生物地球化學調控途徑
這主要是通過環境條件與元素活性的關係、元素間協同、拮抗作用和生物富集能力特性等進行元素平衡調控,而不是單純的“缺什麽補什麽”。
活性調控
土壤水分含量、酸度、有機質含量等都影響元素的活性。若元素過多,可通過改變土壤通氣狀況及酸堿度等辦法降低元素的活性,減少對動植物和人的危害。反之,在元素缺乏時也可用此提高其活性。
調節土壤酸度。在不同土壤pH值的情況下,植物對元素吸收程度的變化。帶的寬度表示植物對元素吸收程度及土壤元素活性的大小。如錳在pH5~6.5時活性大,pH6.5則降低活性。土壤呈堿性時砷、汞的活性大,施用酸性肥料等可降低其毒害,同時也可減少硒、鉬的淋失,提高硼、錳、銅、鋅的活性,防止元素缺乏症。土壤呈酸性時,鋁、鎘、鉛、鎳、鉻、錳等元素易產生毒害;施用石灰等提高pH值,既可防止毒害,也提高了硒、鉬活性和減少硼的流失。
調節土壤通氣條件。旱地、排水、鬆土等措施使土壤通氣好,是氧化環境。這種情況常易產生鎘、鉛、汞、鉻、鎳等毒害而易缺鐵。適當灌水或施有機肥可減少毒害,提高鐵的活性。反之,在淹水條件下,又易產生砷、錳、鐵毒害和缺銅、鋅等元素。適當排水、曬田或鬆土可防止這些元素的豐缺危害。
元素調控
內、外環境中元素間存在著複雜的協同(正相關)、拮抗(負相關)和置換、絡合等作用,利用這些關係也可進行調控。如氮的濃度高,促進鎂和硼的吸收(活性增加),而降低了對鉀的吸收。磷的渡度高,降低鉀、鐵、銅、鋅的活性,抑製作物吸收,但提高了鎂的活性。
硒中毒地區如施硫酸鹽或含硫的肥料,當硫和硒在12:時小麥不受害,當硫與硒比例在2:1時小麥就難生長,用硫調節就可減少硒的毒害。在施用磷肥、碳酸肥料時可減少鎘、鉛、汞、鎳的危害,硫酸銨肥料則降低了鉛的活性。
生物調控
利用生物對元素的富集能力,排走過多元素或活化所缺乏的元素。如鎘汙染地區,作物吸收積累就會危害人畜健康,得“痛痛病”。日本用一種富集鎘能力很強的蕨類,一次就可除去土壤中1.5毫克/千克的鎘。大多數汙染土壤中鎘在(1~10)毫克/千克,幾次收割就可淨化土壤鎘,使之降低到安全水平。此外,向日葵是吸收鎘能力強而又敏感的作物,種下一個月就死。如在汙染區密植向日葵,一年種(5~6)次,收後集中銷毀,每公頃就可排走2kg的鎘(0.89毫克/千克)。
在高硒地區,可利用富集硒能力強的紫雲英,每年種幾次收後燒灰,每公頃可收集到2.5千克的純硒(1.1毫克/千克),這樣可防止對人畜危害。同時在缺硒地區也可用紫雲英作綠肥,利用它活化、富集土壤硒,從而提高作物的含硒量。