五 土壤的王國
像補丁一樣覆蓋著大陸的土壤薄層控制著我們?nèi)祟惡痛蟮厣细鞣N動物的生存。如我們所知，若沒有土壤，陸地植物不能生長；而沒有植物，動物就無法生活。
如果說我們的以農(nóng)業(yè)為基礎(chǔ)的生活依然依賴于土壤的話，那么同樣真實的是，土壤也依賴于生命；土壤本身的起源及其所保持的天然特性都與活的動、植物有親密的關(guān)系。因為，土壤在一定程度上是生命的創(chuàng)造物，它產(chǎn)生于很久以前生物與非生物之間的奇異互相作用。當火山爆發(fā)出熾熱的巖流時，當奔騰于陸地光禿禿的巖石上的水流磨損了甚至最堅硬的花崗巖時，當冰霜嚴寒劈裂和破碎了巖石時，原始的成土物質(zhì)就開始得到聚集。然后，生物開始了它們奇跡般的創(chuàng)造，一點一點地使這些無生氣的物質(zhì)變成了土壤。巖石的第一個覆蓋物——地衣利用它們的酸性分泌物促進了巖石的風化作用，從而為其它生命造就了棲息的地方。蘚類在原始土壤的微小空隙中堅持生長，這種土壤是借助于地衣的碎屑、微小昆蟲的外殼和起源于大海的一系列動物的碎片所組成。
生命創(chuàng)造了土壤，而異常豐富多彩的生命物質(zhì)也生存于土壤之中；否則，土壤就會成為一種死亡和貧瘠的東西了。正是由于土壤中無數(shù)有機體的存在和活動，才使土壤能給大地披上綠色的外衣。
土壤置身于無休止的循環(huán)之中，這使它總是處于持續(xù)變化的狀態(tài)。當巖石遭受風化時，當有機物質(zhì)腐爛時，當?shù)捌渌麣怏w隨雨水從天而降時，新物質(zhì)就不斷被引進土壤中來了。同時，另外有一些物質(zhì)被從土壤中取走了，它們是被生物因暫時需用而借走的。微妙的、非常重要的化學變化不斷地發(fā)生在這樣一個過程中，在此過程中，來自空氣和水中的元素被轉(zhuǎn)換為宜于植物利用的形式。在所有這些變化中，活的有機體總是積極的參與者。
沒有哪些研究能比探知生存于黑暗的土壤王國中生物的巨大數(shù)量問題更為令人迷惑，同時也更易于被忽視的了。關(guān)于土壤有機休之間彼此制約的情況以及土壤有機體與地下環(huán)境、地上環(huán)境相制約的情況我們也還只知道一點點。
土壤中最小的有機體可能也是最重要的有機體，是那些肉眼看不見的細菌和絲狀真菌。它們有著龐大的天文學似的統(tǒng)計數(shù)字，一茶匙的表層土可以含有億萬個細菌�？v然這些細菌形體細微，但在一英畝肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其細菌總重量可以達到一千磅之多。長得像長線似的放線菌其數(shù)目比細菌稍微少一些，然而因為它們形體較大，所以它們在一定數(shù)量土壤中的總重量仍和細菌差不多。被稱之為藻類的微小綠色細胞體組成了土壤的極微小的植物生命。
細菌、真菌和藻類是使動、植物腐爛的主要原因，它們將動植物的殘體還原為組成它們的無機質(zhì)。假若沒有這些微小的生物，像碳、氮這些化學元素通過土壤、空氣以及生物組織的巨人循環(huán)運動是無法進行的。例如，若沒有固氮細菌，雖然植物被含氮的空氣“海洋”所包皮圍，但它們?nèi)詫㈦y以得到氮素。其他有機體產(chǎn)生了二氧化碳，并形成碳酸而促進了巖石的分解。土壤中還有其他的微生物在促成著多種多樣的氧化和還原反應(yīng)，通過這些反應(yīng)使鐵、錳和硫這樣一些礦物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，并變成植物可吸收的狀態(tài)。
另外，以驚人數(shù)量存在的還有微小的螨類和被稱為躍尾蟲的沒有翅膀的原始昆蟲。盡管它們很小，卻在除掉枯枝敗葉和促使森林地面碎屑慢慢轉(zhuǎn)化為土壤的過程中起著重要的作用。其中一些小生物在完成它們?nèi)蝿?wù)中所具有的特征幾乎是難以令人置信的。例如，有幾種螨類甚至能夠在掉下的樅樹針葉里開始其生活，隱蔽在那兒，并消化掉針葉的內(nèi)部組織。當螨蟲完成了它們的演化階段后，針葉就只留下一個空外殼了。在對付大量的落葉植物的枯枝敗葉方面真正的令人驚異的工作是屬于土壤里和森林地面上的一些小昆蟲。它們浸軟和消化了樹葉，并促使分解的物質(zhì)與表層土壤混合在一起。
除過這一大群非常微小但卻不停地艱苦勞動著的生物外，當然述有許多較大的生物，土壤中的生命包皮括有從細菌到哺乳動物的全部生物。其中一些是黑暗地層中的永久居民，一些則在地下洞穴里冬眠或渡過它們生命循環(huán)中的一定階段，還有一些只在它們的洞穴和上面世界之間自由來去。總而言之，土壤里這些居民活動的結(jié)果使土壤中充滿了空氣，并促進了水份在整個植物生長層的疏排和滲透。
在土壤里所有大個的居住者中，可能再沒有比蚯蚓更為重要的了。四分之三世紀以前，查理斯·達爾文發(fā)表了題為《蠕蟲活動對作物肥土的形成以及蠕蟲習性觀察》一書。在這本書里，達爾文使全世界第一次了解到蚯蚓作為一種地質(zhì)營力在運輸土壤方面的基本作用——在我們面前展現(xiàn)了這樣一幅圖畫：地表巖石正逐漸地按由蚯蚓從地下搬出的肥沃土壤所覆蓋，在最良好的地區(qū)內(nèi)每年被搬運的土壤量可達每英畝許多噸重。與此同時，含在葉子和草中的大量有機物賃(六個月中一平方米土地上產(chǎn)生2o磅之多)被拖入土穴，并和土壤相混合。達爾文的計算表明，蚯蚓的苦役可以一寸一寸地加厚土壤層，并能在十年期間使原來的士層加厚－半。然而這并不是它們所做的一切；它們的洞穴使土壤充滿空氣，使土壤保持良好的排水條件，并促進植物的根系發(fā)展。蚯蚓的存在增加了土壤細菌的消化作用，并減少了土壤的腐敗。有機體通過蚯蚓的消化管道而被分解，土壤借助于其排泄物變得更加肥沃。
然而。這個土壤綜合體是由一個交織的生命之網(wǎng)所組成，在這兒一事物與另一事物通過某些方式相聯(lián)系——生物依賴于土壤，而反過來只有當這個生命綜合體繁榮興旺時，土壤才能成為地球上一個生氣勃勃的部分。
在這里，對我們有關(guān)的這樣一個問題一直未引起足夠重視：無論是作為“消毒劑”直接被施入士壤，無論是由雨水帶來（當雨水透過森林、果園和農(nóng)田上茂密的枝葉時已受到致命的污染〕，總之，當有毒的化學藥物披帶進土壤居住者的世界時，那么對這些數(shù)量巨大、極為有益的土壤生物來說，將會有什么倩況發(fā)生呢？例如，假設(shè)我們能夠應(yīng)用一種廣譜殺蟲劑來殺死穴居的損害莊稼的害蟲幼體，難道我們有理由假設(shè)它同時不殺死那些有本領(lǐng)分解有機質(zhì)的“好”蟲子嗎？或者，我們能夠使用一種非專屬性的殺菌劑而不傷害另一些以有益共生形式存在于許多樹的根部并幫助樹木從土壤中吸收養(yǎng)分的菌類嗎？
土壤生態(tài)學這樣一個極為重要的科研項目顯然在很大程度上甚至已被科學家們所忽視，而管理人員幾乎完全不理睬這一問題，對昆蟲的化學控制看來一直是在這樣一個假定的基礎(chǔ)上進行的，即土壤真能忍受引人任何數(shù)量毒物的欺侮而不進行反抗。土壤世界的天然本性已經(jīng)無人問津了。
通過已進行的少量研究，一幅關(guān)于殺蟲劑對土壤影響的畫面正在慢慢展開。這些研究結(jié)果并非總是一致的，這并不奇怪，因為土壤類型變化如此之大，以致于在一種類型土壤中導(dǎo)致毀壞的因素在另一種土壤中可能是無害的。輕質(zhì)沙士就比腐植土受損害遠為嚴重�；瘜W藥劑的聯(lián)合應(yīng)用看來比單獨使用危害大。且不談這些結(jié)果的差異，有關(guān)化學藥物危害的充分可靠的證據(jù)正在逐步積累，并在這方面引起許多科學家的不安。
在一些情況下，與生命世界休戚相關(guān)的一些化學轉(zhuǎn)化過程已受到影響。將大氣氮轉(zhuǎn)化為可供植物利用形態(tài)的硝化作用就是一個例子。除莠劑2．4-d可以使硝化作用受到暫時中斷。最近在佛怫羅里達的幾次實驗中，高丙體六六六、七氯和bhc（六氯聯(lián)苯）施入土壤僅兩星期之后，就減弱了土壤的硝化作用：六六六和ddt在施用后的一年中都保持著嚴重的有害作用。在其他的實驗中，六六六、艾氏劑、高丙林六六六、七氯和ddd全都妨礙了固氮細菌形成豆科植物必需的根部結(jié)瘤。在菌類和更高級植物根系之間那種奇妙而又有益的關(guān)系已破嚴重地破壞了。
自然界達到其深遠目的是依賴于生物數(shù)量間巧妙的平衡，但問題是有時這種巧妙的平衡被破壞了。當土壤中一些種類的生物由于使用殺蟲劑而減少時，土壤中另一些種類的生物就出現(xiàn)爆發(fā)性的增長，從而攪亂了攝食關(guān)系。這樣的變化能夠很容易地變更土壤的新陳代謝活動，并影響到它的生產(chǎn)力。這些變化也意味著使從前受壓抑的潛在有害生物從它們的自然控制力下得以逃脫，并上升到為害的地位。
在考慮土壤中殺蟲劑時必須記住的一個非常重要的事情是它們非以月計而是以年計地盤據(jù)在土壤中。艾氏劑在四年以后仍被發(fā)現(xiàn)，一部分為微量殘留，更多部分轉(zhuǎn)化為狄氏劑。在使用毒殺芬殺死白蟻十年以后，大量的毒殺芬仍保留在沙土中。六六六在土壤中至少能存在十一年時間；七氯或更毒的衍生化學物至少存在九年。在使用氯丹十二午后仍發(fā)現(xiàn)原來重量的百分之十五殘留于土壤中。
看來對殺蟲劑多年的有節(jié)制使用仍會使其數(shù)量在土壤中增長到驚人的程度。由于氯化烴是頑固的和經(jīng)久不變的，所以每次的施用都累積到了原來就持有的數(shù)量上。如果噴藥是在反復(fù)進行的話，那么關(guān)于“一英畝地使用一磅ddt是無害的”老說法就是一句空話。在馬鈴薯地的土壤中發(fā)現(xiàn)含ddt為每英畝15磅，谷物地土壤中臺19磅。在一片被研究過的蔓越桔沼澤地中每畝含有ddt34.5磅.取自蘋果園里的土壤看來達到了污染的最高峰；在這兒，ddt積累的速率與歷年使用量亦步亦趨地增長著。甚至在一個季節(jié)里，由于果園里噴撒了四次或更多次ddt，ddt的殘毒就可以達到每英畝30——50磅的高峰。假若連續(xù)噴撒多年，那么在樹棵之間的區(qū)域每英畝會含有ddt26一60磅，樹下的土中則高達ll3磅。
砷提供了一個土壤確實能持久中毒的著名事例。雖然從四十年代中期以來，砷作為一種用于煙草植物的噴撒劑已大部分為人造的有機合成殺蟲劑所替代，但是由美國出產(chǎn)的煙草所做的香煙中的砷含量在1932一1952年間仍增長了300%以上。最近的研究已揭示出增加量為600%。砷毒物學權(quán)威h·s·賽特利博士說，雖然有機殺蟲劑已大量地代替了砷，但是煙草植物仍繼續(xù)汲取砷，這是因為栽種煙草的土壤現(xiàn)已完全被一種量大、不太溶解的毒物——砷酸鉛的殘留物所浸透。這種砷酸鉛將持續(xù)地釋放出可溶態(tài)的砷。根據(jù)賽特利博士所說，種植煙草的很大比例的土地的土壤已遭受“迭加的和幾乎永久性的中毒”。生長在未曾使用過砷殺蟲劑的麥德特拉那州東部的煙草已顯示出砷含量沒有如此增高的現(xiàn)象。
這樣，我們就面臨著第二個問題。我們不僅需要關(guān)心在土壤里發(fā)生了什么事，而且還要努力知道有多少殺蟲劑從污染了的土壤被吸收到植物組織內(nèi)。這在很大程度上取決于土壤、農(nóng)作物的類型以及自然條件和殺蟲劑的濃度。含有較多有機物的土壤比其他土壤釋放的毒物量少一些。胡蘿卜比其比當?shù)赝寥乐羞�高。將來，在沖植某些糧食作物之前，必需要對土壤中的殺蟲劑進行分析，否則，即使沒有被噴過藥的谷物也可能從土壤里汲取足夠多的殺蟲劑而使其不宜于供應(yīng)市場。
這種污染方面的問題沒完沒了，就連一個兒童食品廠的廠長也一直不愿意去買噴過有毒殺蟲劑的水果和蔬莢。令人最惱火的化學藥物是六六六，植物的根和塊莖吸收了它以后，就帶上一種霉臭的品味和氣味。加里福尼亞州土地上的甜薯兩年前曾使用過六六六，現(xiàn)因含有六六六的殘毒不得不丟掉。
有一年，一個公司在凱奧利那州南部簽定合同要買它的全部甜薯，后來發(fā)現(xiàn)大面積土地被污染時，該公司被迫在公開市場上重新去購買甜薯，這一次經(jīng)濟損失很大。幾年后，在許多州生長的多種水果和蔬菜也不得不拋棄。最令人煩惱的一些問題與花生有關(guān)。在南部的一些州里，花生常常與棉花輪作，而棉花地廣泛施用六六六。其后生長在這種土壤上的花生就吸收了相當大量的殺蟲劑。實際上，僅有一點點六六六就可嗅到它那無法瞞人的霉臭味�；瘜W藥物滲進了果核里而且無法除去。處理過程根本沒有除去霉臭味，有時反而加強了它。對一位決心排除六六六殘毒的經(jīng)營者來說，他所能采用的唯一辦法就是丟掉所有的用化學藥物處理過的或生長在被化學藥物污染的土壤上的農(nóng)產(chǎn)品。
有時威脅針對著農(nóng)作物本身——只要土壤中有殺蟲劑的污染存在，這種威脅就始終存在。一些殺蟲劑對像豆子、小麥、大麥、裸麥這些敏感的植物會產(chǎn)生影響，妨礙其根系發(fā)育，并抑制種子發(fā)芽。華盛頓和愛德華的酒花栽培者們的經(jīng)驗就是一例。在1955年春天，許多酒花栽培者承擔了一個大規(guī)模計劃去控制草莓根部的象鼻蟲，這些象鼻蟲的幼蟲在草莓根部已經(jīng)變得特別多。在農(nóng)業(yè)專家及殺蟲劑制造商的建議下，他們選擇了七氯作為控制的藥劑。在使用七氯后的一年期間，在用過藥的園地里的葡萄樹都枯萎了，并死掉了。在沒有用七氯處理過的田地里沒有發(fā)生什么意外，作物受損害的界限就在用藥和未用藥的田地交界的地方。于是花了很多錢又在山坡上重新種上了作物，但在第二年發(fā)現(xiàn)新長出的根仍然死了，四年以后的土壤中依然保留有七氯，而科學家無法預(yù)測土壤的毒陣到底將持續(xù)多長時間，也提不出任何方法去改善這種狀況。直遲至1959年3月聯(lián)邦農(nóng)業(yè)局才發(fā)現(xiàn)它自己在這個土壤處理問題上宣布七氯可對釀酒植暢施用的錯誤立場，并為時已晚地收回了這一表態(tài)。而與此同時，酒花的栽培者們則只好尋求在這場官司中能得到些什么賠償。
殺蟲劑在繼續(xù)使用著，確實頑固的殘毒繼續(xù)在土壤中積累起來，這一點幾乎是無疑的：我們正在向著煩惱前進。這是1960年在恩爾卡思大學集會的一群專家在討論土壤生態(tài)學時的一致意見。這些專家總結(jié)了使用像化學藥物和放射性“如此有效的、但卻為人了解甚少的工具”時所帶來的危害：“在人類方面所采取的一些不當處置可能引起土壤生產(chǎn)力毀滅的結(jié)果，而節(jié)肢動物卻能安然無恙。”
