土壤是作物立地生長(zhǎng)的所在,是種子萌芽的地方,是根系往下伸展扎根的空間,是根部呼吸、吸收水分和養(yǎng)分的源頭,是支撐莖和葉向地上發(fā)展的基礎(chǔ)。根本上,土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)直接、間接左右作物能不能生長(zhǎng)和作物生長(zhǎng)狀況的好或壞。
農(nóng)作物種植講究的基本原則是適地適種,但是再肥沃的土地經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久耕種也會(huì)發(fā)生土地生產(chǎn)力衰退的現(xiàn)象。為了恢復(fù)和增進(jìn)土壤生產(chǎn)力就有必要做好土壤管理。從過(guò)去長(zhǎng)久累積下來(lái)的經(jīng)驗(yàn)可知土壤必須具備合宜的物理性、化學(xué)性和生物性才有良好的生產(chǎn)力。
土壤的三性
1、 土壤物理性的診斷要點(diǎn)
(1)土壤硬度:耕作土壤經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的踐踏、農(nóng)機(jī)壓實(shí)、雨水和澆水沖擊,以及有機(jī)質(zhì)消耗減少等的綜合作用,其作用累積至某一程度都會(huì)造成土壤變硬的現(xiàn)象。土壤硬化結(jié)果會(huì)導(dǎo)致土壤通氣性和透水性變差,以及根的穿透力受阻,結(jié)果是根系發(fā)育困難而致水分和養(yǎng)分吸收量不足,作物生長(zhǎng)完全受限。土壤硬度可用土壤硬度計(jì)量測(cè),其數(shù)值在15㎜以上即表示應(yīng)該進(jìn)行土壤的改善。
(2)有效土層厚度:土壤是作物生長(zhǎng)的介質(zhì),一般而言,作物根部伸展多深多廣就會(huì)決定地上作物的高度和廣度。因此,必須有足夠的土層厚度才能滿足作物生長(zhǎng)的需求。由于在土壤形成過(guò)程和受多年耕作方式的影響,會(huì)在土層之中產(chǎn)生不透水的硬盤層。土層最好不要存在這樣的硬盤層,以免排水不良或限制根的穿透。耕土層的厚度最好能達(dá)50厘米,至少也要有30~40厘米公分厚,好讓根系有足夠的伸展和活動(dòng)空間,并且取得大量的空氣、水分和養(yǎng)分等資源。
(3)土體固相、液相、氣相三相分布:土體在含有水分時(shí)可以劃分出固體、液體和氣體的三種空間。固體部分包含無(wú)機(jī)的礦物粒子和有機(jī)物質(zhì)所占的空間;液體部分是指土體排掉重力水后包括毛細(xì)管水和固體物質(zhì)表面的吸著水所占的空間;氣體部分是指土體充分飽和水分后的重力水所占的空間或是非毛細(xì)管孔隙所占之空間。
氣相是提供根系、土壤微小動(dòng)物和土壤微生物進(jìn)行呼吸作用交換氧氣和二氧化碳的必要場(chǎng)所;液相提供水分并且溶解植物礦物營(yíng)養(yǎng)成分供應(yīng)根部的吸收需求;固相除了支撐土體立體結(jié)構(gòu)之外,其活性表面積展現(xiàn)了陽(yáng)離子交換能力和陰離子交換能力的強(qiáng)弱。
土壤的三相分布
理想的耕作土壤的三相體積比,固相占20-35%、液相占45-60%、氣相占15-20%。這個(gè)比例代表固相、毛細(xì)管孔隙和非毛細(xì)管孔隙之間的分布均衡度良好。實(shí)際上從微細(xì)觀察可知土壤形成團(tuán)粒構(gòu)造是產(chǎn)生良好三相分部的主要原因。土壤團(tuán)粒構(gòu)造可由施用有機(jī)質(zhì)和提高鹽基飽和度來(lái)促成,此部分后面將會(huì)提到。
2、 土壤化學(xué)性的診斷要點(diǎn)
(1)土壤酸堿度(pH值):土壤酸堿度一般分布范圍介于pH值4~10。作物本身的生理特性對(duì)土壤酸堿性強(qiáng)弱的適應(yīng)性有一定的范圍。在考慮作物本身對(duì)酸堿性的偏好之外,pH值還會(huì)影響到:
土壤酸堿度
總之,pH6.0~7.0是大多數(shù)作物最好的土壤酸堿度。
(2)土壤電導(dǎo)度:土地由于引入灌溉水,施用化學(xué)肥料和堆肥,經(jīng)過(guò)作物吸收后會(huì)殘留過(guò)剩的肥料和不能吸收的鹽類等,經(jīng)過(guò)多年累積的結(jié)果,將導(dǎo)致土壤鹽分升高而抑制作物生長(zhǎng)?;瘜W(xué)肥料和堆肥最易使土壤鹽分濃度升高。灌溉水所含的礦物鹽分,特別是易溶于水的氯化鈉則是易使土壤鹽分濃度升高的另一個(gè)主要原因。
由于土壤水分的蒸發(fā)作用導(dǎo)致鹽分往土壤表面移動(dòng)的效應(yīng),在干旱季節(jié)蒸發(fā)作用強(qiáng)盛,使得愈近土壤表面的鹽分濃度愈高,更嚴(yán)重時(shí)則在土壤表面析出鹽的結(jié)晶,也就是我們說(shuō)的鹽化嚴(yán)重。土壤鹽分的高低,可用土壤溶液的電導(dǎo)度(EC)表示。當(dāng)土壤的電導(dǎo)讀過(guò)高時(shí),作物生長(zhǎng)緩慢,嚴(yán)重時(shí)小苗會(huì)枯死。
(3)土壤磷酸吸收系數(shù):磷肥施用到土壤中后會(huì)和土壤溶液中的游離鐵、鋁、錳、鈣等離子結(jié)合成難溶性磷酸鹽,也會(huì)被土壤中的鐵、鋁、石灰等礦物質(zhì)的表面活性成分吸收而變成難溶性的復(fù)雜固體,我們稱為土壤的磷酸固定作用。
土壤的磷酸固定作用和土壤的酸性程度以及土壤礦物成分有關(guān),土壤pH值6.0以下鐵、鋁、銅、錳鹽類的溶解度增高,其金屬離子的活性也增強(qiáng),當(dāng)遇到磷肥的水溶性磷酸根離子時(shí)就很快化合成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁、磷酸錳、磷酸鋅、磷酸銅等,而讓作物根系吸收不到磷肥。為區(qū)分磷酸固定力大小,通常以干土100克能從土壤溶液中吸收多少的磷酸毫克數(shù),來(lái)標(biāo)示磷酸土壤吸收系數(shù)。
土壤磷酸吸收系數(shù)
(4)陽(yáng)離子交換能力(CEC):土壤的粘土礦物膠體粒子和腐植質(zhì)膠體粒子都是帶陰電荷,可以吸著帶有異性電荷的H+、NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子,這些被吸著的陽(yáng)離子和土壤溶液中的游離陽(yáng)離子之間存在可逆反應(yīng)關(guān)系,也就是可以交換的平衡狀態(tài),所以稱為交換性陽(yáng)離子。
不同土壤性質(zhì)展現(xiàn)出不一樣的陽(yáng)離子交換能量,為方便計(jì)量,通常以干土100克能吸著的交換性陽(yáng)離子總毫克當(dāng)量(meq)數(shù)表示。CEC大小和膠體粒子比表面積大小有正相關(guān)關(guān)系。CEC大小和土壤供給植物養(yǎng)分的能量有密切關(guān)系,CEC較大表示土壤能保住較多的NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等肥料營(yíng)養(yǎng)要素,也就有較高的保肥力。
陽(yáng)離子交換能力
(5)鹽基飽和度:土壤陽(yáng)離子交換能量(CEC)當(dāng)中NH4+、K+、Ca2+、Mg2+離子所占的百分比稱為鹽基飽和度。二價(jià)陽(yáng)離子比一價(jià)陽(yáng)離子被帶陰電荷土壤膠體吸附得更緊密,所以較不容易被土壤溶液的H+離子交換而遭受淋溶損失,因而較能維持土壤pH值的穩(wěn)定性,所以鹽基飽和度的重點(diǎn)比較Ca2+和Mg2+所占的百分比。
土壤(CEC)高且鹽基飽和度也高通常較能忍受外來(lái)酸性或堿性物質(zhì)對(duì)土壤pH值的干擾,因而較能維持土壤pH值的穩(wěn)定性,此即土壤緩沖能力的來(lái)源。一般的土壤常偏酸性,鹽基飽和度相對(duì)約在60-80%。理想的耕土pH值要維持6.0-6.5,則鹽基飽和度相對(duì)要達(dá)到80-90%。
(6)土壤有機(jī)質(zhì)含量:土壤有機(jī)質(zhì)含量是土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)之一。氣候左右土壤有機(jī)質(zhì)含量,在干旱至半干旱地區(qū)的土壤其含量通常很低,在濕潤(rùn)至潮濕地區(qū)的土壤其含量通常較高,在溫帶至寒溫帶地區(qū)的土壤其含量較高,在熱帶至亞熱帶地區(qū)的土壤其含量較低。去除先天因素,人為操作如耕地、施肥也會(huì)改變土壤有機(jī)質(zhì)含量,但大多情況是降低土壤有機(jī)質(zhì)含量。
一般耕作土壤有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)該適度維持在2~3%。土壤有機(jī)質(zhì)包括容易分解的部分和難分解的部分,前者如蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、纖維素等,后者如黃酸、腐質(zhì)酸和腐質(zhì)膠等通稱腐植質(zhì)的物質(zhì)。容易分解的部分是土壤微生物的食物,間接供給植物營(yíng)養(yǎng)要素和影響土壤的物理性與化學(xué)性。
難分解的部分則直接影響土壤的物理性和化學(xué)性。雖然土壤有機(jī)質(zhì)只占土壤總重百分比的2~3%,但是對(duì)促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒構(gòu)造、降低土壤對(duì)磷肥的固定作用、增加土壤陽(yáng)離子交換能力和鹽基飽和度、提升土壤中微量元素的有效性、提供作物生育促進(jìn)物質(zhì)等等的貢獻(xiàn)度卻非常重大。這就是為什么很多農(nóng)業(yè)專家一直提倡要施有機(jī)肥的原因所在。
針對(duì)土壤物理性和化學(xué)性的診斷結(jié)果,沒(méi)有達(dá)到診斷目標(biāo)值的應(yīng)該進(jìn)行土壤的改良。那么如何改良呢?現(xiàn)在分別介紹如下:
(1)引進(jìn)土壤改良原料
下表分別介紹多種土壤改良用途的原料??梢愿鶕?jù)土壤的不足之處選擇相關(guān)的原料進(jìn)行土壤改良,這些材質(zhì)目前基本上都很容易都能買到。
土壤改良原料
(2)除去土壤中過(guò)剩的鹽分
土壤蓄積過(guò)剩鹽分時(shí),可在作物的休作期間采用下列的方法除鹽:
不過(guò)最根本的做法還是要合理施肥。肥料通常都是酸堿離子中和所產(chǎn)生的鹽類,酸堿離子當(dāng)中,有些是作物重要的、吸水量很大的營(yíng)養(yǎng)元素,有些則是不需要或需要量很少的元素,前者一般以主成分稱之,后者一般以副成份稱之。有副成分的肥料如硫酸銨、過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鈉等。沒(méi)有副成分的肥料如硝酸銨、磷酸銨、磷酸鉀、硝酸鉀、硝酸鈣、尿素等。
有副成分的肥料施用后,會(huì)殘存和累積硫酸根、鹽酸根等離子,一方面導(dǎo)致土壤酸性化,一方面提高土壤電導(dǎo)度(EC)。沒(méi)有副作用的肥料即使是連續(xù)施用,也不會(huì)使土壤pH值和EC大幅變動(dòng)。
有副成分的肥料連續(xù)施用結(jié)果容易導(dǎo)致土壤酸性化,而為了矯正土壤酸性化,就要使用石灰質(zhì)資材去中和土壤中的硫酸根和鹽酸根,結(jié)果反會(huì)造成鹽類累積的惡性循環(huán)。
(3)調(diào)整土壤酸堿度
耕地因?yàn)樗嵊?、雨水淋溶、作物大量吸走鹽基性營(yíng)養(yǎng)要素、不當(dāng)?shù)氖┯没瘜W(xué)肥料等,導(dǎo)致土壤容易傾向酸性化。大都作物適合生長(zhǎng)在pH值5.5-7.0范圍的土壤環(huán)境,所以土壤偏酸性時(shí)即要施用石灰質(zhì)肥料和堿性硅酸鹽肥料調(diào)整土壤pH值至合適范圍。施用土壤pH值調(diào)整材料也可附帶增加鹽基飽和度和降低磷酸吸收系數(shù)。
(4)施用有機(jī)肥提高土壤有機(jī)質(zhì)含量
耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量若低于2%就要施用有機(jī)質(zhì)肥料等有機(jī)物,將其含量提高到3%或稍高于3%。土壤施用有機(jī)物對(duì)土壤化學(xué)性、物理性和養(yǎng)分的供給。
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