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土壤是地球的皮肤

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人类的命运取决于许多因素,其中最主要的是食物的供应。没有粮食,所有其他物质价值都失去了意义。目前,全世界有多达 5 亿人遭受饥饿,多达 10 亿人营养不良,而且这一数字还在持续增长。一个欧洲人一生(约 70 年)消耗的食物多达 45 吨,其中 95% 由地球土壤提供。

土壤作为一个自然实体的意义在于它在维持地球生命方面的作用:土壤既是生命的结果,也是生命存在的条件。它调节空气和水的化学成分,吸收降雨,形成淡水的平衡,吸附溶解物和其他杂质。

土壤的形成源于物质的大地质循环和小生物循环。V.V. Dokuchaev 和其他科学家将土壤定义为具有自身土壤内部联系、模式和发展条件的自然历史实体--一个由气候、母质、地形、生物、领土地质年代和人类活动这六个因素相互作用而形成的开放的、自我调节的系统。

千百年来,人类一直自然有机地利用土地,与地球的生物圈和谐共处。然而,随着犁和化肥的发明,人类开始破坏土壤的自我保护、自我修复过程及其自我调节机制。

现代集约农业主要以使用大量化肥和有毒物质(杀虫剂、除草剂、脱叶剂)为基础,目的是对付昆虫、杂草和害虫。除了用化学物质毒害土壤和地下水之外,集约化的土地使用还导致肥沃的表土迅速枯竭,原因是工业革命初期犁的广泛使用。

直到 19 世纪,人们一直使用 "soha"(一种原始的犁)来耕种土地。soha "和犁有什么区别?犁翻动表层土壤,使生活在表层以下、照料土壤的厌氧微生物暴露在空气和阳光下,导致它们死亡,而在表层生长的好氧生物则被掩埋,因缺乏光照和空气而死亡。

厌氧细菌在没有自由氧气的环境中生长。它们通过分解有机废物获得生长资源,将其分解成甲烷气体、水和固体残渣。厌氧细菌暴露在空气中会死亡。

另一方面,好氧微生物只能存在于氧气充足的土壤表层,因为它们的主要功能是氧化有机化合物,释放热量和二氧化碳。

在自然状态下,土壤被植物根系、蚯蚓通道和其他生物渗透,使其多孔且透气。然而,深耕会破坏这些通道,损害土壤吸收和保持水分的能力。在未受干扰的自然状态下,土壤是一个有生命的系统,是纳米级和微型动植物的栖息地,它们为土壤的天然肥力做出了贡献。

土壤肥力可以是人工的(矿物的、化学的),也可以是自然的、生物的。自然的、无限的肥力是由腐烂的植物物质(干草、青草、稻草、落叶和树枝、锯末)、微生物和动物(细菌、藻类、真菌、蠕虫、昆虫和其他生物)的残骸以及纳米和微型植物(藻类)创造的。这些动物微生物是肥沃土壤不可或缺的一部分,肉眼看不见,统称为 "土壤形成微生物群和微生物群"。一小撮好的土壤中含有数百万个微生物,它们维持着土壤的肥力。

形成土壤的微生物菌群是创造土壤无限自然肥力的生物过程的关键组成部分。土壤的生物部分占其质量的 80%(!)。土壤质量中只有 20% 是惰性矿物部分。当土壤的生物部分因使用化肥或其他破坏健康生物圈的行为而遭到破坏时,土壤就会逐渐退化为矿物质基础,变得死寂、贫瘠和贫瘠。恢复贫瘠土壤的肥力是一个复杂和劳动密集型的过程。

土壤是地球的皮肤。现代科学家发现人类的皮肤有五层。同样,他们指出,有生命的、无限肥沃的土壤也由五个相互依存的层次组成。

第一层土壤天然草皮或覆盖层由腐烂的动植物残骸组成:去年的草、收割后留下的稻草、落叶和树枝、各种微生物、真菌、霉菌以及死去的昆虫和动物。覆盖层下面是蚯蚓、甲虫和其他小生物的栖息地。肥沃土壤中的微生物数量可以达到每公顷土地数吨。整个生物群落活动、消耗、排泄、繁殖和死亡。

这些土壤生物的残骸分解成主要的生物气体和生物矿物成分。所有动物尸体都由氮化合物组成。分解后,它们会变成天然氮肥,而这些氮肥现在已被死亡土壤中的化学氮肥人为取代。

第二层土壤是 生物堆肥生物堆肥位于地膜下面。生物堆肥由各种微生物和昆虫的废物(排泄物)组成。在肥沃的土壤中,生物堆肥层的厚度可达 20 厘米或更厚。生物堆肥是植物的 "初乳",对植物的健康成长至关重要。种植在贫瘠、受侵蚀土壤中的种子缺乏这种重要的营养,会变得脆弱和发育不良。

第三层 生物矿层堆肥层由有机物和生物堆肥残骸组成。这层堆肥需要数年时间才能形成,通过将有机物分解成元素形式为植物提供养分,使植物根系易于吸收。

第四层是 腐殖质占肥沃土壤的 4-9%。腐殖质由微生物形成,是植物的能量来源,在寒冷气候条件下对植物的保暖起着至关重要的作用。

第五层 底土粘土它还能调节下层的水分和气体交换,确保土壤的健康和稳定。

因此,土壤就像皮肤一样,是一个复杂的生物系统,上层保护下层不受侵蚀。用模板犁翻动或犁耕土壤会破坏土壤中的生物,但最令人担忧的是,这样做会使土壤受到空气和水的侵蚀,从而吹走和冲走经过数百年才形成的宝贵的肥沃土层。地球上这层肥沃土壤的平均厚度只有半米左右。在世界大部分地区,肥沃土层的厚度从几厘米到 20 厘米不等,只有某些地区的肥沃土层厚度达到两三米。

根据科学估算,水可以冲走 18 厘米厚的土层:

- 50万年的森林**;
- 在草地上生活了 3 225 年**;
- 只有 15 年没有植物**。

集约型农业对土地的破坏性影响远远超过了以往千年的任何时期。在过去的一个世纪里,超过 20 亿公顷的可耕地因土壤侵蚀和损耗而无法使用。

每年,全球约有**240-250 亿吨**表土因水土流失而流失,相当于澳大利亚所有的麦田。农田、森林和牧场正在消失。干旱地区的面积已经超过地球表面的三分之一,由于地下水位下降和风蚀,非洲、印度、中国、美国和俄罗斯每年又有**2300万公顷的田地和草原**变成沙漠。

土壤迅速枯竭,再加上需要为不断增长的人口提供充足的营养,人类面临着严峻的挑战。目前,地球表面只有**12%**用于种植农作物,**24%**用于牧场,**31%**被森林覆盖。剩下的**33%**太冷、太干或太陡,无法用于农业。此外,许多已经耕种的土壤已经严重枯竭或死亡。

在许多地区,土壤流失的速度至少是新土壤形成速度的 10 倍! 其中一个主要原因是模板犁的使用。爱德华-福克纳(Edward H. Faulkner)在他的著作《犁耕者的愚蠢》(Plowman's Folly)中对此进行了大量论述。但甚至在他之前,俄国著名农学家伊万-叶夫根尼耶维奇-奥夫辛斯基(Ivan Yevgenyevich Ovsinsky)就声称,地球上所有的大炮对人类造成的伤害,都不如德国铁匠萨克斯(模板犁的发明者)设计的犁大。

使用模板犁最初会使作物产量激增,这是因为腐殖质分解成无机物的速度加快,从而暂时增加了植物的营养。然而,这破坏了土壤的自然生命,大大减少了新腐殖质的形成。

早期对模压犁耕的狂热导致了空前的产量,但却使农民对其长期后果视而不见。农民们几乎下意识地认为,犁耕有助于保持水分和改善土壤质量,而实际上,犁耕正在扼杀土壤。

由于土壤的自然过程遭到破坏,导致土壤迅速枯竭和侵蚀,化肥应运而生。19 世纪 50 年代,天才的德国化学家**尤斯塔斯-冯-李比希**发现,使用某些化学元素的溶液可以培育和滋养植物,使其获得丰产。这就是后来的**矿物肥料。这些肥料中使用的化学成分与炸药和火药生产过程中产生的废品非常相似。

李比希的发现为化工巨头和武器制造商带来了意外之财,他们意识到可以将废品卖给农民,从而获得巨额利润。这种企业利益与政府、化工巨头和武器制造商的利益一致,导致了广泛的广告宣传活动,向农民宣传矿物肥料的好处和经济效益。

由于矿物质肥料需要深施到土壤中,因此模板犁得到了广泛推广,拖拉机也成为拉动模板犁的首选工具。犁和拖拉机都是由国防工业企业生产的,这进一步协调了向农民销售化肥、犁和拖拉机的企业利益。

对农民来说,使用矿物肥料、犁和拖拉机似乎比使用粪肥或堆肥更容易,这些方法很快在德国和其他国家流行起来。炸药和火药生产产生的废料市场迅速扩大,企业利润也随之增加。

贾斯图斯-冯-李比希是一位诚实的科学家,他后来认识到,在土壤中施用矿物肥料会破坏土壤的生命,使土壤变得致密、冰冷、不透水和空气,并使土壤失去自然肥力。他开始积极抗议使用矿物肥料,为自己的错误道歉,并提倡中国的耕作制度,即利用人类活动产生的有机废物来补充土壤肥力。

然而,李比希的抗议被置若罔闻。企业利益集团竭力确保农民不知道这样做的后果--如果农民放弃犁头、拖拉机和化肥,将会损失太多利润。李比希的抗议被有效地压制了,矿物肥料开始进入地球的田野。

最初,犁过的土地保留了碎屑结构,小麦产量很高。但没过几年,模板犁与圆盘耙和其他工具的结合导致了土壤的风蚀。犁过的土壤一年中只有 3-4 个月受到作物根系的保护,其余时间都暴露在风雨中。在休耕的田地里,由于夏季反复使用圆盘耙,土壤侵蚀更加严重。

在田地里焚烧稻草和麦茬会加剧这一问题,杀死表土中的微生物和昆虫。根茎和残茬被烧毁后,即使不耕地也会造成水土流失。

每公顷 2.5 厘米土层中,仅风蚀就能带走 450-980 公斤氮、100-190 公斤磷、3.5 吨钾和 15 吨以上的有机物,使土地变得贫瘠。在没有森林防护林带的田地里,这种侵蚀尤为严重。

农民们不再质疑犁耕,而是通过改进作物轮作、增加有机肥和矿物质肥料以及引入灌溉系统来保护土壤肥力。然而,尽管做出了这些努力,情况仍在继续恶化。随着腐殖质含量的减少,土壤的物理性质恶化,肥力下降。

卡利年科**(I.G. Kalinenko)院士在他的文章*"论我们土壤的现状与未来 "*(《俄罗斯农业科学院学报》,1994 年)中提供了有关泽尔诺格勒选择中心(罗斯托夫州)土壤腐殖质含量下降的惊人数据。

卡利年科院士强调,尽管严格遵守科学的农业制度(轮作、每公顷休耕地施用 40-50 吨粪肥和 3-4 分钱过磷酸钙),该地区土壤的腐殖质含量在 50 年内减少了一半,在 110 年内减少了三倍。在其他完全没有施用肥料的地区,情况甚至更糟:曾经腐殖质含量高达 14-16% 并被誉为俄罗斯农业堡垒的独特富饶的切尔诺泽姆已经消失。在俄罗斯,地球上腐殖质含量为 10-13% 的最肥沃土地面积减少了五倍。

因此,通过使用犁,现代农业在 100 年内就摧毁了我们祖先保留了几千年的东西。在过去的一个世纪里,俄罗斯大片土地上厚达两米的切尔诺泽姆层被耗尽、破坏,如果不使用化学品和矿物肥料,现在已经无法种植庄稼了。

化肥为植物提供的必要元素不足一半,其中超过 50% 的物质会成为有害的压舱物,也会被植物吸收,被人体摄入后会损害健康。因此,当今一些国家禁止在国内市场上销售使用化肥种植的农产品,以保护公众健康。这些产品仅用于出口。

破坏土壤是对子孙后代的犯罪,因为它剥夺了人类可持续发展的主要因素--肥沃的土地,而土地是生命的基础。

长期的土地使用经验表明,在没有足够有机肥的情况下,农业用地使用 50-70 年后,腐殖质会减少 30-50%。通过土地利用人为恢复土壤中的腐殖质含量极其困难。自然形成 1 厘米的腐殖质需要 100-150 年的时间。在除湿的同时,还伴随着灭菌、结构破坏、养分流失、侵蚀和其他破坏过程。如前所述,土壤中腐殖质流失的主要原因是缺乏有机肥料和土壤过度矿化。

如今,农药污染是最紧迫的土壤污染问题,其次是重金属污染。农药--包括杀虫剂、控制害虫的杀菌剂、控制杂草的除草剂和控制疾病的杀真菌剂--都是有毒化学品。农作物、园艺和葡萄栽培生产中对杀虫剂的需求是由于各类农作物的农业技术被打乱而产生的。

遗传学家兼生物学家 A.M. Burdun 博士认为,在过去 20 年里,农业的重点是集约化、集中化和专业化:在大片土地上播种单一作物。在大片土地上集中种植一个物种,或在一个农场上集中种植一个品种,在几十公顷甚至几百公顷的土地上种植单一品种的葡萄,这就造成了基因上的同质化,不仅耗尽了土壤,还导致病虫害的发生。使用矿物肥料对因单一种植而贫瘠的土壤进行化学侵蚀,不仅无助于提高肥力,反而会加速有害生物的进化。更重要的是,这导致了全球人类环境的污染。

只有通过开发环境友好型农业技术,才能保护土壤免受污染。部分解决方案包括使用专用设备施用农药,组织集中、独立的国家植物保护服务机构控制农药施用,对使用和进口的农药进行认证,配备适当的储存设施,以及提供监测服务以确保安全处理过期或未使用的农药。

除了养分和植物保护方法外,灌溉方法(包括 40 多种提高作物产量和保持土壤肥力的措施)也是限制因素。这些措施的首要因素是调节土壤水分状况。

这一因素是可以控制的,因为人类几千年来一直通过灌溉和排水来调节土壤的水分平衡。在养分充足的情况下,1 厘米谷物大约需要 10 毫米的可用水量。适当的灌溉可培植土壤、消除水分亏缺、减少风蚀、降低犁耕阻力、激活微生物过程,并有助于通过淤泥沉积等方式积累腐殖质。

然而,如果灌溉系统建造或维护不当,或者设计有缺陷,就会产生二次盐碱化、腐殖质流失、涝害、土壤板结、压实、灌溉侵蚀等不利影响,导致土壤退化。灌溉的负面影响往往远远超过其益处。

全球地表水重金属污染是土壤中汞、铅、镉、铁、铜和其他物质矿化的间接原因。土壤重金属污染的来源包括工业废水、工业排放物、汽车尾气、众多工业和生活垃圾处理场、矿物肥料和化学植物保护剂。

土壤和耕地的侵蚀过程始于人类开始从事农业生产之时。当人类开始灌溉、开辟第一条沟渠、雨水或融雪的径流开始流经沟渠时,就开始了密集的水蚀。造成水土流失的主要原因包括气候因素(如雪盖的性质、降雨模式和温度制度)、地貌(斜坡形状和方向、流域面积和形状)、母岩类型、土壤类型和结构、植被覆盖和类型以及人类活动。

防止水土流失的主要措施是截留融水并将地表径流转化为地下水。降雨的侵蚀力取决于降水的数量和强度。最有效的土壤保护方法包括种植多年生牧草、连续植被覆盖和轮作系统,这些方法都能以各种方式保护土壤。

对风蚀原因的分析表明,土壤保护应包括以下措施:建立防风屏障,如林带、高杆植物防护林带;种植生长发育足以抵御大风期的作物;在土壤表面保留残茬;将切碎的植物残渣纳入表土;用粪肥覆盖易受风蚀的区域;以及采用各种农业技术。

工业活动对土壤植被的威胁与日俱增。工业侵蚀在矿藏和建筑材料地区最为明显,尤其是在露天采矿、热电站灰渣堆、各种矿山的废石堆和煤矸石堆中。全球人为因素对土壤植被的总体影响已经与自然因素的影响不相上下。土壤退化的主要原因是俄罗斯和全球都缺乏可靠的土壤监测。

最关键的任务是在以下地区组织土壤监测:

1-评估风、雨和工业侵蚀造成的年均土壤流失率;
2-确定养分平衡不足的区域和地区,评估腐殖质、氮和磷的流失率;
3- 监测土壤酸碱度的变化;
4- 监测土壤重金属污染;
5- 监测土壤中的农药污染;
6- 监测石油产品和碳氢化合物对土壤的污染;
7-对土壤湿度、温度、结构状况、水物理性质和养分含量进行长期和季节性监测;
8-监测灌溉和施肥土地中盐分成分和盐度的变化;
9- 在设计水工结构、实施土地开垦或引进新的耕作制度、肥料和化学植保产品时,对土壤性质的潜在变化进行专家评估;
10- 检查和控制耕地转为非农业用途的规模和适当性。

现代社会认识到这一问题严重性的速度,将决定人类能否继续在地球上生存。目前,人类才刚刚开始计算农业和自然遭到破坏的不完全后果--主要是社会后果,这反映了当代人类道德和伦理的衰落。数百万公顷农田丧失了肥力或肥力下降,这些都是同一链条上的环节,是以消费主义价值观取代道德价值观的结果。

任何地区土壤的破坏都会导致其居民的悲剧:没有肥沃的土地,没有清洁的水和空气,人类就无法生存!

我们努力的结果应该是建立广泛的公众和政治意识,从而使所有政治和经济论坛的主要生态议程不是集中在杀死奶牛或因奶牛和人类排放的甲烷和二氧化碳而减少人口上,而是集中在保护现有农田的肥力和恢复地球上失去的肥沃土壤上。

必须在国际和国家层面禁止使用一切破坏土壤生命的土地耕作方法。对地球肥沃土层的破坏,实质上是对我们之后生活在这里的子孙后代的犯罪。

我们必须以有机土地耕种方法为基础,创建和推广新的商业部门。我们必须恢复地球的肥沃土壤,在如今已变成贫瘠、枯竭土地、沙漠和半沙漠的地区建立森林和绿色框架。

今天,我们必须对地球肥沃地层的状况负责。我们必须为子孙后代负责,为保护我们称之为地球的美丽、繁荣的花园负责。如果说这座非凡的花园是由上帝的旨意创造的,那么上帝在我们心中的旨意则为我们指明了道路和解决方案,这些道路和解决方案不会摧毁地球,反而会保护它的神圣之美。

亚历山大-叶夫根尼耶维奇-乌萨宁、爱德华-根纳季耶维奇-波诺马廖夫

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