從戰(zhàn)略高度關(guān)注土壤亞健康問題

董元華

土壤養(yǎng)分失衡引起的土壤退化問題尚未引起關(guān)注

俗話說(shuō)，萬(wàn)物土中生，有土斯有糧，民以食為天?；粮褚苍f(shuō)過(guò)，如果你控制所有的糧食，你就控制了所有人，所以土壤是人類生存的根本。第一次綠色革命取得了巨大成功，解決了全世界近70億人的溫飽問題。預(yù)計(jì)2050年世界人口將達(dá)到92億，谷物需求還要增加46%，因此繼續(xù)進(jìn)行集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是必然的選擇。但是，這種集約化生產(chǎn)面臨著資源和環(huán)境的巨大挑戰(zhàn)，其中，土壤退化對(duì)糧食安全造成巨大威脅。據(jù)2011年FAO（聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織）的評(píng)估報(bào)告，全世界高、中度退化土壤占到30%以上，輕度退化的占36%。2015年FAO的評(píng)估報(bào)告顯示，中國(guó)土壤屬于退化與嚴(yán)重退化狀態(tài)，包括侵蝕、沙漠化（荒漠化）、板結(jié)、耕層變淺、污染、酸化、養(yǎng)分失衡、鹽漬化、生物多樣性減少、生物功能衰減、病害生物積累等。

土壤污染、水土流失、鹽漬化、沙漠化是人們熟知和關(guān)注的土壤退化問題，但土壤養(yǎng)分失衡引起的土壤退化問題尚未引起足夠重視。長(zhǎng)期以來(lái)，我們過(guò)量投入化學(xué)N（氮）、P（磷）肥料，有機(jī)肥和中微量元素肥料投入不足；加之現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)使農(nóng)作物產(chǎn)量比過(guò)去高得多，從土壤中帶走的中微量元素增加；同時(shí)，長(zhǎng)期規(guī)?；瘑我环N植模式也造成土壤里一些中微量元素的有效性下降。由此造成N、P與中微量元素失衡，進(jìn)而微生物多樣性減少，種群結(jié)構(gòu)失衡，從而進(jìn)一步產(chǎn)生結(jié)構(gòu)惡化以及某些化學(xué)性質(zhì)的惡化。土壤的養(yǎng)分含量雖然很高，但由于營(yíng)養(yǎng)失衡，使得土壤微生物多樣性和活性下降，土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力及其肥料利用率低，賴肥性、賴藥性日益增加?，F(xiàn)在很多農(nóng)產(chǎn)品的口感都比過(guò)去差得多。這些都是土壤亞健康的表現(xiàn)。

目前，我國(guó)糧食產(chǎn)量水平比發(fā)達(dá)國(guó)家要低10～30%，但施肥水平遠(yuǎn)比他們高。我國(guó)的氮磷鉀施肥量是美國(guó)的414%，而美國(guó)谷物單產(chǎn)為我國(guó)的127%。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，1980年至今，我國(guó)糧食總產(chǎn)量提高了41%，其中單產(chǎn)水平提高了56%，而化肥投入量增長(zhǎng)了325%；同期德國(guó)、法國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家糧食單產(chǎn)水平提高51～52%，化肥使用量減少31～47%。

養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤亞健康的惡果

土壤養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤亞健康，其表現(xiàn)為三種惡果：

首先，養(yǎng)分失衡導(dǎo)致土壤生物活性和物質(zhì)轉(zhuǎn)化功能下降，活土變死土。土壤是一個(gè)活的生命體，含有豐富的細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、線蟲和其他生物。不同土壤生物有不同的營(yíng)養(yǎng)生態(tài)位，養(yǎng)分失衡就會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)狀況。研究表明，氮肥的用量對(duì)植物根圍微生物種類影響顯著。高通量測(cè)序顯示，不管夏季還是冬季，隨著氮肥用量的增加，一些功能微生物的數(shù)量在下降，而另一些微生物在上升。國(guó)際上有關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)，隨著氮肥用量的增加，微生物數(shù)量、微生物的活性以及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化能力顯著下降。養(yǎng)分失衡極易導(dǎo)致土壤連作病的顯現(xiàn)，在健康的土壤里，微生物多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于發(fā)病土壤；在發(fā)病土壤中，病原菌的數(shù)量增加，而各種功能菌，包括固氮菌等顯著下降。

其次，養(yǎng)分失衡引起農(nóng)作物生長(zhǎng)不健康，容易遭受病蟲害，從而加大農(nóng)藥用量和使用頻次，造成農(nóng)殘問題加重。

再次，只有健康土壤才能生產(chǎn)足夠的和健康的食物，才能給人體帶來(lái)健康。人類需要幾十種礦質(zhì)和必需的氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，土壤富含各種礦質(zhì)元素，植物就可以合成這些氨基酸、維生素等供人類機(jī)體所需。如果土壤缺少這些元素，那么植物的合成就會(huì)受阻。因此，土壤中礦質(zhì)元素的缺乏不僅會(huì)造成植物不健康，而且還進(jìn)一步影響人體健康。國(guó)際上系列研究報(bào)告也顯示，過(guò)分追求高產(chǎn)，施肥、灌溉、打農(nóng)藥等管理措施不當(dāng)，都會(huì)導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中礦質(zhì)和植物化學(xué)物質(zhì)等食物營(yíng)養(yǎng)成分下降。因此，人類健康要從土壤健康抓起。

從源頭上解決養(yǎng)分失衡造成的土壤亞健康問題

如何解決因養(yǎng)分失衡造成的亞健康問題？關(guān)鍵還是回到源頭上，要合理施肥與土壤管理。

FAO在2011年提出可持續(xù)的集約化土壤生態(tài)管理技術(shù)，通過(guò)營(yíng)造健康的土壤，來(lái)解決集約化與資源環(huán)境的矛盾。FAO在對(duì)57個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目的評(píng)估中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)方法提高水土資源的利用效率、減少使用殺蟲劑、改善土壤健康，能使作物單產(chǎn)平均增加79%。中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所近10年的研究和實(shí)踐也表明，通過(guò)施肥與土壤管理相結(jié)合，既考慮作物的需求，又考慮土壤生物的需求，從而營(yíng)造一個(gè)健康的生態(tài)系統(tǒng)。這不僅可以增加產(chǎn)量，而且可以顯著提高品質(zhì)。這種土壤健康的管理方法可以使農(nóng)作物的發(fā)病率從20～80%降到10%以下；可以使蔬菜、水果的產(chǎn)量，在減少化肥、農(nóng)藥投入20%的基礎(chǔ)上，增產(chǎn)達(dá)20～30%以上，每畝凈增效益1000～5000元。2009年至今，這一技術(shù)在江蘇、河北、新疆、江西等省針對(duì)40多種經(jīng)濟(jì)作物，進(jìn)行了大面積的技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

土壤養(yǎng)分失衡尤其是礦質(zhì)元素下降造成的土壤退化，是全球性問題，國(guó)際上也在盡力解決這個(gè)問題。1992年的國(guó)際首腦峰會(huì)以后，歐洲、北美、南美、澳洲、非洲等地進(jìn)行了大量試驗(yàn)，用天然的巖礦粉改良土壤，取得了比較好的效果。國(guó)內(nèi)這方面的研究處于起步階段，無(wú)論理論和實(shí)踐，與國(guó)際上相比還有很大差距。

土壤健康管理可能是新一輪農(nóng)業(yè)革命的核心

目前，我國(guó)水土流失、土壤污染等土壤退化問題已得到高度重視。2015年國(guó)務(wù)院印發(fā)了全國(guó)水土保持規(guī)劃，2016年印發(fā)了土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃，對(duì)水土流失和土壤污染防治進(jìn)行了一系列部署。農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部、國(guó)土資源部、水利部對(duì)土壤退化與治理問題高度重視，但對(duì)土壤亞健康問題尚未高度關(guān)注。土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤健康的管理是提高肥料、農(nóng)藥利用率的基礎(chǔ)，也是發(fā)揮農(nóng)作物優(yōu)良品種特性的基礎(chǔ)。國(guó)際熱點(diǎn)研究顯示，土壤健康管理有可能是新一輪農(nóng)業(yè)革命的核心。

目前我國(guó)土壤健康管理方面還存在很多問題，因此，我建議：第一，盡快組織以土壤健康為中心的全國(guó)第三次土壤普查，啟動(dòng)土壤健康調(diào)查的試點(diǎn)工作，摸清典型區(qū)土壤健康家底，建立技術(shù)規(guī)范，開展全國(guó)性的土壤普查工作。土壤健康普查與我國(guó)食物成分普查工作要結(jié)合起來(lái)。第二，設(shè)立土壤健康研究專項(xiàng)，加強(qiáng)有關(guān)研究，包括如何診斷土壤健康、微量元素缺乏的指標(biāo)、土壤健康維護(hù)機(jī)制與原理及實(shí)用技術(shù)、土壤健康與植物健康及人體健康的關(guān)系等。第三，要加強(qiáng)各個(gè)部門之間大數(shù)據(jù)的建立，建立共享機(jī)制。第四，加強(qiáng)土壤健康科普的宣傳力度。2016年12月5日為“國(guó)際土壤日”，建議將其所在周定為“土壤健康周”，舉辦豐富多彩的專題科普活動(dòng)，廣泛宣傳土壤健康的重要意義，逐步提高基層干群對(duì)土壤健康保育的意識(shí)。第五，建立土壤健康維護(hù)的社會(huì)機(jī)制，建議采用市場(chǎng)機(jī)制，促進(jìn)社會(huì)資本在土壤退化和土壤健康維護(hù)方面的投入。