在人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)和城市化進(jìn)程的快速發(fā)展中，自然環(huán)境受到了越來(lái)越多的壓力和挑戰(zhàn)，如對(duì)土壤的破壞和污染，導(dǎo)致土壤中礦物質(zhì)元素和微生物數(shù)量逐漸減少，這對(duì)于植物和人類的健康都造成了很大的影響。

化肥作為“糧食的糧食”，為全球糧食供給做出了卓越的貢獻(xiàn)。二戰(zhàn)后，全球糧食產(chǎn)量能夠從6.3億噸增長(zhǎng)至2018年的25.9億噸，人口數(shù)量從1950年的25.2億增長(zhǎng)至今天的78.88億，化肥功不可沒(méi)。肥料的主要功能是提供植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和發(fā)育，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，從而貢獻(xiàn)于人類健康。作物所需17種營(yíng)養(yǎng)元素，需要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通過(guò)施肥得到均衡的補(bǔ)充和調(diào)整，但是現(xiàn)實(shí)中大部分肥料的使用只解決了必需元素的補(bǔ)充，缺少對(duì)中微量元素以及有益元素的補(bǔ)充。

目前，盡管全球糧食的供應(yīng)問(wèn)題持續(xù)得到改善，卻仍有大量人口因無(wú)法從食物中汲取足夠的營(yíng)養(yǎng)，而導(dǎo)致健康狀況惡化，甚至死亡，這與農(nóng)作物的生存依托——土壤的健康程度有著密切的關(guān)系。本文將著眼于礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的重要作用，從土壤的角度探討人體健康與糧食安全等問(wèn)題，進(jìn)而提出相應(yīng)的對(duì)策與解決方案。

01

土壤形成與礦物質(zhì)

天然土壤可提供多達(dá)80種以上的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，而所有的中微量元素都是來(lái)自土壤礦物質(zhì)，歸根結(jié)底都是來(lái)自成土的母巖。土壤是由礦物巖石風(fēng)化而來(lái)的，土壤固體的95%是礦物質(zhì)，但土壤中的礦物質(zhì)元素絕大多數(shù)是惰性的，不能被植物直接吸收，只有少部分(2%～3%)在風(fēng)化成土作用過(guò)程中發(fā)生了活化，才成為植物的有效營(yíng)養(yǎng)，并構(gòu)成了土壤自然養(yǎng)分的重要部分。因此，土壤含有的中微量營(yíng)養(yǎng)元素的有效濃度是評(píng)定土壤肥力水平的重要指標(biāo)之一。

02

植物生長(zhǎng)與礦物質(zhì)

植物體中已發(fā)現(xiàn)的化學(xué)元素有70多種，其中碳、氫、氧、氮、磷、鉀以及鈣、鎂、鈉、硫、硅等11種元素含量較高，占植物體活基質(zhì)的99.95%。其余60多種元素(如硼、鐵、鋅、錳、銅、鉬、硒等)的含量甚微，總共僅占0.05%，還包括有益元素鎳、鈷、釩以及稀土元素等。有一些專家甚至將這些稀少的元素命名為超微量元素。除上述元素，土壤中還包含了重金屬有毒元素鉻、鎘、鉛、砷、汞、鋁等。

由于土壤中礦物質(zhì)元素含量不足，植物的生長(zhǎng)和發(fā)育受到了限制。例如，缺少氮、磷、鉀等元素會(huì)影響作物的生長(zhǎng)速度和產(chǎn)量，缺少微量元素如鐵、鋅、銅等也會(huì)導(dǎo)致作物的質(zhì)量下降。這對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的食品安全都帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

03

微生物生存與礦物質(zhì)

礦物質(zhì)和微生物之間有著復(fù)雜的關(guān)系。礦物質(zhì)可以影響微生物的生長(zhǎng)和代謝，其中的元素也會(huì)被微生物利用來(lái)進(jìn)行自身的代謝、生長(zhǎng)等活動(dòng);而相應(yīng)地，微生物也可以對(duì)礦物質(zhì)的溶解、沉淀過(guò)程產(chǎn)生影響。

礦物質(zhì)之于微生物的影響體現(xiàn)在：礦物質(zhì)可以影響微生物的生長(zhǎng)和代謝。高濃度的金屬離子可以抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝，而一些礦物質(zhì)可以提供微生物所需的營(yíng)養(yǎng)和能量。此外，微生物可以利用礦物質(zhì)進(jìn)行代謝，如一些細(xì)菌可以利用硫化物進(jìn)行呼吸作用，而其他微生物可以利用鐵、錳等金屬離子進(jìn)行能量代謝。微生物可以參與礦物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化，如一些微生物可以將鐵離子氧化成鐵氧化物，從而促進(jìn)鐵礦的形成。

微生物對(duì)礦物質(zhì)的影響表現(xiàn)在其可以影響礦物質(zhì)的溶解和沉淀，如一些微生物可以分泌酸性物質(zhì)，從而促進(jìn)礦物質(zhì)的溶解，而其他微生物可以促進(jìn)礦物質(zhì)的沉淀和沉積。

因此，礦物質(zhì)和微生物之間的關(guān)系是相互作用的，它們共同影響著地球的生態(tài)系統(tǒng)和地質(zhì)過(guò)程。

04

人類健康與礦物質(zhì)

土壤中的元素種類和人體血液中的元素種類有一定的聯(lián)系。人體需要攝取的營(yíng)養(yǎng)元素主要有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅、銅、錳、硒，而這些元素在土壤中都有一定的分布，目前能夠檢測(cè)到的元素有60余種。

例如，植物生長(zhǎng)需要的氮、磷、鉀等元素都存在于土壤中，而人類食用植物也能從中獲取這些元素。另外，人體內(nèi)的鈣、鎂、鐵、鋅等元素也可以通過(guò)攝取食物進(jìn)入人體。

人類的本能是想要身體健康，提高免疫力，因此人們傾向食用優(yōu)質(zhì)的糧食、新鮮的蔬菜和肉類。而高質(zhì)量的土地才能栽培出高質(zhì)量的農(nóng)作物，動(dòng)物食用高質(zhì)量的飼料才能為人們供應(yīng)高品質(zhì)的肉質(zhì)。

人類的健康需要各種礦物質(zhì)元素的支持，例如鈣、鎂、鐵、鋅等。然而，在現(xiàn)代飲食中，人們往往只注重?zé)崃亢偷鞍踪|(zhì)的攝入，而忽視了其他營(yíng)養(yǎng)素的重要性。長(zhǎng)期缺乏某些元素會(huì)導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生，例如貧血、骨質(zhì)疏松等。

但是需要注意的是，土壤中存在的有害物質(zhì)，如重金屬，如果攝入過(guò)多可能對(duì)人體健康造成危害。因此，人們應(yīng)該關(guān)注飲食平衡，選擇健康的食物來(lái)源，并避免吃過(guò)多的含有有害物質(zhì)的食物。此外，人類的活動(dòng)往往會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成破壞和污染，這也是導(dǎo)致土壤狀況惡化的一個(gè)重要原因。例如，工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和城市化進(jìn)程都會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣和廢水，這些廢物排放到環(huán)境中會(huì)污染土壤和水源，對(duì)植物生長(zhǎng)和人類健康造成影響。

05

改善土壤的方式

土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，它的營(yíng)養(yǎng)狀況直接影響著植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。然而，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于長(zhǎng)期的過(guò)度耕作和過(guò)量使用化肥，土壤得不到休息，其中的中微量元素礦物質(zhì)養(yǎng)分被掠奪性地消耗。土壤中礦物質(zhì)元素含量不斷降低，微生物的平衡被打亂，數(shù)量也不斷減少，這些因素不僅導(dǎo)致了農(nóng)作物產(chǎn)量的下降，也影響了土壤的生態(tài)平衡。

為了改善土壤狀況，提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)，保障人類的健康，需要采取一系列的措施。首先，應(yīng)該科學(xué)合理地使用化肥，同時(shí)增加有機(jī)肥的施用。其次，可以通過(guò)深耕、輪作等措施來(lái)改善土壤結(jié)構(gòu)，增加土壤的通氣性和水分保持能力。此外，還可以采用微生物肥料等方式，增加土壤中微生物的數(shù)量和種類，促進(jìn)土壤的生態(tài)平衡。