土壤化肥污染问题研究
2021-11-26高明珠
高明珠
(中国农业大学烟台研究院,山东 泰安 271000)
一、我国化肥使用现状
(一)化肥使用总量大
2003—2018 年我国化肥产量巨大,2015 年我国化肥总产量达到7431.99 万吨,占世界化肥总产量一半以上。2016—2018 年化肥产量有所下降,2018 年化肥产量5418 万吨,但仍保持世界前列。
与化肥产量相对应,我国化肥使用量也巨大。我国化肥年使用量在2003——2015年不断上升,2015年化肥总使用量6022.6万吨,居世界首位。2016 实现首次化肥使用量下降,2018 年化肥总使用量5653.4 万吨。我国化肥使用量占世界化肥使用量1/4 以上,与农业发达的美国相比,是其化肥使用量的2 倍以上。
(二)化肥使用强度大
除化肥使用总量大之外,我国化肥使用强度很高。2018 年我国化肥使用强度为329.09 千克/公顷,高于世界平均强度。2014 年我国化肥使用强度为362.41 千克/公顷,是世界平均强度3 倍之多。我国绝大多数地区化肥使用强度均高于国际公认化肥施用安全225 千克/公顷。
(三)化肥利用率低
我国化肥使用方式主要为撒施和浅埋,这两种方式受外界环境影响更大、植物吸收利用率低。2017 年我国水稻、玉米、小麦化肥利用率为37.8%,虽与2015 年相比提高2.2 个百分点,但与欧美等国相比差距明显。美国粮食作物氮肥利用率大体为50%,欧洲主要国家粮食作物利用率大体在65%,比我国高12~28 个百分点。
二、有关我国化肥使用的政策
联合国2015年提出“2030年可持续发展议程”,提出了“实现粮食安全,改善营养状况和促进可持续农业”等目标,我国作为联合国重要成员积极响应号召。农业部于2015 年发布了《关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》,提出争取到2020 年将我国农业面源污染加剧趋势得到有效遏制。2015 年3 月起草《土壤污染防治法》,2019 年1 月1 日起实施。习总书记在2017 年中央农村工作会议上所做的指示为农用地土壤污染治理指明了方向。2018 年3 月11 日,我国正式将“生态文明”纳入宪法。同年7 月26 日,农业农村部新闻办公室举行新闻发布会,介绍农业生态环境保护工作有关情况,囊括化肥污染问题。
三、适量化肥的积极作用
化肥的使用可以提高农作物产量,推动农作物高产。但是化肥的使用量与作物产量之间并不是单纯的正相关关系。化肥的使用量也符合土地报酬递减规律,适度使用化肥可以提高作物产量;化肥大量使用,作物产量增加放缓;一旦超过临界值,作物产量不升反降,威胁粮食安全。化肥的使用一旦超过土壤发生学阈值,会对土壤造成难以逆转的损害,加剧土壤污染、土地退化,也会加剧大气污染、水污染等。
(一)加剧水污染与空气污染
化肥中含有大量氮磷元素,施肥之后过量氮磷元素不能被植物完全吸收,随着雨水冲刷或不合理灌溉,氮磷元素会随着水流汇入河流湖泊,造成水体富营养化。
过量使用化肥,植物无法吸收的营养物质由于运动,会从土壤慢慢散布到空气中。例如硫元素会还原成硫化氢气体挥发、铵态氮肥会在高温不通风情况下产生氨气,硫化氢与氨气都会影响空气质量,加剧温室效应。
(二)加剧土壤污染
1.造成土壤重金属污染。化肥在生产过程中使用到含重金属元素的材料,且在生产完成后,重金属元素很难去除。大量使用化肥会造成重金属元素的大量积累,重金属难以分解,从而造成土壤重金属污染。2.加剧土壤酸性。化肥由于其生产的要求以及储存的方式,一般多为生理酸性肥料。过量的化肥使用至土壤会破坏土地的酸碱平衡,加剧土壤酸性。3.造成土壤板结。过量使用化肥的土壤表层有机质缺失、结构不良;此外,化肥中含有大量的金属阳离子,过量的金属阳离子进入土壤后会导致土壤中通气性、持水性变差,从而造成土壤板结。4.降低生物活性。微生物可以起到分解腐殖质为土壤提供养分、改善土壤结构的作用。微生物的存在需要有适宜的条件,随着化肥的大量使用,土壤结构发生改变,微生物的生存条件发生改变,繁殖速度减慢,生物活性降低。
(三)造成严重资源浪费
过量施肥超过了作物所能吸收的最大值,造成氮、磷、硫、钾等资源的流失,难以提高化肥利用效率。
四、土壤化肥污染原因分析
(一)盲目追求作物高产
我国作为人口大国,对于粮食的需求极大。中国用占世界7%的土地养活了世界22%的人口,一定的土地要养活不断增长的人口,对于土地肥力有较高要求。同时,粮食作为生活必需品,其价格也需要国家严格把控。对于农民而言,尽管国家会进行农业补贴,但收益仍相对较少。在有限的土地上创造更多的作物产量是农民追求的目标。从而化肥作为价格相对低廉、使用方便、提高肥力有效、短期收益明显的产品,成了农民提高土壤肥力的首选。
(二)农民认知存在漏洞、化肥使用缺乏科学指导
农民在施肥问题上很少依靠现代农业科学技术,更多是依靠上一年作物产量做出施肥量多少的决定,具有施肥盲目和随意的特点。农民很少判断化肥使用是否过量,缺乏科学的、精准的施肥量指导。此外,农民几乎不会对耕地进行土壤检测,对于土壤中缺少何种营养元素、应该使用何种化肥全凭经验,缺少科学的化肥种类指导。
(三)环境保护宣传缺乏,化肥污染宣传不到位
当前环境保护更多的是关注大气污染、水污染等在城市发生集中、更加频繁的污染问题,对于土壤污染的焦点集中在学界理论层面。尽管在农村环境保护的标语口号人人皆知,但由于农村经济较为单一,绿化程度较高、农民参与意识不强,环境保护很难落到实处,同时农村环境保护宣传也缺少针对性,化肥污染宣传不到位,农民对化肥污染关注程度低,农民尚未意识到化肥污染的严重后果。
(四)防治制度陈旧、技术落后、力度不足
随着土地肥力的不断损耗,化肥使用量的不断增加,原有的土壤污染防治制度并未随化肥污染现状而做出及时的改变,对于减少、解决化肥污染问题作用逐渐减小。当前化肥污染防治技术较为落后,灵活变动性差、技术手段单一,很难随着季节、地区的变化而进行相应调整,技术应用缺乏针对性。防治力度不足,有较大的犯错空间与较轻的惩罚力度。同时,相关执行部门也未做到及时重视化肥污染,防治力度与措施严重不足,政策反应时间较长。
五、土壤化肥污染防治建议
(一)完善土壤保护的法律法规、加大执法力度、完善绿色农业标准体系
污染治理需要有法律作为支撑。我国可借鉴欧美等国的先进经验,制定更有针对性的法律法规,如《化肥管理法》等。在有法可依的基础上,要严厉打击任何造成严重土壤化肥污染的恶劣事件,将土壤环境质量监测纳入在国家生态环境监测网络建设工作中,加强地区监测的针对性,在掌握全面信息的基础上提高执法力度。还要不断完善农业生产技术标准和规范,及时更新土壤环境质量标准,填补污染物浓度限值标准缺失漏洞。建立健全绿色农业、优质农业标准体系。
(二)加强环境保护针对性宣传,提高保护意识、提高农民认知
国家要加强环境保护宣传的针对性,提高对土壤化肥污染问题的关注度,普及土壤化肥污染所带来的严重危害,提高农民在土壤化肥污染问题上的参与度,引导其正确认识化肥使用与作物产量之间的关系,确保科学用肥施肥。
(三)改进化肥使用方法、推广测土配方施肥技术
改进化肥使用方法,选择深耕施肥。推广测土配方施肥技术,根据作物需肥规律,提高肥料利用效率,施肥更有针对性。
(四)调整种植结构,调整灌溉配套措施
可以适当增加豆类作物的种植面积,提高土壤固氮能力。此外,我国当前农田的灌溉方式以漫灌为主,要逐渐向滴灌喷灌、管道灌溉转变,减少农田水土流失。
(五)进行土壤化肥污染等级划分,利用生物修复、化学手段治理污染
根据农业部的相关标准,将四类不同污染程度的土壤进行有针对性的治理。利用生物降解或植物吸收的方式降低土壤中污染物的含量。被严重污染的土地可以种植非食用性植物、高效吸收重金属的植物降低土壤污染程度。利用化学手段予以治理。酸性过高的土壤可以利用石灰提高土壤酸碱度,也可以使得镉、锌、铜等物质转变成氢氧化物进一步沉淀降低土壤污染程度。