農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的土壤肥料問題與對策

湖南省常德市鼎城區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 左光華 楊云 彭春娥

前言

農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是全球面臨的一項挑戰(zhàn)， 其核心在于如何在保證食物安全和提高生產(chǎn)效率的同時，保護(hù)和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。土壤作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接關(guān)系農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性。近年來，由于過度使用化肥和農(nóng)藥、 采用不合理的耕作方法以及忽視土壤管理等因素，導(dǎo)致了土壤肥力下降、土壤結(jié)構(gòu)被破壞等一系列問題，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 因此，探討農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的土壤肥料問題及對策， 對于優(yōu)化土壤管理，提高土壤肥力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 土壤質(zhì)量對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要意義

1.1 提高土地產(chǎn)出效率

土壤質(zhì)量是影響土地產(chǎn)出效率的關(guān)鍵因素之一。健康、肥沃的土壤能夠提供植物所需的充足養(yǎng)分，促進(jìn)作物生長，從而提高單位面積的產(chǎn)量。優(yōu)良的土壤結(jié)構(gòu)和適宜的土壤濕度可以增強土壤對水分和養(yǎng)分的保持能力，減少養(yǎng)分流失，使作物更有效地吸收養(yǎng)分。此外，良好的土壤條件可以提高作物對病蟲害的抵抗力，減少農(nóng)藥使用，從而降低生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民的收入。 因此， 通過改善土壤質(zhì)量， 不僅可以提高土地的產(chǎn)出效率，還可以實現(xiàn)資源的高效利用，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。

1.2 減少農(nóng)業(yè)面源污染

農(nóng)業(yè)面源污染是指由農(nóng)田徑流、滲漏、農(nóng)業(yè)廢棄物等非點源排放造成的水體和土壤污染。 土壤質(zhì)量的提高可以有效減少這種污染。 良好的土壤結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)含量能夠增加土壤的滲透性，減少徑流量，從而降低農(nóng)藥、化肥等農(nóng)業(yè)投入品隨水流失入水體的風(fēng)險。 同時，健康的土壤微生物群落有助于降解土壤中的有機污染物，減少污染物對環(huán)境的影響。通過科學(xué)的土壤管理和合理的農(nóng)業(yè)實踐， 可以有效減輕農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的壓力，促進(jìn)生態(tài)平衡，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)的雙贏。

1.3 促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展

循環(huán)農(nóng)業(yè)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中， 通過模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動， 實現(xiàn)資源的高效循環(huán)利用和生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)管理。 土壤質(zhì)量的改善是實現(xiàn)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。 健康的土壤能夠更好地支持作物殘體和有機廢棄物的分解， 將其轉(zhuǎn)化為植物可吸收的養(yǎng)分，實現(xiàn)良性的養(yǎng)分循環(huán)。 此外，通過增加土壤中有機質(zhì)的含量，可以提高土壤的碳固定能力，有助于減少溫室氣體的排放。通過采取秸稈還田、綠肥種植等措施，不僅可以提高土壤肥力，還可以促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和保護(hù)生物多樣性， 為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

2 當(dāng)代農(nóng)業(yè)面臨的土壤肥力問題

2.1 土壤次生鹽漬化

土壤次生鹽漬化是指由于不合理的灌溉和土地管理導(dǎo)致土壤表層積累過量的可溶性鹽分， 從而影響作物生長和土壤肥力的現(xiàn)象。 這一問題在干旱和半干旱地區(qū)尤為嚴(yán)重。過量的鹽分會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)被破壞，降低土壤的透氣性和保水能力， 進(jìn)而影響作物對水分和養(yǎng)分的吸收。鹽漬化還會造成作物生長抑制、產(chǎn)量降低甚至死亡，嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。

2.2 土壤養(yǎng)分失衡

土壤養(yǎng)分失衡是指土壤中某一或多種養(yǎng)分過量或缺乏，影響作物正常生長。這種失衡可能由過度使用化肥、不合理的肥料配比、土壤侵蝕以及有機物料的不足等因素引起。養(yǎng)分失衡不僅影響作物的生長發(fā)育，降低作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還可能導(dǎo)致土壤生態(tài)功能下降，增加病蟲害的發(fā)生機會[1]。

2.3 有機質(zhì)含量下降

土壤有機質(zhì)是土壤肥力的重要組成部分， 對保持土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、 提高土壤保水保肥能力以及促進(jìn)微生物活動等具有重要作用。 然而，由于長期過度耕作、缺乏有機物回歸和不合理的土地管理等因素， 許多地區(qū)的土壤有機質(zhì)含量正在持續(xù)下降。 這一趨勢不僅降低了土壤的生產(chǎn)力，還加劇了土壤侵蝕和環(huán)境退化，威脅到了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的土壤肥料對策

3.1 科學(xué)施用肥料

準(zhǔn)確評估土壤肥力和作物需肥特性是科學(xué)施肥的前提。借助先進(jìn)的土壤測試技術(shù)，能夠更精確地了解土壤中主要養(yǎng)分如氮、磷、鉀等的含量。 這包括使用土壤養(yǎng)分快速檢測技術(shù)和遠(yuǎn)程感測技術(shù)， 這些技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地獲取土壤樣品數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集和分析，從而為科學(xué)施肥提供有力的支持。同時， 為了更好地滿足不同作物在不同生長階段的養(yǎng)分需求，需要結(jié)合作物生長需求模型進(jìn)行分析。通過建立作物生長模型， 可以更準(zhǔn)確地預(yù)測作物在不同生長階段對養(yǎng)分的需求量，并據(jù)此制定合理的施肥計劃。這種精細(xì)化的施肥策略， 能夠使農(nóng)民根據(jù)具體作物的需求量，有針對性地施用肥料，避免了過度施肥和養(yǎng)分浪費的情況發(fā)生。除了考慮作物的生長需求，還需要綜合考慮土壤類型、歷史施肥記錄、氣候條件等因素的影響。針對不同的土壤類型和地理環(huán)境， 需要設(shè)計定制化的施肥方案，以最大限度地滿足作物的生長需求，同時避免養(yǎng)分過量的情況發(fā)生。這種定制化的施肥方案，能夠使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加科學(xué)和高效， 減少肥料的浪費和環(huán)境污染風(fēng)險，保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效性和環(huán)境的和諧性[2]。

采用合理的施肥方法進(jìn)一步優(yōu)化了科學(xué)施用肥料的實踐，加快現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。 除了傳統(tǒng)的基肥、追肥和葉面噴施之外， 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)如滴灌施肥和施肥機械化，正逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主流。滴灌施肥技術(shù)通過將水和肥料直接輸送到作物根部，實現(xiàn)了水肥同步、精準(zhǔn)施肥的目標(biāo)。這一技術(shù)不僅顯著提高了水肥利用率，減少了水分蒸發(fā)和養(yǎng)分流失， 也減少了對化肥和農(nóng)藥的使用量，從而降低了生產(chǎn)成本，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，施肥機械化技術(shù)的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。無人機和自動施肥車等先進(jìn)設(shè)備，能夠在大范圍內(nèi)實現(xiàn)施肥的均勻、精準(zhǔn)，極大地提高了施肥的效率和準(zhǔn)確性。通過這些現(xiàn)代化的施肥工具，農(nóng)民可以在更短的時間內(nèi)完成大面積的施肥工作， 同時減少了人工勞動，降低了勞動成本，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力[3]。

推廣使用有機肥料和生物肥料是向著更加環(huán)保和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展邁進(jìn)的重要一步。有機肥料，如農(nóng)家肥、綠肥和堆肥，來源于自然，不僅能提供豐富的養(yǎng)分，還能改善土壤物理性質(zhì)，增加土壤有機質(zhì)含量，創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境。生物肥料，包括微生物肥料和生物有機肥料，通過向土壤中添加有益微生物，可以促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化和循環(huán)，提高養(yǎng)分的有效性，增強作物對病害的抵抗力。同時，這些肥料的使用減輕了化肥對環(huán)境造成的負(fù)擔(dān)，有利于構(gòu)建可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。未來，加大對有機和生物肥料研發(fā)的投入，提高其效率和適用性，以及通過政策引導(dǎo)和市場激勵，鼓勵農(nóng)民使用這些環(huán)保肥料，將對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

3.2 推廣階段性深松

階段性深松通過打破土壤表層的犁底層， 有效改善了土壤的結(jié)構(gòu)和通透性， 這一點對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)至關(guān)重要。 長期的耕作往往會導(dǎo)致土壤緊實，形成犁底層，影響水分和空氣在土壤中的流動。 深松操作破壞了這一層，增加了土壤的孔隙率，從而提高了土壤的通氣性和保水性。這種改善不僅有利于作物根系的深入發(fā)展，增加了根系與土壤的接觸面積， 使作物能夠吸收更多水分和養(yǎng)分，還能顯著提高作物的抗旱能力。在干旱或㈥水不足的條件下， 深松處理過的土壤能夠更好地保持水分，支持作物生長，從而保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和生產(chǎn)力的提高。

通過階段性深松增加的土壤氧氣供應(yīng)， 為土壤微生物活動創(chuàng)造了優(yōu)越的生存環(huán)境。 土壤微生物在土壤肥力形成和養(yǎng)分循環(huán)中扮演著不可替代的角色。 深松促進(jìn)了微生物數(shù)量和多樣性的增加， 加速了有機質(zhì)的分解過程，以及養(yǎng)分的釋放和循環(huán)。這種生物活性的提高不僅改善了土壤的肥力狀況， 還增強了作物的病蟲害抵抗力。 因此，深松作為一種減少化學(xué)農(nóng)藥使用、提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)的有效手段，對環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了積極影響。

階段性深松通過改善土壤結(jié)構(gòu)， 增強了土壤的保水能力，有效減少了㈥水沖刷對土壤的破壞。這種物理改善作用直接減少了水土流失的可能性， 尤其在坡地和易侵蝕地區(qū)表現(xiàn)尤為明顯。同時，提高了土壤對養(yǎng)分的保持能力，減少了養(yǎng)分隨地表徑流的流失，促進(jìn)了養(yǎng)分的有效利用。在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的背景下，這種減少土壤侵蝕和養(yǎng)分流失的作用尤為重要， 它不僅保護(hù)了土壤資源，還保護(hù)了水體免受農(nóng)業(yè)面源污染的影響，有助于維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的平衡和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的健康。

3.3 秸稈還田及綠色覆蓋

秸稈還田的實踐是將作物收割后的秸稈切碎并均勻撒到田中，通過自然分解或與土壤混合后進(jìn)行分解，可以增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)。這一措施的直接好處是增加了土壤中的有機質(zhì)含量， 提高微生物活性，增強了土壤的保水保肥能力。有機質(zhì)的分解產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)能夠直接被作物吸收利用， 從而減少了化肥的需求量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。 此外，秸稈還田可以減少土壤侵蝕，提高土壤的抗蝕能力，減少養(yǎng)分流失，有利于水土保持和對農(nóng)田水源的保護(hù)[4]。

綠色覆蓋是在非種植季節(jié)在農(nóng)田中種植覆蓋作物，如綠肥作物，以覆蓋土地表面，減少土壤侵蝕，提高土地利用率。綠色覆蓋作物的根系可以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的通透性和保水性， 同時其在生長過程中可以吸收土壤中過剩的養(yǎng)分，減少養(yǎng)分流失。在覆蓋作物死亡后，其殘體可以作為有機質(zhì)還田，進(jìn)一步增加土壤的有機質(zhì)含量，提高土壤微生物的活性。綠色覆蓋還能夠為生物提供棲息地，促進(jìn)有益生物的增加，從而增強農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的抗力，減少病蟲害的發(fā)生。秸稈還田和綠色覆蓋的綜合應(yīng)用能夠顯著增強土壤的生態(tài)功能和生產(chǎn)功能，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供強有力的支持。通過這些措施，可以實現(xiàn)減少對化學(xué)肥料和農(nóng)藥的依賴，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時增加農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的雙贏。

4 未來展望

未來，隨著科技的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將迎來更多高效、環(huán)保的技術(shù)應(yīng)用。 一方面，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展將成為關(guān)鍵。通過利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)， 農(nóng)民可以更精確地了解土壤養(yǎng)分狀況和作物生長情況，從而精準(zhǔn)施用肥料。 例如，智能化的施肥機器人能夠根據(jù)作物需求和土壤狀況實時調(diào)整施肥量和施肥位置，最大限度地減少了肥料的使用量，提高了養(yǎng)分利用效率，減少了對環(huán)境的負(fù)面影響。未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展將更加注重資源的可持續(xù)利用。 生物技術(shù)的發(fā)展將推動生物肥料和有機肥料的創(chuàng)新與應(yīng)用。 未來可能會出現(xiàn)更多可降解的有機肥料， 這些肥料不僅能夠提供養(yǎng)分，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤有機質(zhì)含量，促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康發(fā)展。 同時，新型土壤改良劑的研發(fā)也將受到關(guān)注。例如，一些具有固碳功能的土壤改良劑可以幫助土壤吸收大氣中的二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機碳，從而增加土壤的肥力，減緩氣候變化的影響。

相關(guān)部門將進(jìn)一步出臺支持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的政策。這些政策可能包括提供補貼或獎勵，以鼓勵農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民采用環(huán)保、高效的土壤管理和肥料利用方式。同時， 相關(guān)部門也將加大對環(huán)保肥料和土壤改良劑產(chǎn)業(yè)的支持力度， 鼓勵企業(yè)加大投入， 提高生產(chǎn)技術(shù)水平，提高產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)能力。企業(yè)生產(chǎn)環(huán)保肥料和土壤改良劑的規(guī)模將進(jìn)一步擴大，以滿足市場需求，加快農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的步伐。未來，農(nóng)業(yè)教育和宣傳將更加注重土壤保護(hù)和肥料利用的重要性。 通過開展各種形式的培訓(xùn)和教育活動， 培養(yǎng)更多的農(nóng)業(yè)從業(yè)人員和農(nóng)民具備環(huán)保意識和科學(xué)知識， 引導(dǎo)他們采用科學(xué)的土壤管理和肥料利用方式， 推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向更加可持續(xù)的方向發(fā)展。同時，加強媒體宣傳，倡導(dǎo)綠色生產(chǎn)理念，向社會公眾傳遞環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念，營造全社會關(guān)注農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的良好氛圍。 面對全球性的環(huán)境挑戰(zhàn)，各國將加強國際合作，共同應(yīng)對土壤肥料問題。國際間的經(jīng)驗交流和合作研究將成為推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。通過建立國際合作機制和平臺，各國可以分享自己在土壤管理、 肥料利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的成功經(jīng)驗和先進(jìn)技術(shù)。 同時， 可以開展聯(lián)合研究項目，共同探討解決土壤肥料問題的有效途徑和方法。這種國際合作不僅有助于各國充分利用資源， 提高科技水平，更能夠促進(jìn)全球范圍內(nèi)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過國際間的合作與交流， 可以加快推廣先進(jìn)的土壤管理和肥料利用技術(shù)，實現(xiàn)全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色、可持續(xù)發(fā)展，為保護(hù)地球環(huán)境做出積極貢獻(xiàn)。

5 結(jié)語

實現(xiàn)這一目標(biāo)需要政府、科研機構(gòu)、農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民的共同努力。相關(guān)部門應(yīng)制定相應(yīng)的政策和措施，提供技術(shù)和財政支持； 科研機構(gòu)需不斷探索和創(chuàng)新更高效、環(huán)保的農(nóng)業(yè)技術(shù)；農(nóng)業(yè)企業(yè)和農(nóng)民要積極采納和實踐這些新技術(shù)和方法。此外，提高公眾對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要性的認(rèn)識， 也是推進(jìn)這一進(jìn)程不可或缺的一部分。 通過綜合施策，不僅可以改善土壤肥力，還能促進(jìn)生態(tài)平衡， 保障食品安全， 最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 這一過程雖充滿挑戰(zhàn)，但通過持續(xù)的努力和創(chuàng)新，我們有望在保護(hù)環(huán)境的同時提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)民的生活水平，為后代留下一個更加綠色、健康的地球。