土壤污染及其危害
西北农林科技大学
赵惠燕 教授
土壤污染对农业生产的影响
民以食为天，粮以土为本
土壤安全与百姓生活直接相关
人口大国，农业大国
世界7%的耕地养育着占世界22%的人口
粮食成为我国生死攸关的问题。
农业增产的重要手段之一就是增加化肥施用量
保产的手段之一农药防治
“看不见的污染”现状
土壤污染程度加剧，面积1/10以上
仅重金属污染的粮食达1200万吨/年，直接经济损失超过200亿元
——土壤污染危害巨大！不能降解、不可逆！！
土壤生态结构与功能破坏，对生态安全构成威胁
目前，土壤污染防治基础薄弱
土壤污染的类型
A、有机物污染
B、无机物污染
C、生物污染
D、放射性物质污染
土壤污染的特点
隐蔽性
累积性
难以治理性
土壤污染对农业生产的影响
工业化快速发展——
农用化学品大量投入使用——
不合理的土壤耕作管理——
——导致污染加剧，养分失衡，理化性状恶化，作物抗性降低，成本增加，严重影响到农作物产量和品质的提高，影响到食品安全和人类健康。
病虫害控制历史与土壤污染
1962年蕾切尔·卡森 ——《寂静的春天》
第一次发出环境警报——引发了现代环保运动和美国环保局成立（1962）
——引发美国会通过提案：停止DDT等化学农药使用。
——1972年第一届世界环发大会
受到农药及相关企业的围攻和某些舆论的嘲弄
63年艺术与科学院院士，80年美国总统自由勋章
反 思
虽然卡森获胜——剧毒农药被禁，环保法令和行动实施，但无法遏制环境恶化、土壤退化的势头。为什么？
“人类没有关闭潘多拉魔盒的能力？”
环境保护和发展的对立统一上升为人类社会发展的主要矛盾。
全球环保意识的迅速觉醒是最具根本性的。
农药、化肥——双刃剑
解放五十年来粮食增产的原因
（1）发展的效益
（2）惩罚——发展的代价
A、环境污染
a. 农药、化肥生产过程中的环境污染
年废水排放量25.2亿吨占废水排放的42%
废气排放量2520亿立方米占36%
废物排放量2030万吨占58%。
污染的广度和深度远超过其它工业企业，居首位。
人体内六六六含量
上海人9.52mg,
比日本人高3.7倍，
比印度人高5倍
比美国人高100倍
——结论：
（2）惩罚——发展的代价
C.防治效果降低，病虫害抗药性增加
（2）惩罚——发展的代价
（2）惩罚——发展的代价
（2）惩罚
93年的棉铃虫大发生
某市郊韭菜根蛆危害
1998年国家茶叶质量技术监督
检验中心对全国各地
100多个茶样检测，
40%残留超标。
土壤化肥农药污染
——影响人类健康
人或牲畜食用大量含有硝酸盐的植物后
——导致高铁血红素、白血症
——行为反应障碍、工作能力下降、头晕目眩、意识丧失等症状，严重的还危及生命。
饮用水、食物中硝酸盐超过一定含量，人食用后会受到很大毒害。
长期大量地使用氮肥
——破坏土壤结构：
特别是大量施用铵肥，使土壤逐渐酸化，板结普遍严重。
一些农田因长期大量施用氮肥——致使土壤结构变化，土壤严重板结。
最终丧失农业耕种价值。
E.化肥农药生产使用导致的社会问题
F.健康和后代人生存质量
人类面临危机！
应当清醒了！
地球的未来处于危险之中，这决不是耸人听闻。”
当代人是人类历史上有能力摧毁地球上全部生命的第一代人
也是有机会扭转环境退化趋势把世界引上可持续健康发展轨道的最后一代人
我们每一个当代人
责任重大！！！
持续发展理论
四、可持续农业
土壤健康的意义
土壤健康——粮食健康之本
工业和城市是点、源污染
农业生产过程中是面、源污染和营养失衡
症结是生产中长期大量使用含有害成分的农用化学品和单一养分肥料
土壤退化原因
错误倾向——归咎于农民：
“农民科技水平较低、土壤健康意识淡薄、重使用、轻保健”——不公平！！
政府有无责任？！
农药、肥料的研究者有无责任？！
农药、肥料的生产者、销售者有无责任？！
消费者有无责任？！
土壤健康——关乎人类健康
人类的衣食住行安全最初来源于植物，而植物的安全生产来源于土壤
——所谓“民以食为天，粮以土为本”
“土壤健康→植物健康→人体健康”
政府和涉农企事业单位的社会责任、良知在哪里？
农民生产者的社会责任、良知在哪里？
土壤环境质量标准
——土壤中污染物的最高容许含量。
70年代后，世界各国开始制定。
我国近年开始对农药、化肥和某些重金属元素进行土壤标准的研究
土壤环境影响评价
根据污染物积累趋势对土壤环境质量的变化进行预测的调查评估工作。
根据污染物的迁移、积累规律进行估计。
污染物W =K（残留率%）* （B土壤环境背景值(mg/kg) + R为污染物年输入量(mg/kg)）。
重金属
在土壤中不能被降解、消除，容易在生物体内积累
经食物链的传递进入人体并积累
造成慢性中毒，影响人体健康。
污染土壤的修复方法
利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物
使其浓度降低到可接受水平，或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。
按照工艺原理可将修复技术划分为生物修复、化学修复和物理修复三大类。
成本——与其修复不如源头控制！！！
土壤形成缓慢！！！
土壤自然形成过程极为缓慢，要形成20厘米左右的耕层土壤估计需要2000-8500年之久。
土壤环境一旦被破坏，恢复起来十分缓慢——“人误地一天，地误人一年”
什么是有机农业
生产标准：不用基因工程获得的生物及其产物
不用化学合成的农药、化肥、生长调节剂、饲料添加剂等物质
尽可能采用作物轮作、作物秸杆、畜禽粪肥、豆科作物、绿肥及其他有机废弃物
采用生物防治方法防治病虫害的方法
保持土壤生产力，供给作物营养并防止病虫害和杂草的农业。
什么是有机食品？
按照有机农业标准生产的并通过认证的一切农副产品
怎样识别有机食品
为什么我国具有有机食品、绿色食品和无公害食品之分？
接轨
条件限制
种类特点：
有机
绿色
无公害
总之——
有机食品与绿色食品、无公害食品的差别是什么？
不使用、限量限时使用低毒、范围大一些
什么是绿色食品？
无污染、安全、优质是绿色食品的主要特征
中国绿色食品发展中心
——绿色食品认定专门机构
使用绿色食品标志
因为有绿标的食品才是绿色食品
什么是绿色食品标志？
如何识别绿色食品？
生产绿色食品需要什么条件？
生产绿色食品需要什么条件？
这是什么等级的绿标？
这是什么等级的绿色食品？
小常识——
绿色消费
减少土壤污染的
病虫害生态调节最新理念
什么是害虫（敌乎？友乎？）
各种控制方法的结果——
任何一种防治方法都有其预想不到的问题
——化学农药
——转基因技术
问题：我们的防治目标与实际施用目标是否一致？
杀死？灭绝？还是调节？
减少土壤污染的
病虫害生态调节最新理念
IPC——有害生物综合防治
IPM——有害生物综合治理
APM——例：雄性不育技术(SIT)
TPM——全部害虫管理
EPG——有害生物生态调节
土壤污染的防治
科学施肥
广泛施用有机肥+沼渣
积极推广微生物肥料
栽培、管理等农业措施防治病虫害
抗害品种选育（6028）
物理、机械防治病虫害
人工机械防治：筛、水、风选，剪、刮、捕、振、摘、压、钩、粘、拔、锄、耕
诱杀：灯、饵、潜所诱、黄板诱杀
温控：日光暴晒、烘干、蒸汽、覆膜晒
低温冻杀
物理、机械防治
阻隔：袋、网、胶、膜、草帘灯
气调：氮、二氧化碳
辐射：直接灭杀、不育
优点：
缺点：
生物防治
动物天敌：防虫、治草、治鼠
病原微生物：治虫、治草、治鼠
治病：重寄生菌——腐生木霉菌防治真菌和线虫
病原微生物治草、治虫、治草、治鼠
生物产物的利用：次生性化学物质
特点、优缺点
昆虫不育技术
SIT
环境友好的害虫调控方法和
入侵害虫根除方法
SIT 昆虫不育技术意义
SIT可以在区域范围内逐步控制或根除害虫，而对环境温和友好
与应用杀虫剂相比，SIT在虫口密度低时在防效和效益上更加理想。
害虫大发生
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
暂时的治虫效果——结果？
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
暂时的治虫效果
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
暂时的治虫效果
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
长久的治虫方案
SIT害虫不育技术
与杀虫剂相比，SIT在虫口密度低时的防效和效益更加理想
害虫大发生
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
永久性的治虫效果
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
永久性的治虫效果
当一种害虫侵入包括有各种经济作物、害虫、自然植物和庭院栽培植物寄主的开放地之后，对经济作物的防治仅仅能起到。因为不久以后，害虫会从邻近的区域（未防区）重新侵入，并对防治过的经济作物再次造成为害，情况又回到了原来未防时的状况。因而要保护经济作物就要不断地进行防治。
Alternate commericial crop 交替的经济作物
Abandoned 废弃的经济作物
应用SIT技术的要求
有足够数量的高质量的不育害虫
能大量群体饲养和接受辐射照射。
野外能均匀分布，具有和正常个体竞争和交尾能力。
必须在一定范围基础上应用才有效果。
社会和经济上的有力支持，而且还要求强有力的，高效的，协调一致的组织管理机构。
SIT技术的优越性
不育昆虫可通过空投释放，甚至在高海拔区
由于不育昆虫同样有自然寻求配偶进行交尾的能力，对于人类难以到达的原始森林、山区或保护地等非常适用。
不育昆虫可以在国家需要的时候再去饲养繁殖，可以减少由于要进口杀虫剂所必须的外汇。
SIT技术的优越性
SIT是自然生物学手段，不影响生物多样性，也不破坏环境。
杀虫剂应用减少，自然天敌便可控制次要性害虫，农产品的市场竞争力得到了提高。
特异性：仅针对特定物种
不育昆虫在自然生态系统中不能建立独立种群，因此对环境没有潜在的负面影响。
采采蝇——携带锥体虫病病原，能引起人在睡眠中恶心，引起牛的那加那病。
锥体虫病使非洲撒哈拉几乎2/3地区的养牛业受到了严重损失，流行区的防治代价十分高昂
锥体虫病对化学药剂产生了抗药性。连续使用杀虫剂使采采蝇进一步扩散，危害新的农业区。
防治采采蝇和锥体虫病每年要耗费10亿美元
但根除锥体虫病，每年可以给非洲农业生产带来高达45亿美元的收入。
尼日利亚部分地区目前已经形成了无蝇区。
SIT技术的应用前景
无论在理论还是在实际应用，基于大范围IPM的SIT技术是一个调节特定害虫的有效控制系统。
害虫调节强调对环境的安全性。这种考虑使SIT技术成为一种控制、甚至在某些时侯根除害虫的适宜方法
SIT技术将成为甚至作为对付主要动植物害虫的大范围系统的要素之一。
物理方法防虫
黑光灯杀虫
原理：
物理学原理防治害虫的一种新方法，
黑光灯在田野中接通电源后,即可发出令害虫喜欢的3650埃的近紫外光。
当具有趋光特性的害虫见到这种“美丽温柔”的灯光后即纷纷朝此飞来触电身亡。
高压汞灯防虫
高压汞灯诱杀虫，环保、效果显著
良莠不分、条件限制
生态系统昆虫群落结构将变化？
频振式杀虫灯
夜出性害虫
利用定理，灯壳黄色，夜间开灯后成黄绿色，喜者害虫身亡
保护天敌（草蛉、瓢虫喜绿色）
全国实验表明对天敌的杀伤力0.5—6%
杀虫灯的优点
利用灯诱杀害虫无污染、无残留、成本低廉、使用简便、安全、杀虫效率高。
所收集的害虫是家禽喜食的优质蛋白质饲料。自动防湿、防腐、耐高温。
因此诱虫灯的使用，既可将农田和果园中的害虫消灭，又可节约大量人工投喂的饲料。
杀虫灯的缺点
对群落结构的影响？
对食物链的影响？
对整个生态系统的影响？
生物防治
助迁瓢虫、草蛉、食蚜蝇等
释放人工饲养的赤眼蜂
微孢子虫、害虫病原微生物、病毒等
杀虫活性植物
特异性昆虫控制剂
以虫治虫——性诱剂
以病治虫——白僵菌
可以杀死700多种
害虫
靶标单一、人畜安全
无残留、保护天敌
不产生抗药性
缺点：药效慢、湿度
以病治虫
糖醋诱杀
糖醋液诱杀金龟子配方
有害生物调节的前提——预测
遥感技术（卫星遥感、雷达遥测）
综合性探测新技术。
高空、原始森林等人无法检测之处
准确、规范、快速、直接计算机处理
监测的面积大
在农业估产、原始森林害虫预报等领域，具有广阔的应用前景。
毫米波扫描昆虫雷达
原理
昆虫数量少时的图片
气球捕捉验证
昆虫雷达记载的迁飞昆虫情况
现有的控制技术的分析
套袋技术防病虫的原理？
果园生草技术防病虫的原理？
性诱杀
灯诱杀
草诱杀（防地老虎等）
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