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                      從事農業,土壤知識常規普及

                      發布時間:2021年06月19日 瀏覽量:519
                      “土壤是地球陸地上能夠生長綠色植物的疏松表層?!边@個定義正確地表示了土壤的基本功能和特性。土壤之所以能生長綠色植物,是由于它具有一種獨特的性質——肥力。土壤這種特殊本質,就是土壤區別于其它任何事物的依據。土壤肥力雖與土壤物質組成有聯系,但主要受土壤性狀的影響?!?/span>


                      大家知道土壤是由固體、空氣和水分所組成,固體部分最主要來自其發育的巖石母體的原生和次生礦物顆粒以及來自于生物(動植物和微生物)活體和殘體留下的有機質。

                      理想的土壤中,固體占50%,空氣和水分各占25%。固體中礦物部分占45%,余下5%的有機質中,各種活動的生物有機質占10%,根系有機質占10%,已經轉化為穩定的高分子的“死的”有機質占80%左右。


                      在這些組分中,能夠影響土壤健康、人類能調節的土壤部分自然是有機質,有機質是土壤活力的核心。無怪乎出版于1911年的《四千年農夫》的作者F.H.King將中國歷經數千年的耕地肥力依然高于美國未開墾的土地的原因,歸結于輪作、綠肥、河泥回填、農家肥施用等精細化的土壤養護和管理。


                      01

                      土壤的分類和組成

                      我們都知道,土壤在作物種植中起著很大的作用,土壤特征會影響到作物種類及品種的選擇,以及灌溉和水肥一體化方案的制定和實施。那么我們如何更好地認識以及針對性地利用好我們田間的土壤呢?

                      a.土壤組成

                      一般來說,土壤由三部分構成:砂粒、粉粒和粘粒。這些成分的相對含量會影響到土壤質地和土壤的持水量。

                      在大多數的土壤類型中,小顆粒形成較大的顆粒,稱為復粒。復粒相互粘結,形成土塊。土壤顆粒、復粒和土塊間有許多孔隙。


                      b.土壤分類方法

                      根據土壤檢測中砂粒、粉粒和粘粒的比例,結合土壤分類三角圖,可以確定土壤確切的類型。

                      美國農業部土壤質地三角圖

                      舉個例子:

                      某土壤樣品檢測結果為砂粒40%、粉粒40%、粘粒20%,根據土壤分類三角圖,可以判斷此土壤樣品為壤土(Loam)。

                      一般情況下,為了簡化應用,可以把土壤分為砂土、壤土和粘土三種大類。

                      ①砂土:這類土壤含砂粒在80%以上,土粒間大孔隙多,土壤容積比重在1.4~1.7克/厘米3之間,因此,土壤晝夜溫差大,通透性好,有機質礦質化快,易耕作,但保水保肥能力差,遇水易板結,肥力一般較低。

                      ②粘土:這種土壤含泥粒在60%以上,土壤比重在2.6~2.7克/厘米3之間。土壤硬度大,粘著性、粘結性和可塑性都強,故適耕性差。土壤保水保肥力強,潛在肥力較高。但土緊難耕,土溫低,肥效不易發揮。

                      ③壤土:這種土壤泥砂比例適中,一般砂粘占40~55%,粘(泥)粒占45~60%。土壤容重1.1~1.4克/厘米3之間。質地輕松,通氣透水,保水保肥力強,耕作爽犁。


                      02

                      土壤有機質

                      有機質本身就是養分的儲藏庫,同時深刻地影響土壤的物理、化學和生物學性質。假設某一土壤表土有機質含量4%,有機質氮含量5%,一季作物中有機質分解率2%,則土壤有機質供應之氮可達80kg/公頃,此供應量幾乎可滿足大部分作物之需求量,據估算,1%的土壤有機質相當于含有18公斤養分/畝。

                      同時,土壤有機質是衡量土壤保肥能力的陽離子交換量(CEC)的主要貢獻者,高達50%~100%。因此有研究表明,土壤中的有機質從2%降低到1.5%,土壤的保肥能力將下降14%。

                      此外,土壤有機質深刻影響水分的存儲。一英畝大、一英寸厚、含2%有機質的土壤儲水量可達12.1萬升,含量5%和8%的土壤分別可儲水30.3萬和48.5萬升。研究表明,土壤有機質從1%升到3%,土壤的保水能力增加6倍。

                      當然,土壤有機質也深刻影響著土壤的質地和結構。豐富的有機質下,土壤可以形成穩定的大量的有機無機復合體,具有良好的土壤結構,不僅抗土壤侵蝕,也為根系提供理想的水分和空氣條件。

                      最主要的是,土壤有機質是土壤中各種大大小小生物的碳源和能源。豐富的有機質下,土壤中自然形成龐大的食物網,構建健康的生態系統,這個龐大的生態系統是土壤活力的來源,從養分轉化直到病蟲害控制,都起著極為重要的作用。


                      03

                      土壤含水量

                      大田作物生長在土壤中,生長的各個時期都離不開水。因此了解水、土壤、作物之間的關系非常重要。土壤經過降雨或灌溉后,一般會出現以下三種狀態。


                      a.飽和持水

                      充足的雨水或飽和灌溉后,土壤中所有的孔隙都充滿了水。


                      b.田間最大持水

                      田間持水達到的最大值。土壤達到不再隨田間滲漏損失水分的平衡點。這種條件最適宜作物的生長,因為,根系很容易從土壤中吸收水分,同時,土壤通風透氣性好,利于根系的呼吸。


                      c.萎蔫點

                      萎蔫點是指田間持水達到維持作物生存所需水量的最小值。超過萎蔫點,作物無法從土壤中吸收水分,作物開始出現萎蔫現象,且不可逆轉;長期處于這種狀態,作物會出現死亡,即旱死。

                      下圖為三種狀態的示意圖。

                      作物可以從土壤中吸收的水分為有效水。


                      d.有效水

                      有效水是介于田間持水量和萎蔫點之間的土壤含水量。

                      *在飽和持水量情況下,大多數的水受重力影響滲漏損失,不能被作物吸收利用。

                      土壤持水能力受土壤質地和土壤類型的影響。比如:在偏砂性土壤中,15%的土壤含水量可以滿足作物正常生長的需要,而中性土壤中同樣的含水量只處于作物需水臨界點,粘性土壤中則不能滿足作物生存的需要。


                      04

                      土壤鹽堿度

                      依據土壤鹽分及濃度對土壤進行分級,以評估作物對過量鹽分的忍耐性,主要是基于土壤提取液在25℃時的電導率(EC)。

                      在典型的降雨量稀少的情況下,土壤鹽度高,如沙漠地帶。

                      作物產量會隨土壤鹽分濃度的增加而下降。不同作物對土壤鹽度的敏感度和耐受度不同,因此應結合作物來考慮土壤鹽度的危害。

                      造成這種現象的原因是,作物可以利用的有效水受土壤含鹽量的影響。因為土壤含鹽量高會降低土壤溶液水勢,所以在相同水平的土壤含水量的情況下,作物從含鹽量高的土壤中可以收的水分低于含鹽量低的土壤。在生產上,單次過量施肥或施肥不均造成的“燒苗”現象就是因為局部土壤肥料過多形成的含鹽量過高造成的。

                      所以在種植初期選擇地塊時,一定要特別關注土壤的含鹽量,優先選擇含鹽量不太高的地塊。如果含鹽量很高,一定要果斷放棄,否則土壤改良成本會很高,會在很大程度上影響生產成本。如果現有土地含鹽量較高,那么選擇耐鹽作物種植是成本最低的選擇。


                      05

                      土壤pH值

                      土壤pH值是大家耳熟能詳的指標,被用于測定土壤酸堿度。pH值是指溶液中氫離子(H+ 或更準確的說 H3O+)濃度的負對數(以10為基數)。

                      在水中,pH值一般在1-14之間,7為中性。pH值低于7顯酸性,高于7顯堿性。

                      土壤酸堿度被認為是土壤中的一個主變量,因為它控制著許多化學反應。它通過控制營養物質的化學形態,影響作物養分的有效性。大多數作物pH值的最佳范圍在5.5到7之間,但許多植物在這個范圍之外,也能適應并旺盛生長。

                      大家可以測一下自己地塊的土壤pH,然后對照上圖中各種元素的利用率,針對性地調整對應肥料用量或使用葉面噴肥來補充。


                      06

                      土壤陽離子交換量CEC

                      土壤陽離子交換量是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量。其數值以每千克土壤中含有各種陽離子的物質的量來表示,即mol/kg。

                      不同土壤的陽離子交換量不同,主要影響因素:

                      a、土壤膠體類型,不同類型的土壤膠體其陽離子交換量差異較大,例如,有機膠體>蒙脫石>水化云母>高嶺石>含水氧化鐵、鋁。

                      b、土壤質地越細,其陽離子交換量越高。

                      c、對于實際的土壤而言,土壤黏土礦物的SiO2/R2O3比率越高,其交換量就越大。

                      d、土壤溶液pH值,因為土壤膠體微粒表面的羥基(OH)的解離受介質pH值的影響,當介質pH值降低時,土壤膠體微粒表面所負電荷也減少,其陽離子交換量也降低;反之就增大。

                      土壤陽離子交換量是影響土壤緩沖能力高低,也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。CEC的大小,基本上代表了土壤可能保持的養分數量,即保肥性的高低。

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