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          土壤肥力(Soilfertility)

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          • 最近更新:2017/4/14 15:35:22

          土壤肥力(Soilfertility)編輯詞條

              土壤肥力是衡量土壤能夠提供作物生長所需的各種養分的能力,是反映土壤肥沃性的一個重要指標。是土壤各種基本性質的綜合表現,是土壤區別于成土母質和其他自然體的最本質的特征,也是土壤作為自然資源和農業生產資料的物質基礎。 
           
          詞條標簽

          簡介

            土壤肥力是土壤的基本屬性和本質特征,是土壤為植物生長供應和協調養分、水分、空氣和熱量的能力,是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反應。四大肥力因素有:營養因素:養分、水分;環境條件:空氣、熱量。

          分類

           

          (1)自然肥力

                 是由土壤母質、氣候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力,是土壤的物理、化學和生物特征的綜合表現。主要存在于未開墾的自然土壤。它的形成和發展,取決于各種自然因素質量、數量及其組合適當與否。自然肥力是自然再生產過程的產物,是土地生產力的基礎,它能自發地生長天然植被。

             

          (2)人工肥力

                 是指通過人類生產活動,如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人為因素作用下形成的土壤肥力。土壤的自然肥力與人工肥力結合形成的經濟肥力,才能用以為人類生產出充裕的農產品。經濟肥力是自然肥力和人工肥力的統一,是在同一土壤上兩種肥力相結合而形成的。僅僅具有自然肥力的土壤,不存在人類過去勞動的任何痕跡。而具有經濟肥力的土壤,由于其中包括人工肥力,則凝結有人類的勞動。由于人工肥力是憑借人的生產活動形成的,人們就可以利用一切自然條件和社會條件促使人工肥力的形成,并加快潛在肥力轉化,使土地盡快投入生產。

          原理

            人類的生產活動是創造人工肥力,充分發揮自然肥力作用的動力。土壤肥力經常處于動態變化之中,土壤肥力變好變壞既受自然氣候等條件影響,也受栽培作物、耕作管理、灌溉施肥等農業技術措施以及社會經濟制度和科學技術水平的制約。農業生產上,能為植物或農作物即時利用的自然肥力和人工肥力叫"有效肥力",不能即時利用的叫"潛在肥力"。潛在肥力在一定條件下可轉化為有效肥力。

            依據擬定的土壤肥力指標,對土壤肥力水平評定的等級稱為土壤肥力分級。分級的目的是掌握不同土壤的增產潛力,揭示出它們的優點和存在的缺陷,為施肥、改良土壤提供科學依據。參評項目一般包括土壤環境條件(地形、坡度、覆被度、侵蝕度),土壤物理性狀(土層厚度、耕層厚度、質地、障礙層位),土壤養分(有機質、全氮、全磷、全鉀)儲量指標、養分有效狀態(速效磷/全磷、速效鉀/全鉀)等。項目的具體選擇,可根據土壤類別而定。評級方法有累計積分法和數理統計法等。評定結果可劃分瘦土、熟土、肥土和油土等級別。

            土壤肥力監測即觀測土壤肥力因子動態變化的過程。土壤水、肥、氣、熱等肥力因子,隨著氣候,水文等自然環境條件的變化以及農業生產活動的影響,不斷地產生變化,有些變化對植物生長發育有利,有些變化則不利。掌握土壤肥力因子的動態變化,及時預測和調控,可使土壤肥力的發展與作物的需求經常處于協調狀態,以取得作物高產穩產的效果。

          發展

            土壤肥力概念是隨土壤科學的發展而逐步充實與完善的。17世紀時海耳蒙特根據他著名的柳枝土培試驗,土壤肥力認為植物從土壤中得到的除水分以外,沒有其他任何物質。其后,德國的A.D.泰伊爾提出,除了水分以外,土壤中的腐殖質是唯一能作為植物養料的物質,是植物碳素營養和其他營養物質的源泉,錯誤地認為腐殖質可以被植物所直接利用。直至1840年,德國的Jvon李比希提出了植物礦質營養學說以后,土壤肥力概念才得到較為科學的解釋。李比希認為,礦物質是植物的營養基礎,土壤則是植物獲得礦物質營養物質的源泉。 這個學說首次明確地指出了土壤礦物質是土壤肥力的核心,從而修正了泰伊爾的錯誤。它不僅在土壤科學和農業化學發展史中具有劃時代的意義,而且促進了化肥工業的發展。但是,由于他忽視了土壤中除土壤礦質營養物質以外的其他因素對植物生長的影響,以致有將土壤肥力的概念與土壤礦質營養物質完全等同起來的傾向。仍有人將土壤肥力僅僅理解為土壤中植物生長所必需的元素的數量與有效性的一種狀況。20世紀初,蘇聯土壤學家威廉斯在總結前人和自己研究成果的基礎上,認為土壤肥力是土壤具有同時地、不斷地供給植物礦質養分和水分的能力,對土壤肥力概念作了較全面的表述。

            

          影響因素

          (1)養分因素

            指土壤中的養分貯量、強度因素和容量因素,主要取決于土壤礦物質及有機質的數量和組成。就世界范圍土壤肥力而言,多數礦質土壤中的氮、磷、鉀三要素的大致含量分別是0.02~ 0.5%、0.01~0.2%和0.2~3.3%。中國一般農田的養分含量是:氮0.03~0.35%;磷0.01~0.15%;鉀0.25~2.7%。但土壤向植物提供養分的能力并不直接決定于土壤中養分的貯量,而是決定于養分有效性的高低;而某種營養元素在土壤中的化學位又是決定該元素有效性的主要因素。化學位是一個強度因素,從一定意義說,它可以用該營養元素在土壤溶液中的濃度或活度表示。由于土壤溶液中各營養元素的濃度均較低,它們被植物吸收以后,必須迅速地得到補充,方能使其在土壤溶液中的濃度即強度因素維持在一個必要的水平上。所以,土壤養分的有效性還取決于能進入土壤溶液中的固相養分元素的數量,通常稱為容量因素。在實用中,養分容量因素常指呈代換態的養分的數量(代換性鉀、同位素代換態磷等)。土壤養分的實際有效性,即實際被植物吸收的養分數量,還受土壤養分到達植物根系表面的狀況,包括植物根系對養分的截獲、養分的質流和擴散三方面狀況的影響。

           

          (2)物理因素

            指土壤的質地、結構狀況、孔隙度、水分和溫度狀況等。它們影響土壤的含氧量、氧化還原性和通氣狀況,從而影響土壤中養分的轉化速率和存在狀態、土壤水分的性質和運行規律以及植物根系的生長力和生理活動。物理因素對土壤中水、肥、氣、熱各個方面的變化有明顯的制約作用。

          (3)化學因素

            指土壤的酸堿度、陽離子吸附及交換性能、土壤還原性物質、土壤含鹽量,以及其他有毒物質的含量等。它們直接影響植物的生長和土壤養分的轉化、釋放及有效性。一般而言,在極端酸、堿環境、有大量可溶性鹽類存在或有大量還原性物質及其他有毒物質存在的情況下,大多數作物都難以正常生長和獲得高產。土壤陽離子吸附和交換性能的強弱,對于土壤保肥性能有很大影響。土壤酸度通常與土壤養分的有效性之間有一定相關。如土壤磷素在pH為6時有效性最高,當介質pH值低于或高于6時,其有效性明顯下降;土壤中鋅、銅、錳、鐵、硼等營養元素的有效性一般隨土壤pH值的降低而增高,但鉬則相反。 土壤中某些離子過多和不足,對土壤肥力也會產生不利的影響。如鈣離子不足會降低土壤團聚體的穩定性,使其結構被破壞,土壤的透水性因而降低;鋁、氫離子過多,會使土壤呈酸性反應和產生鋁離子毒害;鈉離子過多,會使土壤呈堿性反應和產生鈉離子毒害,都不利于植物生長。

           

          (4)生物因素

            指土壤中的微生物及其生理活性。它們對土壤氮、磷、硫等營養元素的轉化和有效性具有明顯影響,主要表現在:①促進土壤有機質的礦化作用,增加土壤中有效氮、磷、硫的含量;②進行腐殖質的合成作用,增加土壤有機質的含量,提高土壤的保水保肥性能;③進行生物固氮,增加土壤中有效氮的來源。


          施肥方法

            生產上常采用基肥、種肥、追肥相結合的施肥方式為林木創造良好的營養條件。

           1.基肥

            播種或定植前結合土壤耕作施用的肥料稱為基肥,也稱底肥。主要目的是供給植物生長整個營養期所需的養分,一般以肥效持久的有機肥和不易流失損失的化肥作基肥。基肥施肥方法有:

            (1)撒施法在苗圃或造林地整地前將肥料均勻撒施于地表,然后結合耕作翻入土壤中。苗圃地常用此施肥方法。

            (2)條施法將造林地開直溝施入肥料的方法,也稱帶狀施肥法。一般在施肥量少時,條施法比撒施法肥料利用率高。施入肥料要立即覆土,一般平坦開闊地帶機械化造林常用此施肥方法。

            (3)穴施法將開挖栽植坑底部施入肥料的方法。在苗木移栽是常用的施肥方法,如城市路旁綠化造林。

            (4)環狀施肥法在樹冠外圍垂直的地面上挖一環形溝施入肥料的方法。一般溝深0.3m,溝寬0.5~0.7m,施肥后用回填土踏實。如果來年再施肥,在第一年施肥溝外側再挖施肥溝,以此逐年擴大施肥范圍。經濟林和人工造林單株施肥常用此法。

            (5)放射狀施肥法在距樹干一定距離處,以樹干為中心向樹冠外圍挖數條放射狀直溝施入肥料的方法。一般溝長與樹冠相齊,溝寬0.3~0.5m左右,施肥后覆土。來年再施肥時交錯位置。經濟林和人工造林單株施肥常用此法。

             2.種肥

            播種和定植時,施于種子或幼苗附近或供給植物苗期營養的肥料,稱為種肥。種肥一般用微肥和腐殖酸類肥料及微生物肥料,也可用速效性化肥作種肥。在土壤養分含量較低的地區,造林時可適當使用化肥作種肥。用化肥作種肥必須了解不同樹種的需肥特性和肥料性狀。據研究,針葉樹苗,出苗時吸肥能力弱,是否需要施用種肥仍無法確定。此外,有些化肥易燒傷種子或幼苗根系,如碳酸氫銨、硝酸銨、尿素等不宜做種肥。種肥施肥方法有:

            (1)分層施用法把種子和肥料分別施入不同土層深度,以免燒傷種子。一般把肥料施在下層,種子播在上層。速效性化肥作種肥時用此方法較安全。

            (2)浸種法用一定濃度的肥料稀溶液浸種一定時間。一般用微肥、菌肥、生長調節劑。

            (3)拌種法一定濃度的肥料稀溶液與種子一起摻和拌勻。常用微肥、菌肥、生長調節劑等。

            (4)沾苗根法在移栽幼苗時,以一定濃度的微肥、菌肥等浸沾幼苗。

            3.追肥

            植物生長期間為調節植物營養而施用的肥料稱為追肥。目的是及時供給林木或苗木生長發育過程中所需要土壤肥力的養分,特別是需肥關鍵期(最大吸收期)對養分的需要。一般以速效性化肥或微肥或高度腐熟的有機肥。追肥施肥方法有:

            (1)撒施把肥料均勻撒在地面,及時耕耙和澆灌使它進入土壤中。此方法適合密度較大的林地施肥。

            (2)條施林木行間或行列附近開溝施入肥料然后覆土。較適合人工幼林地施肥。

            (3)澆灌把肥料溶解在水中,全面澆在地面上或在行間開溝注入后覆土,也可使肥料隨灌溉水一起進入土壤中。

            (4)根外施肥植物生長發育期間,將低濃度的肥料溶液噴灑在植物葉片或用器件將肥料溶液注入植物地上部的一種施肥方法,也稱葉面噴施。噴在葉片上的養分溶液可通過氣孔或葉子表面角質層的分子間隙進入葉細胞,它是林木營養的輔助手段,不能代替根部營養(土壤施肥)。一般在土壤中易固定的肥料和根部養分吸收運轉慢的肥料適合用葉面噴施,當植物對某種營養成分需求量較小,且土壤中供肥速率較慢時適合用葉面噴施。常用根外施肥的肥料有磷酸二氫鉀、微肥、


          發展意義

                 用地與養地相結合、防止肥力衰退與土壤治理相結合,是保持和提高土壤肥力水平的基本原則。具體措施包括:增施有機肥料、種植綠肥和合理施用化肥,以便不僅有利于當季作物的高產,而且有利于土壤肥力的恢復與提高。對于某些低產土壤(酸性土壤、堿土和鹽土)要借助化學改良劑和灌溉等手段進行改良,消除障礙因素,以提高肥力水平。此外還要進行合理的耕作和輪作,以調節土壤中的養分和水分,防止某些養分虧缺和水氣失調;防止土壤受重金屬、農藥以及其他污染物的污染;因地制宜合理安排農、林、牧布局,促進生物物質的循環和再利用;防止水土流失、風蝕、次生鹽漬化、沙漠化和沼澤化等各種退化現象的發生,保護森林、草原,維護生態平衡等。

           

          參考資料

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