摘要：我国土壤污染已越来越严重。尤其是耕地土壤，严重时将导致作物的减产，对土壤环境和微生物都有很大的影响。本文着重介绍了我国耕地土壤污染的现状，包括：农药污染、化肥污染、重金属污染、农田残膜及禽畜粪对农田环境的污染。分析了五种主要污染源的成因，对作物、人体或者生态环境的危害，以及相应的栽培措施。
关键词：耕地污染；栽培措施；重金属；化肥；农药
0 引言
土地污染是指土地因受到采矿或工业废弃物或农用化学物质的侵入，恶化了土壤原有的理化性状，使土地生产潜力减退、产品质量恶化并对人类和环境造成危害的现象和过程。土壤污染的类型、特点、危害与机理土壤污染类型有化学污染、物理污染和生物污染，又以化学污染最为普遍、严重和复杂［1］。伴随人口急剧增长，工业迅猛发展，固体废弃物、化肥、农药、工业废水等不断向土地表面堆放和倾倒，不仅导致耕地数量减少，而且造成耕地污染，污染程度不断加剧，耕地质量下降，并通过粮食、蔬菜甚至空气、水资源等影响人体健康，成为制约中国耕地保护、生态环境保护以及公众健康的重要原因[2]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm２，约占耕地总面积的1/5，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万ｔ［3］，据统计,我国农药施用面积达2.8亿公顷以上,年施用量50～60万吨[4]。由于农药利用率极低,只有10%～20%为植物吸附,50%～60%残留于土壤中,又因我国农药结构单一,农药产品中杀虫剂占70%,有机磷又占70%,造成农药污染农田达87～107万公顷。粮食作物地膜覆盖栽培普遍增产30%左右,经济作物增产20～60%[5]。农用地膜已成为继化肥、农药之后的第三大农业生产资料。塑料在自然条件下很难降解,可残存200年以上[6]。20世纪80年代以来，我国化肥施用
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量与日俱增，2010年达到5545万吨，是1980年用量的4.4倍。目前，我国是世界第一大化肥使用国，化肥用量占世界总用量的30%以上，单位面积用量也超过欧洲平均水平[7]。因此，我国耕地土壤污染严重，又是农业大国同时人口众多，为了保证粮食的安全与产量，明确耕地土壤污染对土壤、作物、人体以及生态环境的影响具有深刻的意义，以便更好的解决耕地污染，保证作物的产量，对社会安全稳定也具有重要意义。
1 化肥污染
1.1 化肥污染的成因
1.1.1施肥方法和肥料结构不合理
（1）有机肥投入不到位
（2）化肥品种选择不合理，养分单一，营养不平衡
（3）中微量元素未得到补充
（4）施肥方法不科学，肥效降低
1.1.2农户施肥水平不高
（1）有机肥用量不足
（2）追求产量盲目增加氮肥用量
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（3）受到农资市场价格和种植效益等综合影响，习惯、经验施肥现象普遍
1.2 化肥污染的危害
1.2.1 化肥污染对土壤的危害
我国以氮肥为主，缺少磷钾肥和有机肥，会降低微生物数量和活性。作物吸收NH4+同时会释放H+，导致土壤酸化，特别是南方地区。土壤酸化增加了土壤重金属与有毒元素的有效性，易于迁移而被农作物吸收，进入食物链逐级累积，最终危害人体健康。同时还会破坏土壤结构，降低盐基饱和度，使作物出现营养元素缺乏症。长期过量、不合理使用，复种指数过高，导致物理，化学，生物特性退化，同时加快有机质分解，使得土壤营养元素比例失调，降低微生物的数量及微生物活性，不同肥料对微生物活性有很大影响。磷肥中Cd、Hg、As、Zn含量较高，会造成重金属污染，利用废酸生产的磷肥还含有三氯乙醛，对农作物产生危害[8]。
1.2.2 化肥污染对水体的危害
在农业生产中大量施用化肥,使氮、磷等营养元素很容易进入水体,造成水体人为富营养化。比如,不根据土壤养分和作物需要,大量施用氮肥,过剩氮素将随农田排水进入河流湖泊;旱田因地面坡度、施肥后进行强烈灌溉或遇雨水冲刷,会使氮素随地表径流而损失;水田施用氨水、硫酸铵等铵态氮肥后,过早排水,也使氮素随排水进入水源,导致水中营养物含量增加[9]。
1.2.3 化肥污染对大气的危害
随着化肥的大量施用,大气中氮氧化物含量不断增加。首先,氮肥在施于农田的过程中,
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会发生氨的气态损失。其次,有相当数量的氮肥是直接从土壤表面挥发成氨气、氮氧化物气体进入大气中。一般表施硫铵3天后损失氮素7%,硫酸氢铵损失10%,还有相当一部分以有机或无机氮形态的硝酸盐进入土壤,在土壤微生物反硝化细菌作用下,会以难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物还原成亚硝酸盐,同时转化生成氮和氮氧化物--氧化二氮进入大气,使空气质量变坏[10]。
1.3 化肥污染栽培措施
（1）提供合适的供肥结构，提高化肥利用率。N、P、K比例及微量元素平衡，如硼、钼可增加氮的吸收
（2）推广测土施肥技术，减少化肥用量。提高化肥利用率，减少流失而造成水体污染；使用缓控释肥，绿色肥料（农家肥、堆肥、绿肥等）
（3）加大有机肥施用量，配合使用化肥。增加有机质含量，改善土壤板结和酸化，抑制重金属移动性，有机肥氮磷释放缓慢，化肥可以提供速效养分
（4）根据不同土壤特性，选择不同肥料品种和选择合理施肥方式。如铵态氮肥不宜在碱性土壤中施用，减少氨挥发，并且应该深施，增加土壤对其吸附
（5）调整种植结构，推广谷豆轮作，减少氮肥使用量
（6）配合使用微生物肥料。如固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料；
2 农用地膜污染
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农用地膜具有良好的作用。可以保温、保湿,提高成活率,促进土壤养分的分解。应用地膜覆盖,土壤的温度和湿度增高,有利于早生快发,促进了植株的生长发育。覆膜比不覆膜的农田作物发育期一般缩短一周左右。地膜覆盖可以抑制杂草生长。但农用地膜长期暴露于空气、阳光下,不断老化、易破碎,作物收获后很难整片回收,大部分的碎片被耕翻在耕作层内，导致耕地土壤严重污染。
2.1 农用地膜污染的危害
残留农膜对作物生长及产量的影响。农用地膜残留于土壤中,降低土壤渗透性和保水能力，残留累计会破坏土壤通透性，降低孔隙度，阻碍水分的运动，降低含水量从而影响作物的生长发育及产量。土壤中的残膜对植物的根系有明显的影响,残留量越大,根系下扎越浅,分布范围越小;如果残留量过大,还会造成旱象,呈现出叶子的皱缩、萎蔫。残膜影响作物的根系生长发育,从而影响叶宽、茎粗及株高等,导致干物质的积累受阻,使作物的产量下降。地膜焚烧造成大气污染，尤其是二噁英，具有脂溶性，容易在生物体内累积。
2.2 农用地膜污染应对措施
残膜回收就是将已经用过的农膜从田间清理回收,把覆膜种植技术与残膜回收技术相结合,这是防治残膜污染的关键。残膜回收根据农作物生产期的不同,可分为作物收后收膜、作物苗期收膜和耕整地收膜。每年春耕播种时节,是最好的废旧地膜回收时机,各级政府应把此项工作当做一件大事来抓,在耙地、整地时,动员广大农民群众尽心尽责将历年的残膜清理出来。
合理化的农艺种植与先进适用的机械化残膜回收技术的应用,是解决回收残膜、治理白色污染的有效途径。由于人工回收残膜难度大、劳动强度大、效率低,不能大面积回收,
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而且只能捡拾地表看得见的残膜,地表下的残膜无法捡拾,在成本较高的降解地膜没有被广泛使用的前提下,必须采用机械回收的方法[11]。加大回收力度，并加强农用地膜资源化利用，比如再生塑料和燃料气技术；推广适时揭膜，根据不同作物筛选出最佳揭膜时间；研制并推广可降解塑料薄膜，如可光降解和微生物降解的塑料薄膜。
3 农药污染
由于我国大部分地区农药产品老化、剂型单一、质量低劣,加上农药施用比例不合理和一些经济作物农药施用频繁、超量,对土壤、地表水、地下水造成污染,并进一步进入食物链,对环境生物和人类自身健康造成威胁.农药的污染和危害还在于连续使用农药可引起环境的适应性演变.害虫有适应性,土壤微生物、细菌、无脊椎动物都有适应性[12]
3.1 农药污染的危害
影响生物存活。土壤农药污染既可直接毒害动植物,也可通过生物富集,或食物链传递而间接危害生物。土壤农药污染对微生物活性影响的表现为抑制细菌、放线菌和固氮菌群的生长,刺激真菌代谢使土壤呼吸等作用增强,对土壤微生物的影响则随着浓度、强度和时间而异[13]，影响环境。土壤是一个开放系统,与周围环境因子形成密切的联系,土壤受到农药污染必然会引起环境连锁变化。土壤农药污染会因降雨形成的径(渗)流而污染水体,导致水生生物罹难,或以挥(蒸)发形式弥漫于大气中,使陆生生物受害。影响人体健康。农药对人体健康的危害较大,会干扰信息传递,破坏体内酶系和免疫系统,阻碍器官正常功能的发挥,可对生殖系统产生不良影响,导致胎儿畸形。
长期污染的土壤会出现明显的酸化，土壤养分随污染加重而减少，孔隙度变小，造成土壤板结；作物容易吸收水溶性的农药，降低农场品的质量，产品的农药残留也会危害人
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体的健康，二次药害，高残留及高效农药会对下一茬的敏感作物产生毒害；在土壤中进行分解或氧化产生更毒的降解产物[14]。
3.2农药污染的栽培措施
3.2.1合理选择农药
（1）禁止生产和使用剧毒性农药，使用高效低毒且易降解的农药，如拟除虫菊酯类农药，不使用“三致”农药
（2）使用植物性农药，如苦参碱、除虫菊素、鱼藤酮等
（3）微生物农药：包括杀虫剂、除草剂、杀菌剂等，如苏云金杆菌制剂
3.2.2 合理使用农药
（1）不同类作物使用不同农药，作物对农药的抗性不同，污染难易程度也不同，如粮、棉、油等作物还允许某些高毒农药，但蔬菜、烟草，果树等严禁使用
（2）改善农药施用技术，提高药效，降低药量，如低量喷雾技术，量小均匀
（3）选择抗性作物品种或培育壮苗提高作物抗逆能力，减少农药的使用
4重金属污染
4.1 来源
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土壤重金属污染的来源，认为污水灌溉、金属矿场废弃物、交通运输等是土壤重金属元素的主要来源，Cd、Hg、Cr、As、Pb，Cu和Zn在浓度超过作物安全阀值时，通常也被列入重金属污染元素；来源主要是近地表大气灰尘、灌溉水、化肥，Cd、Zn迁移能力强，易吸收和向地上部迁移；As、Pb易在植物根部富集（土壤对重金属的吸附特性）；酸性条件下有效态含量增加。重金属在土壤中不能为微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康。农药、化肥、地膜、畜禽粪便和污泥堆肥产品等农用物质的不合理施用，可导致农田重金属污染[15-16] 。
4.2 重金属污染的危害
重金属在土壤中不能为微生物分解，因而会在土壤中不断积累，影响土壤性质，甚至可以转化为毒性更大的烷基化合物，被植物和其他生物吸收、富集，进而通过食物链在人、畜体内蓄积，直接影响植物、动物甚至人类健康。（1）对植物的危害：积累一定浓度时，会抑制植物的光合作用，呼吸作用和新陈代谢，降低产量。如Cd会抑制作物叶绿素合成，加强叶绿素分解酶活性；As破坏叶绿素和根的吸收功能，阻碍水分养分的吸收（2）对人体的危害：正三价的砷，俗称砒霜，毒性大，无机砷在生物体可发生甲基化，生成毒性更大的三甲基砷；Pb中毒会对神经、造血、循环和消化系统产生危害；Hg中毒会破坏中枢神经，使肢体瘫痪。（3）对土壤的危害：抑制或杀死土壤微生物，不利于土壤呼吸，影响土壤动物，如蚯蚓。
4.3 重金属污染的栽培措施
（1）选择重金属耐性较高的作物品种。如耐Cd作物，油菜、花生和甘蔗对Cd生理耐性强，籽粒富集，产品中存留量低（种子油，蔗糖），残渣以污染物处理；棉花、红
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麻和蚕桑耐性较好，产品污染小，不易进入食物链对人体造成危害
（2）在酸性土壤中，配合施用石灰，提高土壤pH值，降低重金属元素的有效态含量。如提高pH使镉 、锌、 铜 、汞等形成氢氧化物沉淀，从而降低它们在土壤中的浓度，减少对植物的危害
（3）增施有机肥，既可增加养分，又可以改善理化性质，提高自净能力。增加土壤胶体对其的吸附能力，腐殖质可络合污染物质，钝化污染物的能力，从而减弱其对植物的毒害
（4）调控土壤氧化还原条件。通过土壤水分管理和耕作措施实现，如水田淹水， 降低Eh,许多重金属离子生成难溶性的硫化物而降低其毒性。
5 禽畜粪污染
随着集约化、规模化养殖场数量的提高，农业种植肥料也从农家肥改成化肥，附近农业区无法消纳，加上利益经营，无力投资无害化处理，直接排放导致农村的面状污染。主要是滋生病原菌而导致污染，且主要来源于散养户集中区，小规模养殖场。
5.1 禽畜粪污染的危害
5.1.1 对水体的危害
在禽畜粪便堆放或流经的地点,有大量高浓度粪便水渗入土壤,可造成植物一时疯长,或使植物根系受损伤,乃至引起植物死亡。粪便水渗入地下,会使地下水中硝态氮、硬度和细菌总数都严重超标。大量禽畜粪便直接或随雨水流入水体,使水体严重富营养化,水质腐
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败,水生生物死亡。据测定,当禽畜粪便污水流入池塘而使水中氨含量达到或超过0.2mg/L时,就会对鱼产生毒性[17]。
5.1.2 对大气的污染
刚排的禽畜粪便含有NH3、H2S和胺等有害气体,在未能及时清除或清除后不能及时处理时臭味成倍增加,产生甲基硫醇、二甲二硫醚、甲硫醚、二甲胺及低级脂肪酸等恶臭气体[18]。
5.1.3 对作物的危害
病原菌随着污水灌溉间接造成土壤污染，进食被污染的瓜果，可能会引起细菌和病毒性疾病。一些致病细菌能引起番茄、茄子、马铃薯、姜等的青枯病；胡萝卜的软腐病。有的饲料中含有重金属元素，也会增加重金属污染的风险
5.2 禽畜粪污染应对措施
清洁生产，源头控制。通过科学合理的饲料配方，养殖技术实现。饲料配方原则是最大限度的提高营养物质的消化利用，减少排放量以及其中所含的磷和重金属元素
资源最大化和污染物排放最小化。其中富含有机质和氮、磷、钾，是一种良好的肥料资源。施人土壤后,能有效改良土壤,提升土壤肥力,增加土壤营养成分,促进农作物的生长发育。但是,禽畜粪污如果不经过有效处理,即可施人土壤后,轻的可导致作物烧苗、招致蝇蛆,危害到作物的长势。重者,可导致土壤板结,影响土壤质量,造成作物死亡。由此,就禽畜粪污做有效处理,在作有机肥源处理是相当有必要的。现阶段,堆肥是有效处理各类有机废弃物的有效措施。通过堆肥,可将禽畜粪便有效转化为可供作物吸收的有机肥源,通过堆肥的禽
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畜粪便,经施肥于土壤后,可有效改善土壤结构,提升土壤功能,增加土壤的有机质,更有利于作物增产[19]。
采用合理的工艺技术，满足排放要求。根据不同禽畜种类养殖规模，选择不同工艺。
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