上世纪80年代，欧洲森林大片死亡，引起人们对森林土壤酸化的关注。80年代末90年代初，澳大利亚豆科作物造成的草原土壤酸化，使得对亚表层土壤酸化的研究形成一个高潮。最近我国大面积农田土壤酸化，又使农田土壤酸化的研究成为热点。农田土壤酸化是集约化农业生产不可避免的结果。但不合理施肥造成农田土壤大面积酸化是中国高产高投入农业带来的典型问题。
在中国，出现了农田土壤普遍酸化问题，且非常严重。从上个世纪80年代到新世纪，全国农田土壤的pH值平均下降了0.5个单位，其中，在小麦、玉米、水稻这些粮田里面，70%的酸化是因为过量施氮造成的；在果蔬田里面过量氮对酸化贡献高达90%。从胶东半岛来看，上世纪80年代以中性为主的土壤，现在基本上变成酸性或中强酸性的土壤，就是说普遍酸化。我们分析的结果，胶东半岛的酸化原因63.4%是氮肥过量，30%是收获产量带走盐基离子。
什么是土壤酸化？在植物生理学上就是根系吸收的阳离子多于阴离子。因为植物本身吸收的离子不一样，造成不同植物根系周围p H值的变化。氮肥在土壤里面都会转化，在此过程中可能会产生质子，各种氮肥转化成硝酸盐，硝酸盐损失的时候，带走钙、镁这些碱性离子，造成土壤酸化。另外，水冲洗、秸秆和籽粒的收获和移走都会带走大量的钙、镁盐基离子，造成土壤酸化。
从酸化原理看，集约化的农业生产肯定会带来土壤酸化。土壤中所有元素的循环，氮、硫、磷、锰等等，在循环过程中都会影响质子的产生。这是土壤酸化的基本原理。我国农田普遍酸化原理与国际上是一样的，但不一样的是，过量使用氮肥造成了大面积农田土壤酸化，这是其他国家没有的。
国务院发展研究中心国际技术经济研究所发布的《我国农业污染的现状分析及应对建议》黄皮书中指出：由于氮肥过量使用，未被植物吸收的部分，通过地表径流、淋洗和蒸发等导致了一系列环境问题。中国科学院南京土壤研究所的研究显示，每年我国有123.5万吨氮通过地表水径流到江河湖泊，49.4万吨进入地下水，299万吨进入大气。长江、黄河和珠江每年输出的溶解态无机氮达到97.5万吨，其中90%来自农业，而氮肥占了50%。
土壤酸化到底能带来什么危害呢？土壤酸化影响作物根系生长，产生一些有毒害的元素。酸化也改变了整个土壤化学和生物学的性质，活化了重金属元素。酸化还加重了土传病虫的发生等等。
在广西金穗香蕉公司发现的裂果香蕉，上亿元的香蕉烂掉，原因是种植香蕉的土壤酸化，特别是种植时候要挖深沟，深沟里的生土pH值只有3点多到4点多，钙镁吸收量非常低，果皮韧性差，在水分比较多的时候，果肉膨胀得快，果皮膨胀慢，就会裂果。
土壤酸化会增加土壤重金属污染，土壤酸度增加，土壤中的重金属会被活化，变成离子状态。比如土壤酸化会造成“镉米”。因为土壤PH值每下降一个单位，镉的活性会增加100倍，所以我们发现的“镉米”，在很多情况下不是因为土壤彻底污染了，而是因为酸化使土壤镉的活性大幅度增加了。在胶东半岛，苹果出现一种非常严重的粗皮病，也是土壤酸化造成的。酸化大量活化了土壤锰，被树体大力吸收，造成树皮毒害。
以往在北方石灰性土壤上，线虫一直不是问题。现在，由于大棚蔬菜大量使用化肥，造成土壤酸化，线虫成为北方蔬菜种植最大的危害。酸化刺激了线虫的危害，最典型的表现是植物根部长了一堆一串的根瘤子，像癌瘤一样。
我国农田酸化的形势还是很严峻的，随着未来集约化程度的提高和粮食需求的进一步增加，酸化程度还会增加。所以要改变土壤酸化趋势，必须改变现在的发展方式。一是不能施用太多氮肥。不能只讲高产再高产，还要减肥增效。二是要把盐基离子归还到土里面，不要让它跑到水里面去或过多移出土壤系统。三是我们的耕作制度必须改进，实现轮作间套作等。
科学施肥是解决土壤酸化最合适的方法之一。首先，造成土壤酸化最主要的原因是氮肥的过量施用，做不到平衡施肥，酸化问题就难以解决。其次，由于农产品价格不高，大部分农作物产量不高，无法接受土壤调理剂的成本，所以农民更倾向选择有土壤调理能力的肥料来解决土壤问题，并希望少增加成本。最后，因为农田的最终目的是生产农产品，也就需要保证农产品的产量和质量，虽然用物理化学方法可以很快的调整农田的PH值，比如利用施用生石灰调节酸度，成本也很低。但是会影响植物产量和质量，所以不能仅仅考虑土壤修复，科学施肥很关键。现在很多企业正在尝试通过研发新的有机肥、生物菌剂、腐殖酸肥料能够同时解决土壤问题，和作物质量、产量问题，这或许将成为土壤修复和科学施肥的发展方向。
部分内容摘自：《民主与科学》/作者张福锁（中国农业大学教授）
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