1、1论水土保持中的生物技术应用【摘要】水土流失对我国经济的发展和当地居民的生活造成了重大影响，利用生物技术进行水土保持，对因水土流失产生的问题，如：水质污染、地表植物存活率低、土壤养分流失等都有明显的改善。 【关键词】水土保持；生物技术；应用 中途分类号：O434.19 文献标识码：A 文章编号： 前言 文章简述了水土保持的重要性及生物技术在水土保持中的作用，并对水土流失给环境造成的危害做了阐述，通过分析，并结合自身实践经验和相关理论知识，对利用生物技术进行水土保持的进行了探讨。 二、水土保持的重要性水土保持是山区发展的生命线，是国土整治、江河治理的根本，是国民经济和社会发展的基础，是我们必须长
2、期坚持的一项基本国策(国务院国发19935 号文件关于加强水土保持工作的通知)。通过开展小流域综合治理，层层设防，节节拦蓄，增加地表植被，涵养水源，调节小气候，有效地改善生态环境和农业生产的基础条件，减少水、旱、风沙等自然灾害，促进产业结构的调整，促进农业增产和农民增收。水土保持的对象不只是土地资源，还包括水资源。保持的内涵不只是保护，而且包括改良与合理利用。不能把水土保持理解为土壤保持、土壤保护，更不能将其等同于土壤侵蚀控制。水土保持是自然资源保育的主体。 2三、生物技术在水土保持中的作用 水土资源的保护有待于多学科的发展，应用生物技术方法解决以下问题显得十分必要: 1.维持最佳土壤特性，尤
3、其是有机质含量，土壤稳定性和土壤结构；2.提高植物对环境的忍耐力，作物的初期生长和活力； 3.使作物具有对除草剂和害虫的抗性； 4.适当时机给作物提供外施的或土壤中原有的养分，来提高作物生产力和质量； 5.开发能有效利用水和养分的植物微生物共生体和作物轮作技术。四、水土流失对环境的危害水土流失破坏地面植被，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影响农业生产，威胁城镇安全，加剧干旱等自然灾害的发生、发展，导致群众生活贫困，生产条件恶化，阻碍经济、社会的可持续发展。1.冲毁土地，破坏良田。 在丘陵区，由于暴雨径流冲刷，沟壑面积越来越大，坡面和耕地面积越来越小。2.降低土壤肥力由于水土流失，耕作层中有
4、机质得不到有效积累，土壤肥力下降，裸露坡地一经暴雨冲刷，就会使含腐殖质多的表层土壤流失，造成土壤肥力下降。据试验分析，当表层腐殖质含量为2%3%时，如果流失土层 1cm，那么每年每平方公里的土地上就要流失腐殖质 200t，同时带走 6-15t 氮，10-15t 磷、20-30t 钾。此外，水土流失对土壤的物理、化学性质以及农业生态环境也带来一系列不利影响，它3破坏土壤结构，造成耕地表层结皮，抑制了微生物活动，影响作物生长发育和有效供水，降低了作物产量和质量。3.旱涝灾害加剧 由于水土流失，致使土壤日益瘠薄，土壤理化性状恶化，土壤透水性、持水力下降，加剧了干旱的发展。水土流失使大量泥沙下泄，淤积
5、下游河道，降低行洪能力，一旦上游来洪量增大，常引起洪涝灾害。水土流失加剧，导致生态失调、旱涝灾害频繁发生且愈演愈烈。 4.河道水库阻塞由于上游流域水土流失，汇入河道的泥沙量增大，当挟带泥沙的河水流经中、下游河床、水库、河道，流速降低时，泥沙就逐渐沉降淤积，使得水库淤浅而减小容量，河道阻塞而缩短通航里程，严重影响水利工程和航运事业。严重的水土流失，使大量泥沙下泄至河道和渠道，导致水库报废，成了大型淤地坝。 五、利用生物技术进行水土保持的措施 1.利用微生物分解污染物 在一些天然系统中，过去的耕作措施常导致了营养物或污染物指标的增加，可是在土壤、底土和地下水已被污染之后，自然的生物学过程对降解污染
6、物也常是有效的。例如，即使是最有抵抗力的杀虫剂或其它有机污染物，随着时间推移，土壤微生物对他们的降解仍具有很大潜力，通过简单的拼作过程，如为了增加通气或改变水势进行松犁，降解过程就可加速。新近的证据表明，在地下水中发现的微生物能用于对地下环境进行就地的生态恢复。通过提供降解需要的养分和替代电子受体，可以增加地下水中的自然微生物。为了使用组合过程，正在设计新颖的方法，例如，把硝酸盐作为一种电子受体，能降解氯化烃污染的微生物，4由此把二种污染物均转化为无毒产品，最后为了固定或降解表面系统的污染物，按基因设计的微生物，可用来增加这些过程的速率或控制方向。2.利用生物固氮降低土壤酸碱度，提高植物生存能
7、力 土壤的氮素来自三方面:固氮原核生物在漫长地质年代中取自大气，再经无数次迁移积累而形成的;近二三十年大量含氮化肥的施用;高等植物的生物固氮作用。作物在生长过程中不断地消耗氮素，尽快地补充土壤氮素方法，往往是使用化学肥料。化学肥料使用有其不可忽视的后果，易挥发、易淋溶而损失，只能作为短效的氮素补充。同时，氨类化肥的使用造成土壤酸化、板结以及化学污染。生物固氮技术可克服以上缺点。生物固氮技术的研究已被列入国际生物学计划(IBP)和人与生物圈计划，近年得到了很大发展。进一步的目标应该是研究人工诱导非固氮树中产生固氮根瘤的生物技术，将固氮基因殖入到主要的水土保持树种中去。许多水土保持林中的固氮树种是
8、非豆科植物，这些植物包括在其根瘤中藏有固氮内生菌的各种乔木和灌木。许多放线菌根瘤植物固定空气中的氮素的速度可以和豆科植物相比。因而在林地土壤的氮素补充上起主要作用。多年生固氮植物由于能长期向生态系统输入固态氮素，对水土保持林看来是有用的，却未能得到很好的研究(即便在国外)。多数能共生固氮的树种在低氮的立地条件下可迅速生长，在光、水和矿质营养方面发生激烈竞争的条件下，营造经营水保林时应予考虑。 3.提高植物吸取养分能力，改善水质 养分流失就意味着地表水或地下水的污染增加问题。植物的生物技5术用来改善水质的研究还刚刚起步。它是通过改善植物根系的微生物共生体使植物根系更有活力,因而能更高效地吸收养分
9、,减少养分的流失,在植物吸收养分的最佳期,通过菌根与植物根系的相互作用来增加植物对养分的利用率和养分循环。 利用微生物杀虫剂降低化学农药污染一般情况下,使用的化学杀虫剂约 80%会残留在土壤中,特别是氯代烃类农药是最难分解的,经生态系统造成滞留毒害作用。所谓生物农药是指由生物体产生的具有防治病虫害和除杂草等功能的一大类物质的总称,它们多是生物体的代谢产物,主要包括微生物杀虫剂、农用抗生素制剂和微生物除草剂等。其中微生物杀虫剂得到了最广泛的研究,主要包括病毒杀虫剂、细菌杀虫剂、真菌杀虫剂、放线菌杀虫剂等,但长期以来并没有得到广泛的使用。现在人们正在利用重组 DNA 技术克服其缺点来提高杀虫效果,
10、例如目前病毒杀虫剂的一个研究热点是杆状病毒基因工程的改造,人们正在研究,将外源毒蛋白基因如编码神经毒素的基因克隆到杆状病毒中,以增强杆状病毒的毒性；将能干扰害虫正常生活周期的基因如编码保幼激素酯酶的基因插入到杆状病毒基因组中,形成重组杆状病毒并使其表达出相关激素,以破坏害虫的激素平衡,干扰其正常的代谢和发育,从而达到杀死害虫的目的。 结束语 利用生物技术进行水土保持，对于当地环境的改善具有重要作用。如降低污染，提高土壤肥力；随着科技的发展，生物技术在水土保持中的应用将越来越广泛，对于水土流失的改善作用也会越来越大。参考文献： 61夏庆新.生物技术应用于环境保护的新进展J.环境保护,2012（2）：1819. 2李思琪.发挥水土保持效益的方法J.世界林业研究,2012,12(2):1521. 3陶庆东.全球水资源态势和中国水资源环境问题J.水土保持研究,2010,9(1):145151. 4杜祺飞.黄土高原的土壤侵蚀与保护J.山西水土保持科技,2012（1）:2123.
