隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展,化學(xué)肥料的出現(xiàn)突破了利用作物秸稈還田的有機(jī)物循環(huán)模式,可不斷向農(nóng)作物提供必需的養(yǎng)分,但是化學(xué)肥料的長(zhǎng)期使用也對(duì)土壤產(chǎn)生了很大的影響化學(xué)肥料施入土壤后,被作物吸收利用的只占其施入量的30%～40%,其余一部分固定于土壤中,還有一部分經(jīng)揮發(fā)、分解、滲漏淋溶遷移出土壤.固定于土壤中的肥料會(huì)污染土壤環(huán)境,影響農(nóng)田土壤生態(tài).
1、 化學(xué)肥料對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響
長(zhǎng)期使用化學(xué)肥料對(duì)土壤酸度有較大影響.過(guò)磷酸鈣、硫酸銨、氯化銨、氯化鉀等屬于生理酸性肥料,即植物吸收肥料中養(yǎng)分離子后土壤中 H+增多.
在中性及石灰性土壤中,土壤膠體常為Ca2+、Mg2+所飽和,施用KCl 后 ,土壤溶液中K+濃度迅速提高,根據(jù)質(zhì)量作用定律,溶液中K+與土壤膠體上吸附的Ca2+、Mg2+發(fā)生交換,同時(shí)形成氯化鈣、氯化鎂.由于氯化鈣溶解度大,在多雨地區(qū)或多雨季節(jié)里,Ca2+很容易從土壤中淋失,一方面造成土壤缺鈣,導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)受到影響;另一方面,造成土壤板結(jié)硬化,導(dǎo)致土壤中氧氣缺乏,影響植物根的生長(zhǎng)發(fā)育.另外,長(zhǎng)期使用氯化鉀,因作物選擇吸收所造成的生理酸性的影響,能使緩沖性小的中性土壤逐漸變酸.同樣,在酸性土壤中使用KCI后,K+會(huì)將土壤膠體上吸附的致酸離子H+、Al3+ 交換下來(lái),導(dǎo)致土壤溶液中H+、Al3+濃度迅速提高,使土壤PH值明顯降低,過(guò)低的PH值和過(guò)量的活性Al3+對(duì)植物的生長(zhǎng)有毒害作用.
化學(xué)肥料也可促使某些營(yíng)養(yǎng)元素的固定,使之轉(zhuǎn)化為植物不能利用的形態(tài),如單方面大量施用磷肥,可促使土壤中活性鋅含量顯著降低,造成植物的鋅缺乏.
2、施肥過(guò)程中產(chǎn)生的F-、Cl-、NO3-等離子對(duì)土壤的污染
化學(xué)肥料成分中含有F-、Cl-、NO3-等離子.磷肥的主要原料是氟磷灰石【Ca3（PO4）2CaF2】,在生產(chǎn)磷肥過(guò)程中,磷灰石經(jīng)粉碎、酸化等過(guò)程 ,會(huì)排出大量含氯廢氣,造成污染.長(zhǎng)期使用磷肥,會(huì)造成土壤中含氟增加,在中性和堿性土壤中,氟會(huì)以CaF2形態(tài)沉淀到土壤中,在滲透性強(qiáng)的砂質(zhì)土壤中,一些 F-還會(huì)經(jīng)淋洗進(jìn)入地下水.也有一些含氯素的化肥 ,如氯化銨和氯化鉀以及由這兩種肥料組成的復(fù)合肥.如果大量施用這些肥料,會(huì)使土壤中累積大量的氯離子.對(duì)忌氯作物如甘薯、馬鈴薯、甘蔗、甜菜、柑橘、煙草、茶樹(shù)和葡萄等的產(chǎn)量和品質(zhì)均有不良影響.如在茶 葉生產(chǎn)中,當(dāng)茶樹(shù)葉片中氯離子含量超過(guò)0.4%時(shí),出現(xiàn)品質(zhì)下降,當(dāng)幼齡茶園氯化鉀一次用量達(dá)300kg/hm2時(shí),新梢內(nèi)氯離子含量迅速增加,超過(guò)臨界值而受害凋萎.
化學(xué)氮肥主要品種為胺鹽、硝酸鹽、尿素、石灰氮及氨水等,它們施入土壤后,非胺鹽及非硝酸態(tài)氮均要轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮,方可被植物吸收.氮肥施入后,一般利用率不超過(guò)60%.銨態(tài)氮在土壤通氣狀況下,經(jīng)土壤微生物的作用,可氧化形成硝酸鹽,使NO3-在土壤中積累,導(dǎo)致土壤自凈能力下降.NO3-本身沒(méi)有毒性,但這些離子可在作物體內(nèi)積累,被人和動(dòng)物食用后,在體內(nèi)被還原成亞硝酸鹽,其可將血紅蛋白中的Fe2+轉(zhuǎn)化為 Fe3+,生成的紅血球變性,血紅蛋白不再有攜帶氧的功能.
3、化學(xué)肥料引起的土壤重金屬污染
氮、鉀肥料中重金屬含量較低,而磷肥中含有較多的有害重金屬.原因是磷肥的生產(chǎn)原料是磷礦石,其中含有一定量的重金屬.多數(shù)磷礦石含鎘5～100mg/kg,大部分或全部進(jìn)入肥料中.由于鎘在土壤中運(yùn)動(dòng)性較小,淋失很少,也不會(huì)被微生物分解,可在土壤中不斷積累而危害生態(tài)環(huán)境和人類.不同種類的肥料其重金屬含量也不相同,一般過(guò)磷酸鹽中重金屬含量較高,其它磷肥次之.
4、化學(xué)肥料使農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化
由于長(zhǎng)期過(guò)分依賴化肥的增產(chǎn)效果而忽視農(nóng)家肥料,特別是過(guò)量施用化肥和使用比例失調(diào),使得農(nóng)業(yè)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞,農(nóng)田耕作層土壤有機(jī)質(zhì)含量下降,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)破壞并減少,蓄水保肥能力下降,肥效作用降低.土壤水分含量減少,影響了氮磷等養(yǎng)分通過(guò)擴(kuò)散作用向作物根系移動(dòng)的速率.有機(jī)質(zhì)含量降低,不僅使得反硝化細(xì)菌作用強(qiáng)烈,氮素肥料以氣態(tài)氮的形式損失增多,而且使土壤中殘存的硝態(tài)氮因難以形成有機(jī)氮而發(fā)生滲漏,污染地下水.因土壤結(jié)構(gòu)的破壞,磷素肥料有效磷含量降低 ,并且,由于大量吸附在土壤顆粒表面,造成磷肥隨農(nóng)田排水和地表徑流而損失,降低了肥料的有效利用.
由此可見(jiàn),化肥在增加經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也造成了極大的負(fù)面影響.因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)適量減少化肥的使用,增加農(nóng)家肥的用量,使我們?cè)讷@益的同時(shí)減少對(duì)土壤的消極影響.