土壤改良势在必行,土壤常见问题

作者简介：作者简介：张立功，农业推广硕士，高级农艺师，陕西省澄城县人，大丰收苹果技术总监。

按：发展有机栽培，首要的问题时健康的土壤，当然大气、水体等一样不可污染。现实是，我们脚下的土壤经过近一个世纪的农药、化肥的洗礼，再也不是当年的土壤，酸化、板结、农残、肥残、重金属超标、有益微生物种群下降，还有荒漠化等问题让人触目惊心。当下之急就是改良土壤，任重道远，这需要国家和民众的共同努力。

土壤就在我们脚下，但却经常被我们忽视，完全没放在心上。土壤也许是人类安全和福祉里最容易被忽略的。土壤真的不止是农业和粮食生产的前提，它也是保证地球上无数生命维护体系正常运转的错综相连网络基础。

土壤是我们这个生命世界（生物圈）和石头世界（岩石圈）之间的媒介。这不仅直接反映在植物都是土壤里长出来的这一事实上。土壤还是我们这个活生生的星球上一个高度复杂的子系统，是上述两个世界交杂混合之处。我们在“生物圈2号”里可以发现，它也是大气和生命互动发展的地方，它的重要性非同小可。可它却只不过是一层脆弱的皮肤而已，尤其是把它跟上面的大气层或者下面的地幔一对比就更清楚了。

光凭“土壤”这个词是很难描述清楚这一结构复杂，功能繁复的体系，尤其是当你想到土壤里的各种成分有着天壤之别的时候。因为土壤的组成非常丰富。它的基本成分是风化的石头，死掉的生物，还活着的生物，气体和水分。把这些成分分别剥离出来，大概比例是：岩石45%，空气25%，水分25%，有机物5%。当然，不同的土壤差别很大，比如说泥沼的成分就是以有机物为主。

一般来说，土壤的特征中最重要的是地理成分。沙性土壤颗粒很粗，主要有石灰岩、石英和花岗岩或者冰川风化以及河水沉积物。淤泥土壤颗粒更细，通常都很肥沃，但容易被水侵蚀。影响土壤性质和属性的另一个主要因素是它里面包含的生物的数量—里面无数小生命，包括腐化的动物厂体、树叶、木头和植物根须。土壤的有机物承担着一系列重大功能，对于士壤最终表现起着决定性作用。例如，土壤里的有机物可以容纳本身质量20倍的水，因而能抵抗干旱。因为可以储存大量水分，土壤还能在雨季时降低洪水的风险。土壤里的有机物富含碳基分子，是能量的源泉，因为碳基分子是所有生物中最重要的成分。不过说到在地下活着的或者跟地下有关系的动物、植物和微生物，那数据绝对让人头晕。

例如，在10克健康的耕地土壤（也就一勺子）中所含细菌数比全球人口数还多。而这些细菌的种类可能至少有种之多。让人瞠目的不仅仅是种类和数量—在一公顷耕地的土壤里（就是一块米见方的土地）细菌的体积，可能相当于头羊的体积！除了非常非常小的有机物—也就是细菌、原生物和线虫—还有大一点的生物，包括蚯蚓、蜈蚣和各种昆虫。这些数量惊人的各式各样的生物承担着无数关键性工作。其中一项工作就是分解。正如这个词的字面意思，这项工作真的是要把东西打碎成最基本的组成部分，在这个过程中释放营养成分，从而促成新的生长。这些数以万亿计的虫子、细菌和原生物就是生态过程的最初始基础，它们促成了我们生命体系的成长繁荣。至少对于陆地的生命体系来说是如此。

分解之所以如此重要还因为它是土壤里能量储存的必经步骤。只有打破植物和动物尸体里有机物的碳基分子结构，细菌、真菌、线虫和原生物才能拿它们当作自己成长和繁衍的原料。大多数土壤都是复杂的体系，我们目前还只是一知半解。虽然像蚯蚓的至关重要性早就已经被科学证实了，但只有最新的科学发现才让我们对土壤里其他有机物比如真菌的微妙角色有所了解。

先不管其复杂性，土壤显然给人类带来了很多恩泽。我们的食物90%依赖于耕地源源不断地生产出来（只有海洋里的野生鱼类和极少数水培温室作物例外）现代食物不管经过多少包装和营销，它们的生产最终还得仰仗于那支地下的线虫、微生物和蠕虫大军。它们中很多甚至连一个学名都没有。下一次，当你拿起一包绿豆的时候，要记得它们的生产者到底是谁—绝对不只是包装上著名商标持有人的功劳！大家平常注意到的只是土壤被贴上了“尘士”的文字标签，成了大家都要躲避的对象，是要被洗掉或拿水泥盖上的。“尘土”带来的不便使得城市里很多土地被木板、沥青或者砾多石盖住，甚至被大量喷洒除草剂。

我们必须反思我们跟士壤的文化关系，这不仅仅关系到未来的食物来源。还有一个近年来被提到政治议程上的是土壤在碳循环和存储中的角色。有机物，包括土壤里的生命成分比如说根须和微生物在这方面都有着不容小觑的功效。虽然很多人都换上了节能灯泡，把车放在家里不开，低碳步行或者骑共享单车出行，跟他们的家人和朋友辩论风力发电的优缺点，可有多少人想到过土壤会是解决大气中二氧化碳不断上升的问题的主要工具之一呢？

研究人员估计，仅仅在英国，就有大约亿吨的碳储存在土壤当中，这可比欧洲全部树木储存的碳的数量还多。英国高地的土壤泥炭含量丰富，光是这部分土壤里有机物的碳含量就比英国和法国所有树木加起来的碳含量还要高。低地土壤里的碳含量也毫不逊色。如果把这个我们星球的稳定剂放到更大的背景下来看，全世界土壤里的碳含量估计比大气层和所有植物的碳含量加起来还要多。国际议事日程中，碳含量之后另一个重大间题如何有效供应和利用淡水。

土壤能帮助净化水质，珍贵的淡水在土壤的帮助下进入岩石下面的蓄水层。这不仅能净化水质，还防止它们直接流失。土壤本身也能储水，这一属性帮助世界上大多数人能喝上淡水。据估测，一公顷的土壤存储和过滤的水足以满足0人的需求。提高土壤的储水能力也能提高食物产量，尤其是在雨水少的季节里。随着气候变化带来的越来越多的极端天气，包括干旱等，土壤的储水能力会成为保证庄稼收成乃至食品安全的一个越来越重要的因素。

人们有意无意地给土壤的物理、化学和生物学性质带来了很大改变，从而改变了土壤的结构、肥力和排水的特性。任何地区土壤的变化都取决于过去的做法以及土地原有的性质。地球表面大部分地区，生命所赖的表土层只有几厘米厚，通常不超过30厘米。土壤下面的岩石圈，是岩石颗粒、无机矿物质、有机质、活有机体、空气和水等物质的复杂混合物。在自然状况下，土壤通过岩石物质的物理和化学分解以及有机质的腐烂在不断地形成。与此同时，土壤又被侵蚀,因为土壤侵蚀—土壤颗粒通常被风或流水带走——就像土壤形成一样与生俱来，即使土地完全被森林或草地覆盖也是如此。

在土地被清理并种植作物后，或者当地表玻植被因过度放牧或其他干扰而遭损坏时，侵蚀过程就会加速。当侵蚀速率超过土壤形成速率20时，表土就变薄，甚至完全消失，只留下贫瘠增的底土或裸岩。就这点说，可再生的土壤资源通过人类影响变成了非再生和被浪费了的资产。土壤侵蚀发展为基岩裸露的山坡或风蚀平原的极端环境时，就意味着土地农业利用的“末日”。

土壤资源被如此大规模地破坏,有可能危及它曾支持的文明的生存。不过，绝大部分农民想出种种巧妙的方法来保护乃至改良他们赖下以为生的土壤资源。近年来农耕技艺并未退化，和但是随着人口增长，对农田的压力增加了。农牧业被迫向陡坡爬升，更多林地改用耕作，牧场和农田被更远、更集中地推向半干旱地区，对现有农田则是进行更高强度耕作而疏于保护。现在，许多像年（那时世界人口为25亿）那样生态稳定而安全的传统农业体系和农业区，在60多亿人口的压力下正在瓦解。

人口数量增长的压力对热带雨林有着破坏性的影响。对薪柴和商业用材的需求，以及中纬度地区通过砍伐热带雨林、开拓牧场以满足市场对牛肉增长的需求，都是热带雨林减少的原因，但是清理林地将其变成农田才是毁林的主要原因。热带雨林绵延于亚洲、非洲和拉丁美洲等地，是地球上生物多样性最丰富的地方，但是每年都有大片林区被毁。大约有45%的大片原始热带雨林已经被砍伐或退化。

随后我们对毁林有更详尽的讨论，但是这里强调很重要的一点：森林采伐区加速的土壤侵蚀很快就把热带雨林下的土壤冲刷殆尽。为发展农业而进行土地清理，几乎立即就会使土壤变得不适合农业用途，部分原因就是水土流失。热带雨林会屈从于人类大规模的肆意砍伐且无可挽回地被毁灭。

对全世界的干旱区和半干旱区而言，人类并未花费很大的精力，也并非有意去破坏或改变环境，但是也对其产生了同样的影响。这个过程叫作荒漠化，也就是土壤和植被遭破坏或退化地区的扩大或强化，这种情况多发生于干旱和半干旱环境中气候变化—不可预测的降水与干旱周期是这些地区环境退化的原因之一，但荒漠化因人类活动而加速，这些活动包括过度放牧、为砍柴而毁林、为耕种而清除原始植被，以及烧荒等。“荒漠化”一词意味着从轻到重的一系列生态变化。

当荒漠化过程是由人为活动而不是气候变化所造成的时候，无论其发展程度如何，都是以同样的方式开始：通过耕作或过度放牧毁坏或清除天然草地。如果破坏很严重，则原始植被不能自行重生，暴露的土壤就很容易遭受短时间的暴雨（这是半干旱地区降水的主要形式）的侵蚀。雨水沿地表流动而不下渗携带着土壤颗粒一起流失。同时，地下水位下降。最后，即使深根灌木也接触不到地下水，天然植被就丧失殆尽。当过多的食草动物践踏土地把土壤压紧时，阻塞了空气和水分进入土壤的通道。覆盖植被和土壤水分都丧失了，荒漠化就会发生。

随着对土地压力的持续增加，地球上许多地区越来越频繁地发生荒漠化，其中非洲最为危险。据联合国估计，该大陆40%的非荒漠土地有遭受人为导致的荒漠化的危险。亚洲近1/3和拉丁美洲近1/5的土地也受到同样的威胁。

在荒漠化特别广泛而严重的一些国家中（阿尔及利亚、埃塞俄比亚、伊拉克、约旦、黎巴嫩、马里和尼日尔），从年到20世纪90年代末期，人均粮食产量下降了近40%。由此造成的饥饿威胁迫使受影响地区的居民扩大其耕地和畜群，进而增加了对不毛之地的压力，进一步造成土地的荒漠化。荒漠化只不过是土壤加速侵蚀导致土地退化的一种表现。

土地退化的证据在世界各地随处可见。例如，在危地马拉，大约40%有生产能力的土地已因土壤侵蚀而丧失，该国若干地区已经被抛弃，因为农业已变得在经济上不切实际。萨尔瓦多的数字是50%，而海地已经完全没有高价值的土壤。土耳其大约一半土地受到严重或非常严重的侵蚀。印度土地总面积的1/4受到严重侵蚀。

土壤侵蚀也像大多数过程一样，有些次生效应。随着土壤质量和数量下降，耕地生产性能降低，产量下降。河流和水库经受加速的泥沙淤积。有些国家的表土充满农业化学品，土壤侵蚀产生的泥沙造成供水被污染。河边低地因充满泥沙而提高了遭受洪水的风险，还增加了维护航道的费用。

加速侵蚀是农业土壤退化的主要原因，但是在干旱区和半干旱区，盐分积累可能也是一个影响因素。盐碱化就是由地表水分蒸发造成的表土中盐分的集中。在蒸发量超过降水量的干旱气候下，排水不良的土壤就会出现这种情况。随着水分的蒸发，有些盐分就滞留下来，在土壤表面形成一层白色的外壳。

盐碱化和土壤侵蚀一样，也是人类活动所加速的自然过程。不良的排灌系统是其元凶，因为灌溉水一般下渗缓慢而蒸发迅速。一切灌溉水都含有可溶盐，当水分从地表蒸发后盐就留在地表。轻微或中等的盐度降低土壤生产力，使农作物减产；极端的盐度能使土地不再适合农业利用。伊朗和伊拉克成千上万平方米的过去很肥沃的农田被抛弃了。

印度、巴基斯坦、叙利亚和埃及25%以上的灌区受到盐碱化的影响。加拿大萨斯喀彻温省和艾伯塔省的耕作土地中有近16万平方千米被列为过度含盐区。美国西南部，尤其是科罗拉多河流域和加利福尼亚中央谷地，也出现严重的盐碱化。令人啼笑皆非的是，过去把长达千米的干旱河谷变成该国最富生产力农业区的灌溉水，现在却成了将该地区部分土地重新变得一文不值的威胁。