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施肥对环境影响浅析
(2014/8/14) 点击:4303 关闭

    【摘 要】 众所周知,肥料对作物产量及品质有着重要作用,在农业生产中是其它因素无法取代的,科学合理施用肥料可以达到增产、增效、改善作物品质的目的。而不合理施肥,则能造成土壤地力水平下降或带来环境污染,直接威胁着粮食安全和人们的健康。
【关键词】肥料   环境  品质
中图分类号:                      文献标识码:

肥料能提供给植物必需营养元素、改善土壤状况、提高土壤肥力的物质,它也是提高农业生产的重要物质。据统计,1980-2010年,长春地区化肥用量从5000吨(实物量)增加到120万吨(实物量)。粮食产量的增加,约有40%-60%依赖于化肥的增产,肥料占整个农资投入的50%以上。因此,合理施用有机肥和化学肥料,对提高作物单位面积产量和不断提高土壤肥力起着重要作用。
如果为了追求高产,不考虑具体的土壤、农作物的营养特性、气候条件及耕作水平等因素,长期过量施肥,将造成环境污染,破坏土地资源,最终对人类健康构成威胁。
施肥对环境的影响有以下几个方面;①过量施用氮肥易产生如甲烷和氧化亚氮气体,而这些气体可以带来温室效应;②在7-9月份我市集中降雨造成地面径流,地表面肥料随雨水流入江河,从而造成河水中鱼类等生物无法生存;③肥料中有害物质如重金属超标而直接造成土壤污染及对农产品的毒害。

1施肥与气候变暖的关系

农业是温室气候的第三大排放源,仅次于矿石燃烧和氟氯烃类排放源,而施肥又是农业生产中一个重要的措施。施肥对气候变暖的影响主要通过产生温室气体,如氧化亚氮等。从农业方面看,甲烷的来源主要源于水田。
氧化亚氮,土壤中硝化和反硝化作用是产生N2O主要来源。在农田中施用氮肥是氧化亚氮增加的基本原因。据报道,在氮肥低量时,氮肥用量的0.2%-1.1%,在高量时氮肥用量的0.6%-2.2%可以转化成N2O排放出来。
不同氮肥品种对N2O排放量的影响也是不同的。国外学术刊物报道,不同的氮肥N2O的转化率为:尿素0.11%、硝态氮肥0.03%。可见硝态氮肥转化为N2O的转化率较低。
影响土壤N2O的排放量的因素,也就是影响土壤硝化、反硝化的因素,如土壤水分状况、pH值、温度等。
总之,随着化肥工业的发展和施用量的不断增加,不适当的施肥不但使化肥利用率降低,肥料经济效益下降,也带来生态环境问题。据报道,一些重金属和微量元素随着化肥带入土壤和环境中,从而影响农业生态环境的平衡。

2有机肥对环境的影响

20世纪80年代以前,我市农业生产上所用的肥料主要靠有机肥料养分的循环和再利用,这时有机肥主要是农家肥,80年代以后,随着化学肥料的普及和推广,有机肥的数量及种类发生变化,农家肥逐年减少,比例仅占到不足耕地面积的10%,而根茬、秸秆等有机肥应用面积接近100%。以农作物秸秆为主的农家肥及农民小规模饲养牲畜粪尿这类有机肥,对作物和环境百利而无害。随着畜牧业的发展及城市人口的增加,城市垃圾、生活废物、污水处理厂的污泥、养殖场及屠宰厂的废弃物等逐渐增多,排到水中污染水和大气。因为这些有机肥原料本身含有危害农产品的污染物:致病病原物、人造化学物及工业污染物、挥发气体,如NH3、H2S、胺等有害气体,在未能及时处理时,其臭味将成倍增加。有关部门或个人把它们变废为宝,制成商品有机肥料,对提高作物产量起到一定的作用。这些商品有机肥源如不加工或制作过程把关不严,施用后对土壤和环境也将有不利影响。
2.1畜禽粪便类有机肥
大型禽畜养殖基地粪便堆积,如不时处理,或将堆弃物堆放于附近,农田由于粪水的直接侵蚀,将使大量农田失去了生产价值。此外,粪尿中大量氮、磷渗入地下,使地下水中硝酸盐、硬度和细菌总数超标。
2.2以污泥为原料的有机肥
城市污水污泥因含有丰富的氮、磷、微量元素以及大量有机质,人们常将其作为肥源用于农业。因污泥中含有的有机物质N、P等有肥田和改良土壤的正效应,但它还含有病原菌、寄生虫(卵)、重金属和臭味,具有污染环境危害健康和食品安全的负效应。

3氮肥与环境关系

我市氮肥使用量一直在增加,从1980年的3800吨(实物量)增加到2010年的60万吨,增长了150多倍。尽管氮肥在总肥料中的比例一直在下降,1980年氮肥占74%,到2010年占52%。氮肥是作物营养元素之首,施用氮肥是提高农产品产量最有效的手段之一。在氮肥的损失率方面,稻田化学氮肥损失为52%,玉米田为43%。氮肥在低用量和合理施用情况下,并不至于对环境造成巨大危害,但用量过高就会有害。氮肥施用可能对环境造成的污染,如硝态氮进入饮用水源,使含量超过允许标准(一般为100mg/L硝态氮)后对人体健康造成危害。硝态氮本身并没有危害,在还原条件下,硝酸根被还原成亚硝酸根后引起高铁血红蛋白症,特别对婴儿有害。
3.1氮肥对水源的污染
氮肥对水源的污染主要是硝态氮。因为NH4+ -N在土壤中可大部分被土壤吸附,运动性受到很大限制,限制了向水源转入。但NH4+-N一旦转化成NO3--N,它的运动性大大增加,从而增加了进入水体的潜在威胁。
3.2氮肥对农产品的污染
氮肥引起农产品污染的因子是硝态氮的亚硝态氮。NO3-本身对人体没有毒害,但在人体中被还原为亚硝酸盐后,可与食品中二级胺作用合成强致癌物质亚硝酸胺。因硝酸盐对人体的潜在危害较大,故世界各国对食品及饮用水中NO3-含量都确定了最高限量标准,如世界健康保护组织规定了食品中硝酸盐含量不得超过700mg/Kg鲜物重。由于粮食作物生长周期长,子粒体内硝态氮及亚硝态氮的含量极少,不足以对人体造成危害。而蔬菜易于富集硝酸盐,另外蔬菜在人们日常生活中占有十分重要的地位,人体摄取的硝酸盐81.2%来自蔬菜,其次来自水和饮料。世界卫生组织和粮农组织规定,蔬菜的硝酸盐日允许摄入量为3.6mg/Kg(体重)为安全限。
过量氮肥对蔬菜硝酸盐积累的影响结果表明,叶蔬类对氮肥施用很敏感,随着施氮量增加,硝酸盐含量也有所增加。菠菜追氮肥后10d出现硝酸盐的高峰。茄果类蔬菜不论施用多少,何种氮肥,其可食部分(果实)中硝酸盐的含量均不超过国家规定标准。

4磷肥与环境关系

磷肥在我国农业生产中占有很重要的地位,其用量(纯养分)仅次于氮量。由于磷肥的肥效较低,易被土壤固定。另外,磷肥是以磷矿石为原料,通过酸法(加入不同的酸)或热法(加热)或机械粉碎生产出的磷肥产品。而我国的磷矿石品位偏低,而普钙加工工艺简单,投入低,含有效磷较低的普通过磷酸钙占我国磷肥产量较大(1993年占73.8%)。这就决定了我国磷肥的实物施用量很大。
磷肥施用之所以会产生环境问题,是因为:一是磷肥施用过量;二是磷肥施用方法不当;三是磷肥品种本身问题。磷肥施用过量会在土壤中异常积累有以下不利:一是对水体污染造成潜在威胁。二是高磷情况下作物过多吸收磷,可与作物体内的铁、钙、镁、锌结合生成沉淀,导致这些元素生理病害。三是作物吸收过多的磷妨碍淀粉的合成,也不利于淀粉在作物体内运输。

5环保施肥技术

5.1氮肥施肥技术
合理确定氮肥用量,采用测土配方施肥技术,精确施肥。明确氮肥的施用时期,在作物的开花期前后追施氮肥,一般比早施或单纯做基肥效率高。施用方法上,尿素深施是减少氮肥损失的最有效措施,既能减少氨挥发,又可以降低硝化-反硝化损失。化学氮肥与有机肥的配合施用,氮肥提高了有机氮的矿化率,有机肥提高了氮肥的固持率,有机肥和氮肥的总利用率、土壤残留率和氮素损失率分别等于二者单独施用时的代数和。
5.2磷肥施肥技术
确定施用时期,长春地区土壤大部分为酸性土壤,PH值大约在5.5,在施用磷肥时应提前,作基肥或种肥。施用方法主要为撒施、集中施用、与有机肥配合施用。
5.3钾肥施肥技术
旱田作物钾肥一般作底肥深施,施肥深度在15-20cm,施用量因产量及土壤测试值而定,一般公顷在75-150公斤纯量;稻田钾肥钾肥70%作底肥施入,30%在穗分化期追施,用量一般公顷在90-160公斤纯量。
综上所述,肥料与环境之间有着重要的相关性,只有根据肥料特点及作物吸肥规律进行施肥,才能做到肥料与环境之间的和谐,农业才能持续向前发展。


参 考 文 献
[1]王庆 过量氮肥对不同蔬菜中硝酸盐积累的影响及调控措施研究 出版社 年代
[2]赵其国  现代土壤学与农业持续发展

 

 

 
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