養土有道,豐收不難!有哪些方法可以提升土壤的生產力?
土壤是作物立地生長的所在,是種子萌芽的地方,是根系往下伸展紮根的空間,是根部呼吸、吸收水分和養分的源頭,是支撐莖和葉向地上發展的基礎。根本上,土壤的物理和化學性質直接、間接左右作物能不能生長和作物生長狀況的好或壞。
農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過長久耕種也會發生土地生產力衰退的現象。為了恢復和增進土壤生產力就有必要做好土壤管理。從過去長久累積下來的經驗可知土壤必須具備合宜的物理性、化學性和生物性才有良好的生產力。
土壤的三性
壹、土壤物理性和化學性的診斷
1、 土壤物理性的診斷要點
(1)土壤硬度:耕作土壤經過長時間的踐踏、農機壓實、雨水和澆水沖擊,以及有機質消耗減少等的綜合作用,其作用累積至某壹程度都會造成土壤變硬的現象。土壤硬化結果會導致土壤通氣性和透水性變差,以及根的穿透力受阻,結果是根系發育困難而致水分和養分吸收量不足,作物生長完全受限。土壤硬度可用土壤硬度計量測,其數值在15㎜以上即表示應該進行土壤的改善。
(2)有效土層厚度:土壤是作物生長的介質,壹般而言,作物根部伸展多深多廣就會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的需求。由於在土壤形成過程和受多年耕作方式的影響,會在土層之中產生不透水的硬盤層。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空間,並且取得大量的空氣、水分和養分等資源。
(3)土體固相、液相、氣相三相分布:土體在含有水分時可以劃分出固體、液體和氣體的三種空間。固體部分包含無機的礦物粒子和有機物質所占的空間;液體部分是指土體排掉重力水後包括毛細管水和固體物質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後的重力水所占的空間或是非毛細管孔隙所占之空間。
氣相是提供根系、土壤微小動物和土壤微生物進行呼吸作用交換氧氣和二氧化碳的必要場所;液相提供水分並且溶解植物礦物營養成分供應根部的吸收需求;固相除了支撐土體立體結構之外,其活性表面積展現了陽離子交換能力和陰離子交換能力的強弱。
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%。這個比例代表固相、毛細管孔隙和非毛細管孔隙之間的分布均衡度良好。實際上從微細觀察可知土壤形成團粒構造是產生良好三相分部的主要原因。土壤團粒構造可由施用有機質和提高鹽基飽和度來促成,此部分後面將會提到。
2、 土壤化學性的診斷要點
(1)土壤酸堿度(pH值):土壤酸堿度壹般分布範圍介於pH值4~10。作物本身的生理特性對土壤酸堿性強弱的適應性有壹定的範圍。在考慮作物本身對酸堿性的偏好之外,pH值還會影響到:
作物營養要素的有效性。例如磷的有效性在pH6.5~7.5最佳;鈣、鎂、鉬的有效性在pH6.5~8.5最佳;鐵、錳、硼、鋅、銅的有效性在pH5.0~6.5最佳。作物致毒物質的溶解度。例如鋁的溶解度在pH5.0以下的強酸性土壤就顯著增加,在pH8.5以上的土壤就容易發生硼對作物的毒害作用。土壤微生物的活性受pH值影響。例如占菌數最多的細菌類大多嗜好中性的環境;菌數次多的放線菌類不適應pH5.0以下的酸性環境,pH5.0~8.0則能活化增殖;菌數第三的真菌,雖然對pH的適應範圍很廣,但在中性土壤環境的競爭力遠比不上細菌,所以在酸性土壤環境的表現就很顯著,土壤微生物在土壤中分解粗大有機質,釋放出作物營養要素並形成腐植質,對土壤的貢獻很大。土壤酸堿度
總之,pH6.0~7.0是大多數作物最好的土壤酸堿度。
(2)土壤電導度:土地由於引入灌溉水,施用化學肥料和堆肥,經過作物吸收後會殘留過剩的肥料和不能吸收的鹽類等,經過多年累積的結果,將導致土壤鹽分升高而抑制作物生長。化學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,特別是易溶於水的氯化鈉則是易使土壤鹽分濃度升高的另壹個主要原因。
由於土壤水分的蒸發作用導致鹽分往土壤表面移動的效應,在幹旱季節蒸發作用強盛,使得愈近土壤表面的鹽分濃度愈高,更嚴重時則在土壤表面析出鹽的結晶,也就是我們說的鹽化嚴重。土壤鹽分的高低,可用土壤溶液的電導度(EC)表示。當土壤的電導讀過高時,作物生長緩慢,嚴重時小苗會枯死。
(3)土壤磷酸吸收系數:磷肥施用到土壤中後會和土壤溶液中的遊離鐵、鋁、錳、鈣等離子結合成難溶性磷酸鹽,也會被土壤中的鐵、鋁、石灰等礦物質的表面活性成分吸收而變成難溶性的復雜固體,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,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,當遇到磷肥的水溶性磷酸根離子時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。為區分磷酸固定力大小,通常以幹土100克能從土壤溶液中吸收多少的磷酸毫克數,來標示磷酸土壤吸收系數。
土壤磷酸吸收系數
(4)陽離子交換能力(CEC):土壤的粘土礦物膠體粒子和腐植質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+等陽離子,這些被吸著的陽離子和土壤溶液中的遊離陽離子之間存在可逆反應關系,也就是可以交換的平衡狀態,所以稱為交換性陽離子。
不同土壤性質展現出不壹樣的陽離子交換能量,為方便計量,通常以幹土100克能吸著的交換性陽離子總毫克當量(meq)數表示。CEC大小和膠體粒子比表面積大小有正相關關系。CEC大小和土壤供給植物養分的能量有密切關系,CEC較大表示土壤能保住較多的NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等肥料營養要素,也就有較高的保肥力。
陽離子交換能力
(5)鹽基飽和度:土壤陽離子交換能量(CEC)當中NH4+、K+、Ca2+、Mg2+離子所占的百分比稱為鹽基飽和度。二價陽離子比壹價陽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值的穩定性,所以鹽基飽和度的重點比較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酸性或堿性物質對土壤pH值的幹擾,因而較能維持土壤pH值的穩定性,此即土壤緩沖能力的來源。壹般的土壤常偏酸性,鹽基飽和度相對約在60-80%。理想的耕土pH值要維持6.0-6.5,則鹽基飽和度相對要達到80-90%。
(6)土壤有機質含量:土壤有機質含量是土壤生產力的重要指標之壹。氣候左右土壤有機質含量,在幹旱至半幹旱地區的土壤其含量通常很低,在濕潤至潮濕地區的土壤其含量通常較高,在溫帶至寒溫帶地區的土壤其含量較高,在熱帶至亞熱帶地區的土壤其含量較低。去除先天因素,人為操作如耕地、施肥也會改變土壤有機質含量,但大多情況是降低土壤有機質含量。
壹般耕作土壤有機質含量應該適度維持在2~3%。土壤有機質包括容易分解的部分和難分解的部分,前者如蛋白質、氨基酸、脂肪、纖維素等,後者如黃酸、腐質酸和腐質膠等通稱腐植質的物質。容易分解的部分是土壤微生物的食物,間接供給植物營養要素和影響土壤的物理性與化學性。
難分解的部分則直接影響土壤的物理性和化學性。雖然土壤有機質只占土壤總重百分比的2~3%,但是對促進土壤形成團粒構造、降低土壤對磷肥的固定作用、增加土壤陽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、提供作物生育促進物質等等的貢獻度卻非常重大。這就是為什麽很多農業專家壹直提倡要施有機肥的原因所在。
二、土壤生產力的增進和改善
針對土壤物理性和化學性的診斷結果,沒有達到診斷目標值的應該進行土壤的改良。那麽如何改良呢?現在分別介紹如下:
(1)引進土壤改良原料
下表分別介紹多種土壤改良用途的原料。可以根據土壤的不足之處選擇相關的原料進行土壤改良,這些材質目前基本上都很容易都能買到。
土壤改良原料
(2)除去土壤中過剩的鹽分
土壤蓄積過剩鹽分時,可在作物的休作期間采用下列的方法除鹽:
把鹽分蓄積的表土鏟除3~5公分,換入新土。深耕,用挖土機把底土翻覆成表土。進行大水漫灌進行水洗。施用有機肥,讓土壤微生物在消化碳水化合物時,將土壤中多余的鹽分吸收為菌體的營養分,降低土壤鹽分含量。栽培壹次到兩次耐鹽性較高的作物,例如玉米、小麥、番茄、菠菜、苜蓿、甜菜等,將鹽分從土壤中吸走。不過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生的鹽類,酸堿離子當中,有些是作物重要的、吸水量很大的營養元素,有些則是不需要或需要量很少的元素,前者壹般以主成分稱之,後者壹般以副成份稱之。有副成分的肥料如硫酸銨、過磷酸鈣、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鈉等。沒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後,會殘存和累積硫酸根、鹽酸根等離子,壹方面導致土壤酸性化,壹方面提高土壤電導度(EC)。沒有副作用的肥料即使是連續施用,也不會使土壤pH值和EC大幅變動。
有副成分的肥料連續施用結果容易導致土壤酸性化,而為了矯正土壤酸性化,就要使用石灰質資材去中和土壤中的硫酸根和鹽酸根,結果反會造成鹽類累積的惡性循環。
(3)調整土壤酸堿度
耕地因為酸雨、雨水淋溶、作物大量吸走鹽基性營養要素、不當的施用化學肥料等,導致土壤容易傾向酸性化。大都作物適合生長在pH值5.5-7.0範圍的土壤環境,所以土壤偏酸性時即要施用石灰質肥料和堿性矽酸鹽肥料調整土壤pH值至合適範圍。施用土壤pH值調整材料也可附帶增加鹽基飽和度和降低磷酸吸收系數。
(4)施用有機肥提高土壤有機質含量
耕地土壤有機質含量若低於2%就要施用有機質肥料等有機物,將其含量提高到3%或稍高於3%。土壤施用有機物對土壤化學性、物理性和養分的供給。
以上就是通過檢測土壤的物理、化學屬性後,增加壹定的改良材料,使土壤達到農作物生長所適宜的環境,只有把土壤當做自己的孩子壹樣對待,妳才能更加的了解它,愛護它,喜愛它,如此養土有道,豐收壹定不難!