土壤亞健康惡果根源解剖及解決策略

    土壤養(yǎng)分失衡引起的土壤退化問題尚未引起關(guān)注

俗話說，萬物土中生，有土斯有糧，民以食為天。基辛格也曾說過，如果你控制所有的糧食，你就控制了所有人，所以土壤是人類生存的根本。第一次綠色革命取得了巨大成功，解決了全世界近70億人的溫飽問題。預(yù)計2050年世界人口將達(dá)到92億，谷物需求還要增加46％，因此繼續(xù)進(jìn)行集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是必然的選擇。

但是，這種集約化生產(chǎn)面臨著資源和環(huán)境的巨大挑戰(zhàn)，其中，土壤退化對糧食安全造成巨大威脅。據(jù)2011年FAO（聯(lián)合國糧農(nóng)組織）的評估報告，全世界高、中度退化土壤占到30％以上，輕度退化的占36％。2015年FAO的評估報告顯示，中國土壤屬于退化與嚴(yán)重退化狀態(tài)，包括侵蝕、沙漠化（荒漠化）、板結(jié)、耕層變淺、污染、酸化、養(yǎng)分失衡、鹽漬化、生物多樣性減少、生物功能衰減、病害生物積累等。

土壤污染、水土流失、鹽漬化、沙漠化是人們熟知和關(guān)注的土壤退化問題，但土壤養(yǎng)分失衡引起的土壤退化問題尚未引起足夠重視。長期以來，我們過量投入化學(xué)N（氮）、P（磷）肥料，有機(jī)肥和中微量元素肥料投入不足；加之現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)使農(nóng)作物產(chǎn)量比過去高得多，從土壤中帶走的中微量元素增加；同時，長期規(guī)?；瘑我环N植模式也造成土壤里一些中微量元素的有效性下降。由此造成N、P與中微量元素失衡，進(jìn)而微生物多樣性減少，種群結(jié)構(gòu)失衡，從而進(jìn)一步產(chǎn)生結(jié)構(gòu)惡化以及某些化學(xué)性質(zhì)的惡化。土壤的養(yǎng)分含量雖然很高，但由于營養(yǎng)失衡，使得土壤微生物多樣性和活性下降，土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力及其肥料利用率低，賴肥性、賴藥性日益增加。現(xiàn)在很多農(nóng)產(chǎn)品的口感都比過去差得多。這些都是土壤亞健康的表現(xiàn)。

目前，我國糧食產(chǎn)量水平比發(fā)達(dá)國家要低10～30％，但施肥水平遠(yuǎn)比他們高。我國的氮磷鉀施肥量是美國的414％，而美國谷物單產(chǎn)為我國的127％。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，1980年至今，我國糧食總產(chǎn)量提高了41％，其中單產(chǎn)水平提高了56％，而化肥投入量增長了325％；同期德國、法國等發(fā)達(dá)國家糧食單產(chǎn)水平提高51～52％，化肥使用量減少31～47％。

養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤亞健康的惡果

土壤養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤亞健康，其表現(xiàn)為三種惡果：

首先，養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤生物活性和物質(zhì)轉(zhuǎn)化功能下降，活土變死土。土壤是一個活的生命體，含有豐富的細(xì)菌、真菌、原生動物、線蟲和其他生物。不同土壤生物有不同的營養(yǎng)生態(tài)位，養(yǎng)分失衡就會影響微生物的生長狀況。研究表明，氮肥的用量對植物根圍微生物種類影響顯著。高通量測序顯示，不管夏季還是冬季，隨著氮肥用量的增加，一些功能微生物的數(shù)量在下降，而另一些微生物在上升。國際上有關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥用量的增加，微生物數(shù)量、微生物的活性以及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力顯著下降。養(yǎng)分失衡極易導(dǎo)致土壤連作病的顯現(xiàn)，在健康的土壤里，微生物多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)病土壤；在發(fā)病土壤中，病原菌的數(shù)量增加，而各種功能菌，包括固氮菌等顯著下降。

其次，養(yǎng)分失衡引起農(nóng)作物生長不健康，容易遭受病蟲害，從而加大農(nóng)藥用量和使用頻次，造成農(nóng)殘問題加重。

再次，只有健康土壤才能生產(chǎn)足夠的和健康的食物，才能給人體帶來健康。人類需要幾十種礦質(zhì)和必需的氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，土壤富含各種礦質(zhì)元素，植物就可以合成這些氨基酸、維生素等供人類機(jī)體所需。如果土壤缺少這些元素，那么植物的合成就會受阻。因此，土壤中礦質(zhì)元素的缺乏不僅會造成植物不健康，而且還進(jìn)一步影響人體健康。國際上系列研究報告也顯示，過分追求高產(chǎn)，施肥、灌溉、打農(nóng)藥等管理措施不當(dāng)，都會導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中礦質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì)等食物營養(yǎng)成分下降。因此，人類健康要從土壤健康抓起。

從源頭上解決養(yǎng)分失衡造成的土壤亞健康問題

如何解決因養(yǎng)分失衡造成的亞健康問題？關(guān)鍵還是回到源頭上，要合理施肥與土壤管理。

FAO在2011年提出可持續(xù)的集約化土壤生態(tài)管理技術(shù)，通過營造健康的土壤，來解決集約化與資源環(huán)境的矛盾。FAO在對57個國家農(nóng)業(yè)發(fā)展項目的評估中發(fā)現(xiàn)，通過生態(tài)系統(tǒng)方法提高水土資源的利用效率、減少使用殺蟲劑、改善土壤健康，能使作物單產(chǎn)平均增加79％。

中國科學(xué)院南京土壤研究所近10年的研究和實踐也表明，通過施肥與土壤管理相結(jié)合，既考慮作物的需求，又考慮土壤生物的需求，從而營造一個健康的生態(tài)系統(tǒng)。這不僅可以增加產(chǎn)量，而且可以顯著提高品質(zhì)。這種土壤健康的管理方法可以使農(nóng)作物的發(fā)病率從20～80％降到10％以下；可以使蔬菜、水果的產(chǎn)量，在減少化肥、農(nóng)藥投入20％的基礎(chǔ)上，增產(chǎn)達(dá)20～30％以上，每畝凈增效益1000～5000元。2009年至今，這一技術(shù)在江蘇、河北、新疆、江西等省針對40多種經(jīng)濟(jì)作物，進(jìn)行了大面積的技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。