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1、吉林农业大学吉林农业大学论文题目：论施肥对土壤健康的影响论施肥对土壤健康的影响学生学号： 学生姓名： 胡宁 专业名称： 课程名称： 植物营养学特论 吉林农业大学研究生学院2011 年 12 月 1 日论施肥对土壤健康的影响论施肥对土壤健康的影响引言：引言：土壤健康是农产品安全和人类健康的基础，是一个赋有 21 世纪气息的新概念。伴随土壤健康出现的各种问题，土壤健康这一话题越来越受到人们的重视。目前，已有许多关于土壤健康方面的科学理论与研究成果，如：周启星的健康土壤学科学而全面的阐述了土壤健康的涵义、生态指标、分析方法、调控技术及与农产品安全等内容，还有国外许多学者如：Trutmann、Dora
2、n、Zeiss、Wolfe 等对土壤健康这一概念的内涵提出了他们不同的看法，我国许多学者对这一概念也有自己的见解。尽管对土壤健康方面的研究有很多，但是对于施肥对土壤健康的影响尚未有系统而全面的阐述。本文旨在通过论述施肥对土壤健康的影响，突出科学合理施肥的重要性，就施肥方面提出保护土壤健康的措施，为我国高效、无污染持续农业提供理论依据和指导。本文拟从以下几个方面对已有的研究资料进行简要综述。一、一、 土壤健康的内涵及其意义土壤健康的内涵及其意义1、土壤健康的内涵及其范畴我们已经习惯于关注人类自身的健康以及畜禽的健康，甚至普通农作物、林果的健康，治虫防病习以为常，却很少关心土壤的健康。事实上，土壤
3、的健康同样也应该受到重视，从某种程度上说，在当今，前述的几种健康已经受到后者的很大影响。比如说，受到严重化学污染的土地上生产出的粮疏和水果被人类或畜禽食用后，人、畜禽的健康就会受到很大的损害。以前媒体上就曾经报道过人们食用了重金属污染的土地上生产的蔬菜后出现了“鬼剃头”的脱发现象。由此看来，土壤的主要成分虽然主要是由无生命的无机物质组成，但它具有理化活性，拥有长期积累下来的有机物质，同时土壤中还生活着有生命的生物体（如昆虫、微生物等） ，所有这一切都使土壤具有了生命力。因此，我们可以把土壤视为一个处于动态平衡状态下的生命循环体。健康的土壤就是保持理化活性长期处于动态平衡状态下，持续保有旺盛生产
4、能力并生产出高产优质农产品的土壤，否则就是不健康的土壤。我们不妨这样概括：土壤保持其生态活性及生产健康农产品的能力就是土壤健康1。它包括显性和隐性两种健康状况，显性健康包括那些明显可以看到的变化，如人为改造、水土流失等现象；隐性健康指外观不易看出，而内在理化性状发生变化的现象，如化学污染等造成的土壤健康变化等。土壤健康是生态系统健康的重要组成部分，国外学者对土壤健康这一概念的内涵提出了他们的不同看法。Trutmann 等2认为，土壤健康指使土壤作为重要的生命系统行使各种功能的能力，以及在生态系统水平和土地利用的边界范围内，维持生产植物性和动物性产品的能力;维持或改善水和大气质量的能力;以及促进
5、植物和动物健康的能力。Doran 和 Zeiss3认为，侠义的“土壤健康”是指最大限度减少土传植物疾病生物的数量及有关疾病的发生，最大限度地减少、控制土传昆虫或者其他害虫的数量和活动范围。Wolfe4则指出，土壤健康是指采用生物、物理和化学方法相结合的实施土壤管理的综合措施，在最大限度地防止生产对环境有负面效应的前提下，使作物生长达到长期的可持续发展。 我国学者对这一概念也有自己的见解。章家恩5认为，土壤健康是指土壤处于一种良好的或正常的结构和功能状态及其动态过程，能够提供持续而稳定的生物生产力，维护生态平衡，保持环境质量，能够促进植物、动物和人类的健康，不会出现退化，且不对环境造成危害的一个
6、动态过程。周启星6指出，土壤健康的最为基本的判断标准，首先是能生产出对人体具有健康效益的动植物产品，其次是应该具有改善水和大气质量的能力以及有一定程度的抵抗污染物的能力。当然，更为重要的是，还应该能够直接或间接地促进植物、动物、微生物以及人体的健康。 2、土壤健康的意义大家都知道，健康的人群平常根本不用吃药打针，即使需要的话，也是用量、次数都很少。同样，健康的土壤，也应该是很少需要使用化肥和农药等农用化学品的。因此，首先，是土壤健康第一个层面的意义，在于健康的土壤不需要有外界的高投入，由于节约了成本开支，通常获得的经济效益很高。健康土壤的意义还在于它是健康社会的基础，也就是说健康能够带来较大的
7、社会效益。土壤健康第二个层面上得意义，在于土壤健康与人类健康或疾病之间存在着密切的相关联系。世界可持续农业协会（World Sustainable Agriculture Association）主席 Madden 曾指出，只有健康的土壤才能产生健康的作物，进而造就健康的人群和健康的社会7。 很久以前，土壤就已经作为药物的来源。基于这方面的研究，Waksman 曾在 1952 年获得了物理和医学诺贝尔奖。从这以后，对土壤放射菌的隔离和调查研究越来越多，很多抗生素及其在人类医学上的应用也随之发现和产生。总体说来，土壤对人类健康的影响可大致分为直接影响和间接影响两种。人体摄入、吸入或者皮肤吸收土壤
8、成分可以直接影响人类健康；土壤也可通过水圈、大气圈和生物圈等与土壤圈密切联系的圈层间接影响人类健康8。一些研究表明，土壤中的碘缺乏可导致人体的甲状腺肿，硒缺乏导致人体患克山病；相反，土壤硒过量会导致人体中毒，产生脱发、脱指甲、皮肤溃疡和四肢麻木等症状，并有死亡发生。还有研究表明，土壤湿度与婴儿死亡率的关系，湿度大的土壤地区婴儿死亡率比与之相比较的相对干燥地区高 31.9%。虽然目前无法解释其中的真正缘由，也可能是由于土壤湿度大的地区更冷，母亲和婴儿更容易感冒和出现呼吸道疾病9。总之，土壤健康与人类健康或疾病之间存在着密切的相关联系。 将来有关土壤健康和人类疾病的研究趋势是运用综合学科研究法，要
9、求不仅仅是土壤学家或者生物医学家，还要有农学家、地球化学工作者、害虫研究者、水质量研究、计划、立法和管理者等的参与。这些专业的融合期待能创造出较理想的方法来判断由土壤引起的健康问题；同时，还要用大部分人都可以理解的方式向人们传播土壤健康的知识，这都需要政府和各地相关部门及社会各界的支持和理解10。土壤健康第三个层面上的意义，在于健康土壤是健康作物和健康有益食物生产的关键。人口增长与粮食供求的矛盾，早在 1798 年 Thomas Malthus 的一篇论文中就提到了。最近的研究表明，世界各地土壤退化和健康状况恶化已经威胁到农产品产量，现在粮食产量已大约减少了 16%，特别是非洲、中美洲以及非洲
10、牧场地区更加明显。显然，土壤健康影响着农产品的“数量” 。 土壤影响人类健康的主要途径是影响农产品质量，其影响分为两方面：一是农产品中对生命有益元素或物质的含量，这些有益化合物或元素主要有 Zn、Se、Fe、胡萝卜素、各种维生素以及人类必需氨基酸等。据 FAO 的资料表明，全世界有近20 亿人处于各种不同的营养缺乏状态，其中有多种微量元素缺乏症，又称“隐性杀手” ；二是农产品中有害或有毒元素或物质的含量，这类物质主要是农药的残留，还有重金属如 Cd、Pb、Hg、As 和硫代葡萄糖苷以及各种毒蛋白的积累等，所有这些物质在农产品中的含量都受到其种植土壤及相应农田管理措施的影响和调控，土壤中重金属、
11、微量元素的含量、各种农药的残留量直接影响到农产品中这些物质的含量，土壤中营养元素的失衡直接影响到农产品中有机物质如胡萝卜素、硫代葡萄糖苷等的含量11。总之，健康的土壤是人体健康的保证。至少到目前为止，我们人类的食物，大部分都是从土壤上生产出来的。如果土壤容易得病，或者土壤受到外来污染的影响，就不容易生产出健康的食物。当人们以这些不健康的农产品作为食物，肯定会影响人体的健康。相反，一个健康的土壤，通过生产健康的食物，可以促进人体的健康和长寿。二、二、 肥料的施用与农业生产、人类生活的关系肥料的施用与农业生产、人类生活的关系肥料是人们用以调节植物营养与培肥改土的一类物质。有“植物的粮食”之称。自人
12、类定居并从事农业生产以来，人们通过自己的实践，不断地认识到，施用肥料是活的高产、优质作物必不可少的技术措施，对人类的生存有重大的意义12 。我国是一个人口众多的国家，粮食生产在农业生产的发展中占有重要的位置。粮食生产不仅是为了解决吃饭问题，而且也要为副食品生产、畜牧业、养殖业以及工业生产（糖、酒等）提供原料。通常，增加粮食产量的途径是扩大耕地面积或提高单位面积产量。根据我国国情，继续扩大耕地面积的潜力已不大，虽然我国尚有许多未开垦的土地，但大多存在投资多，难度大的问题。这就决定了我国粮食增产必须走提高单位面积产量的道路。13众所周知，施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措
13、施，只有满足作物对营养的需求才能获得作物的优质、丰收。施用肥料不仅是高产量的保证，同时在一定程度上决定这产品品质的优劣及生态环境的质量。根据近代知识的理解，使用肥料的积极作用在于：（1）能促进和改善土壤-植物-动物系统中营养元素的平衡、交换与循环。 （2）调高土壤肥力，即提高单位面积土地的农、牧产品的数量与质量，使土壤这一非再生资源化的永续使用，以满足世界人口不断增长所需要的各种产品与数量。从某种含义上来讲，有人认为没有化肥，就不会有任何文明社会的存在。 （3）使作物生长茂盛，提高地面覆盖率，减缓或防止土壤侵蚀，维护了地表水域、水体的洁净不受污染。（4）改善农副产品的品质，保护人体健康。总之，
14、肥料是人类生产实践与科学技术发展的产物，是宝贵的资源，人们应自觉、合理地利用，充分发挥其为人类生存创造最佳生活条件的作用，防止其可能产生的不利影响14。三、三、 施肥对土壤健康的影响施肥对土壤健康的影响1、施肥对土壤健康的积极影响施肥可以增加土壤营养。无论施用有机肥料或无机肥料都能增加土壤养分。无机肥料大多易于溶解，施用后除部分为土壤吸收保蓄外，大部分作物可以立即吸收。而有机肥料，除少量养分可供作物直接吸收外，大多数须经微生物分解，作物方能利用。在分解过程中，会产生二氧化碳以及各种有机酸和无机酸。二氧化碳除被植物吸收外，溶解在土壤水分中形成的碳酸和其它各种有机酸、无机酸都有促进土壤中某些难溶性
15、矿质养分溶解的作用，从而增加土壤中有效养分的含量。有些肥料(如石灰、石膏)除能直接增加土壤养分外，还能通过调节土壤反应，提高土壤中有效养分的含量。施肥可以改善土壤结构。施用有机肥料和含钙质多的肥料，除了能增加土壤养分外，还能促进土壤团粒结构的形成。因为有机肥料在土壤微生物的作用下，进行矿化作用增加土壤有效养分，同时，增加土壤腐殖质含量。腐殖质在土中遇到钙离子就会和土粒凝聚在一起形成水稳定性团粒结构，改善粘土的坚实板结以及沙土的跑水漏肥等不良性状，提高土壤肥力15。施肥可以改善土壤的水热状况。一般有机质都有吸水和保水的能力，特别像腐殖质这一类亲水胶体，保水能力更强。土壤中的腐殖质和粘土粒结合形成
16、团粒，在团粒内部有许多毛管孔隙，也能保存很多的水分，能被植物利用。由于腐殖质是棕黑色的物质，土壤中腐殖质含量多，土壤颜色较深，可增加吸收日光热能，有利于提高土温。同时，腐殖质保水能力强，比热较大，导热性小，土壤温度变化慢，有利于作物根系的生长。施肥可以增加生理活性物质。增施有机肥可以为微生物提供充足的营养物质，从而能促进微生物的活动。由于微生物活动的结果，除了增加土壤中的矿物质营养和腐殖质以外，还能产生多种维生素、抗生素、生长素等，具有促进根系发育，刺激作物生长，增强抗病能力之功效16。施肥能够加强水土保持。土壤是一个养分库,若发生水土流失,不但丢失养分,还会污染环境。例如,广东省现有耕地 233 万 hm2,虽然土壤流失面积只有 8%,但因水土流失每公顷损失的有机质就达 46 万 t、氮 2.6 万 t、
