我國農田土壤酸化現狀及影響

張福鎖

全國“測土配方施肥行動”從2005年開始，今年是第12年，獲得了海量的全國農田土壤的基礎數據。國家農業部去年出版一本書，把有關土壤有機質、pH值、有效氮磷鉀含量的基礎五項數據全部公布。

我想從下面幾個方面談談我國土壤酸化的現狀及其影響。

我國土壤酸化現狀

上世紀80年代，歐洲森林大片死亡，引起人們對森林土壤酸化的關注。80年代末90年代初，澳大利亞豆科作物造成的草原土壤酸化，使對亞表層土壤酸化的研究形成一個高潮。最近我國大面積農田土壤酸化，又使農田土壤酸化的研究成為熱點。

森林土壤酸化主要是因為硫的排放，二氧化硫形成酸雨造成的。現在歐洲發達國家的硫排放已經大幅度減少，我國最近幾年出現了硫排放增長減緩的趨勢，但依然嚴重。我國森林土壤也在酸化，但主要原因是氮沉降，而不是硫沉降。至于草原土壤酸化的原因，在英國主要是因為酸性肥料，在澳大利亞重點是豆科作物，在中國是氮沉降造成的。

農田土壤酸化是集約化農業生產不可避免的結果。但不合理施肥造成農田土壤大面積酸化是中國高產高投入農業帶來的典型問題。

什么是土壤酸化？在植物生理學上就是根系吸收的陽離子多于陰離子。因為植物本身吸收的離子不一樣，造成不同植物根系周圍pH值的變化。氮肥在土壤里面都會轉化，在此過程中可能會產生質子，各種氮肥轉化成硝酸鹽，硝酸鹽損失的時候，帶走鈣、鎂這些堿性離子，造成土壤酸化。另外，水沖洗、秸稈和籽粒的收獲和移走都會帶走大量的鈣、鎂鹽基離子，造成土壤酸化。從酸化原理看，集約化的農業生產肯定會帶來土壤酸化。因為你把鹽基離子拿走了，你歸還不了那么多的鹽基離子，土壤必然酸化。土壤中所有元素的循環，氮、硫、磷、錳等等，在循環過程中都會影響質子的產生。這是土壤酸化的基本原理。我國農田普遍酸化原理與國際上是一樣的，但不一樣的是，過量使用氮肥造成了大面積農田土壤酸化，這是其他國家沒有的。

中國農田土壤普遍酸化問題非常嚴重。從上個世紀80年代到新世紀，全國農田土壤的pH值平均下降了0.5個單位，其中，在小麥、玉米、水稻這些糧田里面，70%的酸化是因為過量施氮造成的；在果蔬田里面過量氮對酸化貢獻高達90%。從膠東半島來看，上世紀80年代以中性為主的土壤，現在基本上變成酸性或中強酸性的土壤，就是說普遍酸化。我們分析的結果，膠東半島的酸化原因63.4%是氮肥過量，30%是收獲產量帶走鹽基離子。

土壤酸化的危害

土壤酸化到底能帶來什么危害呢？

土壤酸化影響作物根系生長，產生一些有毒害的元素。酸化也改變了整個土壤化學和生物學的性質，活化了重金屬元素。酸化還加重了土傳病蟲的發生，等等。我舉幾個例子。

我的博士生在膠東半島做小麥、玉米、豆科作物試驗，相鄰的兩塊地，pH值分別是6.1和4.2，小麥生長從開始出苗、分蘗、拔節，到收獲整個過程，差別太大了，酸化田的產量非常低。玉米更慘，在酸化土壤上長得特別差。

在廣西金穗香蕉公司發現的裂果香蕉，上億元的香蕉因此爛掉了。經我們測試，種植香蕉的土壤很酸，特別是種植時候要挖深溝，深溝里的生土pH值只有3點多到4點多，鈣鎂吸收量非常低，果皮韌性差，在水分比較多的時候，果肉膨脹得快，果皮膨脹慢，就會裂果。后經我們的優化肥料配方和改良土壤，給金穗公司節省1800多萬元成本，徹底解決了裂果問題。公司也建立了一個有機肥堆肥廠，生產有機肥，再施加石灰，來改造酸性土壤。

在膠東半島，蘋果出現一種非常嚴重的粗皮病，也是土壤酸化造成的。酸化大量活化了土壤錳，被樹體大力吸收，造成樹皮毒害。

土壤酸化還會造成鎘米。因為土壤PH值每下降一個單位，鎘的活性會增加100倍，所以我們的鎘米在很多情況下不是因為土壤徹底污染了，而是因為酸化使土壤鎘的活性大幅度增加了。

以往在北方石灰性土壤上，線蟲一直不是問題?，F在，由于大棚蔬菜大量使用化肥，造成土壤酸化，線蟲成為北方蔬菜種植最大的危害。酸化刺激了線蟲的危害，最典型的表現是植物根部長了一堆一串的根瘤子，像癌瘤一樣。

我國農田酸化的形勢還是很嚴峻的，隨著未來集約化程度的提高和糧食需求的進一步增加，酸化程度還會增加。所以要改變土壤酸化趨勢，必須改變現在的發展方式。一是不能施用太多氮肥。不能只講高產再高產，還要減肥增效。二是要把鹽基離子歸還到土里面，不要讓它跑到水里面去或過多移出土壤系統。三是我們的耕作制度必須改進，實現輪作間套作等。

目前，我們在全國做減肥增效試驗示范。這是我們團隊20年前就研究的技術，最近十幾年，我們突破了綠色增產增效和高產高效技術難題，首先在玉米上取得突破，然后在全國糧食主產區取得了產量可以提升30%以上、污染排放減少50%以上的好效果。但這些創新技術要大面積推廣，必須與產業結合一起，必須到田間地頭與千千萬萬生產者結合才能真正實現轉變?？课覀?0億、200億的研究項目是沒有辦法改變中國農業現狀的。