土壤養分失衡引起的土壤退化問題尚未引起關注
俗話說，萬物土中生，有土斯有糧，民以食為天。基辛格也曾說過，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。預計2050年世界人口將達到92億，谷物需求還要增加46%，因此繼續進行集約化農業生產是必然的選擇。
但是，這種集約化生產面臨著資源和環境的巨大挑戰，其中，土壤退化對糧食安全造成巨大威脅。據2011年FAO（聯合國糧農組織）的評估報告，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的評估報告顯示，中國土壤屬于退化與嚴重退化狀態，包括侵蝕、沙漠化（荒漠化）、板結、耕層變淺、污染、酸化、養分失衡、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注的土壤退化問題，但土壤養分失衡引起的土壤退化問題尚未引起足夠重視。長期以來，我們過量投入化學N（氮）、P（磷）肥料，有機肥和中微量元素肥料投入不足；加之現代農業技術使農作物產量比過去高得多，從土壤中帶走的中微量元素增加；同時，長期規模化單一種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，進而微生物多樣性減少，種群結構失衡，從而進一步產生結構惡化以及某些化學性質的惡化。土壤的養分含量雖然很高，但由于營養失衡，使得土壤微生物多樣性和活性下降，土壤養分轉化能力及其肥料利用率低，賴肥性、賴藥性日益增加?，F在很多農產品的口感都比過去差得多。這些都是土壤亞健康的表現。
目前，我國糧食產量水平比發達國家要低10～30%，但施肥水平遠比他們高。我國的氮磷鉀施肥量是美國的414%，而美國谷物單產為我國的127%。據有關資料統計，1980年至今，我國糧食總產量提高了41%，其中單產水平提高了56%，而化肥投入量增長了325%；同期德國、法國等發達國家糧食單產水平提高51～52%，化肥使用量減少31～47%。
養分失衡導致土壤亞健康的惡果
土壤養分失衡導致土壤亞健康，其表現為三種惡果：
首先，養分失衡導致土壤生物活性和物質轉化功能下降，活土變死土。土壤是一個活的生命體，含有豐富的細菌、真菌、原生動物、線蟲和其他生物。不同土壤生物有不同的營養生態位，養分失衡就會影響微生物的生長狀況。研究表明，氮肥的用量對植物根圍微生物種類影響顯著。高通量測序顯示，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量在下降，而另一些微生物在上升。國際上有關研究也發現，隨著氮肥用量的增加，微生物數量、微生物的活性以及養分轉化能力顯著下降。養分失衡極易導致土壤連作病的顯現，在健康的土壤里，微生物多樣性遠遠大于發病土壤；在發病土壤中，病原菌的數量增加，而各種功能菌，包括固氮菌等顯著下降。
其次，養分失衡引起農作物生長不健康，容易遭受病蟲害，從而加大農藥用量和使用頻次，造成農殘問題加重。
再次，只有健康土壤才能生產足夠的和健康的食物，才能給人體帶來健康。人類需要幾十種礦質和必需的氨基酸等營養物質，土壤富含各種礦質元素，植物就可以合成這些氨基酸、維生素等供人類機體所需。如果土壤缺少這些元素，那么植物的合成就會受阻。因此，土壤中礦質元素的缺乏不僅會造成植物不健康，而且還進一步影響人體健康。國際上系列研究報告也顯示，過分追求高產，施肥、灌溉、打農藥等管理措施不當，都會導致農產品中礦質和植物化學物質等食物營養成分下降。因此，人類健康要從土壤健康抓起。
從源頭上解決養分失衡造成的土壤亞健康問題
如何解決因養分失衡造成的亞健康問題？關鍵還是回到源頭上，要合理施肥與土壤管理。
FAO在2011年提出可持續的集約化土壤生態管理技術，通過營造健康的土壤，來解決集約化與資源環境的矛盾。FAO在對57個國家農業發展項目的評估中發現，通過生態系統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，能使作物單產平均增加79%。
中國科學院南京土壤研究所近10年的研究和實踐也表明，通過施肥與土壤管理相結合，既考慮作物的需求，又考慮土壤生物的需求，從而營造一個健康的生態系統。這不僅可以增加產量，而且可以顯著提高品質。這種土壤健康的管理方法可以使農作物的發病率從20～80%降到10%以下；可以使蔬菜、水果的產量，在減少化肥、農藥投入20%的基礎上，增產達20～30%以上，每畝凈增效益1000～5000元。2009年至今，這一技術在江蘇、河北、新疆、江西等省針對40多種經濟作物，進行了大面積的技術轉化應用。
土壤養分失衡尤其是礦質元素下降造成的土壤退化，是全球性問題，國際上也在盡力解決這個問題。1992年的國際首腦峰會以后，歐洲、北美、南美、澳洲、非洲等地進行了大量試驗，用天然的巖礦粉改良土壤，取得了比較好的效果。國內這方面的研究處于起步階段，無論理論和實踐，與國際上相比還有很大差距。
土壤健康管理可能是新一輪農業革命的核心
目前，我國水土流失、土壤污染等土壤退化問題已得到高度重視。2015年國務院印發了全國水土保持規劃，2016年印發了土壤污染防治行動計劃，對水土流失和土壤污染防治進行了一系列部署。農業部、環保部、國土資源部、水利部對土壤退化與治理問題高度重視，但對土壤亞健康問題尚未高度關注。
土壤是農業生產的基礎，土壤健康的管理是提高肥料、農藥利用率的基礎，也是發揮農作物優良品種特性的基礎。國際熱點研究顯示，土壤健康管理有可能是新一輪農業革命的核心。
目前我國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第三次土壤普查，啟動土壤健康調查的試點工作，摸清典型區土壤健康家底，建立技術規范，開展全國性的土壤普查工作。土壤健康普查與我國食物成分普查工作要結合起來。
第二，設立土壤健康研究專項，加強有關研究，包括如何診斷土壤健康、微量元素缺乏的指標、土壤健康維護機制與原理及實用技術、土壤健康與植物健康及人體健康的關系等。
第三，要加強各個部門之間大數據的建立，建立共享機制。
第四，加強土壤健康科普的宣傳力度。2016年12月5日為“國際土壤日”，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，廣泛宣傳土壤健康的重要意義，逐步提高基層干群對土壤健康保育的意識。
第五，建立土壤健康維護的社會機制，建議采用市場機制，促進社會資本在土壤退化和土壤健康維護方面的投入。
作者系中國科學院南京土壤研究所研究員
中國鄉村發現網轉自：民主與科學 2016年第6期
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