土壤中的生命元素和人類健康

土壤中的生命元素和人類健康

王開(kāi)運(yùn)¹，王紅艷¹，武玉國(guó)²，王開(kāi)元²，王洪祥²，張振²

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院；2.山東慧泰華生物技術(shù)有限公司）

摘要：本文揭示了土壤中生命元素與人類健康的關(guān)系，檢測(cè)了非耕地和普通農(nóng)田中生命元素的差異，分析了普通農(nóng)田土壤中生命元素流失的原因，試驗(yàn)了改良土壤增加生命元素含量的效果，對(duì)指導(dǎo)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞：土壤改良；生態(tài)效果；生命元素；人類健康

1、土壤中生命元素的減少的原因

農(nóng)產(chǎn)品安全，首先要滿足量的供應(yīng)，然后才是追求品質(zhì)和農(nóng)產(chǎn)品多樣化。我國(guó)要用有限的耕地，養(yǎng)活14億人口，最大限度利用耕地，生產(chǎn)更多的農(nóng)產(chǎn)品已成為一直以來(lái)追求的目標(biāo)。為此，化肥和農(nóng)藥用量越來(lái)越大，土地板結(jié)、酸化、鹽漬化和連作障礙嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)作物病蟲害嚴(yán)重發(fā)生，肥料利用率低，農(nóng)業(yè)面源污染加重，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降，好像瓜果和蔬菜等再也吃不出小時(shí)候味道了。其實(shí)，農(nóng)產(chǎn)品的口感僅是表面現(xiàn)象，其中所逐漸缺乏的礦物質(zhì)生命元素才是更為重要的。表1、圖1和圖2表明，我國(guó)特色作物產(chǎn)區(qū)農(nóng)田的土壤已逐漸出現(xiàn)酸化和板結(jié)現(xiàn)象。

表1    主要特色作物產(chǎn)區(qū)土壤酸度檢測(cè)結(jié)果

圖1 長(zhǎng)期施化肥的芹菜田

圖2 長(zhǎng)期施化肥的番茄田

2、土壤中生命元素的流失現(xiàn)狀

長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)作物為人類和動(dòng)物提供食品，人類、動(dòng)物的排泄物和農(nóng)作物的秸稈都要回歸土壤，其結(jié)果之一是提高土壤肥力，其二是把從農(nóng)作物帶走的生命元素重新歸還給土壤。但近四十年來(lái)，因大量施用化肥，不施或少施有機(jī)肥，導(dǎo)致土壤中的生命元素不斷的流失，甚至極度缺乏。加之長(zhǎng)期使用化肥導(dǎo)致的土壤酸化和鹽漬化，大量生命元素不能自由釋放，農(nóng)產(chǎn)品中的生命元素含量也隨之減少。通過(guò)采集泰山山坡非耕地土壤和泰安郊區(qū)普通農(nóng)田土壤，檢測(cè)不同土壤中種生命元素含量（表2），表2表明，普通農(nóng)田中的有效鋅、有效錳、有效鐵、有效銅、有效鉬和有效硼的含量，較泰山山坡非耕地土壤分別減少了73.2%、66.9%、57.7%、83.6%、40.3%和72.6%，表明普通農(nóng)田土壤中生命元素流失嚴(yán)重。

表2    非耕地和農(nóng)田土壤中生命元素流失率比較

    3、生命元素與人類健康

土壤中有90多種化學(xué)元素，動(dòng)物和植物生長(zhǎng)發(fā)育大約需要30多種元素，所以將這30多種元素稱之為生命元素。生命元素對(duì)人體非常重要，這些礦物質(zhì)生命元素和蛋白質(zhì)結(jié)合以后，形成了酶。人體中有10000-20000種酶，已經(jīng)確定其結(jié)構(gòu)并研究清楚的酶大約有1300多種。酶的重要功是轉(zhuǎn)化食物，這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程也稱為代謝，其代謝類型又分為合成代謝和分解代謝兩類。人體就是由酶來(lái)轉(zhuǎn)化食物，通過(guò)合成代謝把食物轉(zhuǎn)化為人體所需要的物質(zhì)；通過(guò)分解代謝把食物轉(zhuǎn)化為人體所需要的能量。研究表明，食物缺少礦物質(zhì)生命元素時(shí)，可導(dǎo)致人體內(nèi)酶的缺乏，就會(huì)出現(xiàn)合成代謝障礙和分解代謝障礙，引起很多疾病發(fā)生，就是常說(shuō)的亞健康現(xiàn)象。人體中缺酶還會(huì)造成食物不能有效轉(zhuǎn)化，能量在體內(nèi)沉積過(guò)多就會(huì)肥胖；缺酶不能及時(shí)把外來(lái)物快速代謝掉，如花粉、蚊蟲的叮咬液不能及時(shí)代謝掉，人體就會(huì)過(guò)敏；如果食物有效鈣含量低，人體必然缺鈣，就會(huì)骨質(zhì)疏松；如果食物缺少鐵，人體就會(huì)缺鐵，就會(huì)引起貧血；如果食物當(dāng)中缺鋅，就必然導(dǎo)致人體缺鋅，從而出現(xiàn)一些智力障礙的問(wèn)題。還有危害人類健康的三大現(xiàn)代?。X血管病、糖尿病、癌癥）和四大地方?。ǖ胤郊谞钕倌[、克山病、大骨節(jié)病和氟骨?。┒寂c生命元素失調(diào)有關(guān)，而且都是因缺少多數(shù)生命元素所致（喬大衛(wèi)，健康新知2007.2,57-59）。

礦物元素不能在人體內(nèi)生成，必須不斷地從外界攝入適量的各種生命元素，以保證機(jī)體正常的生理活動(dòng)。礦物生命元素在人體內(nèi)的含量既不宜過(guò)多，更不能缺少，過(guò)多過(guò)少都會(huì)使人生病，其含量達(dá)到人體的生理平衡才有利于健康。因此，在目前普通農(nóng)產(chǎn)品中生命元素含量普遍降低的情況下，所以，選擇食用富含生命元素的食物，尤其是選擇可追溯的有機(jī)和準(zhǔn)有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品，特別是富含生命元素的水果和蔬菜，是保證人類健康長(zhǎng)壽最基本的關(guān)鍵措施。

4、改良土壤增加生命元素含量

生產(chǎn)富含生命元素的蔬菜和水果，就必須改良土壤和擁有健康的土壤。目前改良土壤的主要措施有兩種，一是通過(guò)秸稈還田、增施有機(jī)肥和生物有機(jī)肥，把我們從土壤不斷取走的生命元素大部分還給土壤，實(shí)現(xiàn)了生命元素的循環(huán)；二是通過(guò)施用特殊功能的生物有機(jī)肥，活化土壤，把因長(zhǎng)期大量施用化肥導(dǎo)致的土壤酸化并被礦石化固定的元素活化，解離出可被植物吸收的有效（水溶性）元素。因此，改良土壤，不僅解決了食物品質(zhì)問(wèn)題食品安全問(wèn)題，也解決了人體礦物質(zhì)生命元素缺乏和健康的問(wèn)題。

在山東省泰安市岱岳區(qū)房村鎮(zhèn)東良甫村番茄大棚，連續(xù)8年施用豐田寶特色生物有機(jī)肥完全替代化肥改良土壤，每年種植2茬，每茬施用一次，每次每畝施用1000公斤，穴施移栽番茄苗，將苗子中在肥料中，現(xiàn)已種植收獲了16茬番茄，平均畝產(chǎn)優(yōu)質(zhì)番茄12000公斤左右，較常規(guī)施肥增產(chǎn)15%-30%。施豐田寶特色生物有機(jī)肥的土壤有機(jī)質(zhì)提高1倍以上，土質(zhì)疏松，PH值6.8，鹽分0.15%，平均每株根系中蚯蚓達(dá)2頭，較常規(guī)施肥區(qū)芽孢桿菌等有益菌量提高87.6%，土傳病菌量降低97.8%，土壤微生態(tài)狀況優(yōu)良，無(wú)連作障礙。從上述連續(xù)8年施用豐田寶特色生物有機(jī)肥完全替代化肥改良土壤的大棚番茄土壤，以及相鄰施用普通肥料對(duì)照區(qū)大棚番茄土壤分別取樣檢測(cè)，通過(guò)高通量測(cè)序比較兩者之間信息差異，發(fā)現(xiàn)經(jīng)改良的土壤其微生物種類和數(shù)量與對(duì)照區(qū)相比差異顯著，改良土壤中有益細(xì)菌數(shù)量顯著提高（除綠色部分），土壤生態(tài)更優(yōu)化（圖3）。

經(jīng)改良的土壤和普通農(nóng)田相比，6種生命元素有效鋅、有效錳、有效鐵、有效銅、有效鉬、有效硼的含量差異很大，分別提高2.1倍、2.2倍、1.4倍、2.5倍1.7倍和4.2倍（表3）。

a.對(duì)照土壤中微生物種類和數(shù)量

b.改良土壤中微生物種類和數(shù)量

圖3  改良土壤（b）和對(duì)照土壤（a）中微生物種類和數(shù)量和對(duì)照土壤

表3 改良土壤和農(nóng)田土壤中生命元素含量比較

5、改良土壤可促進(jìn)作物生長(zhǎng)

    在山東省壽光市蔬菜大棚番茄種植中，通過(guò)施用豐田寶特色生物有機(jī)肥完全替代化肥，茄子（圖4）和番茄（圖5）根系發(fā)達(dá)，植株生長(zhǎng)健壯，抗病增產(chǎn)，品相好，品質(zhì)優(yōu)。

a.茄子根系生長(zhǎng)情況

b.茄子結(jié)果情況

圖4 改良土壤的茄子根系及結(jié)果情況

a.番茄植株長(zhǎng)勢(shì)

b.番茄果實(shí)外觀

圖5 改良土壤種植的高品質(zhì)番茄