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  20180630农业土壤退化与修复治理_农学_农林牧渔_专业资料。农业农村部耕地质量监测保护中心 农业农村部公报全国耕地质量等级情况 一至三等地 4.98亿亩 27.3% 四至六等地 8.18亿亩 44.8% 七至十等地 5.10亿亩 27.9% 耕地土

  农业农村部耕地质量监测保护中心 农业农村部公报全国耕地质量等级情况 一至三等地 4.98亿亩 27.3% 四至六等地 8.18亿亩 44.8% 七至十等地 5.10亿亩 27.9% 耕地土壤退化 ? 土壤退化:指数 量减少和质量降 低。数量减少是 指表土丧失、土 体毁失、非农占 用;质量降低是 指土壤物理、化 学和生物学等等 方面质量下降 表土流失 设施土壤 退化 土壤贫瘠 土壤污染 土壤酸化 土壤板结 土壤盐渍 化 土壤生 物多样 性丧失 土壤侵 蚀 土壤有 机碳丧 失 土壤盐 渍化 地表硬 化 《世界土壤资源状 况》报告由联合国 粮农组织政府间土 壤技术小组编写, 汇集了来自60个国 家的200名土壤科学 家的研究成果。 土壤板 结 水涝 土壤污 染 养分不 平衡 土壤酸 化 1 表土流失 ? 气候条件 ? 种植方式 ? 耕作制度 由于高强度、粗放式生产方式导致农田生态系统结构 失衡、功能退化,土壤侵蚀模数2000—3000 t/km2.a 表层平均每年流失2-3mm;部分耕地黑土层厚度由开 垦之初的80-100cm下降到目前的40-50cm,部分地区 20-30cm,甚至有的地区出现“破皮黄土黑土”;有机 质由开垦之初的3%-6%下降到目前2%-3%。 70.00 50.00 40.00 各区间监测点所占比例 (%) 45.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 有机质 (g/kg) 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 辽宁省 38.95~43.32°N 吉林省 40.88~41.05°N 内蒙东四盟 41.31~51.51°N 黑龙江省 43.63~53.44°N 黑龙江农垦 44.04~50.16°N [5-10] (10-15] (15-20] (20-25] 25 耕层厚度 (cm) 地域 治理方式: 主要区域 试点区域 治理措施 东北区、内蒙古及长城沿线区、黄土高原区、长江中下游区、西南 区、华南区等 东北黑土区4个省、32个县(每年投资2000-4000万,连续3年) 控、增、保、养” 控:控制黑土流失。缓坡地由顺坡种植改横向种植,长坡种植为短 坡、种植生物篱等方式控制水土和养分流失; 增:增加有机质含量。增施有机肥、实施秸秆还田、开展测土配方 施肥等,增加黑土地土壤有机质含量; 保:保水保肥。开展耕作层超深松、深松整地、打破犁底层等,改 善土地土壤理化性状; 养:黑土养育。开展粮豆轮作、固氮肥田、应用土壤调理剂等新产 品和新技术,实现黑土地用养结合。 2 土壤贫瘠 项目 有机质 全国平均值 24.3g/kg 贫瘠区域 黄土高原区、甘新区和黄淮海 区 黄土高原区和甘新区 黄土高原的山西省和西南区的 重庆等区域 华南区及长江中下游部分地区 区域范围值 10-20g/kg ? 土壤特性 全氮 有效磷 1.45 g/kg 27.9 mg/kg 1.0g/kg以下 15mg/kg以下 用养失衡 速效钾 129 mg/kg 100 mg/kg以下 ? 治理方式: 测土配方施肥(化 肥减量施肥) 秸秆综合利用(肥 料化、饲料化等) 耕地质量保护与提 升(增施有机肥等) 3 土壤酸化 ? 全国测土配方施肥数据表明,从上世纪80年 代到本世纪,全国农田土壤的pH值平均下降 0.5个单位。 ? 地域特性 ? 施肥管理 ? 外来污染 ? 南方土壤酸化问题突出,据监测表明,南方 14个省的pH值6.5以下的酸性耕地土壤比重由 第二次土壤普查的52.4%,扩大到65.4%。 ? 长江中游区监测点土壤pH变幅在3.3-7.9之间。 从监测数据频率分布看,小于4.5的监测点有 2个,占监测点总数的1.57%;[4.5-5.5]的监 测点66个,占51.97%;(5.5-6.5]的监测点 31个,占24.41%;小于6.5的占78%。 ? 造成保肥性能下降、重金属活性增强、 微生物群系破坏。 治理方式: 主要区域 试点区域 长江中下游区、华南区、西南区等 长江中下游平原水稻土区、南方丘陵岗地红黄壤区,试点范 围南方所有省区市(12个省240万亩) 治理措施 调酸控酸、培肥改良、降渍排毒。施用石灰和土壤调理 剂改良酸化土壤、;增施有机肥、秸秆还田和种植绿肥, 完善排水设施等。 4 土壤盐碱化 ? 干旱气候 ? 灌溉方式 ? 成土母质 ? 西北地区盐碱化问题比较突出,甘肃省盐碱化 耕地主要分布集中在内陆河流域河西走廊一带 和黄河流域引黄灌溉农业区,面积482万亩。 新疆盐碱化耕地约2000万亩,其中80%以上为 土壤次生盐碱化。内蒙古盐碱化耕地面积1585 万亩,约占全区的11.6%。当土壤中可溶性盐 含量超过0.1%时,万博官网手机登录对作物生长有抑制作用,影 响作物产量;当含量超过1%时,对作物危害 极大,只有少数耐盐作物生长。 250 盐碱耕地面积(万亩) 140 120 200 150 100 50 0 盐碱耕地(万亩) 100 80 60 40 20 0 酒泉市 白银市 张掖市 武威市 嘉峪关市 金昌市 兰州市 甘肃农垦 山丹马场 轻度 中度 重度 治理方式: 主要区域 试点区域 治理措施 东北、西北和华北等区域 内蒙古、甘肃等省区(12个省240万亩) 工程措施:集成推广灌水压盐、洗盐、排盐等。 农艺措施:增施有机肥、秸秆还田、土壤调理剂等。 5 土壤板结 ? 受分散经营制度、小型农机具的大量应用等因素 影响,华北地区耕地耕层变浅、土壤紧实度增加、 土壤结构变差,“瘦、薄、旱、硬”的问题日益 突出,导致土壤团粒结构减少、水肥气热调节能 力变差,保水保肥能力下降。 30 各区间监测点所占比例(%) 25 20 15 10 5 0 1.0 [1.0-1.2] (1.2-1.3] (1.3-1.4] 1.4 容重分级(g/cm 3 ) 治理方式: 深松深耕 调整种植模式(轮作) 6 设施土壤退化 土壤次生盐渍化 ?养分投入大,水盐容易失调,造成耕作层积累硝酸根离子、 硫酸根离子和钙离子等,土壤全盐量提高。据监测,寿光 设施蔬菜土壤0—20厘米土层的土壤全盐量大于2.0g/kg以 上的有9万亩,占栽培面积18%左右。 土壤理化性状变差 ?土壤透气性较差,好氧微生物活性下降,团粒结构被破坏, 造成土壤板结。据监测,潍坊市设施蔬菜土壤容重普遍提 高,平均土壤容量已达 1.36 g/cm3(土壤容重大于1.30 g/cm3时即土壤板结。 土传病害加重 ?因密闭环境下长期连作,土壤中的病原体增多,如真菌、 细菌、线多个设施蔬菜大棚调查,根 结线虫发生严重和较严重的大棚发生率达20%以上。 土壤有益微生物种群受损 ?设施蔬菜在密闭环境下,土壤有益微生物受到抑制,而有 害微生物大量繁殖,土壤病菌和病害蔓延。同时,随着连 作年限和次数的增多,有益的微生物种群减少,相应的有 害微生物的种群增多,影响根系生长和对营养物质的吸收。 治理方式: 主要区域 试点区域 治理措施 设施蔬菜种植区 山东、河北、辽宁 轮作倒茬、深耕深松、调酸治盐、土壤消毒、污染防控等综 合治理技术模式 7 土壤污染 耕地土壤环境问题 过去几十年,我国农业发展主要以农业 增产、高产为主要目标,片面注重农业投入 的产量效应,忽视环境效应的倾向普遍存在。 镉大米 问题: 我国粮食安全面临挑战, 耕地的安全利用问题引发社会各界的 广泛关注。 2015年“国际土壤年 ” 大会主题为 “ 健康 土壤服务于健康生命”,只有良好的土壤, 才能真正保障国家粮食安全。 污灌生产 (一)现状 据不完全调查,全国受污染的耕地约有 1.5 亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物 堆存占地和毁田20万亩,合计约占耕地总面积的 10%以上。2014年《全国土壤污染状况调查公报》 指出,农田环境质量堪忧,耕地点位超标率高达 19.4%。 土壤污染触目惊心 从污染分布情况看,南方土壤污 染重于北方,长江、珠江三角洲以及 东北老工业基地等区域的土壤污染问 题较突出,西南、中南地区土壤重金 属超标范围较大。 (二)原因及危害 耕地土壤污染物种类划分: (一)无机污染物:重金属、放射性元素、酸碱盐 (二)有机污染物:有机农药、氰化物、多环芳烃 (三)生物污染物:病原菌 (四)固体废弃物:工业废渣、污泥、城市垃圾(北京) 污染物来源? 1、大气沉降 由于工业的迅速发展,人类活动向大气释放的 Hg 、 Pb、Cd、Zn等重金属的量已分别超过自然源排放总量 酸雨的形成 的1.5、18、5、3倍;排放SO2和NOx分别超过6和1.3倍, 大量的酸性气体和重金属等有害物质随大气沉降到土 壤环境。 酸性气体形成酸雨造成土壤酸化,土壤酸化导致沉 降到土壤中的重金属元素活性提高,造成土壤重金属 污染的加剧。 全国降雨pH等值线、农药、化肥的过量使用 农药使用量增长迅速,农药年生产量约 370 万 吨,单位面积农药使用量是世界平均水平的2.5倍。 农药在保产稳产中发挥了重要作用,但农作物农药 残留率高且不合理利用农药造成的土壤污染问题日 益突出,全国受农药污染的农田土壤约1.4亿亩,有 机磷和有机氯农药是造成土壤农药污染的主要农药 种类。 化肥的不合理使用和过量使用,造成的 土壤环境问题有:一是引入化肥原料中未完 全清除的重金属元素(如磷肥);二是过量 使用化肥造成土壤板结,且土壤氮素含量上 升在一定程度上促进土壤酸化,加剧土壤中 有害重金属的活化;三是过量的化肥随地表 径流流失进入水体,造成农业面源污染。 农药过度使用 化肥过度使用 3、污水灌溉 在一些缺水地区,为保障产量,人们利用污水进行灌溉。生活污水和工业废水中含有氮、 磷、钾等养分,具有一定的增产效果。 污水中含有重金属、酚、氰化物等有毒有害的物质,利用污水灌溉的农田往往会受到重 金属污染。据农业部曾进行的全国污水灌溉区域调查统计显示,64. 8%的污水灌溉农田不同 程度地受到了重金属污染。 生活污水 工业污水 污水灌溉 4、畜禽养殖 畜禽养殖对土壤的污染主要是以粪便的形式:一方面通过污染水源(污灌)造成水源污染 型土壤污染;另一方面空气中的恶臭气体降落到地面,造成大气污染型土壤污染。由于畜禽粪 便本身含有病原菌、重金属、激素、抗生素及其他有机污染物,因此对土壤的影响不容小觑。 养殖业污染 养殖业污染 养殖业污染 5、其他污染源 农田“白色污染” :侵入土体的农膜很难在自然条 件下进行光降解和热降解,也不易通过细菌和酶等生物 方式降解。一般情况下残膜可在土壤中存留200~400年。 地膜污染 固体废弃物和生活垃圾堆放:大量有毒有害物质渗透 到土壤,目前我国固体废弃物堆存占地和毁 13.3万hm2, 固体废弃物和生活垃圾对农业土壤环境造成的污染主要 表现为有机物 、 重金属和放射性物质对土壤的污染。 固体废弃物堆放 1、污染途径多样性、污染来源多样性; 2、多源、复合、量大、面广、持久、毒害的污染特征; 3、无机污染较清楚、有机污染相对比较复杂; 4、复合或混合污染加剧,危害加重,治理难度加大; 5、土壤污染的判断缺乏统一的标准; ………… 危害:影响土壤自身的理化性质,影响作物的产量与品质,对生态环境、食品安全和 农业可持续发展构成威胁。此外,有害物质在农作物中积累,并通过食物链进入人体,最 终危害人体健康。各地频发的镉大米、污灌蔬菜和曾发生在日本的“骨痛病”等都是土壤 污染危害人们生命健康问题的缩影。 (三)采取措施 我国土壤污染防治工作起步较晚,大约始于1970s,比西方发达国家晚约20年,土壤污 染防治工作存在很多不足,具体表现为: 1、耕地土壤污染的面积、分布和程度虽有报道和研究,但缺乏细致的土壤调查,整体状况 不够清楚,导致防治措施缺乏针对性; 2、防治土壤污染的法律还存在空白,土壤环境标准体系也未形成; 3、资金投入有限,土壤科学研究难以深入进行; 4、认识不足,有相当一部分群众和企业界对土壤污染的严重性和危害性缺乏认识,土壤污 染日趋严重; 5、土壤修复技术不够成熟。 ? 我国 1995 年颁布了《土壤环境质量标准》 (GB15618 一 1995) ,该标准主要适用于农业 土壤,但指标较少,不适 用于污染土壤的修 复。 ? 国务院2016年颁布《土壤污染防治行动计划》 对于农田污染土壤的修复要求,参见右图。 ? 《中华人民共和国土壤污染防治法(草案)》 进入二审,有望尽快出台。 修复技术 可改变待处理污染物的结构,或减小污染物毒性、迁移性或数量,或切断 污染物暴露途径的单一的或系列的技术。 污染源 分类的依据: 污染介质的位置:原位——异位 修复原理:物理——化学——生物 修复模式:处理——封装 暴露途径 风险 受体 从近年来CNKI中国期刊全文数据库土壤修复关键词频次可以看出,植物修复的频 次最多,且随年份的增加波动增长;淋溶修复近年来没有出现,仅在2009年出现一次; 微生物修复较电动修复、化学修复多;原位修复是在不破坏土壤基本结构的情况下进 行,频次多于异位修复。 微生物修 复 32 52 40 年份 2014 2015 2016 植物修复 246 255 239 电(动)修复 18 29 24 化学修复 21 19 35 物理修 复 18 7 18 淋溶修 复 - 原位修 复 44 59 46 异位修 复 4 4 5 2017 2018 229 61 44 12 42 4 27 2 15 3 - 53 16 10 - 土壤修复关键词随年份的分布 耕地土壤修复技术 我国耕地土壤修复不仅要考虑土壤中 污染物的含量,更要保证农产品的安全性 和土壤的可持续利用。 湖南永清环保稻米降镉技术成果 因此,修复技术的选择面较窄,目前 应用的主要是植物修复技术、固化/稳定化 法修复技术、土壤改良法。 土壤重金属污染治理 主要区域 试点区域 治理措施 南方区域 湖南长株潭地区 推广VIP(品种替代、灌溉水源净化、PH值调节),叶面阻隔 技术。 马常宝 电话 手机: 电子邮件:/div

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