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1、第四节 安全优质农产品的土壤环境质量控制,一、土壤培肥,1、我国耕地的肥力状况,1、耕地总量1.3亿公顷左右，高、中、低产田各占1/3。2、第二次土壤普查资料显示，优质地只占12%。3、总的看来，耕地土壤肥力水平不高。培肥土壤是今后一个战略措施。,2、高产肥沃土壤的特征,（1）良好的土体结构 土体结构是指土壤在1 cm深度内上下土层的垂直结构，它包括土层厚度、质地和层次结合。高度肥沃的旱地土壤一般都具有上虚下实的土体构造，即耕作层疏松、深厚（一般在30cm左右），质地较轻；心土层较紧实，质地较粘。,（2）适量协调的土壤养分,北方高产旱作土壤，有机质含量一般在1520g/kg以上，全氮含量达11
2、5g/kg，速效磷含量10mg/kg以上，速效钾含量150200mg/kg以上，阳离子交换量 20cmol/kg以上。肥沃水稻土的适量有机质含量为2040g/kg，全氮量为1.32.3g/kg，全磷和全钾量分别为115g/kg以上，阳离子交换量一般为1025cmol/kg。,（3）良好的物理性质,肥沃土壤大小孔隙1:24，土壤容重 1.101.25g/cm3，土壤总孔度50%或稍大于50，其中通气孔度一般在10以上。,3、土壤培肥的基本措施,（1）增施有机肥料，培育土壤肥力（2）发展旱作农业，建设灌溉农业（3）合理轮作倒茬，用地养地结合（4）合理耕作改土，加速土壤熟化（5）防止土壤侵蚀，保护土
3、壤资源,（1）增施有机肥料，培育土壤肥力,为作物提供营养 改善土壤物理性质 提高土壤肥力,（2）发展旱作农业，建设灌溉农业,旱作土壤：降水量低（年均降水量250-500mm）或降水量虽然多（年均降水量500-700mm），但分配不匀，而且无灌溉条件的农业土壤。发展灌溉，实现农业水利化是提高单产的重要措施。但要防止次生盐渍化等现象发生。,（3）合理轮作倒茬，用地养地结合,我国传统经验。轮作倒茬一方面要考虑茬口特性，另一方面要考虑作物特性，合理搭配耗地作物、自养作物、养地作物等。,（4）合理耕作改土，加速土壤熟化,合理的耕作可以调节土壤固液气三相物质比例，增强土壤通透性。深耕结合施有机肥料，是增肥
4、改土的一项重要措施。深耕的作用是加厚耕作层，改善土壤结构和耕性，降低土壤容重，使土肥水相融，促进微生物的活动，改善作用的环境条件，加速土壤熟化。,（5）防止土壤侵蚀，保护土壤资源,土壤侵蚀：土壤在水和风等外力的作用下，发生冲刷或吹失的现象称为土壤侵蚀。土壤沙化：指良好的土壤（或可利用的土壤）变成含沙很多的土地甚至变成沙漠的过程。,二、土壤污染的治理与修复,1、控制和消除土壤污染源 控制和消除土壤污染源是防止污染的根本措施，既控制进入土壤的污染物的数量和速度，使其在土体中自然降解，不致迅速大量地进入土壤，引起土壤污染。主要采取下列措施：（1）控制和消除工业“三废”排放，使之符合排放标准；（2）加
5、强灌区的监测和管理，经常了解污染物的成分、含量及动态，控制污水灌溉量，避免滥用污水灌溉引起土壤污染；,（3）合理使用农药与化肥，对残留量高，毒性大的农药，应控制使用范围、使用量和使用次数；大力试制和发展高效、低毒和低残留的农药新品种，探索和推广生物防治作物病虫害的途径，尽可能减少有毒农药的使用；对本身含有有毒物质的化肥品种，使用范围和数量要严控。对硝酸盐和磷酸盐类化肥，要合理施肥，经济用肥，避免过多而造成土壤污染。,2、生物防治 即通过生物降解或吸收而净化土壤。研究分离和培育新的菌种，意大利从土壤中分离出的某些菌种，可抽取出酶复合体，能降解2.4.D除草剂，日本研究出土壤中红酵母和蛇皮藓茵，能
6、降解剧毒性聚氯联苯达40和30。此外，某些鼠类和蚯蚓对一些农药也有降解作用。羊齿类铁角蕨属的一种植物，有较强的吸收土壤中重金属的能力，对土壤中镉的吸收率可达10，连种多年，可降低土壤含镉量。应用微生物和其它生物降解各种污染物的处理技术尚需进一步探索。,3、施加抑制剂 轻度污染的土壤施加某些抑制剂，可改变污染物在土壤中的迁移转化方向，促进某些有毒物质的移动，淋洗或转化为难溶物质，而减少作物吸收。常用的控制剂有石灰、碱性磷酸盐等。施用石灰可提高土壤pH值，使镉、铜、锌和汞等形成氢氧化物沉淀。施用石灰石，稻谷含镉量可降低30左右，氢氧化镉的pH值在10以上才能完全沉淀，pH值大于6.5时汞就能形成氢
7、氧化物和磷酸盐沉淀，而钙离子能防止汞离子争夺植物根表面的代换位置，使植物吸收汞明显减少。碱性磷酸盐可与土壤中的镉作用生成磷酸镉沉淀，在不能引起硫化镉沉淀的弱还原条件下，磷酸镉的形成对清除镉污染具有重要意义。,、控制氧化还原条件 水稻田的氧化还原状况，可控制水稻田中重金属的迁移转化，水稻田在还原条件下产生S2-与Cd2+形成难溶解的CdS沉淀，故灌水可抑制对镉吸收。而干后土壤是氧化状态，S2-被氧化成SO42-，土壤pH值降低，镉可溶入土壤转化为植物易吸收的形态，而促进了对镉的吸收。铜、锌、铅等重金属元素均能与土壤中的H2S，产生硫化物沉淀，都可进行上述反应变化。因此，加强稻田的灌水管理，可有效
8、地减少重金属的危害。,5、增施有机肥，改良砂性土壤有机胶体和粘土矿物对土壤中重金属和农药有一定的吸附力。因此，增施有机质，改良砂性土壤，能促进土壤对有毒物质的吸附作用，是增加土壤环境容量，提高土壤自净能力的有效措施。,6、改变耕作制、换土和深翻 变革耕作制度，改变土壤环境条件，可消除某些污染物的毒害。DDT和六六六在旱田中降解速度慢、积累明显、残留量大，改水田后DDT降解加快，仅1年左右土壤中残留的DDT已基本消失。所以实行水旱轮作，是减轻或消除农药污染的有效措施。被重金属与难分解的农药严重污染的土壤，在面积不大的情况下，也可采用换土法，这是目前彻底清除土壤污染的最有效手段，但是对换出的污染土
9、壤必须妥善处理，防止次生污染。此外进行深翻，将污染土壤翻到下层（掩埋深度应根据不同作物根系发育特点，以不致污染作物为原则），也是污染土壤实施治理复耕的有效途径之一。,重金属污染防治两种途径：,通过在污染土壤上种植木本植物、经济作物、以及生长的野生植物，利用其对重金属的积累和耐性除去重金属。利用生物化学、生物有效性和生物活性原则，把重金属转变为较低毒性产物（络合物、脱烷基、改变价态）；或利用重金属与微生物的亲合性进行吸附及生物学活性最佳的机会，降低重金属的毒性和迁移能力。,重金属污染土壤的生物修复,生物修复：主要是利用各种天然生物过程而发展起来的一种现场处理各种环境污染的技术。重金属生物修复技术：利用生物（主要是微生物、植物）作用，削减、净化土壤中的重金属或降低重金属的毒性。,
