破坏土壤结构
前苏联着名科学家多库恰耶夫（Kostychev）早在1892年指出：土壤是一个自然体，具有起源和发展历史，是一个具有复杂和多样性程序和不断变化的实体。事实上，土壤是一个活生生的载体，它是由：矿物、空气、水、有机物、以及土壤微生物所组成的。土壤的有机物包括所有在土壤中生长的生物。土壤微生物孜孜不倦地分工合作，分解土壤里的有机物。
土壤微生物对农田的其他益处包括：快速分解作物的残余物、使土壤变成水稳定的粒状聚合体、减少土壤硬化和泥块的形成、增进土层内部的排水功能、改善水渗透能力、增进和保存水分、养分的容量。改良土壤的外在结构有利于容易耕作、增加土壤的水储藏量、减少土地流失、改善根作物的形成和收割，在土壤更深处，还有丰富的根系统的形成，增进土壤中养分的循环等等。
在耕地上使用化肥农药会破坏土壤的结构、导致腐殖土和上层土的下降、残杀土壤中的微生物、破坏土壤中的生态平衡和导致有机物的失调和流失。
导致耕地土壤酸化
从1980至2000年，我国的不同区域的耕地的pH值下降0.13~0.80单位，这种施用氮肥导致的人为酸化的后果比酸雨所导致的土壤酸化高10~100倍。过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等都属酸性肥料，即植物吸收肥料中的养分离子后，土壤中氢离子增多，易造成土壤酸化。长期大量施用化肥，尤其在连续施用单一品种化肥时，在短期内即可出现这种情况。土壤酸化后会导致有毒物质的释放，或使有毒物质毒性增强，对生物体产生不良影响。土壤酸化还能溶解土壤中的一些营养物质，在降雨和灌溉的作用下，向下渗透补给地下水，使得营养成分流失，造成土壤贫瘠化，影响作物的生长。
导致土地流失
科内尔大学的生态与农业科学专家戴维 皮门特尔（David Pimentel）教授指出：农药、化肥的过度使用导致全球耕地的土地流失率比土地补充率高10至40倍，美国的流失率比补充率高10倍，中国高30倍，印度高40倍。每年全球耕地所流失的面积相当于一个美国印第安纳州面积的大小。土地流失的速度极为惊人。人类99.7%的食物来源于耕地，每年全球土地流失导致1 000万公顷的耕地消失和超过37亿人营养不良。
随着化学工业的飞速发展,化学肥料的出现突破了利用作物秸秆还田的有机物循环模式,可不断向农作物提供必需的养分,但是化学肥料的长期使用也对土壤产生了很大的影响化学肥料施入土壤后,被作物吸收利用的只占其施入量的30%～40%,其余一部分固定于土壤中,还有一部分经挥发、分解、渗漏淋溶迁移出土壤.固定于土壤中的肥料会污染土壤环境,影响农田土壤生态.
1、 化学肥料对土壤理化性质的影响
长期使用化学肥料对土壤酸度有较大影响.过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵、氯化钾等属于生理酸性肥料,即植物吸收肥料中养分离子后土壤中 H+增多.
在中性及石灰性土壤中,土壤胶体常为Ca2+、Mg2+所饱和,施用KCl 后 ,土壤溶液中K+浓度迅速提高,根据质量作用定律,溶液中K+与土壤胶体上吸附的Ca2+、Mg2+发生交换,同时形成氯化钙、氯化镁.由于氯化钙溶解度大,在多雨地区或多雨季节里,Ca2+很容易从土壤中淋失,一方面造成土壤缺钙,导致农作物生长受到影响;另一方面,造成土壤板结硬化,导致土壤中氧气缺乏,影响植物根的生长发育.另外,长期使用氯化钾,因作物选择吸收所造成的生理酸性的影响,能使缓冲性小的中性土壤逐渐变酸.同样,在酸性土壤中使用KCI后,K+会将土壤胶体上吸附的致酸离子H+、Al3+ 交换下来,导致土壤溶液中H+、Al3+浓度迅速提高,使土壤PH值明显降低,过低的PH值和过量的活性Al3+对植物的生长有毒害作用.
化学肥料也可促使某些营养元素的固定,使之转化为植物不能利用的形态,如单方面大量施用磷肥,可促使土壤中活性锌含量显著降低,造成植物的锌缺乏.
2、施肥过程中产生的F-、Cl-、NO3-等离子对土壤的污染
化学肥料成分中含有F-、Cl-、NO3-等离子.磷肥的主要原料是氟磷灰石【Ca3（PO4）2CaF2】,在生产磷肥过程中,磷灰石经粉碎、酸化等过程 ,会排出大量含氯废气,造成污染.长期使用磷肥,会造成土壤中含氟增加,在中性和碱性土壤中,氟会以CaF2形态沉淀到土壤中,在渗透性强的砂质土壤中,一些 F-还会经淋洗进入地下水.也有一些含氯素的化肥 ,如氯化铵和氯化钾以及由这两种肥料组成的复合肥.如果大量施用这些肥料,会使土壤中累积大量的氯离子.对忌氯作物如甘薯、马铃薯、甘蔗、甜菜、柑橘、烟草、茶树和葡萄等的产量和品质均有不良影响.如在茶 叶生产中,当茶树叶片中氯离子含量超过0.4%时,出现品质下降,当幼龄茶园氯化钾一次用量达300kg/hm2时,新梢内氯离子含量迅速增加,超过临界值而受害凋萎.
化学氮肥主要品种为胺盐、硝酸盐、尿素、石灰氮及氨水等,它们施入土壤后,非胺盐及非硝酸态氮均要转化为铵态氮和硝态氮,方可被植物吸收.氮肥施入后,一般利用率不超过60%.铵态氮在土壤通气状况下,经土壤微生物的作用,可氧化形成硝酸盐,使NO3-在土壤中积累,导致土壤自净能力下降.NO3-本身没有毒性,但这些离子可在作物体内积累,被人和动物食用后,在体内被还原成亚硝酸盐,其可将血红蛋白中的Fe2+转化为 Fe3+,生成的红血球变性,血红蛋白不再有携带氧的功能.
3、化学肥料引起的土壤重金属污染
氮、钾肥料中重金属含量较低,而磷肥中含有较多的有害重金属.原因是磷肥的生产原料是磷矿石,其中含有一定量的重金属.多数磷矿石含镉5～100mg/kg,大部分或全部进入肥料中.由于镉在土壤中运动性较小,淋失很少,也不会被微生物分解,可在土壤中不断积累而危害生态环境和人类.不同种类的肥料其重金属含量也不相同,一般过磷酸盐中重金属含量较高,其它磷肥次之.
4、化学肥料使农业生态系统内部结构发生变化
由于长期过分依赖化肥的增产效果而忽视农家肥料,特别是过量施用化肥和使用比例失调,使得农业系统内部结构受到破坏,农田耕作层土壤有机质含量下降,团粒结构破坏并减少,蓄水保肥能力下降,肥效作用降低.土壤水分含量减少,影响了氮磷等养分通过扩散作用向作物根系移动的速率.有机质含量降低,不仅使得反硝化细菌作用强烈,氮素肥料以气态氮的形式损失增多,而且使土壤中残存的硝态氮因难以形成有机氮而发生渗漏,污染地下水.因土壤结构的破坏,磷素肥料有效磷含量降低 ,并且,由于大量吸附在土壤颗粒表面,造成磷肥随农田排水和地表径流而损失,降低了肥料的有效利用.
由此可见,化肥在增加经济效益的同时也造成了极大的负面影响.因此在农业生产中应适量减少化肥的使用,增加农家肥的用量,使我们在获益的同时减少对土壤的消极影响.
长期过度使用化肥，对土壤有影响。化肥对土壤的影响:
1.增加重金属和有毒元素
化肥原料的开采到加工生产，会混进一些重金属元素或有毒物质。例如磷肥的生产原料为磷矿石，它含有大量有害元素F和As，同时磷矿石的加工过程还会带进其它重金属Cd、Cr、Hg、As、F，特别是Cd。另外，利用废酸生产的磷肥中还会带有三氯乙醛，对作物造成毒害。研究表明，无论是酸性土壤、微酸性土壤还是石灰性土壤，长期施用化肥还会造成土壤中重金属元素的富集。
2.微生物活性降低，物质难以转化及降解
施用不同的肥料对微生物的活性有很大的影响，土壤微生物数量、活性大小的顺序为：有机肥配施无机肥>单施有机肥>单施无机肥。中国施用的化肥中以氮肥为主，而磷肥、钾肥和有机肥的施用量低，这会降低土壤微生物的数量和活性。
3.土壤退化
引起土壤酸度变化，过磷酸钙、硫酸铵、氯化铵等都属生物酸性肥料，即植物吸收肥料中的养分离子后，土壤中氢离子增多，易造成土壤酸化。长期大量施用一种化肥，可以在短期内酸化土壤。土壤酸化后会导致有毒物质的释放，或使有毒物质毒性增强，对生物体产生不良影响。土壤酸化还能溶解土壤中的一些营养物质，在降雨和灌溉的作用下，向下渗透补给地下水，使得营养成分流失，造成土壤贫瘠化，影响作物的生长。
4.养分失调，硝酸盐累积
长期施用化肥造成土壤营养失调，加剧土壤P、K的耗竭，导致NO3-N累积。NO3-N摄入人体后被微生物还原为NO2-，使血液的载氧能力下降;还可以在体内转变成强致癌物质亚硝胺，诱发各种消化系统癌变，危害人体健康。
长期施用化肥会对土壤造成板结、酸化、肥力下降等影响。
长期大量使用化肥，会使土壤颗粒板结，透气性差，同时也会使土壤酸化、通透性降低，导致地力退化、肥力下降，还会造成土壤中有益微生物种群减少，有害物质对土壤的污染等。另外，长期大量使用化肥，还易使蔬菜中硝酸盐含量超标，危害人体健康。
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