周二读书会 28 | 在“先天不足”的背景下，可持续农业如何做好土壤中微量元素的可持续管理

「周二读书会」是在2020农历年前，沃土可持续农业发展中心组织各个田间学校的农夫代表一起线上读书的活动。

大家想一起读一些农业专业书籍，保持每周一次的读书分享节奏，每次通过线上交流讨论本周学习的心得。

各位农夫们一起结合自己的实践碰撞交流，看看当实践遇到理论会迸发出怎样的火花，同时也探索下关于生态农业线上共学的方法与路径。

 

本次读书会大家共学了《土壤肥料学》的第九章，本章主要介绍了土壤中中微量元素的分布、含量和形态，植物中的中微量元素的营养与功能以及缺素或过多的毒害反应，中微量元素的肥料来源。

详情大家可以看书或听下面的领读音频。

接下来，和大家分享下读书会农友们的交流与讨论的要点小结。

大家都认识到中微量元素的价值，尤其是微量元素，需要量虽然很少，但是对植物的功能价值是不可替代的。中微量元素和植物的正常生长发育、产量和品质都有很大的关系。

——为什么说土壤中中微量元素含量“先天不足”——

自上世纪六七十年代化肥大量引入后，人们逐渐放弃使用堆肥等有机肥，转为使用化肥。化肥主要补充的是氮磷钾三大元素，对中微量元素关注比较少。

再加上产量的不断增长，植物收获部分带走的中微量元素递增且没有得到补充。

单向地消耗土壤自身储存的中微量元素，造成很多地方已经出现中微量元素严重缺乏的情况。

池田老师手绘图：农业的历史变化与土壤环境的变迁（点击了解更多）

近五六十年来，土壤肥力急剧下降，这背后就有微量元素的含量急剧下降，这和近年来大家普遍认识到农产品品质下降和病虫害多发有很大的关系。

所以，我们现在做生态农业/可持续农业是在一个“先天不足”的背景下做的，第一步应该是首先修复土壤，补充土壤的亏缺。

——土壤中微量元素的转化——

从图9-1我们可以看出，土壤固相中储存的微量元素是土壤的先天之本，能够通过解吸、溶解逐渐释放出来供植物吸收利用，然后被作物收获物带走，或者被雨水冲刷或随灌溉流失；当然也可以通过有机物直接或者间接还田再回到农田土壤，然后再通过土壤吸附或者沉淀再回到土壤固相中。

如何做好土壤微量元素的循环平衡，从这里我们可以看到路径：（1）可以外源补充富含微量元素的有机或无机肥料；（2）尽可能将有机物通过堆肥或者直接还田，减少从土壤带出微量元素；（3）有机物通过堆肥等方式回到土壤，还可以改良土壤结构，改善土壤生物多样性，增强保水保肥力，减少微量元素的流失，增强微量元素的活性。

——微量元素的外源补充——

关于微量元素的外源补充，大家讨论到通过叶面肥补充见效快。

但是目前能够用来叶面喷洒的微肥一般是化学肥料来源，有机农业等可持续农业形态一般不采用。

另外，叶面肥的补充也只是一次性的补充，能补充当季作物的生长发育需要，并不能增加土壤微量元素的贮备，只能作为一种辅助手段或者应急手段。

使用有机物堆肥补充土壤微量元素更持久，是更可持续的一种方式，尤其是土壤改良型堆肥（使用生长周期长、分解较慢的材料——树皮、枝叶等——制作的堆肥，因富含耐久腐殖，可以改良土壤结构，所以称为改良型堆肥）。

因为土壤改良型堆肥的原料生长周期长，积累了大量的微量元素，所以可以快速补充微量元素。

据银林生态农场农场主郭锐介绍，2016年他的土壤检测几种微量元素含量很低。

后来他一直使用中药渣堆肥，2018年再次检测的时候，那几种微量元素含量都已经很高了。

银林生态农场土壤中微量元素检测数据对比

注：两个土壤样品均为20厘米内耕层土混合样。参考国家第二次土壤普查营养分级判断。

所以郭锐确信，使用堆肥是非常好的补充土壤微量元素的手段。

银林农场经过改良的土壤（郭锐摄于2020年1月）

在当今土壤背景下，使用堆肥尤其是土壤改良型堆肥改良土壤，效率很高，相当于站在一个更高的起点做生态农业/可持续农业。

——不同种植条件下土壤中微量元素的案例——

2016年，沃土可持续农业发展中心曾在全国各地采取约60家从事生态农业种植的农场的土壤进行检测，发现80%以上的土壤样品微量元素处于较低水平。

通过比较生态种植1-4年的土壤样品，我们发现不同施肥条件（动物性原料有机肥、植物性材料有机肥、绿肥等）以及不同的作物种类种植下，微量元素的提升并不是确定的，不同微量元素表现的规律变化不同，也有的在下降。

请参照下面几个案例（本文只关注四个案例的土壤中微量元素部分）：

案例一是一个在南方种植有机蔬菜的农场。他们使用的有机肥主要是鸡粪、鸭粪等发酵制作的沼液以及杂草秸秆还田等。

表格数据：铜、锌、铁微量元素含量上升，钙镁含量下降，重金属铅和镉含量也在上升。

原因分析：可能是鸡粪、鸭粪含有较多的铜、锌、铁微量元素，也有重金属铅和镉的带入；另一方面蔬菜本身需要很多钙镁元素，尤其是土壤改良以后，根系发达，有机蔬菜吸收更多的微量元素，所以消耗较大。

案例二是一个在我国中部种植有机水稻的农场。他们主要使用绿肥、秸秆还田以及油枯肥。

表格数据：钙、镁、锌的微量元素均有下降。

原因分析：该农场外部肥源较少，每亩地仅使用200斤油枯，杂草、秸秆还田也只是本块土壤的产出，没有外部的加入；一般随着有机质的增加，土壤结构的改善，根系会更发达，虽然土壤本身的营养元素也会更多的释放出来，但是从检测结果看，土壤微量元素的消耗大于释放，出现了微量元素含量下降的趋势。

案例三是一个位于西南部的家庭生态农场，主要种植姜、花生、辣椒等蔬菜作物。

表格数据：土壤中虽然钙、镁含量略有增加，铜、锌、铁三种微量元素含量都出现了下降。

原因分析：虽然该农场也有很多有机质的补充，但是有机质提升并没有太多，可能和用量有关；而蔬菜作物尤其是像姜，微量元素吸收量较大，结果虽然是入不敷出；该农场也有当地矿质土的补充，没有检测，估计钙镁含量高一些，并没有太多其他微量元素。

案例四是来自广西的一个自然农法的种植葡萄的农场，主要是通过绿肥的方式改良土壤，没有外源补充。

表格解读：镁和铜的含量有上升，钙和锌的含量在下降。

原因分析：可能跟绿肥活化了土壤母质中部分微量元素以及葡萄对微量元素的吸收量有关。没有外源补充的情况下，主要取决于土壤母质中固有的各类微量元素含量的多少，如果所种植的作物与土壤相匹配，则表现较好，但是长期来看，仍然是在消耗土壤中固有的微量元素储备，不利于农业的可持续发展。

以上四个案例的数据来自沃土可持续农业发展中心的检测，分析有结合当时的实地考察。但因为检测数据并不全面，所以分析仅为推断，未必准确，仅供参考。

通过上述的分析，土壤中微量元素含量变化和土壤母质本身的元素含量、作物吸收量、肥料补充量有关系。

从中我们可以看出：

（1）并不是只要补充有机物到农田就能提升土壤的中微量元素的，还和有机物的来源和种类有很大关系。

一般情况下，从植物-土壤系统来看，植物带走部分的微量元素，需要有一些外源补充，才能维持平衡的。

因此，适当的外源有机物肥料补充是必要的，尤其是在当前土壤经过几十年化学农业单向消耗的背景下。

不同的有机物种类和来源所含各类微量元素含量是不同，和相应有机物产出地的土壤以及作物生长发育的周期规律有关，需要了解更详细，才能做到有的放矢地选择（本书第十二章有一些介绍，也是我们下周学习的内容）。

（2）土壤微量元素水平和作物种植种类关系很大，我们要了解所种植作物的微量元素需求量，对比自己的土壤背景，有针对性的补充才好。

（3）微量元素的准确补充是很难做到的，要做到可持续的平衡管理。

一方面我们可以增加外源有机物（堆肥）补充增加土壤储备，另一方面，如果有条件可以通过土壤检测，评估当前的土壤施肥策略是否合适。经过几次检测，逐渐探索出适合自己的土壤—植物系统的施肥补给方案，逐渐做到土壤元素平衡管理。