陈能场：乡村振兴护土先行

陈能场土壤观察 2022-07-27

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导读

实施乡村振兴时，必须将土壤保护和土壤健康重视起来。

作者：陈能场（本文作者系广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员）

来源：《人与生物圈》杂志（2021年第3—4期）

说起乡村，大家自然会联想到美丽的田野。我自小和田野以及梯田打交道，记得上小学一年级开始，春天到来时学校都会放农忙假，那时我就要跟随父母用小簸箕挑着前一年腐熟好的畜粪到约三公里外的山上种植地瓜，或者在梯田田埂上帮忙下粪肥。从那时候开始，我慢慢地对土地产生了感情，也明白了土壤必须要经过施肥才会有肥力。因为施了粪肥，种上地瓜苗或秧苗，到了秋天收获的就是地瓜或稻米。

梯田与粪肥推动人类文明走向山区

我大学读的是土壤农业化学专业，直到进入了专业学习，我才理解开辟梯田与使用粪肥推动了人类文明走向山区更深层次的含义。人类文明大多起源于大江大河两岸或者三角洲，这不仅是因为那里有丰富的水资源，更在于来自上游淤积下来丰富的沉积物，这些都是农业的基础。希腊历史学家希罗多德斯称埃及为“尼罗河的礼物”，因为该国的生存基础是由于尼罗河每年的洪水和由此产生的肥沃淤泥的沉积。但由于对土壤的管理不善，很多古老文明消失在历史的长河中。中华文明之所以能渊远流长，延续至今，我认为一方面是黄河上游的泥沙不断地给下游注入活力；另一方面是我们的先民找到了土壤保护的方法——梯田和粪肥。梯田和粪肥的应用使得中华文明能够从平原向山区挺进。直到1911 年，美国还没找到保护土壤的有效方法，而中国的土壤却一直保持着强大的生产力，在当时条件下养活了众多的人口和家禽家畜。这个现象引起了美国土壤物理学家富兰克林•H• 金（Franklink H. King）的注意，他苦恼于美国的土壤经过1~2 代人耕作后生产力就下降了，而惊讶于亚洲特别是中国，怎么能做到保持土壤肥力经久不衰？他在日韩短暂停留后，从南到北历经8 个月的时间考察了中国整个东部，写出《四千年农夫》一书，现在被翻译成数十种语言，成为有机农业的经典书目。

可以说，“梯田构建”这一土壤保护技术和粪肥绿肥这些土壤肥力维持技术为人类文明向山区推进创造了条件，为乡村的发展打下了基础。

乡村几种类型的土壤问题

化肥已经带来显著的负面效应 自从有了“化肥”，乡村的土壤可以说来了一次大变身。我第一次见到化肥应该是1979 年，当时往田里添加一公斤化肥，往往带来几十斤的粮食增产，广大农民无不惊叹它的魔力。改革开放之后，特别是推进家庭联产承包责任制之后，全国的农民都用上了化肥。1980 年前后，我国农田几乎100% 使用有机肥；到了2012 年，有机肥的使用量就只有8% 了，而化肥的使用量达到7000 多万吨。也就是说在占全球不到10% 的耕地上，却施用了占全球1/3 的化肥！据不完全估算，我国农田化肥施用量为435 公斤/ 公顷，大大超过了全球225 公斤/ 公顷的警戒线。据统计，从1994 年开始，我国粮食具有十一年连续增长的效应（回过头来看，这个成果很大程度上是依靠化肥和农药支撑起来的）。然而，从2005 年起，田间的化肥施用再难以带来增产效应，因为肥料的增量速度大于粮食的增长速率。为此农业农村部于2016 年颁布了《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020 年农药使用量零增长行动方案》。

目前来看，化肥带来的负面效应极为显著。首先是土壤的酸化，据植物营养学家张福锁院士发表在《科学》（Science）上的文章表明，全国土壤的酸碱度下降了0.13~0.83 个单位，平均来看土壤的酸度增加了6 倍。自然界中，土壤成分发生如此大的改变需要好几万年的时间，而我们仅用30 年就带来了这样的改变。土壤酸化最大的效应是土壤保肥能力的降低，由于化肥替代了农家肥，土壤中的有机质数量和组成成分发生了变化，土壤结构变差，土壤变得紧实，致使肥力降低。造成上述结果主要是因为一方面施肥量在增加，另一方面保肥力却在下降。与此相对应的是面源污染也难以避免，很多乡间的小河小溪里，再也没有过去那样成群的小鱼小虾畅游其间的景象，反之却是长满水草，并造成下游江河湖海的富营养化；此外，偏重氮磷钾的肥料施用带来土壤养分的不平衡，而土壤酸化又进一步造成土壤养分有效性的变化和植物养分吸收的变化，为植物的生长带来不健康的因素；同时，土壤酸化还带来土壤微生物群落的不平衡，通常土壤中的细菌多于真菌，但酸化会使真菌的相对比例提高，极易带来连作障碍。

不久前，在一个生姜种植基地发生了大面积的姜瘟，给当地农户带来很大损失。为了找出原因，我拿着“生了病”的土壤去进行检测，结果是土壤中的氮磷钾已达到超高水平，而钙镁锌硼等养分的水平却极低。众所周知，健康土壤中的微量元素在植物抗病方面有着极为重要的作用，而这些微量元素的平衡一旦被打破，植物的生长肯定会受影响。

粮食- 矿产复合区的隐患 我国具有人多地少的特点，可耕地面积不多。改革开放后，很多镇办乡办企业如雨后春笋般发展起来，私自开矿的现象非常普遍，形成了很多粮食- 矿产复合区和粮食- 工厂复合区。作为世界工厂，我国50 MAN AND THE BIOSPHERE Issue 129 -130工业污染物排放非常严重，根据2010 年的统计数据，我国仅镉的大气排放就达2186 吨；加上畜牧业的大量养殖，早期在饲料添加剂中含有大量的镉。在这两方面的夹击下，我国农田中的重金属含量快速上升。以镉为例，在1990 年的第二次土壤普查中，镉的平均值为0.097 毫克/ 千克；而到了2014 年，《全国土壤污染状况调查公报》显示：我国土壤中重金属污染点位超标率达到19.4%，其中镉占7%。

虽然从总量上来说，我国耕地中重金属含量比发达国家并没有高多少，但国外的耕地重金属污染是数百年慢慢积累形成的，而我国的耕地污染是在短短30 年间带入的。重金属污染加上土壤高度酸化，这两个原因造成我国的粮食重金属超标风险加大。就如那片生姜基地，本来山青水秀，周边也没有什么工业污染源，但在种植生姜中也发现个别重金属超标的现象。

乡村旅游可能带入的污染 发展生态、休闲农业结合乡村旅游是乡村振兴的良好措施。而良好的生态环境是区域旅游业发展的前提，但大量事实证明，如果旅游业过度开发必将增加旅游地的环境压力。近年来，旅游环境质量和承载力等方面的研究逐渐成为重要议题，一些研究者对香格里拉、嵩山、泰山、黄山、西湖、武夷山、九寨沟和婺源等众多名胜景区土壤重金属含量和土壤质量进行了研究，发现由于大量的载客汽车排出的废气，以及游客带入的垃圾没有得到及时的清理，仅这两种因素就使得景区的土壤中重金属含量有所提高，土壤性质有所恶化。研究人员在交通道路密度大、城市化程度较高的西湖景区，发现土壤中的重金属元素铜、锌、铅含量有人为积累的痕迹，证实交通工具的排放是这三种重金属污染物的主要来源。

在武夷山风景区，科研人员也证实了旅游活动改变了土壤性质。景点与对照样土壤肥力指标差异显著，旅游干扰对土壤性质有显著的负面影响。景点土壤容重比对照点平均增加了43.0%，而土壤的非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水量、最小持水量及毛管持水量平均下降了31.4%、27.2%、28.7%、26.6%、26.9%和30.8%; 旅游干扰使一些景点的pH值下降，另一些景点的pH 值增加，景点的土壤有机质、全氮、水解氮及全磷平均下降的比率较大，分别为46.05%、49.74%、56.71% 和42.75%,，全钾、速效钾和速效磷则表现为增大或减少不定的变化趋势。旅游干扰对武夷山风景区土壤质量已经产生了严重的影响。

土壤退化是乡村振兴的绊脚石

土壤是人类生存和发展的基础，对于乡村来说，土壤更是关乎村民生计的重要生产资料。污染以及退化的土壤制约着一些地区的农业生产，成为乡村振兴的绊脚石。

事实上，耕地的好与坏在农民心里一清二楚，在农村分田地时，需要根据好地差地均匀分配，这样也导致耕作田地的碎片化。由于农民各自种植、施肥和管理，而且大多采取掠夺性的粗放管理，进一步导致田块肥力的不均衡，这非常不利于农业技术推广，阻碍乡村振兴工作的顺利实施。

相对于城市，乡村的人、物、食物流动性相对较差，很多村民依赖自己的田地来自给自足，而人体需要的营养多样，有人估算包括水、空气和各种食物加在一起总计需要51 种外来物质，包括空气、水、碳水化合物、9 种氨基酸、2 种脂肪酸、7 种大量元素、17 种微量元素。因此，一旦土壤有问题，无论是遭受污染或者土壤中的营养物质缺乏，最终都会给村民的健康带来问题，进而阻碍乡村振兴。

因此我认为，在实施乡村振兴时，必须将土壤保护和土壤健康重视起来，只有健康的土壤才能高产。研究人员在一项对美国密歇根州土壤的研究结果表明，每增加1% 的有机质，作物潜在的产量增加约12%。在美国马里兰的一项实验中研究人员发现，当有机质含量从0.8% 增加到2%时，每亩玉米的产量增加了约80 公斤。

我国土壤中的碳含量普遍很少，有机质含量平均比欧美低1/3 以上。广大地区要么土壤浅薄、要么土地肥力低下，加上高强度耕种和过度的化肥施用以及土壤侵蚀，使得我国的农业是贫瘠土地上的农业。我国1 米深土壤碳库仅为900 亿吨碳当量（由于大部分地区土壤浅薄，缺少2 米深土壤碳库数据），而全国化石能源排放在2014 年高达26 亿吨碳当量（相当于95 亿吨二氧化碳），土壤碳库需增碳2.9% 才能与当年化石能源产生的二氧化碳排放相平衡。

因此，土壤有机质的提升有助于让我国广大的乡村土地成为有机碳的“蓄水池”，不仅提升土壤健康，更可以为中国的“2060年碳中和”目标贡献力量。

构建健康土壤、促进发展活力

综上所述，乡村振兴，让更多的人留下来，土地是基础，土壤健康是根本，为此，我们亟待做到护土先行。

我们要高度认识土壤健康之于乡村振兴的重要性，将维护土壤健康作为首要工作纳入到土地流转、土地整治的工作中。毋庸讳言，在近40 年的经济快速发展中，因为前期环保意识薄弱和保护措施不到位，我国的生态环境特别是作为农业生产的土壤污染较为严重，主要表现为（1）土壤因为重金属和酸化的共同夹击表现出来的粮食安全风险；（2）土壤酸化、盐渍化、土壤生态系统弱化表现出来的连作障碍；（3）过量施肥、偏施氮磷钾肥带来的土壤养分不均衡、品质低下、病虫害严重和面源污染等。因此，在推动乡村振兴工作的同时，需要开展面向土壤健康的土壤治理。我认为，我国不仅要注重土壤有机质，更需要给乡村土壤来个体检，找出土壤健康的障碍因子，通过调酸碱、补营养、创活力等措施尽快让土壤恢复健康。

进入21 世纪以来，我国通过“沃土工程”推进农田有机质提升。据估算，通过“沃土工程”，我国农田土壤碳库的年增加量为2500 多万吨，合近1 亿吨二氧化碳当量，相当于2014 年我国农业温室气体排放的12%。如果采用有机无机复合施肥、秸秆还田、少免耕等措施配合，我国农田的年固碳能力还能再翻一番，达到近2 亿吨二氧化碳当量。随着乡村振兴的推进，以及目前农业农村部正在开展的“耕地质量保护与提升行动”，将促进“碳中和”朝着目标更进一步。2020 年7 月，习近平总书记还发出了保护利用好黑土地这一“耕地中的大熊猫”的号召。通过现代生态农业技术提升土壤有机质，不仅是弘扬“用地养地结合”的中国传统农耕文明，亦是构建健康农业，推进以农业为基础的乡村产业发展的有力举措，更是对世界气候行动的贡献。

农民直接与土地打交道，碳中和的宏伟目标、土壤健康的构建技术等知识必须要让农民知晓并掌握，因此亟待推进“土壤科普进乡村、进企业、进校园”。事实上，各级地方政府已经逐步对乡镇干部、种植大户和有兴趣的农民开展各种形式的科普，让农民了解有关土壤保护的新知识，努力实现粮食高产和粮食安全。随着乡村振兴工作的推进，人、物流通加快，交通运输带来的污染需要提早防范，并将环保意识和措施纳入乡村振兴的规划和蓝图中。土地是乡村振兴的根本和基础，要振兴乡村，土壤保护需要先行。土壤健康了，肥料、农药就可以少用，既节约农资投入，增加农民收入，同时对打造健康食品，减轻环境污染特别是面源污染，具有重要的意义。

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