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          土壤診斷和合理施肥

          作者:admin | 發布時間: 2020/6/19
           土壤診斷和合理施肥
           
          土壤是地殼最表層的巖石風化后,受到地形,氣候,植被等多種因素的綜合作用而形成的松散狀堆積物。土壤是農業生產的基礎,是支配農作物生長和收獲量的最重要的因素之一。 土壤診斷(soil diagnosis)是對耕地土壤進行調查分析,根據最適宜農作物生育的土壤物理性,化學性,生物性基準來進行診斷,給出指示來引導農民進行合理施肥和其他農作業。
          土壤診斷還具有監控耕地土壤性質的變化等意義。日本已經普及推廣了土壤診斷,對農業生產起著很重要的作用。本篇就土壤診斷項目和對合理施肥的影響作簡單的介紹。除了植物工廠和水耕栽培等不使用土壤的特殊栽培方式外,農作物需要土壤來作為其生育的基盤,所以土壤物理性,化學性,生物性對農作物生長會產生很大的影響。值得注意的是在土壤的三大特性中,土壤物理性是基礎,構成了土壤的基本要素。土壤化學性受到土壤物理性的強烈影響,而土壤生物性是在土壤物理性和化學性的基礎上形成的。所以日本的「造土養地」重點放在了改良土壤的物理性。土壤診斷項目可分為土壤的物理性,化學性,生物性三大類,其診斷基準因水田,旱地, 牧草地,果園而有所不同。 1 是有關土壤診斷的主要項目。
          一,土壤物理性方面的診斷項目   土壤物理性方面的診斷項目主要有以下 6 項。 1. 表土層厚度: 表土是耕地最上層的松軟土壤。作物根系主要集中在表土層,養分和水分吸收基本上都是在表土層進行的。表土層淺的話,保肥能力和保水能力差,易干易濕,能夠儲存的養分量也少,養分供給能力低。另外,作物根系被局限于淺窄的表土層中,養分和水分吸收受到限制,作物生長容易被抑制。
          2. 有效土層的深度: 有效土層是指作物的根可以自由貫通伸入的耕地土層。有效土層淺的話,根系的生長范圍受到限制,會對養分和水分的吸收有直接的影響,也容易過干過濕,養分供給能力低。特別是果園的有效土層淺,會使果樹扎根淺,容易因風倒伏,水分吸收不足,長勢差,結果少,果實小。
          3. 表土層的礫石含量和耕耘的難易度: 表土層的礫石含量和耕耘的難易性也是限制作物根生長的重要因素。礫石不能保持水分和養分,礫石含量過多的話,土壤粘土礦物就相應減少,保肥保水能力低,土壤容易干燥,肥料施用后也容易流失。但是,果園等土壤若存在一定量的礫石可以增加通氣性和透水性,反而對根系深,伸展廣的果樹生育有好處。另外,礫石的存在會妨礙耕耘碎土等農作業,降低耕作效率,容易損壞農機具。
          4. 土壤的干濕度: 土壤的干濕度與地下水的深度和土壤的粗孔隙率有密切的關系,是土壤透水性,保水性,濕潤度等因素的綜合表現。
           5. 湛水/透水性: 該項是水田診斷的特有項目,用于診斷水田的保水性能。透水性過大的水田肥料養分的溶脫流失大,地力降低,水稻容易出現養分不足,特別是生育后期的養分不足使得穗小粒輕,收獲減少。另外,透水性過大的水田需要更多的灌溉水,田面水溫低,插秧后秧苗成活遲,容易出現冷害,養分吸收能力下降,對水稻生長和收獲量都有不良影響。
          6. 氧化還原性: 這個也是水田診斷的特有項目。湛水狀態下水田缺氧,土壤呈還原狀態,可以使難溶性磷酸鹽化合物溶解增加有效磷,還可使 pH 升高,提高氮的利用率,對水稻生長有一定的好處。但長期處于還原狀態下,容易生成和積累硫化氫,有機酸等有害物質,妨礙水稻根的呼吸和養分水分的吸收。
          二, 土壤化學性方面的診斷項目   有關土壤化學性方面的診斷項目主要有以下 8 項:
          1. 土壤 pH: 土壤 pH 對農作物的生長有很大的影響。強酸性土壤和強堿性土壤都會誘發養分缺乏或過剩等各種生理障害,導致作物生育不良。因此,土壤 pH 需要保持在弱酸性~中性范圍內。
          2. 土壤 EC: EC 是電導度(Electro Conductivity)的略稱,與水溶性鹽類濃度成正相關關系。即土壤中的水溶性鹽類(陽離子和陰離子)濃度越高,EC 也就越高。通常EC 過低時說明土壤中的養分不足,而EC 過高時則土壤鹽類濃度太高,會妨礙作物的水分吸收,若EC 超出閾值就會導致作物死亡。過高的 EC 值通常出現在沿海鹽害地或干旱地區的鹽堿地,但最近在大棚溫室等栽培設施的土壤中也多有發現。農作物對鹽類的抵抗性 (耐鹽性)與作物種類有關,診斷基準也因作物種類而異。土壤 EC是用于計算基肥和追肥施用量的重要基礎數據。
           3. CEC: CEC(Cation Exchange Capacity)是一定量的土壤能夠保持的陽離子數量,又稱堿基交換容量。CEC 高的土壤一般都是保肥力高的肥沃土壤。CEC 與土壤的養分保持能力和 pH 抗變化能力等有密切的關系,是施用石灰或苦土石灰等土壤改良資材時用于計算施用量的重要基礎數據。
          4. 置換性堿基: 吸附保持在土壤膠體表面的陽離子可以被土壤溶液中的其他陽離子所置換,重新回到土壤溶液里。這些陽離子除了氫離子之外,統稱為置換性堿基。置換出的陽離子可以被作物吸收利用,是土壤中可供態養分的主要狀態。另外,陽離子的置換是土壤中最重要的反應之一,與物質的變化和移動,礦物風化,膨潤收縮,透水等物理性,養分的供應能力等有很密切的關系。進行診斷時不僅是置換性堿基的總量,還需要測定鈣,鎂,鉀離子各自所占的比例。  ① 鈣: 鈣是植物生育必須養分之一,還涉及到土壤團粒結構的形成,土壤 pH 緩沖能力,土壤物理性的改良和土壤微生物活動等,是非常重要的元素。  ② 鎂:  鎂是構成葉綠素的元素,在土壤中置換性鎂與鈣同樣具有緩沖土壤 pH 變化的能力。 與鈣不同的是,鎂容易與硅酸結合成硅酸鹽析出沉淀,難以被作物吸收。特別是過量施用磷 肥,石灰和鉀肥的情況下,容易發生缺鎂癥狀。  ③ 鉀: 鉀是植物的三大養分之一,是作物生長所需的重要元素。自然狀態的土壤中存在較多的長石,云母以及粘土礦物等含鉀的礦物,但這些礦物絕多數是難溶性鉀,不能被作物利用。土壤中的可供態鉀是溶解在土壤溶液中和吸附在土壤膠體上的鉀,特別是吸附在土壤膠體上的置換性鉀對于作物吸收利用是非常重要的。置換性堿基的總量與土壤 pH 有密切的關系,測定出的土壤 pH 數據在一定程度上可以推測出置換性堿基的數量。但是,置換性堿基不僅是總量,各種堿基之間的平衡狀況也是非常重要的因素,所以必須同時測定鈣鎂鉀離子各自所占的比例。 5. 堿基飽和度: 堿基飽和度是指土壤的 CEC 中置換性堿基所占的比例。堿基飽和度超出 100% 的話,就表示土壤中水溶性鹽類濃度過高,已經出現了鹽分積累,也有可能是堿性土壤。而
          堿基飽和度過低的話,說明土壤中氫離子多,是酸性土壤,水溶性鹽類很少,養分不足,農 作物很有可能吸收不到足夠的養分。通常,堿基飽和度占土壤 CEC 的 80%左右為理想。 6. 堿基平衡: 特定作物對養分的總吸收量基本是一定的,某種養分過剩存在的話會影響到其他養分的吸收,出現養分吸收拮抗作用。 拮抗作用的后果是某些養分因吸收不足而容易出現養分缺乏癥狀,影響作物生長。施肥不 當的話,容易出現鈣,鎂,鉀的過,F象,影響其他養分的吸收。必須注意的是,農作物的種類和土壤 pH 不同,各種堿基之間的最適比例也有所不同。通常,鈣/鎂的當量比在 6 以下, 鎂/鉀的當量比的 2 以上為理想。
           7. 有效態磷: 土壤中的磷絕大多數是鈣,鋁,鐵的磷酸鹽化合物。在這些磷酸鹽化合物中,磷酸鈣根據所結合的鈣原子的數量而具有可溶性和枸溶性,可以被作物吸收利用,和水溶性磷一起構成了有效態磷。磷酸鋁化合物則除了部分可以分泌多量強酸性根酸的作物和豆科牧草之外,基本上不能被作物吸收。與鐵結合生成的磷酸鐵也是難溶性化合物,旱地作物難以吸收利用,但在湛水的還原條件下,磷酸鐵會被還原成水溶性,釋放出磷來供水稻吸收利用。 因此,旱地與水田的有效態磷的測定方法有所不同。
           8. 磷固定系數: 水溶性磷肥施入土壤后,部分磷會直接被作物吸收,但大部分磷在溶解后會與土壤溶液中的鋁離子和鐵離子結合生成難溶性的磷酸鋁和磷酸鐵,析出沉積在土壤里。這種水溶性磷轉變成難溶性磷化合物的變化稱為土壤的磷固定。作為磷固定的指標,干土100克能夠固定的磷重量稱為磷固定系數。 土壤中的活性鋁離子和鐵離子含量越大,土壤的磷固定系數就越高。特別是日本常見的黑色火山土的磷固定系數很高,施入的磷肥很快就會被固定成難溶性磷酸鹽化合物,難以被作物吸收。對于磷固定系數高的土壤,可以通過調整土壤 pH,施用堆肥和腐殖酸肥料,硅酸肥料等方法來減輕磷固定。
          三, 土壤生物性方面的診斷項目   土壤生物性方面的診斷項目主要有下面 2 項 1. 土壤微生物分析: 通過分析土壤中真菌類的絲狀菌,放線菌,鐮刀菌,細菌類的細菌和二碘曙紅色素耐性菌的種類和數量來判斷土壤微生物的平衡與否。另外,預定栽培茄科作物的土壤要追加青枯病菌,預定栽培十字花科作物的土壤要追加根腫病菌的分析。這是為了防止土壤傳染病害所必需的預防措施。
          2. 有害線蟲的分析: 通過分析土壤中的根瘤線蟲,根腐線蟲,胞囊線蟲的有無和生息數量, 來診斷是否適宜栽培瓜類和薯類作物。這些線蟲可以寄生在作物根內,從作物根吸收養分,分泌出特殊物質影響作物生長和收獲物的質量。
            土壤診斷并不需要對以上的所有項目進行全面實施?梢愿鶕A定栽培的作物種類,耕地土壤種類,分析設備和費用,篩選出必須的分析項目進行分析。 通過土壤診斷,可以判明該土壤是否合適于栽培作物,需要改良的項目和改良方法,所需的土壤改良資材等。另外,將土壤診斷的結果和預定栽培的作物種類加以對照,進行適當的施肥設計,可以減少肥料用量和施肥次數,降低生產成本和勞動強度。   現代化農業的特征是培育和普及高產優質品種,完備灌溉設備,大量使用化肥和農藥,用農業機械來替代人力畜力來達到糧食和其他作物增產增收的目的,以滿足人類生活需要。另一方面,現代化農業所采取的生產方式也給環境帶來了過剩的負擔。其中最被指責的是過剩施肥和肥料成分的流失造成的環境污染。通過土壤診斷,特別是對土壤化學性方面的診斷,可以比較正確地掌握耕地土壤的現狀,得知土壤養分的含量和保肥能力,能夠有效地進行施肥和控制養分流失,既能夠削減生產成本,還可以減輕環境負擔。因此,為了能使現代化農業持續成長,根據土壤診斷來進行合理施肥是非常重要的。
            

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