果園土壤污染調(diào)查及修復(fù)改良

摘要：平邑縣武臺鎮(zhèn)素有“江北水果第一鎮(zhèn)”稱號，是全國三大黃桃生產(chǎn)地之一。全鎮(zhèn)種植黃桃3萬畝、葡萄1萬畝、大櫻桃2000畝，林下草莓4000畝，丹參2000畝，果品年產(chǎn)量3.2億斤。隨著果園種植年限的增長，果園土壤受到化肥、農(nóng)藥、地膜等外界因素的影響，土壤質(zhì)量逐年下降，出現(xiàn)不同程度的酸化，導(dǎo)致果樹出現(xiàn)疾病，果品質(zhì)量降低，產(chǎn)量下降等問題出現(xiàn)。鑒于農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境污染問題不斷加劇，甚至影響到周圍整個生態(tài)環(huán)境，本論文對當?shù)毓麍@土壤酸化情況進行了調(diào)查，分析了土壤酸化的原因及其危害性，并提出切實有效的土壤污染修復(fù)措施。

關(guān)鍵詞：果園;土壤酸化;農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境污染;土壤修復(fù)

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.019

Orchard soil pollution investigation and improvement

Gong Yanqing

（Pingyi County Environmental Protection Bureau， Linyi Shandong 273300， China）

Abstract：Wutai Town， Pingyi County is known as the first town of Jiangbei Fruit， and is one of the three largest peach production areas in China. The town planted 30，000 acres of yellow peaches， 10，000 acres of grapes， 2000 acres of large cherry， 4，000 acres of strawberries under the forest， 2000 acres of Danshen， the annual output of fruit is 320 million kilograms. With the growth of orchard planting years， the orchard soil is affected by external factors such as chemical fertilizers， pesticides and plastic film. The soil quality is declining year by year， and there are different degrees of acidification， which leads to diseases such as fruit trees， reduced fruit quality and reduced yield. In view of the growing problem of agricultural soil environmental pollution and even affecting the surrounding ecological environment， this paper investigates the acidification of local orchard soil， analyzes the causes and harms of soil acidification， and proposes effective soil pollution remediation measures.

Key words：Orchard;Soil acidification;Agricultural soil environmental pollution;Soil remediation

土壤是生物和人類賴以生存和生活的重要環(huán)境，由于來自工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢水、廢氣、廢渣以及農(nóng)業(yè)上大量施用的農(nóng)藥和化肥造成土壤污染。

農(nóng)業(yè)土壤污染具有面廣、修復(fù)難度大、影響關(guān)聯(lián)性廣泛等特點，在果園種植過程中，化肥、農(nóng)藥、地膜等材料的使用，導(dǎo)致土壤環(huán)境容量趨于飽和?；示哂邢跛岣?、硫酸根等離子，在過量使用后，大量的離子進入土壤，導(dǎo)致土壤中陰離子逐漸增多，土壤緩沖能力減弱，pH值降低。農(nóng)藥主要成分為難降解大分子有機物，在殺滅病蟲害的同時，在土壤中不斷積累，改變了土壤生態(tài)環(huán)境，土壤菌落發(fā)生變化，是導(dǎo)致土壤酸化的重要原因。地膜具有白色污染之稱，目前受到廣泛關(guān)注，其具有難降解的特點，是農(nóng)業(yè)面源污染的原因之一。

由于化肥、農(nóng)藥、地膜的長期使用，果園土壤pH值有逐漸降低的趨勢，隨著pH值的降低，土壤中一些重金屬離子被活化，加速了果樹的吸收，導(dǎo)致果樹出現(xiàn)落葉枯死等疾病，產(chǎn)量降低，還可導(dǎo)致水果中重金屬含量升高，果品質(zhì)量下降。

鑒于目前農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全逐漸受到重視，亟需對果園土壤進行修復(fù)。本論文對平邑縣武臺鎮(zhèn)重要的果品生產(chǎn)基地進行調(diào)查，分析了土壤酸化的成因及其危害，結(jié)合目前多種可行的土壤修復(fù)技術(shù)，提出了比較切實可行的果園土壤修復(fù)措施。

1 果園土壤基本概念介紹

武臺鎮(zhèn)位于山東省平邑縣北部，有“中國黃桃之鄉(xiāng)”的美譽。武臺鎮(zhèn)近年來大力發(fā)展果品種植業(yè)，目前果品種植面積達到3萬畝，其中黃桃2萬畝，成為臨沂果品第一鎮(zhèn)。隨著果齡增加，果園土壤污染程度逐漸增大。

1.1 果園土壤

土壤是指地球表面的一層疏松的物質(zhì)，由各種顆粒狀礦物質(zhì)、有機物質(zhì)、水分、空氣、微生物等組成，能生長植物。土壤由巖石風化而成的礦物質(zhì)、動植物，微生物殘體腐解產(chǎn)生的有機質(zhì)、土壤生物（固相物質(zhì)）以及水分（液相物質(zhì)）、空氣（氣相物質(zhì)），氧化的腐殖質(zhì)等組成。

固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機質(zhì)和微生物通過光照抑菌滅菌后得到的養(yǎng)料等。液體物質(zhì)主要指土壤水分。氣體是存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成了一個矛盾的統(tǒng)一體。它們互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生活條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。

1.2 果園土壤酸化

土壤的pH值對于植物生長是至關(guān)重要的。大多數(shù)農(nóng)作物都會在中性——即pH值等于7或微酸性土壤中茁壯生長。而一旦土壤的pH值下降，其所帶來的疾病和害蟲將阻礙植物的生長。并且強酸環(huán)境還會加速有毒金屬向周圍水體的濾出。

長期連年使用生理酸性肥料，作物吸收后剩下的酸根離子與土壤中氫離子結(jié)合生成酸，會導(dǎo)致土壤酸性增強，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞?；蛘呓邓畬?dǎo)致土壤中鉀、鈣、鎂等離子流失，也可導(dǎo)致土壤酸化。

1.3 武臺鎮(zhèn)果園土壤基本情況

平邑縣武臺鎮(zhèn)大規(guī)模果園種植有二三十年歷史，在種植過程中，使用化肥、農(nóng)藥、地膜等，導(dǎo)致土壤有不同程度的酸化，污染程度呈遞增趨勢。

2 果園土壤酸化情況調(diào)查

2.1 取樣點布點

根據(jù)果齡情況，經(jīng)其分為0～5年果齡組、5～10年果齡組、10年以上果齡組，并且在未種植果樹的土地中取對照樣品。每500m2取一個采樣點，分別取0～20cm表層土樣、20～40cm土樣。

2.2 土樣采取方法

將土壤表面雜草、落葉等生物質(zhì)去除，用土鉆采取0-20cm表層土樣、20～40cm土樣。每個采樣點取3個平行樣，共設(shè)置60個采樣點。

2.3 土壤pH測定

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-1995）中推薦的玻璃電極法測定樣品pH值，1mol/L KCl溶液，土水比為1.0：2.5，用振蕩器充分攪拌靜置30min，用pH計測定pH值。

2.4 結(jié)果統(tǒng)計

將土壤pH分為6.5～7.5，5.5～6.5，4.5～5.5，<4.5四個組別，pH為6.5～7.5，表明土壤呈中性;pH為5.5～6.5，表明土壤呈偏酸性;pH為4.5～5.5，表明土壤酸化嚴重;pH<4.5，說明土壤呈強酸性。樣品檢測結(jié)果如表1。

實驗結(jié)果表明，三個對照樣品pH值范圍為6.4～7.1，呈中性;61.7%的采樣點土壤pH低于5.5，酸化嚴重，其中有12個采樣點（占比20%）土壤pH值低于4.5，呈強酸性。

果齡對土壤pH值影響見表2。

統(tǒng)計結(jié)果表明，果齡越大，果園土壤酸化趨勢越明顯，果齡大于10年的果園，土壤酸化嚴重。

3 果園土壤酸化成因及其危害分析

3.1 果園土壤酸化成因

（1）氮肥的大量使用：氮肥中含有的大量酰胺態(tài)氮、銨態(tài)氮最終被氧化為硝態(tài)氮，在硝化過程中產(chǎn)生H+，加劇了土壤的酸化。

（2）磷肥的過量使用：磷肥中的磷在土壤中不斷累積，過磷酸鈣溶于水的過程，釋放H+，加劇了土壤的酸化。

（3）有機肥使用不足：有機肥可以改善土壤結(jié)構(gòu)、增強保水保肥能力、抑郁形成粘粒結(jié)構(gòu)，土壤粘粒活腐殖質(zhì)交換電位的鹽基離子是土壤緩沖pH值變化的重要方式。在相同條件下，有機質(zhì)與層狀硅酸鹽粘土礦物含量越高，對酸的緩沖容量越大。隨著果園種植面積的不斷擴大，普通農(nóng)家肥已經(jīng)不能滿足需求，同時由于化肥見效快、易于使用等優(yōu)點，導(dǎo)致有機肥在總肥料中的比例越來越低[2]。

（4）不正確的灌溉方式：大水漫灌會導(dǎo)致土壤中的Na+、K+、Ca2+、Mg2+等離子流失，從而加劇土壤酸化。

3.2 果園土壤酸化危害

土壤酸堿度對植物養(yǎng)分的有效性、土壤的結(jié)構(gòu)性和作物生長都有很大的關(guān)系。

酸化條件下，土壤中交換性鈣不足，利用率低。強酸土壤中，鈣根部無法吸收利用，苦痘病、病斑病加重發(fā)生，造成的危害最大。酸性條件下，錳呈游離態(tài)，活躍易吸收，導(dǎo)致錳中毒嚴重發(fā)生。錳中毒樹勢衰弱，葉小而少，枯枝死樹。土壤板結(jié)，透氣性差，根系缺氧，生長不良，滋生真菌細菌性根部病害。圓斑根瘤病、根癌病、有害物質(zhì)引起的肥害傷根發(fā)生嚴重，導(dǎo)致爛根死樹。

酸化嚴重的土壤要采取合理的改良措施，恢復(fù)其環(huán)境容量，增加果品產(chǎn)量。

4 果園土壤修復(fù)改良技術(shù)

4.1 科學(xué)施肥

適當控制氮肥施用量，研究結(jié)果表明，氮肥深施不僅能減少氮素的揮發(fā)、淋失和反硝化損失，還可以減少雜草和稻田藻類對氮素的消耗，從而提高氮肥的利用率，科學(xué)施肥可以將氮肥施用量再降30%～60%;配合增施鉀肥、鈣鎂磷肥及其他堿性肥料，以滿足作物生長需要。

4.2 增加有機肥使用量

減少化肥的施入量，增加有機肥的用量。充分堆腐的農(nóng)家肥等有機肥不僅能為農(nóng)作物提供全面營養(yǎng)，而且肥效長，可增加和更新土壤有機質(zhì)，促進微生物繁殖，改善土壤的理化性質(zhì)和生物活性，是綠色食品生產(chǎn)的主要養(yǎng)分。

4.3 使用改良劑

當土壤pH值<5.5時，就必須通過施用石灰等措施進行改良。施用石灰不僅能補充土壤鈣，為作物提供鈣營養(yǎng)，而且還可以中和酸性土壤。石灰施用量（公斤/畝）以土壤酸度和質(zhì)地而異，對微酸性土（pH值為6.0），砂土、壤土、黏土施用量分別為25、25～50、50;對酸性土（pH值為5.0～6.0），砂土、壤土、黏土施用量分別為25～50、50～75、75～125;對強酸性土（pH值≤4.5），砂土、壤土、黏土施用量分別為50～75、100、150。不同石灰性物質(zhì)對土壤酸性的中和能力不同，中和能力越強，施用量越少。

4.4 生物炭等功能性材料

研究表明利用花生殼等制成的生物質(zhì)炭對酸化土壤改良具有良好的效果[3]。平邑縣是重要的花生主產(chǎn)區(qū)，可以充分利用當?shù)刈匀毁Y源，制造生物炭，混入果園土壤中，其有利于土壤pH恢復(fù)正常水平。

5 結(jié)論與建議

本論文對平邑縣武臺鎮(zhèn)果園土壤pH值進行了測定，分析了果齡對果園土壤pH影響趨勢，實驗結(jié)果表明武臺鎮(zhèn)果園土壤酸化趨勢嚴重，;61.7%的采樣點土壤pH低于5.5，酸化嚴重，其中有12個采樣點（占比20%）土壤pH值低于4.5，呈強酸性。隨著果齡增大，酸化趨勢越明顯。

果園土壤酸化的主要原因為氮肥、磷肥的大量使用、有機肥匱乏、不合理的灌溉方式。酸化造成土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進而導(dǎo)致果樹疾病增大，果品質(zhì)量、產(chǎn)量下降。建議在果園管理過程中，增加有機肥在總肥料中的占比，合理使用氮肥、磷肥，采用生石灰、土壤調(diào)理劑、生物炭等對土壤進行改良，提高果品質(zhì)量與產(chǎn)量。

參考文獻

[1]黃昌勇.土壤學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[2]王見月等.膠東果園土壤酸度特征及酸化原因分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2010，26（16）.

[3]王震宇等.花生殼生物炭對中國北方典型果園酸化土壤改性研究[J].中國海洋大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，43（8）.

收稿日期：2019-06-26

作者簡介：公彥慶（1974-），男，漢族，大學(xué)學(xué)歷，工程師，研究方向為環(huán)境影響評價和大氣、土壤污染防治。