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正是由于其特殊性質(zhì)——肥力,才使得綠色植物能健康生長。土壤肥力雖與土壤物質(zhì)組成有聯(lián)系,但主要受土壤性狀的影響。所以土壤是否健康,需要考量的指標是多方面的。
簡單來說,土壤肥力就是“土壤運行能力”,你也可以理解為土壤活力。雖然每個人或是每種作物對“健康的土壤”的理解是不同的,但通過測定土壤中的物理、化學和生物學性質(zhì)等分析性指標,適當?shù)倪M行調(diào)整,以達到適應作物健康生長的需求。
物理指標
土壤物理狀況對作物生長和環(huán)境質(zhì)量有直接或間接的影響。土壤團聚性會影響到土壤侵蝕,水分運動和植物根系生長;土壤孔隙提供了空氣交換、水分運動和養(yǎng)分傳輸?shù)耐ǖ?,也直接影響著植物根系的生長。
圍繞著土壤中固、液、氣三相的分配,各種土壤物理屬性是相互聯(lián)系和制約的。
團聚性好的土壤一般具有較好的孔隙分布,土壤團聚體間的大孔隙和團聚體內(nèi)的小孔隙相互補充,使土壤具有較好的持水性、導水性和通氣性。
土壤結(jié)構(gòu)差、團聚性差、容重大,則容易帶來固結(jié)、結(jié)皮、滯水等問題,進而導致根系發(fā)育不良,養(yǎng)分傳輸受限,污染物質(zhì)難以降解,具有較差的土壤生產(chǎn)和環(huán)境質(zhì)量。
化學指標
各種養(yǎng)分和污染物在土壤中的存在形式和濃度,直接影響作物生長。一些基本化學性質(zhì)如陽離子交換量(CEC)、pH值和電導率(EC)影響著這些養(yǎng)分和污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化、存在狀態(tài)和有效性。
CEC 指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量,是限制土壤化學物質(zhì)存在狀態(tài)的閾值。
pH 指土壤酸堿度,是限制土壤生物和化學活性的閾值。
EC 用來衡量可溶性離子濃度,是限制植物和微生物活性的閾值。
生物指標
土壤支持不同種群的生物,從病毒到大型哺乳動物,這些生物和作物與其他系統(tǒng)成分相互作用。許多土壤生物可以改善土壤質(zhì)量狀況,但是也有一些生物如線蟲,病原細菌或真菌會降低作物生產(chǎn)力。
蘇聯(lián)土壤學家威廉斯指出:“土壤是地球陸地上能夠生長綠色植物的疏松表層?!?/p>
這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(zhì)——肥力。土壤這種特殊本質(zhì),就是土壤區(qū)別于其它任何事物的依據(jù)。土壤肥力雖與土壤物質(zhì)組成有聯(lián)系,但主要受土壤性狀的影響。
土壤的主要性狀
土壤質(zhì)地:土壤的泥砂比例稱為土壤質(zhì)地。直徑小于0.01毫米的土粒稱泥;直徑為1-0.01毫米的土粒稱砂;直徑大于1毫米的土粒稱礫石。根據(jù)土壤質(zhì)地不同將土壤分為砂質(zhì)土、粘質(zhì)土和壤質(zhì)土。
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/立方厘米之間,因此,土壤晝夜溫差大,通透性好,有機質(zhì)礦質(zhì)化快,易耕作,但保水保肥能力差,遇水易板結(jié),肥力一般較低。種植作物要增施有機肥和少量多次地勤追化肥。
②黏土:這種土壤含泥粒在60%以上,土壤比重在2.6-2.7克/立方厘米之間。土壤硬度大,粘著性、粘結(jié)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(fā)揮。因此,水田要注意管水,提高泥溫,多施腐熟性有機肥和熱性化肥。
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/立方厘米之間。質(zhì)地輕松,通氣透水,保水保肥力強,耕作爽犁。因此,它是水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)的優(yōu)質(zhì)土壤。
土壤結(jié)構(gòu)
土壤形成團聚體的性能,稱為土壤的結(jié)構(gòu)性。凡土粒膠結(jié)成直徑為1-10毫米的團粒狀土壤結(jié)構(gòu),稱為團粒結(jié)構(gòu)。這是土壤結(jié)構(gòu)中最好的一種。
其形成條件有兩個:
一是膠結(jié)物質(zhì)。土壤中的膠結(jié)物質(zhì)最主要是粘粒,新形成的腐殖質(zhì)和微生物的菌絲及分泌物。這些物質(zhì)與鈣膠結(jié)在一起,就形成了具有多孔性和養(yǎng)分豐富、不易被水泡散的水穩(wěn)性團粒狀土壤結(jié)構(gòu)。因此,增施鈣質(zhì)肥料(石灰、石膏)有利團粒結(jié)構(gòu)形成。
二是外力擠壓作用。凡是作物根系穿插、干濕交替、凍融交替和耕作都對粘聚起來的土粒產(chǎn)生一定的外力擠壓作用,使之散碎成一定大小的團粒。深耕、免耕、滴灌、水旱輪作,都有利土壤團粒結(jié)構(gòu)的形成。
團粒結(jié)構(gòu)優(yōu)越性的具體表現(xiàn):
其一,能協(xié)調(diào)土壤水分和空氣的矛盾。由于團粒間存在大孔隙,團粒內(nèi)又有毛細管孔隙,這就有利于水分、養(yǎng)分、空氣三者間的同時存在。從而土壤水、肥、氣、熱狀況協(xié)調(diào)。
其二,具有良好的養(yǎng)分狀況。隨著水、氣矛盾的解決,也解決了水分與養(yǎng)分的矛盾。因團粒表面常為好氣分解,團粒內(nèi)部又為嫌氣分解,前者有利于土壤養(yǎng)分釋放給作物吸收,后者有利土壤腐殖質(zhì)累積,養(yǎng)分保蓄。矛盾協(xié)調(diào)后的水分與養(yǎng)分就能同時而不斷地供給作物需要。
其三,使土壤松軟適度。具有團粒結(jié)構(gòu)的土壤,疏松多孔,犁耕阻力小,耕作省力,耕翻質(zhì)量好;土壤細碎而均勻,既不緊硬,又不起漿浮泥;干燥不開大坼,泡田滲漏損失也小。
土壤吸收性能
土壤有吸收固體、液體和氣體的能力。其吸收方式分為五種。
①機械吸收作用:這是指土壤將大于土壤孔隙而懸浮于溶液中(如骨粉、餅肥、磷礦粉及糞便殘渣等)的微細顆粒機械地阻留下來,使之不隨土壤中滲水而流走的一種作用。由于土壤顆粒愈小,排列愈緊密,土壤孔隙愈細,因此機械吸收作用就越強,則土壤保肥性能就好。這種作用對新改稻田、新水庫、塘壩有利增強保水蓄水的功能。
②物理吸收作用:它是指土壤膠體依靠其表面能將分子態(tài)養(yǎng)分吸附在表面上,而膠體與被吸附物不起任何化學反應的一種作用。這種作用,由于對分子態(tài)養(yǎng)分有保持能力,因此,土壤中的氨氣、尿素、氨基酸等分子態(tài)氮就會減少揮發(fā)損失。平常在施用易揮發(fā)的銨態(tài)氮肥時要求復好土就是這個道理。
③化學吸收作用:這是指土壤中可溶性養(yǎng)分(如某些離子與帶不同電荷的離子發(fā)生化學作用),由純化學作用產(chǎn)生不溶性沉淀而固定在土壤內(nèi)的作用。這種作用,雖然有減少可溶性養(yǎng)分的流失,但被固定下來的養(yǎng)分就難以再被作物吸收利用,故降低了養(yǎng)分的利用率。因此,把磷肥集中施或與有機肥混和施,制成顆粒球肥施和根外噴施,就是避免化學吸收作用的發(fā)生,減少土壤對磷酸的固定。
④代換吸收作用:這又叫物理化學吸收作用。它是指土壤膠體表面吸著許多與它帶相反電荷離子的同時,其表面上又有等當量的同電荷的其它離子被代換出來的作用。其實質(zhì)是一種離子(陽離子或陰離子)代換過程,是土壤膠體所吸收的離子和土壤溶液中的離子在相互代換。所以這種作用是可逆的,即膠體所吸收的離子,又能重新被其它離子代換到溶液中去。從而,這種作用在調(diào)節(jié)土壤中可溶性養(yǎng)分的保蓄和供應,具有重要意義。
⑤生物吸收作用:這是指生活在土壤中的微生物及作物根系和動物等,吸收養(yǎng)分構(gòu)成有機體而保留在土壤中的一種性能。由于生物是根據(jù)自身需要,從土壤溶液中選擇吸收各種可溶性養(yǎng)分,形成有機體。當它們死亡后,有機殘體又逐漸分解,把營養(yǎng)物質(zhì)釋放出來,供作物吸收利用。所以生物吸收作用,能保持養(yǎng)分,積累養(yǎng)分,提高土壤肥力。
土壤酸堿度
土壤酸堿度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。pH=7時是中性反應,這時溶液中H+和OHˉ數(shù)量相等;pH小于7表示是酸性反應,這時H+多于OHˉ;H大于7表示是堿性反應,這時H+少于OHˉ。
土壤酸堿度按其pH值的大小分為七級:
pH<4.5 強酸性
pH4.5-5.5 酸性
pH5.5-6.5 微酸性
pH6.5-7.5 中性或近于中性
pH7.5-8.5 微堿性
pH8.5-9.5 堿性
pH>9.5 強堿性