农业可持续发展中的土壤肥料问题与对策

湖南省常德市鼎城区农业农村局 左光华 杨云 彭春娥

前言

农业可持续发展是全球面临的一项挑战， 其核心在于如何在保证食物安全和提高生产效率的同时，保护和改善农业生态环境。土壤作为农业生产的基础，其质量直接关系农业的可持续性。近年来，由于过度使用化肥和农药、 采用不合理的耕作方法以及忽视土壤管理等因素，导致了土壤肥力下降、土壤结构被破坏等一系列问题，严重阻碍了农业的可持续发展。 因此，探讨农业可持续发展中的土壤肥料问题及对策， 对于优化土壤管理，提高土壤肥力，促进农业可持续发展具有重要意义。

1 土壤质量对农业可持续发展的重要意义

1.1 提高土地产出效率

土壤质量是影响土地产出效率的关键因素之一。健康、肥沃的土壤能够提供植物所需的充足养分，促进作物生长，从而提高单位面积的产量。优良的土壤结构和适宜的土壤湿度可以增强土壤对水分和养分的保持能力，减少养分流失，使作物更有效地吸收养分。此外，良好的土壤条件可以提高作物对病虫害的抵抗力，减少农药使用，从而降低生产成本，增加农民的收入。 因此， 通过改善土壤质量， 不仅可以提高土地的产出效率，还可以实现资源的高效利用，为农业可持续发展提供了坚实的基础。

1.2 减少农业面源污染

农业面源污染是指由农田径流、渗漏、农业废弃物等非点源排放造成的水体和土壤污染。 土壤质量的提高可以有效减少这种污染。 良好的土壤结构和有机质含量能够增加土壤的渗透性，减少径流量，从而降低农药、化肥等农业投入品随水流失入水体的风险。 同时，健康的土壤微生物群落有助于降解土壤中的有机污染物，减少污染物对环境的影响。通过科学的土壤管理和合理的农业实践， 可以有效减轻农业生产对环境的压力，促进生态平衡，实现农业生产与环境保护的双赢。

1.3 促进循环农业发展

循环农业是指在农业生产过程中， 通过模拟自然生态系统的物质循环和能量流动， 实现资源的高效循环利用和生态系统的可持续管理。 土壤质量的改善是实现循环农业发展的基础。 健康的土壤能够更好地支持作物残体和有机废弃物的分解， 将其转化为植物可吸收的养分，实现良性的养分循环。 此外，通过增加土壤中有机质的含量，可以提高土壤的碳固定能力，有助于减少温室气体的排放。通过采取秸秆还田、绿肥种植等措施，不仅可以提高土壤肥力，还可以促进农业生态系统的稳定和保护生物多样性， 为农业可持续发展提供重要支撑。

2 当代农业面临的土壤肥力问题

2.1 土壤次生盐渍化

土壤次生盐渍化是指由于不合理的灌溉和土地管理导致土壤表层积累过量的可溶性盐分， 从而影响作物生长和土壤肥力的现象。 这一问题在干旱和半干旱地区尤为严重。过量的盐分会导致土壤结构被破坏，降低土壤的透气性和保水能力， 进而影响作物对水分和养分的吸收。盐渍化还会造成作物生长抑制、产量降低甚至死亡，严重威胁农业生产的可持续性。

2.2 土壤养分失衡

土壤养分失衡是指土壤中某一或多种养分过量或缺乏，影响作物正常生长。这种失衡可能由过度使用化肥、不合理的肥料配比、土壤侵蚀以及有机物料的不足等因素引起。养分失衡不仅影响作物的生长发育，降低作物产量和品质，还可能导致土壤生态功能下降，增加病虫害的发生机会[1]。

2.3 有机质含量下降

土壤有机质是土壤肥力的重要组成部分， 对保持土壤结构稳定、 提高土壤保水保肥能力以及促进微生物活动等具有重要作用。 然而，由于长期过度耕作、缺乏有机物回归和不合理的土地管理等因素， 许多地区的土壤有机质含量正在持续下降。 这一趋势不仅降低了土壤的生产力，还加剧了土壤侵蚀和环境退化，威胁到了农业的可持续发展。

3 促进农业可持续发展的土壤肥料对策

3.1 科学施用肥料

准确评估土壤肥力和作物需肥特性是科学施肥的前提。借助先进的土壤测试技术，能够更精确地了解土壤中主要养分如氮、磷、钾等的含量。 这包括使用土壤养分快速检测技术和远程感测技术， 这些技术能够快速、准确地获取土壤样品数据，并且能够实现大规模的数据采集和分析，从而为科学施肥提供有力的支持。同时， 为了更好地满足不同作物在不同生长阶段的养分需求，需要结合作物生长需求模型进行分析。通过建立作物生长模型， 可以更准确地预测作物在不同生长阶段对养分的需求量，并据此制定合理的施肥计划。这种精细化的施肥策略， 能够使农民根据具体作物的需求量，有针对性地施用肥料，避免了过度施肥和养分浪费的情况发生。除了考虑作物的生长需求，还需要综合考虑土壤类型、历史施肥记录、气候条件等因素的影响。针对不同的土壤类型和地理环境， 需要设计定制化的施肥方案，以最大限度地满足作物的生长需求，同时避免养分过量的情况发生。这种定制化的施肥方案，能够使农业生产更加科学和高效， 减少肥料的浪费和环境污染风险，保障了农业生产的高效性和环境的和谐性[2]。

采用合理的施肥方法进一步优化了科学施用肥料的实践，加快现代农业的发展。 除了传统的基肥、追肥和叶面喷施之外， 现代农业技术如滴灌施肥和施肥机械化，正逐渐成为农业生产的主流。滴灌施肥技术通过将水和肥料直接输送到作物根部，实现了水肥同步、精准施肥的目标。这一技术不仅显著提高了水肥利用率，减少了水分蒸发和养分流失， 也减少了对化肥和农药的使用量，从而降低了生产成本，提高了农业生产的经济效益。另一方面，施肥机械化技术的应用范围也在不断扩大。无人机和自动施肥车等先进设备，能够在大范围内实现施肥的均匀、精准，极大地提高了施肥的效率和准确性。通过这些现代化的施肥工具，农民可以在更短的时间内完成大面积的施肥工作， 同时减少了人工劳动，降低了劳动成本，提高了农业生产力[3]。

推广使用有机肥料和生物肥料是向着更加环保和可持续的农业发展迈进的重要一步。有机肥料，如农家肥、绿肥和堆肥，来源于自然，不仅能提供丰富的养分，还能改善土壤物理性质，增加土壤有机质含量，创造良好的土壤生态环境。生物肥料，包括微生物肥料和生物有机肥料，通过向土壤中添加有益微生物，可以促进土壤养分的转化和循环，提高养分的有效性，增强作物对病害的抵抗力。同时，这些肥料的使用减轻了化肥对环境造成的负担，有利于构建可持续的农业生态系统。未来，加大对有机和生物肥料研发的投入，提高其效率和适用性，以及通过政策引导和市场激励，鼓励农民使用这些环保肥料，将对农业可持续发展产生深远影响。

3.2 推广阶段性深松

阶段性深松通过打破土壤表层的犁底层， 有效改善了土壤的结构和通透性， 这一点对于农业生产至关重要。 长期的耕作往往会导致土壤紧实，形成犁底层，影响水分和空气在土壤中的流动。 深松操作破坏了这一层，增加了土壤的孔隙率，从而提高了土壤的通气性和保水性。这种改善不仅有利于作物根系的深入发展，增加了根系与土壤的接触面积， 使作物能够吸收更多水分和养分，还能显著提高作物的抗旱能力。在干旱或㈥水不足的条件下， 深松处理过的土壤能够更好地保持水分，支持作物生长，从而保证农业生产的稳定性和生产力的提高。

通过阶段性深松增加的土壤氧气供应， 为土壤微生物活动创造了优越的生存环境。 土壤微生物在土壤肥力形成和养分循环中扮演着不可替代的角色。 深松促进了微生物数量和多样性的增加， 加速了有机质的分解过程，以及养分的释放和循环。这种生物活性的提高不仅改善了土壤的肥力状况， 还增强了作物的病虫害抵抗力。 因此，深松作为一种减少化学农药使用、提高农产品质的有效手段，对环境保护产生了积极影响。

阶段性深松通过改善土壤结构， 增强了土壤的保水能力，有效减少了㈥水冲刷对土壤的破坏。这种物理改善作用直接减少了水土流失的可能性， 尤其在坡地和易侵蚀地区表现尤为明显。同时，提高了土壤对养分的保持能力，减少了养分随地表径流的流失，促进了养分的有效利用。在农业可持续发展的背景下，这种减少土壤侵蚀和养分流失的作用尤为重要， 它不仅保护了土壤资源，还保护了水体免受农业面源污染的影响，有助于维护生态系统的平衡和农业生产环境的健康。

3.3 秸秆还田及绿色覆盖

秸秆还田的实践是将作物收割后的秸秆切碎并均匀撒到田中，通过自然分解或与土壤混合后进行分解，可以增加土壤有机质含量，改善土壤结构。这一措施的直接好处是增加了土壤中的有机质含量， 提高微生物活性，增强了土壤的保水保肥能力。有机质的分解产生的营养物质能够直接被作物吸收利用， 从而减少了化肥的需求量，降低农业生产成本。 此外，秸秆还田可以减少土壤侵蚀，提高土壤的抗蚀能力，减少养分流失，有利于水土保持和对农田水源的保护[4]。

绿色覆盖是在非种植季节在农田中种植覆盖作物，如绿肥作物，以覆盖土地表面，减少土壤侵蚀，提高土地利用率。绿色覆盖作物的根系可以改善土壤结构，提高土壤的通透性和保水性， 同时其在生长过程中可以吸收土壤中过剩的养分，减少养分流失。在覆盖作物死亡后，其残体可以作为有机质还田，进一步增加土壤的有机质含量，提高土壤微生物的活性。绿色覆盖还能够为生物提供栖息地，促进有益生物的增加，从而增强农田生态系统的抗力，减少病虫害的发生。秸秆还田和绿色覆盖的综合应用能够显著增强土壤的生态功能和生产功能，为农业可持续发展提供强有力的支持。通过这些措施，可以实现减少对化学肥料和农药的依赖，保护生态环境，同时增加农民的经济收入，实现经济效益与生态效益的双赢。

4 未来展望

未来，随着科技的不断进步，农业生产将迎来更多高效、环保的技术应用。 一方面，精准农业技术的发展将成为关键。通过利用全球卫星导航系统、地理信息系统和遥感技术， 农民可以更精确地了解土壤养分状况和作物生长情况，从而精准施用肥料。 例如，智能化的施肥机器人能够根据作物需求和土壤状况实时调整施肥量和施肥位置，最大限度地减少了肥料的使用量，提高了养分利用效率，减少了对环境的负面影响。未来的农业发展将更加注重资源的可持续利用。 生物技术的发展将推动生物肥料和有机肥料的创新与应用。 未来可能会出现更多可降解的有机肥料， 这些肥料不仅能够提供养分，还可以改善土壤结构，增加土壤有机质含量，促进土壤生态系统的健康发展。 同时，新型土壤改良剂的研发也将受到关注。例如，一些具有固碳功能的土壤改良剂可以帮助土壤吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机碳，从而增加土壤的肥力，减缓气候变化的影响。

相关部门将进一步出台支持农业可持续发展的政策。这些政策可能包括提供补贴或奖励，以鼓励农业企业和农民采用环保、高效的土壤管理和肥料利用方式。同时， 相关部门也将加大对环保肥料和土壤改良剂产业的支持力度， 鼓励企业加大投入， 提高生产技术水平，提高产品质量和供应能力。企业生产环保肥料和土壤改良剂的规模将进一步扩大，以满足市场需求，加快农业可持续发展的步伐。未来，农业教育和宣传将更加注重土壤保护和肥料利用的重要性。 通过开展各种形式的培训和教育活动， 培养更多的农业从业人员和农民具备环保意识和科学知识， 引导他们采用科学的土壤管理和肥料利用方式， 推动农业生产向更加可持续的方向发展。同时，加强媒体宣传，倡导绿色生产理念，向社会公众传递环保、可持续发展的理念，营造全社会关注农业可持续发展的良好氛围。 面对全球性的环境挑战，各国将加强国际合作，共同应对土壤肥料问题。国际间的经验交流和合作研究将成为推动农业可持续发展的重要途径。通过建立国际合作机制和平台，各国可以分享自己在土壤管理、 肥料利用和农业生产方面的成功经验和先进技术。 同时， 可以开展联合研究项目，共同探讨解决土壤肥料问题的有效途径和方法。这种国际合作不仅有助于各国充分利用资源， 提高科技水平，更能够促进全球范围内的农业可持续发展。通过国际间的合作与交流， 可以加快推广先进的土壤管理和肥料利用技术，实现全球农业生产的绿色、可持续发展，为保护地球环境做出积极贡献。

5 结语

实现这一目标需要政府、科研机构、农业企业和农民的共同努力。相关部门应制定相应的政策和措施，提供技术和财政支持； 科研机构需不断探索和创新更高效、环保的农业技术；农业企业和农民要积极采纳和实践这些新技术和方法。此外，提高公众对农业可持续发展重要性的认识， 也是推进这一进程不可或缺的一部分。 通过综合施策，不仅可以改善土壤肥力，还能促进生态平衡， 保障食品安全， 最终实现农业的可持续发展。 这一过程虽充满挑战，但通过持续的努力和创新，我们有望在保护环境的同时提高农业生产效率和农民的生活水平，为后代留下一个更加绿色、健康的地球。