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农田土壤化肥污染及防治对策

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  摘要    农业是我国的基础产业,农业生产关系到人们的饮食安全。农作物种植管理期间,合理使用化肥可以为作物补充养分,促进作物健康生长;不当使用化肥则会造成土壤污染。本文首先指出化肥对农田土壤造成的污染和危害,之后分析了污染原因,并总结了防治对策,以供农业生产者参考。
  关键词    农田土壤;化肥污染;危害;原因;防治对策
  中图分类号    X53        文献标识码    A
  文章编号   1007-5739(2019)23-0155-02                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)
  农田土壤化肥污染主要是由肥料使用不当造成的。一方面其会改变土壤的理化性质,降低土壤肥力;另一方面有毒成分可能残留在水体、食品、饲料中,危害人畜健康[1]。因此,明确土壤化肥污染的成因,制定有效的防治对策,已成为农户关注的重点。现结合实践对此进行探讨。
  1    化肥对农田土壤造成的污染和危害
  1.1    增加土壤重金属含量
  化肥从原料开采到加工制造,各个环节均离不开重金属元素和有毒元素。以磷肥为例,磷矿石原料在加工中,会带入氟、砷、镉、汞等元素;若利用废酸生产磷肥,还会产生三氯乙醛。如果磷肥用量过多,重金属就会在土壤中积累,从而造成土壤重金属污染。据调查显示,当土壤中三氯乙醛含量超过30 mg/kg时,大面积缺苗的发生率高达50%。
  1.2    引起营养失调
  我国农业生产中,普遍存在重氮肥、轻磷肥、少钾肥的现象,一旦土壤中的钾元素含量低,就会导致农作物营养失调。氮肥过量使用,会引起作物中的硝酸盐水平增高,人们食用这些被污染的作物产品,一方面会影响血红蛋白的携氧能力,引起神经功能障碍;另一方面会提高患癌风险,常见如胃癌、食道癌、鼻咽癌等。
  1.3    加剧土壤酸化
  有学者研究称,化肥的使用会改变土壤的pH值,过量使用氮肥会加剧土壤酸化[2]。其中,(NH4)2SO4和NH4Cl均属于酸性肥料,施入土壤中后会降低土壤pH值,引起土壤酸化;铵态氮在微生物作用下会转换为硝酸,也会导致土壤酸化。在我国南方地区,化肥过量使用,会促使有机质矿质化,破坏土壤的原本结构,增高Mg、Al的含量,因为盐基淋溶加快了土壤的酸化速度。
  1.4    降低生物活性
  土壤中含有大量微生物,可以分解有机质,对有毒物质进行降解。合理使用化肥,可以提高微生物的活性;过量使用化肥,会因酸度提高、重金属增加、营养成分不协调,进而降低微生物的活性,影响土壤的肥力。
  2    农田土壤化肥污染的原因
  2.1    管理制度缺乏
  在农作物生产中,使用化肥已成为一种常态。由于人们重视经济效益、忽视环境保护,再加上相关防治制度不完善,出现了盲目使用化肥的情况。由于没有充分认识到肥害对生产生活的影响,针对化肥引起的土壤污染问题,缺少针对性的处理方案,污染防治力度低。因此,要想推动农业可持续发展,不断提高农作物的质量和产量,就要完善相关管理制度,针对土壤化肥污染制定完善的预防和解决方案,实现土壤环境的全面改善。
  2.2    生产指导不足
  人们在农作物生产中单纯追求经济利益,为了提高农作物的产量,经常会出现化肥使用不合理的现象。随着科技水平的进步,化肥的种类更加多样,出现了很多新型肥料,但由于农户缺少相应的化肥知识和使用经验,而且相关部门的生产指导不足,可能会导致化肥使用的盲目性和随意性。如此生产,不仅影响农作物的质量,也会破坏土壤环境,从而造成土壤污染。
  2.3    防治技术落后
  受地理、自然、水文等条件影响,不同地区的土壤性质差异较大,土壤污染防治工作的难度大[3]。结合实际,污染防治的第一步是明确污染类型和范围。由于相关技术落后,信息的采集、分析、处理效率低,无法指导防治工作的开展。此外,土壤污染具有潜在性,易被忽视,直至带来严重损害时才被发现。对此,相关部门必须加强技术研发力度,关注国内外先进的土壤污染防治技术、方法,实现降本增效的目标。
  3    农田土壤化肥污染的防治对策
  3.1    树立环保意识
  防治土壤化肥污染,首先应从人们的思想观念入手,树立环保意识。对于管理部门而言,应加强宣传力度,向人们介绍化肥的组成和功效,认识到化肥使用不当带来的危害和影响。农户应该积极配合管理部门的工作,改变传统的生产理念,学习化肥使用知识,结合当地土壤性质和作物类型,合理选择化肥、科学施肥,在滿足作物养分需求的同时,有效保护土壤。
  3.2    推广有机肥   化肥是目前主要的农用肥料,化肥中的有些物质进入土壤中后可能会引起污染问题。对此,推荐选用有机肥,其除了含氮、磷、钾等元素外,还包含有机酸、肽类等有机养分。有研究表明,相比于常规化肥,有机肥能为作物提供全面的营养,更新土壤的有机质,加快微生物的繁殖速度,改善土壤理化性质[4]。有机肥是绿色食品生产的主要养分来源。不同地区可根据实际情况推广豆科绿肥,实行引草入田、草田轮作等方案,从而减少常规化肥的用量。
  3.3    使用化肥增效剂
  化肥增效剂属于有机化学物质,与肥料混合使用可以削弱脱氧作用,减少肥料损失和环境污染,从而提高化肥的肥效。常用的增效剂有3种。一是脲酶抑制剂,其可分为氢醌类、二元酚类、二胺苯磷酸盐类。脲酶抑制剂一般与尿素混合使用,用作基肥或前期追肥。具体应用时,应合理控制尿素用量,尿素施肥深度不能过深,否则会影响脲酶抑制剂的功效。二是硝化抑制剂,其本质上属于一种杀菌剂,可以降低土壤中亚硝化毛杆菌活性,延缓土壤的硝化过程,通过改善农产品质量,进而保护生态环境和人畜健康。具体应用时,要求硝化抑制剂只对亚硝化细菌有效,不影响微生物的活动,一般与氮肥均匀混合使用,具有用量少、效率高、残留率少的优点。三是长效氮肥,一次使用后,肥效可维持数月,一方面能减少养分的损失,另一方面能提高肥料的利用率。
  3.4    改进施肥方法
  农户在施肥时,主要采用撒施和浅埋2种方式。据农业部门调查显示,在农作物产量不变的前提下,深耕施肥的效果更好。以氮肥深施为例,使用铵态氮肥、尿素等为原料,增加铵态氮肥的施肥深度,利用率能提高13%;增加碳铵的施肥深度,利用率能提高32%。针对长期施肥造成的重金属污染,可适当撒石灰调整土壤的酸碱度,从而降低重金属的有效性;还可采用深耕、客土等方法改善土壤的理化性质,降低污染带来的危害。
  3.5    调整种植结构
  豆类作物具有较强的固氮能力,大豆的固氮率达到177~351 kg/hm2 [5]。豆科绿肥与根瘤菌相互作用,固氮效果更加显著。当前农作物的生产,摒弃了谷豆轮种的传统,导致绿肥面积缩小。对此,应调整种植结构,适当增加豆科植物的种植面积,可以减少化肥用量。此外,在田间管理上,应该合理灌溉,減少化肥的流失量。我国农田灌溉以漫灌为主,而水源利用率与化肥流失率具有正相关性。对此,漫灌应该逐渐向管道灌溉、滴水灌溉、喷洒灌溉等转变,在节水的同时,有效提高化肥的使用率。
  4    结语
  综上所述,农业生产期间,化肥使用不当会造成土壤污染,例如增加重金属含量、导致营养失调、加剧土壤酸化、降低生物活性。文中分析了土壤化肥污染的原因,只有树立环保意识、推广有机肥、使用化肥增效剂、改进施肥方法并调整种植结构,才能实现有效防治,推动农业生产可持续发展。
  5    参考文献
  [1] 王斌.农田土壤化肥污染及应对措施[J].河南农业,2018(14):47.
  [2] 丛晓男,单菁菁.化肥农药减量与农用地土壤污染治理研究[J].江淮论坛,2019(2):17-23.
  [3] 田艳,马友华,胡宏祥,等.农田土壤中氮的环境指标研究[J].中国农学通报,2017,33(7):142-147.
  [4] 靳前龙,郭智勇,韩文君,等.基于化肥视角下的全球农业面源污染现状及防治措施探究[J].农业科技通讯,2018(11):180-183.
  [5] 王娜.基于农田土壤重金属污染来源的研究分析[J].中国金属通报,2019(1):289-290.
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