农作学与土壤学原理范文1
关键词：土壤污染;现状;危害;治理措施
1土壤污染概念
土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层,其厚度一般在2m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力,并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。近年来,由于人口急剧增长,工业迅猛发展,固体废物不断向土壤表面堆放和倾倒,有害废水不断向土壤中渗透,汽车排放的废气,大气中的有害气体及飘尘不断随雨水降落在土壤中。
农业化学水平的提高,使大量化学肥料及农药散落到环境中,导致土壤遭受非点源污染的机会越来越多,其程度也越来越严重,在水土流失和风蚀作用等的影响下,污染面积不断扩大。因此,凡是妨碍土壤正常功能,降低农作物产量和质量,通过粮食、蔬菜、水果等间接影响人体健康的物质都叫做土壤污染物[1-2]。
当土壤中有害物质过多,超过土壤的自净能力,引起土壤的组成、结构和功能发生变化,微生物活动受到抑制,有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累,通过“土壤植物人体”,或通过“土壤水人体”间接被人体吸收,达到危害人体健康的程度,就是土壤污染。
2我国土壤污染现状与危害
2.1土壤污染的现状
目前,我国土壤污染的总体形势严峻,部分地区土壤污染严重,在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染类型多样,呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面。土壤污染途径多,原因复杂,控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全,土壤污染防治投入不足,全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多,成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素[3]。
2.2土壤污染的危害
2.2.1土壤污染导致严重的直接经济损失。初步统计,全国受污染的耕地约有1000万hm2,有机污染物污染农田达3600万hm2,主要农产品的农药残留超标率高达16%~20%;污水灌溉污染耕地216.7万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2。每年因土壤污染减产粮食超过1000万t,造成各种经济损失约200亿元。
2.2.2土壤污染导致生物产品品质不断下降。因农田施用化肥,大多数城市近郊土壤都受到不同程度的污染,许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、砷、铬、铅等重金属含量超标或接近临界值。每年转化成为污染物而进入环境的氮素达1000万t,农产品中的硝酸盐和亚硝酸盐污染严重。农膜污染土壤面积超过780万hm2,残存的农膜对土壤毛细管水起阻流作用,恶化土壤物理性状,影响土壤通气透水,影响农作物产量和农产品品质。
2.2.3土壤污染危害人体健康。土壤污染会使污染物在植物体内积累,并通过食物链富集到人体和动物体中,危害人体健康,引发癌症和其他疾病。
2.2.4土壤污染导致其他环境问题。土壤受到污染后,含重金属浓度较高的污染土容易在风力和水力作用下分别进入到大气和水体中,导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他次生生态环境问题。
3造成土壤污染的原因
3.1过量施用化肥
我国每年化肥施用量超过4100万t。虽然施用化肥是农业增产的重要措施,但长期大量使用氮、磷等化学肥料,会破坏土壤结构,造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化,增加了农业生产成本,影响了农作物的产量和质量;未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分,都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物,在发生地面径流或土壤风蚀时,会向其他地方转移,扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐,妨碍牲畜体内氧气的输送,使其患病,严重导致死亡[4]。
3.2农药是土壤的主要有机污染物
全国每年使用的农药量达50万~60万t,使用农药的土地面积在2.8亿hm2以上,农田平均施用农药13.9kg/hm2。直接进入土壤的农药,大部分可被土壤吸附,残留于土壤中的农药,由于生物和非生物的作用,形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药,除部分被植物吸收或逸入大气外,约有1/2左右散落于农田,又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药,在植物根、茎、叶、果实和种子中积累,通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。
3.3重金属元素引起的土壤污染
全国320个严重污染区约有548万hm2土壤,大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%,其中重金属污染占80%,粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤,使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂,硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用,积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞,所以,汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降,磷肥中有时也含有镉[5]。
3.4污水灌溉对土壤的污染
我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中,含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分,所以合理地使用污水灌溉农田,有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质,会将污水中有毒有害的物质带至农田,在灌溉渠系两侧形成污染带。
3.5大气污染对土壤的污染
大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质,在大气中发生反应形成酸雨,通过沉降和降水而降落到地面,引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘,则在重力作用下以降尘形式进入土壤,形成以排污工厂为中心、半径为2~3km范围的点状污染。
3.6固体废物对土壤的污染
污泥作为肥料施用,常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒,由于日晒、雨淋、水洗,使重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。
3.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染
禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物,其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料,如果不进行物理和生化处理,则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染,并通过水和农作物危害人群健康。
3.8放射性物质对土壤的污染
土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染,放射性散落物中,90Sr、137Cs的半衰期较长,易被土壤吸附,滞留时间也较长。
4我国土壤污染的治理措施
4.1施用化学改良剂,采取生物改良措施,增加土壤环境容量,增强土壤净化能力
向土壤中施用石灰、碱性磷酸盐、氧化铁、碳酸盐和硫化物等化学改良剂,加速有机物的分解,使重金属固定在土壤中,降低重金属在土壤及土壤植物体的迁移能力,使其转化成为难溶的化合物,减少农作物的吸收,以减轻土壤中重金属的毒害。针对有机物污染,用植物、细菌、真菌联合加速有机物降解。针对无机物污染,利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。
增加土壤有机质含量、砂掺粘改良性土壤,增加和改善土壤胶体的种类和数量,增加土壤对有害物质的吸附能力和吸附量,从而减少污染物在土壤中的活性。发现、分离和培养新的微生物品种,以增强生物降解作用。
4.2强化污染土壤环境管理与综合防治,大力发展清洁生产
控制和消除土壤污染源,组织有关部门和科研单位,筛选污染土壤修复实用技术,加强污染土壤修复技术集成,选择有代表性的污灌区农田和污染场地,开展污染土壤治理与修复。重点支持一批部级重点治理与修复示范工程,为在更大范围内修复土壤污染提供示范、积累经验。合理利用污染土地,严重污染的土壤可改种非食用经济作物或经济林木以减少食品污染。科学地进行污水灌溉,加强土壤污灌区的监测和管理,了解水中污染物的成分、含量及其动态,避免带有不易降解的高残留污染物随机进入土壤。
增施有机肥,提高土壤有机质含量,增强土壤胶体对重金属和农药的吸附能力。强化对农药、化肥、除草剂等农用化学品管理。增施有机肥同时采取防治措施,不仅可以减少对土壤的污染,还能经济有效地消灭病、虫、草害,发挥农药的积极效能。在生产中合理施用农药、化肥,控制化学农药的用量、使用范围、喷施次数和喷施时间,提高喷洒技术,改进农药剂型,严格限制剧毒、高残留农药的使用,大力发展高效、低毒、低残留农药。大力发展生物防治措施。
大力推广闭路循环、无毒工艺,以减少或消除污染物的排放。对工业“三废”进行回收净化处理,化害为利,严格控制污染物的排放量和浓度。大力推广和发展清洁生产。
针对土壤污染物的种类,种植有较强吸收能力的植物,降低有毒物质的含量,或通过生物降解净化土壤,通过改变耕作制度、换土、深翻等手段,施加抑制剂改变污染物质在土壤中的迁移转化方向,减少农作物的吸收,提高土壤pH值,促使镉、汞、铜、锌等形成氢氧化物沉淀。
根据土壤的特性、气候状况和农作物生长发育特点,既要防治病虫害对农作物的威胁,又要把化肥、农药对环境和人体健康的危害限制在最低程度。利用物理、物理化学原理治理污染土壤。大力开展植树造林,提高森林覆盖率,维护森林生态系统平衡。
4.3调控土壤氧化还原条件
调节土壤氧化还原电位,使某些重金属污染物转化为难溶态沉淀物,控制其迁移和转化,降低污染物的危害程度。调节土壤氧化还原电位主要是通过调节土壤水分管理和耕作措施实现。
4.4改变耕作制度,实行翻土和换土
改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化,消除某些污染物的危害。对于污染严重的土壤,采取铲除表土和换客土的方法;对于轻度污染的土壤,采取深翻土或换无污染客土的方法。
4.5采用农业生态工程措施
在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物,从而减少污染物进入食物链的途径;或利用某些特定的动植物和微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质,从而达到净化土壤的目的。
4.6工程治理
利用物理(机械)、物理化学原理治理污染土壤,是一种最为彻底、稳定、治本的措施,但投资大,适于小面积的重度污染区,主要有隔离法、清洗法、热处理、电化法等。近年来,把其他工业领域,特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理,为土壤污染治理研究开辟了新途径。
5参考文献
[1]徐月珍.防止土壤污染和地下水污染的措施[J].环境与可持续发展,1989(1):29-31.
[2]任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.
[3]陈晶中,陈杰,谢学俭,等.土壤污染及其环境效应[J].土壤,2003,35(4):298-303.
农作学与土壤学原理范文2
关键词：土壤污染；污染现状；污染因素
中图分类号：S151 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160432214
随着社会经济文化的不断进步与国家综合国力的日益提升，我国农业在科学技术迅猛发展的基础上，得到显著发展，农村经济得到明显提升。就当前我国农业发展的现状而言，虽然农业得到迅猛发展，但是农业生态环境不断遭到破坏，农业环境污染日益严重，尤其是农业土壤的污染，已经逐渐成为制约农村经济发展和农业可持续发展的重要因素，对于人口大国的我国而言，具有十分重要的影响。
1 当前我国农业土壤污染的现状
就当前我国农业发展现状而言，虽然农业在科学技术不断更新的基础上得到显著发展，但是其在发展的同时，也面临着诸多问题，其中农业土壤污染便是诸多问题中最为重要的问题。当前我国土壤污染总体形势较为严峻，我国耕地面积至少存在1400～1600万hm2受到严重的污染，受农药污染的农业土壤约占全国耕地面积的15%以上，受污水灌溉的农业土壤约占全国耕地面积的20%以上。我国农业土壤污染通常情况下体现在，农业肥料元素的积累、多种金属混合下的共同污染以及农药等有害残留物的污染。针对当前我国农业土壤污染的现状，有必要对土壤污染的原因进行分析促进我国农业土壤的可持续发展[1]。
2 当前我国农业土壤污染的原因分析
2.1 农业外在环境的污染因素影响
针对我国农业土壤污染的现状，对我国农业土壤污染的原因进行分析，可以发现，农业外在环境的污染因素影响，是当前促使我国农业土壤污染的主要原因之一。随着社会经济文化的不断进步与国民经济的日益提升，我国城市化进程明显加快，各工业企业、工厂的经营与发展，在一定程度上对农业生产环境造成了威胁。农业外在环境的污染因素主要体现在固体废弃物的污染，固体废弃物一般可以分为工业固体废弃物、城市垃圾以及传染性废弃物等，由于城市化进程发展较快，目前部分城市中并未设置相应的固体废物处理厂，因此固体废弃物的乱扔乱焚在一定程度上导致了农业土壤的污染[2]。
2.2 肥料在农业中的大量使用
现代化社会中农产品高产的主要原因之一，便是其在生产过程中大量使用化肥等化学物品，但对于化肥的不合理使用，则会在一定程度上导致我国农业土壤无法吸收大量的化肥，而产生严重的污染，不利于农业土壤的可持续利用。通常情况下，化肥在农产品中的应用，具有一定的用法和用量，但由于农民的思想觉悟不够到位，在施肥过程中不注意施肥的方法、用量等，在一定程度上限制了肥料在农业土壤中的利用率，由此致使大量的农业化肥未被农产品有效的吸收，而是存留在农业土壤中无法挥发，进而造成对农业土壤的严重污染，不利于农业土壤的可持续应用和发展[3]。
2.3 污水在农业中的大量灌溉
污水在农业中的大量灌溉，也是我国农业土壤污染的重要原因之一。污水通常情况下是指人们生活中的废水和工业废水，废水中一般会含有磷和钾等农产品需要的成分，科学合理的灌溉会在一定程度上行促进农产品的生长，具有增产效果。但污水中同时也含有重金属等诸多有害物质，若大量的灌溉，会对农田中的农产品产生反作用，将有毒物质带进农田，不仅对于农产品具有严重的损害作用，同时对于农业土壤也具有严重的污染，不利于农业土壤的可持续利用。
3 结 语
在信息化网络时代的现代化社会中，农业土壤污染已经逐渐成为当前社会各界普遍关注的问题，农业土壤污染不仅对于农业的可持续发展具有深远的影响，同时对于人们的身体健康和生命安全，也就有一定的威胁，因此本文对于我国农业土壤污染现状及其成因的研究具有重要的现实意义。本文主要对当前我国农业土壤污染现状进行阐述，同时从农业外在环境的污染因素影响、肥料在农业中的大量使用、污水在农业中的大量灌溉等方面，对当前我国农业土壤污染的原因进行分析，并具有实际参考价值。
参考文献
[1] 郭金瑞，闫孝贡，刘钊剑等.我国农业面源污染的现状与对策.农业面源污染的现状与成因[J].吉林农业科学，2010，05（02）：48-52.
农作学与土壤学原理范文3
针对目前我国土壤健康状况，我们有幸采访到了中国科学院南京土壤研究所土壤生物与生物化学研究室主任董元华，他对我国土壤健康面临的一些问题进行了详细解答。
记者：目前我国土壤生态现状如何？影响我国土壤质量的因素都有哪些？
董元华：目前，我国土壤重金属污染程度正在加剧，污染面积在逐年扩大，土壤生态问题比较普遍，主要包括土壤污染、土壤侵蚀、土壤沙化、土壤酸化、土壤生物多样性减少（土壤生物功能退化或土壤健康恶化）、次生盐渍化、养分非均衡化、土壤结构恶化等。
影响土壤质量的因素有自然因素和人为因素，自然因素包括地形、气候、地质背景等，人为因素如施肥、打药、农膜使用、耕作制度、耕种措施、灌溉、放牧等农业活动，工业活动指开矿、工业和城镇“三废”排放等。
从污染物种类来说，我国土壤污染的类型主要有三类：土壤重金属污染、土壤有机污染（主要为农药、石油类及其他有机污染物污染）以及有机无机复合污染。
记者：目前造成土壤污染的原因有哪些？哪些污染的后果比较严重？
董元华：人类活动是造成土壤污染的主要原因，工业和城市“三废”排放导致城市郊区和经济发达地区土壤污染，而农药、农膜和肥料的长期不合理投入也是造成农田土壤污染的重要原因，其中有机肥的安全问题尤其值得关注。
土壤污染后会产生一系列严重后果，比如土壤污染直接影响农产品质量安全、土壤中的污染物通过各种食物链传递对人体健康产生危害。许多低浓度有毒污染物属环境激素类物质，其影响可能长达数十年乃至数代人。
记者：针对造成土壤污染的原因，您都进行了哪些研究？提出了哪些应对和解决土壤污染的办法？
董元华：针对有机肥中的污染问题，自2001年开始，我先后在国家“十一五”科技支撑计划、中国科学院知识创新工程重要方向、江苏省科技成果转化专项资金等项目的支持下，开展了规模化养殖场畜禽粪的农用风险评价、商品有机肥的无害化快速生产及其安全农用技术研究与推广应用。探明了规模化养殖场畜禽粪及商品有机肥中污染物与养分含量特征；揭示了规模化养殖场畜禽粪农用的潜在风险；构建了商品有机肥标准化管理体系及合理施肥技术。
针对大量施用化肥、农药造成土壤、水体及农产品质量问题，开展了以减少养分投入、平衡施肥为理念的绿色施肥技术研究，开发了经济、实用的绿色施肥生态调控技术体系，为土壤健康管理及土传连作病害的防治提供了先进适用的技术，为从肥料源头控制土壤污染提供了技术支撑。
针对农田土壤重金属污染，开展了土壤重金属有效性钝化、减少农产品重金属污染风险的土壤改良剂与施肥技术研究；针对农药等有机污染，开展了污染物加速降解技术研究。
记者：如果合理利用土壤，使土壤得到正确的养护，就能够保护或者提高土壤的质量。那么，正确养护土壤的方式有哪些？在土壤养护方面您做了哪些相关研究？研发出了哪些相关的技术或者产品？
董元华：万物土中生，土壤是一个包含大量生物的生态系统，过量、耗竭式地使用土壤，必然导致土壤生态系统退化，造成连作障碍、减产、品质退化等问题。正确养护土壤，一要减少污染物质的投入，保护土壤生物及农产品安全；二要合理施肥、平衡施肥，减少大量营养元素的过度投入，适当增加中微量元素，尤其要注意合理使用有机肥料，包括有机肥的施用和秸秆还田等；三要有合理的耕作制度和耕作模式，建立科学的土壤耕作与农艺管理措施，尤其要注意加强生态农业的应用。
针对土壤污染与养分失衡等问题，运用生态系统理论，我们开展了针对各种土壤退化问题的土壤调理技术及产品的研发与应用，如针对土壤重金属钝化的有机无机调理剂，针对土壤养分失衡的土壤营养调理剂，通过叶面补充植物中微量元素的植物营养调理剂等，其中部分技术及产品已进入推广应用阶段。
记者：施肥是农业活动中非常重要的一个环节，可以有效改善土壤质量。您在土壤施肥方面也进行了很多研究，建立了以土壤生态系统健康调控为核心的绿色施肥技术体系。该技术体系与传统的施肥技术相比较，有怎样的特点？对维护和改善土壤质量能够起到怎样的作用？
董元华：首先，该技术应用生态学原理，突破了仅基于作物养分需求的现有施肥技术，初步建立了同时满足作物需求和土壤生物需求的生态系统施肥技术，通过增强土壤生态系统的健康和免疫能力进而提高生态系统的功能，从而提高养分吸收利用效率，有效抑制土壤连作病害，在显著降低肥料和农药施用量的同时，大幅度提高农产品的产量和内在品质、增加农民的经济收入。该技术体系申请国家发明专利9项，已获授权两项。
其次，优化、集成构建了以 “调生—健植—控病”为核心的土壤健康调节的绿色施肥技术体系，在江苏、河北、新疆、浙江等地3年的应用试验表明，蔬菜、水果生产可减少化肥、农药投入20%～50%，但产量增加20%～50%，净增效500～5000元/亩。同时，蔬菜、水果的VC含量增加30%～50%，SOD活性增加2～3倍，硝酸盐含量降低50%以上。
第三，在不增加甚至减少现有肥料、农药投入成本的基础上，可显著增加产量、提高品质、增加农民经济收益，为我国高强度集约化生产方式的继续和土壤可持续利用提供了新的技术途径；通过施肥技术的变革，在不采用农药的情况下，可有效控制土传连作病害，为我国农产品质量安全的保障提供了新的经济实用的技术；协调了集约化生产与环境保护的矛盾，为农业面源污染的控制以及农业节能减排提供了经济适用的技术，为农业发展方式的转变提供了有效的途径。
记者：您参加了“十一五”支撑计划课题“无害化有机肥的快速生产技术”的研究，那么无害化有机肥有怎样的特点？会对土壤的养护起到哪些作用？
农作学与土壤学原理范文4
关键词：设施生产；土壤衰退；修复
中图分类号：S158．1文献标识码：A文章编号：0439－8114（2011）13－2630-03
Degradation and Remediation of Soil in Facility Production
ZHANG Hong－mei1，LIU Xin－she1，HAN Shuang1，2
（1． Department of Gardening and Food Processing， Shangqiu Vocational and Technical College， Shangqiu 476000， Henan， China；
2． College of Horticulture， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095， China）
Abstract： Facility cultivation played a great role in increasing agriculture efficiency and peasants’ income． However， soils in facility production might degrade due to inappropriate usage， management and cultivation． The phenomena and causes of soil degradation were expounded； Meanwhile， some remediation measures related to cultivation， fertilization， irrigation， soil exchange， and so on were introduced．
Key words： facility production； soil degradation； remediation
土壤质量的高低直接影响着农业的可持续发展，这是由于可持续农业需要有可持续的农产品数量和质量作保证，而农产品的数量和质量又依赖于土壤的生产力和清洁度即土壤质量的保持和提高，土壤一旦发生退化，农业持续发展的基础就会发生动摇。因此，土壤质量成为连接农业生产与可持续农业的纽带与桥梁［1］。20世纪80年代中期以来，随着社会经济的发展，我国设施产业持续快速发展，设施蔬菜栽培尤其突出，1980年设施蔬菜不足
6 667 hm2，至2007年已达333万hm2，增长近500倍，为人民生活水平的提高和社会经济的发展做出了较大贡献。设施生产在农业生产中的比例愈来愈大，它的发展在很大程度上影响着农业的发展。设施栽培是高度集约化的种植业生产，具有许多露地栽培无可比拟的优点，通过人工调节水、肥、气、热条件，充分地利用光能进行高效生产，使土地生产力和光能利用率成倍地提高。但目前设施生产中普遍存在土壤衰退的问题，它不仅影响到设施土壤的可持续利用，还对食用安全构成威胁。
设施土壤质量是关系设施栽培持续发展的重要因子。因此，研究设施土壤衰退的原因及其恢复，对合理利用和科学调配土壤、保持地力常新，及保证生产绿色食品的土壤基础有重要意义。
1设施土壤衰退现象及原因
设施土壤与同地区的露地相比，有如下特点：全年温度高于露地，没有雨淋，土壤湿度完全由灌溉量调节，但由于土壤及植物的水分蒸发，空气湿度较大；光照时间较短，光照强度较弱，光质也与露地有所不同；蔬菜栽培茬次多，几乎全年都可栽种，土壤耕作次数频繁，施肥量大；室内空气流动性差，无论是有害或有毒气体的作用都比较强烈。近几年由于对设施土壤的使用、管理和耕作不当，引起了土壤次生盐渍化、硝酸盐污染、连作障碍、土传病虫害、土壤自毒产物积累等问题［2］。
1．1土壤次生盐渍化和硝酸盐污染加重
土壤次生盐渍化和硝酸盐污染是目前设施栽培中最重要的问题之一。导致这一问题的原因主要有：①设施栽培由于长年覆盖或季节性覆盖，使得其内的温度一直较高，较高的温度导致土壤水分蒸发作用较为强烈，水分的运动方向总是由下向上移动，使深层水分不断通过毛细管作用上移，溶解在其中的盐分随之移至土壤表层而聚积；又由于较长时间的覆盖，使得土壤很少接受自然降水的淋溶，因此，累积的盐分很少随降水而下渗。②设施栽培复种指数高、产出量大，超量施用化肥特别偏施N肥是保护地盐分积累的直接原因［3］；使土壤氮素浓度高，土壤pH值下降。研究结果已表明，土壤中轻度硝酸盐积累可使蔬菜作物对各种营养元素的吸收不平衡，在酸性土壤上可引起缺Fe症和Mn中毒；石灰性土壤上可引起缺Fe、Zn、Cu等症。同时，土壤硝酸盐的积累也影响作物对Ca、Mg的吸收，导致缺Ca生理病害加重。经在河南省商丘市的实际调查，栽培3年的日光温室，土表（0～20 cm）NO含量可达200 mg／kg以上，最高可达到近1 000 mg／kg。按照这个速度，栽培5年的日光温室就有可能达到危害蔬菜生育的盐分积累程度。
1．2作物连作障碍
由于设施的固定性，连作是设施栽培的主要方式。连作会使土壤中的生物区系发生变化，有益微生物减少。即使在正常的管理情况下，也会导致作物生长发育不良、产量降低、品质变劣、土传病虫害增多等问题。经对河南省商丘市睢阳区古宋乡日光温室多年连作黄瓜的调查发现，其品质明显下降，鲜黄瓜的可溶性糖含量由第二年的0.021 6 mg／g下降到第五年的0.014 8 mg／g；同时黄瓜霜霉病发病率高，根结线虫也较严重，根系分泌物在土壤中积累，继而又对作物产生毒害。
1．3土壤板结，通气不良
设施栽培长期灌水量过大，地下水位上升，以及长期连续使用化学肥料或化学肥料使用过量，破坏了原土壤的团粒结构，使土壤酸性增强，渗透力下降，土壤的通气性降低，结构性变差。土壤紧实度和土壤质地共同影响着土壤的通气性、温度、水分及耕作性质等特性，进一步影响着土壤中生物的数量与活性、养分的转化及植物对养分的吸收状况等。在疏松土壤中生长的作物，生长发育状况良好；而在紧实土壤中，作物的根系生长、地上部生长及发育均会受到不同程度的抑制，导致产量下降、产品品质风味变差。
1．4土壤营养不平衡，缺乏作物生长所需的微量元素
近几年对河南省商丘市同棚龄大棚土壤速效N、速效P、速效K及重金属Cu、Zn、Cd、Pb含量的调查表明，随大棚棚龄的增加，速效N、速效P含量也显著增加，其增加量与棚龄呈极显著正相关，速效K含量增加幅度不大；重金属Cu、Zn、Pb含量随大棚棚龄的增加有一定的增加趋势，Cd含量没有明显的规律性，但这几种重金属含量均比露地含量要高，表明大棚在高强度施肥及人为活动影响下，引入了重金属。其根本原因是长期施肥不合理及作物选择性吸收所致。调查中发现约有20％的农户施用微肥，绝大多数农户不施用，导致微肥普遍缺乏。土壤微量元素的缺乏及养分的不平衡导致作物产生多种生理性病害。
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1．5土壤自毒产物积累
设施土壤中含有不利于作物生长的毒素会日益增长，其主要原因是长期大量使用农药所致。使用农药的直接后果是消灭了病虫害，提高了作物产量，但其在土壤中残留累积，埋下危害作物生长的隐患。长期种植单一作物根系所产生的分泌物的积累，也会对该作物产生自毒。
2修复技术措施
为修复衰退的设施土壤，一定要创造一个土、水、肥、气、热协调供应，适宜作物生长的良好环境条件，为作物的高产优质提供保证。主要措施有合理耕作、平衡施肥、科学灌溉、客良等。
2．1合理耕作
每年换茬时间进行深耕，耕深20 cm以上，表土层与下层土壤相互混合，使活土层增厚、熟化，破坏病虫寄宿环境，减少土传病害。以小高垄形式栽培蔬菜等作物，使根系避开盐分较多的区域；覆盖地面，以塑料薄膜、作物碎秸秆等覆盖棚室裸地，减少水分蒸发，抑制返盐，协调土壤的通透性和供水供肥效能；加强中耕锄，切断毛管，阻止深层盐分上升；夏季伏耕晒垡，减少土壤中的病菌虫卵［4］。
2．2平衡施肥，增施有机肥料
开展土壤养分监测，根据土壤肥力、作物需肥等特性和肥料类别配方施肥，增施有机肥及各种微肥，要用量适宜，方法得当，比例协调。增施有机肥可以增加土壤团粒结构，改善土壤通透性和理化性状，减少土壤板结，利于作物根系的生长和有害物质的降解，利于降低土壤盐分。
2．3科学灌溉
采用滴灌、渗灌等节水灌溉技术，或开沟暗灌，以降低大棚内空气湿度；根据天气、土壤供水特性和作物需水量等制定灌水定额，防止过量灌溉带入更多的盐分，减少耕层养分的流失和下渗；严格控制灌溉水质，力求用矿化度低的水源，禁止引用生活污水和工业污水。灌水时间一般选晴天上午，避开土壤高温时间，灌后闭棚升温，再通风降湿；夏季降雨后加强排水，利用自然降水排碱压盐。
2．4作物轮作换茬
不同作物对土壤养分的需求有别，轮作换茬可减少单一养分的过多消耗和某些养分的相对过剩，维持供求平衡。如葱、蒜可较多地吸收瓜菜类作物需量小的土壤养分，葱、蒜与瓜菜类作物轮作各取所需，提高土壤养分利用率；此外，轮作换茬可减轻病虫害的发生与传播。
2．5客良消盐
可以采取土壤改良剂，或者铲除大棚土壤表层3～5 cm土壤，换上优质肥沃的田土。通过客良的方式，将土壤换上新的熟土，达到彻底改变设施中耕作层理化性状的目的，有利于作物的高产优质和防治病虫害。
2．6综合防治病虫害
坚持预防为主，综合防治原则。主要措施有：消灭病虫来源，降低病菌、害虫基数；调控温、湿度，恶化病虫发生、发展的环境条件；合理施用化肥和腐熟有机肥；通风换气，防止保护地内CH4、SO2、H2S等有害气体的积累。有机、协调地运用农业、生物、化学和物理的防治措施及其他有效的生态学手段，控制和消灭病虫危害。如通风降湿或闭棚升温等生态防治措施，营造适宜作物生长而控制病虫活动的环境条件，对黄瓜霜霉病、细菌性角斑病等有很好的防治效果［5］。搞好病虫预报，把握有利的防治时机，选用高效、低毒、低残留农药，严格用药浓度和数量，轮换用药，以减少病虫产生抗药性，把病虫害控制在最低水平，实现高产、高效、无污染［6］。
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农作学与土壤学原理范文5
关键词：重金属监测；重金属污染；土壤采样；样品制备；样品检测；总质量控制 文献标识码：A
中图分类号：X833 文章编号：1009-2374（2017）08-0124-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.08.060
1 我国土壤重金属污染现状
土壤是地球环境的主要组成部分之一，主要指地球表面能够生长植被的地表层，是介于大气、岩石、水和生物之间的构成部分。大部分的土壤是由沙石和黏土以及各种有机物等成分混合而成的。土壤是大部分动物、植物、微生物等赖以生存的基本物质，土壤的优劣直接影响我们的日常生活、生产以及农业经济的发展。
重金属是指相对密度高于5的金属元素及其化合物，其中在我们生活中能引起土壤污染的重金属主要指铅、汞、镉、锌、铬、铜、镍和类金属砷等元素化合物。在环境污染中土壤的重金属污染要比水体、空气等污染更加隐蔽难测，并且土壤的自我修复能力相对水体和空气来说较弱，一旦重金属进入环境土壤中的含量高于土壤的自身修复能力时，就会在土壤中形成污染并且不断积累长期存在，从而对土壤造成严重的破坏和污染。土壤被重金属污染后，一旦在受污染的农田里种植作物将会导致农作物受到污染，最终经过农作物污染到食品，同时，被污染的土壤通过雨水渗透，水体流经地表等过程造成江河、地下水等水体污染，一旦被人饮用将会给人体带来极大的伤害
随着我国城市化建设，工业及化学化工等领域的发展，加上农业上对农药化肥等化工产品的应用导致环境内被重金属污染的土壤逐年增加，对我们的人身健康和经济发展带来了巨大的危害。根据我国农业部的调研发现，我国目前受污染的农田灌溉区多达140*104公顷，其中被重金属所污染的区域占总污染灌溉区的60%以上。我国每年有超过1200万吨的农作物被重金属所污染，每年因为重金属污染而导致的粮食减产高于1000多万吨，每年农业经济损失超过200亿元人民币。同时由于粮食含镉量超标会引起“痛痛病”，砷过量会导致肺癌、皮肤癌以及几乎所有的重金属过量都会引起人的神经错乱、头晕头痛、关节病变、各种癌症和结石等，所以土壤重金属污染已经严重危害到人类及畜类的健康。
2 土壤重金偌嗖庵卫戆旆
根据我国环保监测法案发现，土壤重金属监测在各种环境常规监测里面逐渐占据了重要地位，其中对于灌溉区及各种农田的土壤监测已经变得尤为重要。
2.1 土壤样品采集
在各种环境监测中土壤的监测和水质、大气的监测不同，水体和大气均为流体，污染源混入后较易融合，由于大部分水体气体等污染物可在限定范围内均匀分布，对于监测项目的采样工作来说相对简单，代表性样品容易采集。然而土壤中的重金属污染物的转移、混合等相对大气、水体中的污染物更加困难，分布不均匀，各地点的污染程度差异很大，即便是采取多点、多次的采样方法，采取的样品也具有极大的局限性，因此土壤的监测中，由于采样的局限性所造成的误差对监测数据结果的影响要远远多于实验的分析过程中造成的误差。所以为了使监测过程中采集的土壤样品具有代表性，使监测结果能反映土壤重金属污染的真实情况，应尽量降低采样所造成的误差。
对于土壤采样点的布置既要考虑到土壤的综合情况，也需依据实际的土壤污染情况和实际的监测项目确定。对于被重金属污染的土壤进行样品采集，一般主要是采集表层的土壤，样品采集深度约0～20cm。同时采样布点的方法主要包括对角线布点法和梅花形布点法以及棋盘式布点法与蛇形布点法等方法，土壤采集过程中应该对采样点地势、受污染程度以及土壤受污染程度等因素综合考虑，然后选择不同的布点方法，并且需要一年里在同一采样地点进行两次监测对比，采样的同时要详细记录采样的时间、编号、GPS定位等信息。
2.2 土壤样品制备
土壤样品的制备首先需要将采集的土壤样品混合搅匀后反复按四分法进行筛选取舍，最终需要留下1～2千克样品供实验分析使用。在样品制备过程中为了避免受细菌真菌等微生物的作用引起土壤发霉变质，需要将样品放置在陶瓷样品盘内或塑料薄膜上在通风避光的环境下进行风干，当样品达到半风干状态时，需要将土壤样品进行处理，结节压碎，同时去除样品中的石块，筛出残余动植物肢体等其他杂物。然后将筛选后的样品均匀地铺展成薄层状，放在阴凉通风处缓慢风干，切勿将样品放在阳光下直接曝晒同时需要经常翻动样品。在样品风干的同时还要注意防止酸性和碱性等气体以及其他灰尘等污染源对样品造成二次污染。待样品充分风干后，通过研磨、筛分、缩分等规范的处理操作步骤，制备成粒度小于200目的最终样品。最后将样品混匀、装瓶、贴标签、编号、储存。样品存储时要尽量避免潮湿、高危、酸碱气体和日光直晒等因素的影响，且制备的土壤颗粒越小越均匀最终的分析结果越准确。
2.3 土壤样品监测分析
土壤样品监测之前需对其进行消解，通常采用多元酸分解法，需使用高纯度的消解试剂，以避免或减少消解过程中对样品造成二次污染。
重金属的定性定量检测方法主要包括原子吸收分光光度法、分光光度法、等离子体发射光谱法、原子荧光分光光度法，这些方法在不断改进与修正的过程中已经逐渐形成了行业标准以及国家标准。目前国内土壤里重金属检测方法大都需要大型昂贵的检测仪器设备，一般需要专业的人员进行样品测量分析，整个分析过程错综复杂，实验数据采集时间较长，分析成本高，所以对于土壤重金属的检测目前国内水平还需要改进提高。
土壤重金属监测项目及分析方法及监测项目监测仪器监测方法来源如下：
第一，《镉 原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光谱仪 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。
第二，《汞 测汞仪冷原子吸收法》（GB/T 17136-1997）。
第三，《砷 分光光度计二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法》（GB/T 17134-1997）；《分光光度计硼氢化钾-硝酸银分光光度法》（GB/T 17135-1997）。
第四，《铜 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。
第五，《铅 原子吸收光谱仪石墨炉原子吸收分光光度法》（GB/T 17141-1997）；《原子吸收光谱仪 KI-MIBK 萃取原子吸收分光光度法》（GB/T 17140-1997）。
第六，《铬 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（HJ 491-2009）。
第七，《锌 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17138-1997）。
第八，《镍 原子吸收光谱仪火焰原子吸收分光光度法》（GB/T 17139-1997）。
3 土壤重金属监测质量控制
土壤检测质量控制主要是为了确保所出具的土壤质量监测数据具有准确性、代表性、精密性、完整性和可比性。质量控制要涉及土壤检测的全部过程，包括精密度和准确度分析两个方面。
同批次样品的精密度分析通常是通过对平行样的测定，将误差控制在合理的范围内，而批次间样品的精密度分析则一般是O置质控样控制精密度。
准确度的两种分析方法包括加标回收测定和标土测定法。在没有质量控制的样品制备过程中通常采用加标回收的测定方法完成准确的质量控制，即在同一批土壤样品中随机选取一定量的样品进行加标回收测定，如果同批样品量不足时要适当对样品加大测定率，且每批次同类的试样至少两个。
4 结语
随着社会的进步，我国化工行业发展日新月异，同时在这些行业的发展过程中所带来的各种环境问题也日渐体现出来，其中土壤重金属污染也与日俱增，土壤中重金属的监测分析也变得必不可少。目前国内关于重金属检测的前沿技术也一直在研究之中，并向着操作简便、迅速、精准、安全等方向发展，相信最终会形成一套系统、科学的监测标准方案，真正做到重金属对土壤的污染的监督控制预防。
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农作学与土壤学原理范文6
Abstract： Soil Science is a basic course commonly opened in agricultural colleges and universities. This course covers a wide range of disciplines， with students of various professionals， also has theoretical and practical features. Aiming at the problems in the teaching process of soil science， this paper makes a discussion mainly from three aspects： teaching content， teaching method and practice， to provide reference for improving the teaching effect.
关键词： 土壤学；教学效果；教学模式
Key words： soil science；teaching effect；teaching mode
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0243-02
0 引言
在高等农业院校中，种植、园艺、林学、资源与环境以及土地规划等专业中重要的一门专业基础课就是土壤学。从学科特点来看，土壤学涉及到地学、生物学、环境科学和生态学等多类学科，既是一门具有一定系统理论的专业基础课，又是一门实践性较强的应用类课程。相对过去而言，目前土壤学的课程学时明显减少，因此，如何在有限的时间内提高该课程的教学质量以及培养学生主动获得知识以及解决生产实际问题的能力，值得在教学内容、教学方法以及实践环节进行相关探讨。
1 划分知识模块，结合专业特点，突出重点和难点
《土壤学》在高等农林院校的教学计划中是一门重要的专业基础课程，主要涉及土壤物质组成和性质、物质能量的迁移转化规律，土壤肥力和土壤管理等，教学内容多。农业资源与环境、农学、林学、园艺、植物保护，生物科学、草业科学等十余个专业均开设该课程。有些专业对土壤学知识的要求有相似之处，但亦有一些专业差异较大。因此，需结合专业特点选择教学内容，突出重点和难点。
土壤学是农业资源与环境专业的重要专业课程，因该专业还需学习地质地貌学，土壤农化分析等相关课程。因此，该专业重点讲授土壤的组成、理化性质及水、肥、气、热四大肥力因素及其运动、迁移转化过程，注重培养学生利用土壤学的基本理论和知识，解决农林业生产过程中资源利用和环境保护问题，如合理利用和保护土壤资源、培肥改土、土壤与环境的作用与关系等，且各部分的内容都比其它专业讲得广而深。农学、园艺、草学等专业未开设地质学的相关内容，因此，在讲授理论课程的过程中就要完成原来地质学基础、土壤基本理论性质、土壤养分与作物以及林木施肥、土壤资源与保持五大部分的教学。园林、园艺专业还需安排岩石与园林建筑、岩石造景及风景规划关系等教学内容。
2 优化教学方法，探索“三个转变”，注重启发式教学
长期以来，土壤学课程的授课方式以老师讲授为主，这种教学方式虽然能够向学生传输大量信息，但也造成学生主观能动性发挥不充分，处于被动接受地位，课堂气氛沉闷，效果不理想。在注重传统教学方法的同时还应当综合应用问题教学、案例教学、研讨式教学和参与式教学等教学方法，尝试着由传统教学模式逐渐向着启发式和研究性教学模式转变。
2.1 由单向传递改变为双向交流，即由传统的一言堂变为问答、交流方式进行。如：在讲解土壤肥力的时候，为了引出土壤肥力的概念首先提出“为什么植物能够生长在土壤里”，结合不同土壤上植物长势可能不同、同一种土壤不同植物也可能出现长势不同的现象，引出土壤肥力生态相对性的概念以及造林工作中适地适树原则的本质内涵。这种方式由于能够有效激发学生的兴趣以及集中学生们的注意力，因此，能够充分调动大家学习的积极主动性而提高教学效果。
2.2 由原来的全部讲解变为部分讲授。老师不一定要把所有的内容都讲解出来，应当让学生们在消化、理解以及吸收的基础上自学新知识并能够顺畅的表达出来。在学期的中后期，教师可以选择某个章节的部分内容提前布置给学生，让学生自己去发现知识内容的精髓，然后在课堂上组织分组讨论，最后让学生代表上讲台讲解自己所理解的内容，最后教师和同学针对讲解的内容提出问题和质疑。
2.3 由原来的讲理论知识转变为理论知识与生产实践相结合，让学生带着生产生活中的实际问题思考、讨论，最后由教师进行总结。例如，让园林专业的学生围绕中心问题“岩石在园林规划设计中的应用”、“选择你熟悉或喜爱的园林树木或花卉，根据其生物学特性，制定相应的施肥方案等”。这样大大提高了同学们思考、分析问题的能力，会起到更好的教学效果。
3 加强实践环节，重视实验操作，培养学生创新能力
在高等教育中，课程实习是培养大学生理论联系实际以及提高大学生实践能力的根本途径，因此，为了有效提高实践教学的效果，必须对实习内容进行优化以及重视学生实习的过程，从而最大限度地激发学生的求知欲望以及学习兴趣。湖南农业大学资源环境学院将《土壤学》教学实习和《地质学》教学实习与资源整合起来，结合气象学、植物学等课程知识，形成由多门课程结合起来的独立于课程理论教学计划之外新的实践性教学模式―土壤学科综合教学实习，收到很好效果。
在土壤学课程的实验操作中，应尽量克服传统实验教学中实验员包办实验准备，实验过程中学生按部就班操作的实验课教学模式。教师要求学生在实验前要认真预习，做好充分的准备工作（包括试剂的配置、仪器的调试、空白实验、标准曲线的绘制等），实验过程中教师则要适时放手，学生遇到问题再咨询老师，让学生在整个实验过程中都处于主动地位。
对学习成绩较好，对土壤学有浓厚兴趣的学生，仅靠有限的课时，难以满足这部分学生的学习要求。在条件许可的条件下，可以让学生结合教师的科研课题，参与试验的设计、样品采集、观察分析以及到处理数据和归纳总结等过程，这样不仅能够在一定程度上有效缓解教师时间和精力有限的矛盾，还能让学生尽早的参与到科学研究的行列中，从而将自己在课堂学到的知识应用于实践，从而在一定程度上弥补了现在实践相对较少的不足，因此，有利于培养学生的素质以及提高他们分析和解决生产实际问题的能力。
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