尚且进展缓慢，何况我国的土壤修复治理工作刚刚起步。所以我们面对现实情况，笔者科研小组提出：“预防再污染，控制已污染。聚焦突破点，循序全修复”的二十字指导方针。“预防再污染和控制已污染”，现在政府在积极行动，全国人民在积极配合，土地保卫战已经打响；“聚焦突破点，循序全修复”，由于修复土壤技术要求高，工程量浩大，见效慢，因此我们不能全线出击，必须聚焦突破点，才能带动土壤修复工作的全面胜利。那么突破点在哪里呢？

根据国土资源部与环保部2014年联合公布的《全国土壤污染状况调查公报》，全国土壤耕地污染超标率高达19.4%。轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别是13.7%、2.8%、1.8%和1.1%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃。尤其是重金属镉污染加重，全国土地镉含量增幅最多超50%。从污染分布状况来看，南方土壤污染重于北方，长三角、珠三角、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大。特别是经济作物种植区，土壤酸化更为严重。公报显示，重金属污染超标区域，基本都是土壤酸化板结的区域。

综上所述，可以看出：

1、改良土壤应该从修复酸性土壤开始。经笔者科研小组整理国内外农业专家的理论论证，和所做的有关研究证明：土壤中重金属离子的生物有效性随ｐＨ值的升高而下降。土壤中重金属的溶解度与土壤溶液ｐＨ值的高低有很大关系，土壤ｐＨ值越高，重金属越容易转化为难溶性的化合物，重金属的溶解度越低、活性就越低。研究还表明，每提高一个土壤ｐＨ值，不但显著降低污染土壤中重金属的活性，减少作物对重金属的吸收，并且还抑制了重金属向植物地上部分的迁移。因此只要我们将轻微和轻度污染的酸性土壤进行改良，重金属的污染就会显著降低甚至消除。而且酸性土壤还能造成土壤中营养元素的流失、拮抗和微生物菌群失调，以及作物抗逆性衰减等现象。

2、改良土壤从占面积比例最大的轻微和轻度区域开始治理，循序向中度和重度污染区发展。改良轻微和轻度污染区域，难度系数相对较小，更容易积累经验，也能更快、更大限度的减少耕地污染带来的损失。只要能够改良轻微和轻度土壤污染区域，即可解决我国85%以上的土壤污染区域，剩下约15%的土壤污染区域，在已经掌握相关技术的基础上，就相对容易修复了。

既然我们找到改良酸化板结土壤是解决土壤污染的突破点，那么我们就应该研究酸化板结土壤。

请问大家，作物和土壤最大的成分是什么？是我们主要向土壤中使用最多的氮磷钾吗？错了，是被大家忽略的碳元素，碳元素在植物和土壤中所占的比例高达55%-58%。由于多年来的误导，都认为是植物能够从空气中吸收足量的碳元素，土壤和作物根系没有碳的需求。

其实这是严重的错误，空气中的碳元素是严重不足的，根本不能够满足作物的生长需求，土壤和作物根系也需要大量的碳元素。（关于碳元素的相关研究阐述，另文奉告。）试想，空气中含有大量的氮气，为何还要补氮？因此，根据“最小养分律---木桶理论”，碳元素是土壤和作物营养需求的“最宽短板”。

笔者科研小组经过研究发现，在所有酸化板结土壤中的有机碳含量非常低，但是随着有机碳含量的提高，土壤酸化症状明显减低，作物的抗逆性和长势明显提高。补充碳元素一般通过有机肥来得到，但是一般的有机肥虽然含有大量的碳元素，但绝大部分是惰性和不可水溶的，有效水溶性的有机碳含量非常低，有的甚至不到1%，需经过长时间的分解转化才能逐渐被利用，因此普通有机肥很难有明显的肥效，所以为土壤补充高含量水溶性的有机碳是当务之急。

那么酸性土壤是怎么形成的呢？（我们只探讨土壤正常酸化的原因，关于排污或其他意外污染不在本探讨范围）

一、雨水（环境）：

一般雨水pH值约为 5.6，而近些年随着企业和车辆等人类活动的增多，空气污染越发严重，雨水的pH值常常到达4.8或以下。导致我国大部分地区的土地，都遭受着酸雨的危害。特别是酸性红壤土的南方区域，受雨水的数量多、温度高和持续期长等因素影响，土壤的酸化速率加剧。进而严重危害到作物的生长和土壤的性能。

二、自毒：

根据“植物酸生长理论”研究,植物在生长过程中,根系会分泌大量的能够酸化土壤的H+离子，而且植物生长越旺盛，产量越高生长量就越大,分泌的酸性物质越多,土壤酸化的速率就越快。而且土壤中微生物的繁殖和有机物分解过程中，都产生大量的有机酸，因此土壤自毒现象也加快了土壤酸化症状。

三、不合理的耕作模式：

1、常年单一种植一到两种作物。现在北方大田作物主要种植小麦和玉米，南方主要是水稻轮种或水稻油菜轮种等，种植结构极为单一。经济作物区也是由于种植技术和收购原因，每个区域主要种植单一品种作物，如西瓜之乡、辣椒之乡、大蒜之乡、葡萄之乡、苹果之乡、柑橘之乡、香蕉之乡、菠萝之乡等等，几乎一个作物品种一个种植之乡，这种单一的种植模式，焉能不出现作物重茬和土壤退化现象？这都是在人为的祸害土地啊！

笔者是北方人，还记得在生产队时，都有一个“茬口安排”，将玉米、春玉米、小麦、高粱、花生、大豆、地瓜、芝麻和蔬菜以及瓜果等各品种作物轮番种植，试想这样的地块能出现问题吗？

2、土地没有轮休时间。土地使用者为了增加收入，最大限度的追求高产，最大限度的利用土地种植作物，根本就没有留给土壤自我修复的时间。造成土壤养分失衡再失衡，菌群失调再失调，严重透支土壤的生理机能。如果有“茬口安排”，即便是有半季的农田休息时间，土壤能够进行自我修复，也能极大的减轻土壤恶化现象。

3、土壤耕作层太浅。据本科研小组调查，近一二十年，大部分土地的耕作层在18厘米以内，更有甚者耕作层只有不到15厘米。要知道大部分须根系作物根系多集中于15-25厘米的耕作层内，主根系作物可达五六十厘米，甚至更深。因此造成作物根系上移，减少根系吸收更多营养的机会，抗高温或低温等抗逆性下降，局部土壤养分严重失衡，酸化加速等现象。

笔者还记得，以前生产队的耕地都有计划，有“耙地”和“耕地”之分。“耙地”比较浅，作业速度快，深度只有25厘米以内，一般连续两年“耙地”。“耕地”是犁铧深耕，深度大约40厘米，一般每隔两到三年“耕地”一次。这样的土壤疏松效果好，上下土壤混合后，能够稀释或补充某些物质，这样的土壤性能能不好吗？

4、用肥方式错误。偏重氮磷钾等几种化学元素的补充，造成土壤土壤电位“阳盛阴衰”和元素失衡。地面撒施肥料，造成作物根系上移和局部土壤养分严重失衡，以及养分的大量挥发或固定浪费，不能被有效的吸收。这都加重了土壤酸化板结。

顺便为化肥正名，近些年夸大事实的不合理宣传，将化肥描述为“连续大量施用化肥不仅浪费资源、增加农业生产成本,也带来水体富营养化、温室气体排放、土壤酸化和病虫害加重等一系列问题。”

第一，这个描述本身就是错误的，前提是什么？“连续”和“大量”，那么我们连续和大量的吃米饭或馒头，造成人员撑死，是米饭或馒头的罪过？

第二，化肥并不是土壤污染物，是营养元素的提供者，即便是化肥里面有辅料，也是无毒无害的天然物质，如高岭土等。（假冒伪劣肥料不在本讨论范畴）；

第三，过量使用化肥造成土壤性能和农作物生理机能的危害等，这是个事实问题，可这不是肥料的罪过，是我们“连续”“大量”和“单一”的在使用化肥。就如我们只吃米饭或馒头，不吃肉鱼和蔬菜水果等，造成身体病变等问题，你就说是米饭或者馒头的责任？

所以我们应该正确使用化肥，要做到“五合适”：品种合适、养分合适、用量合适、时机合适、施法合适。而且农业部2015年印发的是“化肥使用量零增长行动方案”，并不是被歪传的“化肥零使用方案”。零增长或减少化肥使用量，其目的是鼓励正确施用化肥。

四、掠夺养分却不补充：每季农田在收获农产品时，都带走大量的有机碳和其他各种营养成分，按照“元素归还学说”，作物产出多少，就应向土壤补充多少营养，其中归还最多的也是碳元素。但在实际生产中，土壤却得不到及时的全面补充，特别是占土壤和作物最大比例的碳元素，土壤补充的极其稀少，造成土壤中缺乏的更缺乏，多余的更多余，失衡的更失衡，失调的更失调，形成恶性循环，土壤逐步丧失自我修复的能量，从而加重土壤酸化。

笔者还是回忆生产队的时候，每年都有声势浩大的“沤粪积肥”和家庭土杂肥的施用，源源不断的向土壤补充有机质和大中微量元素以及其他物质，这样的土壤能不健康吗？农作物能不健康吗？或许也是以前癌症发病几率很低的原因吧。

当然，现在的我们不可能回到以前，面对现实状况，我们已经知道造成土壤酸化板结的原因，就可以制定针对性的酸化板结土壤改良方案。本科研小组经过多年研究，也获得了一定的研究成果，我们总结了五大原则与大家分享：

第一，方案必须是系统的，全面的多种技术组合。不能只解决一个点的问题，要充分对环境，土壤、作物和社会负责，要做到长治久安。

第二，必须是安全无毒无副作用，不能因为改良土壤再引起其他问题。比如使用石灰改良酸性土壤，引起土壤更加板结和对微生物群的伤害等问题。我们更反对施用化学药物处理土壤，造成土壤的更大损害。

第三，必须是纯生物源的碱性肥料、切实提高土壤的ph值。

第四，尽快向土壤中补充“最宽短板”的碳元素和适量补充其他多种物质，加快土壤修复进程。

第五，尽快疏松已经板结的酸化土壤，提高土壤生物活性，增强土壤自我修复能力。

本科研小组受托对安徽省国壬农业科技有限公司的迈德森生物菌剂，做了一组土壤理化指标和产量对比，部分数据如下：

试验作物：小麦、玉米。试验面积；3亩。对比面积：3亩。产品指标：有机碳13%；PH值8.5；有效硅1.2%；活性钙3.5%；碳酸钾4.5%；中微量元素2%；生物菌2亿/克等。

土壤理化指标和产量对比数据：（安徽省宿州市）

注：2013年因为当地天气原因，小麦在即将收获时遇到持续56天的梅雨季节，小麦在穗上开始发芽或霉变，故放弃测产。

由此可见生理碱性的高含量有机碳产品，在改良酸性土壤理化指标和提高产量确实效果显著。