原名：Chemical Fertilizers and Their Impact on Soil Health

译名：化肥及其对土壤健康的影响

原文DOI：https://doi.org/10.1007/978-3-030-61010-4_1

发表年份：2021年

通讯作者：Pahalvi, H.N

文章简介
土壤为生命的维持和生存提供重要的生态服务。土壤健康管理对于维持生物多样性和保障可持续农业生产至关重要。土壤的健康受土壤特性，即物理化学和生物学特性的调节。现代农业在很大程度上依赖化肥。这些都是对农业不可避免的威胁。尽管如此，它们仍然是全球食品安全的重要工具。当可持续农业成为全球目标时，化肥的不良影响不容忽视。化肥在提高作物产量和土壤肥力方面起着至关重要的作用。化肥种类繁多，有氮肥、磷肥、钾肥等。肥料的使用不仅可以提高作物产量，还可以改变土壤的理化和生物学特性。

然而，持续使用化肥是导致土壤有机质（SOM）含量下降以及农业土壤质量下降的原因。过度使用化肥会使土壤板结，降低土壤肥力，污染空气、水体和土壤，减少土壤中重要的养分和矿物质，从而给环境带来危害。单一施用化肥导致耕作系统微生物活性弱。持续使用化肥会改变土壤的 pH 值、增加害虫、酸化和土壤结皮，这导致有机物和腐殖质流失、有用生物减少、植物生长受阻，甚至成为温室气体排放的罪魁祸首。由于长期存在，这些无疑会破坏土壤健康，从而影响土壤生物多样性。

化肥的缺点
化肥使用不当会破坏土壤和植物的健康。主要缺点如下：

①一些人造化肥元素会扰乱土壤特性。

②人工化肥对农民来说变得昂贵。

③它增强了硝酸盐的排放。

④作物生长不充分，导致作物减产。

⑤农作物经常因供水不足而受损，尤其是在降雨量较少的地区。

⑥当在田间施用氮肥时，只有已经存在的细菌才能将氮转化为硝酸盐。

⑦由于缺乏有机物质，它破坏了土壤的结构。

⑧使土壤肥沃的土壤栖息生物，如蚯蚓，也会因施用不当而遭到破坏。

⑨氮肥对动物和人类都有毒。

化肥对土壤健康的影响
①土壤质量

由于增加了化肥的施用，特别是尿素、氯化钾和过磷酸钙 (SSP) 作为增加农业产量的手段，土壤质量已经恶化。由于土壤是活性养分类型的主要储存库，因此对其进行全面管理对于应对全球粮食安全挑战和减少可能影响水和空气质量的环境养分流失至关重要。土壤健康存在多种风险：土壤板结、酸化、侵蚀、污染、盐碱化和有机质减少，这些都会影响 P 和 N 流失到水和空气中。

②土壤理化性质

土壤养分的管理对于保持良好土壤的质量和苗圃系统的持续生产力至关重要。施肥通过改变土壤结构、土壤有机 N 和 C 成分和土壤团聚体来影响土壤中的 N 和 C 量。化肥的持续使用对土壤的生化特性有明显的影响，从而导致微生物种群的变化。由于在不同作物（如玉米、小麦和其他作物）中不断使用肥料，土壤中氮 (N) 含量、SOC、水分、pH 值和微生物可用养分不断变化。

③土壤酶活性

各种土壤酶的活性，例如碱性磷酸酶、脱氢酶、蛋白酶和 ß-葡萄糖苷酶，是土壤肥力和微生物活动的重要指标。长期施用化肥对微生物生物量和脱氢酶活性无正向影响，而有机肥对此有正向影响。此外，由于过度使用杀虫剂和化肥或灌溉，铜是土壤中常见的污染物，对土壤脱氢酶的活性产生不利影响。

④土壤压实

有机肥用量减少、重型机械使用、化学肥料持续使用以及持续耕作深度一致，都会导致土壤板结。此外，土壤压实会导致通气不足、土壤强度过高、排水不良、侵蚀、径流和土壤退化等问题。这些变化导致渗透率、导水率和地下水补给量下降。

⑤对土壤生物群的影响

 土壤微生物活动是土壤健康的重要组成部分。细菌、真菌、原生动物、藻类和病毒构成土壤微生物群落，构成农业生态系统的重要组成部分。土壤生物多样性是全球粮食安全的基石，也影响农业生物多样性，包括植物和动物资源。化肥对土壤中微生物的影响可能是有益的，也可能是有害的，持续时间的长短取决于所考虑的时间段、数量、质量和施肥方式。农药和化肥的持续使用扰乱了土壤微生物种群的功能和结构特性，同时在土壤中形成养分失衡。施用磷肥会定期减少菌根真菌，但效果强度取决于所含真菌种类和植物可利用磷的量。

结论：

化肥的使用被视为农业所需的一项技术。长期施用化肥对土壤理化性质和生物学性质均有不利影响。化肥会破坏微生物的主要土壤物种以及结构和功能多样性。化肥应适时、适量施用。首先，应仔细诊断土壤，之后再给土壤施肥。应了解土壤的化学成分和结构，并应选择最有效的肥料。应该有最适当的方法的处理。否则，将导致财力两失。施肥要及时，不能不合时宜。

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