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土壤是由固体、液体和气体三类物质组成的。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。现将其各部分组成简述如下： 1.矿物质：土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源。 2.有机质：有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0.5-2.5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。 土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。腐殖质是指新鲜有机质经过微生物分解转化所形成的黑色胶体物质，一般占土壤有机质总量的85-90％以上。 3.微生物：土壤微生物的种类很多，有细菌、真菌、放线菌、藻类 和原生动物等。土壤微生物的数量也很大，l克土壤中就有几亿到几百亿个。l亩地耕层土壤中，微生物的重量有几百斤到上千斤。土壤越肥沃，微生物越多。微生物在土壤中的主要作用是，(1)分解有机质：作物的残根败叶和施入土壤中的有机肥料，只有经过土壤微生物的作用，才能腐烂分解，释放出营养元素，供作物利用；并且形成腐殖质，改善土壤的理化性质。(2)分解矿物质：例如磷细菌能分解出磷矿石中的磷，钾细菌能分解出钾矿石中的钾，以利作物吸收利用。(3)固定氮素：氮气在空气的组成中占4/5，数量很大，但植物不能直接利用。土壤中有一类叫做固氮菌的微生物，能利用空气中的氮素作食物，在它们死亡和分解后，这些氮素就能被作物吸收利用。固氮菌分两种，一种是生长在豆科植物根瘤内的，叫根瘤菌，种豆能够肥田，就是因为根瘤菌的固氮作用增加了土壤里的氮素；另一类单独生活在土壤里就能固定氮气，叫自生固氮菌。另外，有些微生物在土壤中会产生有害的作用。例如反硝化细菌，能把硝酸盐还原成氮气，放到空气里去，使土壤中的氮素受到损失。 实行深耕、增施有机肥料、给过酸的土壤施石灰、合理灌溉和排水等措施，可促进土壤中有益微生物的繁殖，发挥微生物提高土壤肥力的作用。 4.土壤水分：土壤是一个疏松多孔体，其中布满着大大小小蜂窝状的孔隙。直径0.001-0.1毫米的土壤孔隙叫毛管孔隙。存在于土壤毛管孔隙中的水分能被作物直接吸收利用，同时，还能溶解和输送土壤养分。毛管水可以上下左右移动，但移动的快慢决定于土壤的松紧程度。松紧适宜，移动速度最快，过松过紧，移动速度都较慢。 降水或灌溉后，随着地面蒸发，下层水分沿着毛管迅速向地表上升，应在分墒后及时采取中耕、耙、耱等措施，使地表形成一个疏松的隔离层，切断上下层毛管的联系，防止跑墒。“锄头有水”的科学道理就在这里。土壤含水量降至黄墒以下时，毛管水运行基本停止，土 壤水分主要以气化方式向大气扩散丢失。这时进行镇压(碾地)，使地表形成略为紧实的土层，一方面可以接通已断的毛细管，使底墒借毛管作用上升；另一方面可减少大孔隙，防止水汽扩散损失，所以群众说“碾子提墒，碾子藏墒”。镇压后耱地，使耕层上再形成一个平整而略松的薄层，保墒效果更好。 5.土壤空气：土壤空气对作物种子发芽、根系发育、微生物活动及养分转化都有极大的影响。生产上应采用深耕松土、破除扳结、排水、晒田(指稻田)等措施，以改善土壤通气状况，促进作物生长发育。 在 19世纪末，俄国土壤学家道库恰耶夫（ V． V． Dokuchaisv）从土壤发生学的观点，认为土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果。 土壤是发育于地球陆地表面具有一定肥力且能够生长植物的疏松表层（包括海、湖浅水区）。它是地球表面上的附着物，人力可以搬动土壤。现在普遍的土壤定义是， 土壤是指 陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，其厚度一般在 2 m左右。土壤不但为植物生长提供机械支撑能力，并能为植物生长发育提供所需要的水、肥、气、热等肥力要素。 土壤不仅是 农业生产的基础,而且还是人类环境的重要组成部分。随着农业生产的发展,我国许多农业耕地的质量得到了逐步的改善,农业耕地的年产出也因此不断增加[ 1]。今天,我国只用仅占世界 7 %的耕地,养活了约占 22 %的世界人口[ 2]。然而,局部的地球化学或人为活动的强烈作用,尤其是近年来乡镇企业展,污染已从城市转移到农村,特别是,我国已有多于 1 ×107hm2 的农业土地受到了不同程度的污染。由于污染,土壤的净化功能、缓冲功能和有机体支持功能正在丧失,作物的产量和品质也因此受到了影响。据估计,土壤污染使我国农业粮食减产已超过 1. 3 ×1010 Kg。在一些污灌区以及其它污染源引起的土壤污染地区,甚至出产了大量含重金属或有毒有机物的稻米。这些含重金属或有毒有机物的稻米,已对人体健康产生了严重的危害作用 [3,4]。由此,我国农业环境保护科技工作者面临着来自土壤环境污染的严重挑战。 总体说来，我国土壤污染的研究同其他发达国家的发展轨迹一样，是在问题大量爆发之后，才有了总体全面的、进一步的、理性的对土壤污染的认识。 随着土壤污染的环境效应逐渐显现，研究者开始对造成土壤污染的原因进行研究，并在研究的基础上，进行了对土壤污染类型的分类[7]。分类类型主要是按照污染物的来源、按照污染物的形态、按照污染的类型。在分类的基础上，对土壤污染的特点也进行了总结[：土壤污染具有隐蔽性和滞后性；长期累积性；不可逆转性；后果严重、难于治理。土壤污染一旦发生, 仅仅依靠切断污染源的方法则往往很难恢复, 有时要靠换土、淋洗土壤等方法才能解决问题, 其他治理技术可能见效较慢。因此, 治理污染土壤通常成本较高, 治理周期较长。土壤污染对人体健康的危害也得以很好的总结[9]：被病原体污染的土壤能传播伤寒、副伤寒、痢疾、病毒性肝炎等传染病。这些传染病的病原体随病人和带菌者的粪便以及他们的衣物、器皿的洗涤污水污染土壤；被有机废弃物污染的土壤, 是蚊蝇孳生和鼠类繁殖的场所, 而蚊、蝇和鼠类又是许多传染病的媒介；被有机废弃物污染的土壤还容易腐败分解, 散发出恶臭, 污染空气；土壤被放射性物质污染后, 通过放射性衰变, 能产生a、B、C射线。这些射线能穿透人体组织, 使机体的一些组织细胞死亡。这些射线对机体既可造成外照射损伤, 又可通过饮食或呼吸进入人体, 造成内照射损伤, 使受害者头昏、疲乏无力、脱发、白细胞减少或增多, 发生癌变等。 在土壤污染来源清楚以后，研究者开始在一些主要的方面进行详细的研究。探讨了土壤污染的作用机理及其防治措施等。 1 土壤背景值 早在1973年我国就开展了土壤元素背景值的调研工作，1977年，在中科院和农业部的支持下，还对环境背景值进行了系统的有组织的研究[5]，自从1983年以来，土壤环境容量就作为我国的国家级项目进行了系统的研究，并且在土壤环境背景值和土壤环境容量工作的基础上,还对土壤环境质量基准进行了专门的研究[6]。在这之后,国家环保局则组织制订了土壤环境质量标准,并于1996年3 月开始实施,为土壤污染的防治提供了科学的依据和执法的尺度。 2 重金属污染 随着我国工业化进程的加快，土壤的重金属污染也进一步显露。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万hm2, 约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1 000万hm2, 污水灌溉的农田面积已达330 多万hm2 [10]。我国每年因重金属污染而减产粮食超过1. 0 ×107t ,另外被重金属污染的粮食每年也多达1. 2 ×107t ,由此造成的经济损失合计至少为200亿元[11]。重金属污染土壤的治理途径有两种:一种是将污染物清除,即去污染(decontamination)，另一种是改变重金属在土壤中的存在形态，使其固定,将污染物的活性降低,减少在土壤中的迁移性和生物可利用性，即稳定化(stabilization)。围绕这两种途径产生了不同的治理措施和方法。 3 后处理污水灌溉污染 生活污水或者城市污水经过一系列的处理之后，在20世纪后期被广泛应用于农田灌溉，由于植物对重金属元素的富集作用，使得重金属沿着食物链转移，最后在人体得到放大。日本发生骨痛病之后的几十年，受元素Cd污染的农田有472125公顷，占重金属污染总面积的82%[12]。另外，土地被用于污水处理，使得土壤污染进一步加重。 4 畜禽粪便污染 随着畜禽生产的迅速发展,畜禽废弃物的污染不容忽视,尤其在大城市的郊区,问题更为严重。据报道,我国1990 年的畜禽粪便排放量高达2. 45 ×109 t 。仅在上海郊区,最近几年畜禽粪便的年排放量已超过1.2×107t。由于畜禽粪便的长期排放和土壤的N、P和生物污染,造成郊区的蔬菜、果树和草坪草死亡事件多有展。畜禽粪肥的过多使用,还引起了水体的富营养化和非点源的污染。目前,在北京、武汉、沈阳、广州、杭州等大中城市的郊区,也面临着同样的问题[5]。因此,对畜禽生产引起土壤环境污染的问题进行研究,也将是今后非常重要的工作。 三 土壤研究的近况 我国的土壤污染防治和其他环境污染控制一样，存在下图所述的三个方面，即源头控制、过程控制和受体保护。 研究者对提出了土壤污染防治的一些基本方法：控制和消除污染源，包括：（ 1）控制和消除工业 “三废 ”的排放；（ 2）控制化学农药的使用；（ 3）合理施用化学肥料；（ 4）加强污灌区的监测与管理等 [13]。治理已经被污染的土壤，目前这方面的工作做的比较多。但是作为一种终端处理手段，这种方法耗时、耗物力和财力。研究者对 土壤修复进行了深入的研究，重金属的植物富集尤其是矿区重金属的植物富集及修复，植物修复是指用植物吸收土壤中的重金属，并将其带走，最终达到清除土壤中重金属的一类技术总称，也称绿色修复或生物修复。它是一门新兴的环境污染治理应用技术，用来进行修复的植物可以包括高等植物界的一切植物，如野生的草、蕨以及栽培的树木、草皮和作物，作为修复植物它们应具备在污染土壤上能正常生长，自身生长没有被抑制的特点。植物修复的机理通常包括以下几个方面：植物萃取作用；植物挥发作用；植物根际过滤作用。虽然现已筛选的超积累植物对重金属的富集能力很强，随着研究的深入，人们发现超积累植物往往植株矮小，生物量较低，生长速度慢 ,生长周期长，而且受到土壤水分、盐度、酸碱度的影响，很难在实际中应用 [14 ]。如果能够根污染土壤特性、污染的程度、当地的农业生产习惯、气候条件、经济技术水平及预期达到的修复目标综合考虑，将植物修复技术与电化法、冲洗络合法、农艺调控措施等重金属污染土壤治理法结合起来应用到土壤的修复中，可以做到取长补短 ,比单一的方法效果好，达到高效、低耗的效果 [10]。近年来，对植物根际的分泌与重金属去除有了比较深入的研究，也取得了一些进展。 参考文献 1 买永彬. 1994. 农业环境学[M]. 北京:中国农业出版社 2 国家环境保护总局. 1995. 中国环境保护21世纪议程[M]. 北京:中国环境科学出版社 3 傅克文. 1985. 农业环境的化学污染[M]. 北京:科学出版社 4 叶玉武,姚春云. 1992. 农业环境与农村环境保护[M]. 上海:上海科学技术出版社 5 朱荫湄,周启星. 1999. 土壤污染与我国农业环境保护的现状、理论和展望[J]. 土壤通报,30(3):132~135 6 周启星. 1989. 用土壤背景值资料制订土壤环境质量基准[D]. 沈阳:中国科学院沈阳应用生态所 7 林强. 2004. 我国的土壤污染现状及其防治对策[J]. 福建水土持,16(1):25~28 8 陈晶中,陈杰,谢学俭,张学雷. 2003. 土壤污染及其环境效应[J]. 土壤, 35 (4):298~303 9 张桂香 ,赵力,刘希涛. 2008. 土壤污染的健康危害与修复技术 [J]. 四川环境 10 顾继光,周启星,王新. 2003. 土壤重金属污染的治理途径及其研究进展[J]. 应用基础与工程科学学报,11(2):143~151 11 陈怀满. 1996. 土壤—植物系统中的重金属污染[M] . 北京:科学出版社, 71~85 12 廖自基. 1993. 微量元素的环境化学及生物效应[M] . 北京:中国环境科学出版社,301~303 13 阎伍玖,吕成文,陈飞星. 芜湖域市郊区土壤重金属污染危害及其对策研究[J]. 土壤学报, 2000, 37 (1):136~141 14 万云兵,仇荣亮,陈志良,等. 重金属污染土壤中提高植物提取修复功效的探讨[J]. 环境污染治理技术与设备, 2002 ,3 (4) :56~59 这是我选修土壤学时写的一篇综述，拿出来晒一晒。想说的是，国外写综述的都是老头子，是对本领域研究有很独特想法的人；中国则是年轻人在写综述，都是看不到全局的人。 转自：科学网 | 
发表于 2012-5-20 09:49:16
