土壤肥沃耕層構(gòu)建模式

裴澤蓮等

摘要：詳細(xì)介紹土壤的物質(zhì)組成及作用，論述構(gòu)建土壤肥沃耕層對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要意義及我國土壤耕層構(gòu)建模式的發(fā)展歷程，介紹一種將深翻和秸稈還田結(jié)合起來的土壤肥沃耕層構(gòu)建新模式，為提高土壤耕層的肥力提供參考。

關(guān)鍵詞：土壤肥沃耕層；深翻；秸稈還田；肥力；犁底層

中圖分類號：S052 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2014）07-0068-02

1 土壤的主要物質(zhì)組成

農(nóng)作物賴以生存的土壤是由固體、液體和氣體三類物質(zhì)組成的。固體物質(zhì)包括土壤礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和微生物等；液體物質(zhì)主要指土壤水分；氣體是指存在于土壤孔隙中的空氣。土壤中這三類物質(zhì)構(gòu)成一個矛盾的統(tǒng)一體，互相聯(lián)系，互相制約，為作物提供必需的生存條件，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)。

有機(jī)質(zhì)含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個重要標(biāo)志，它和礦物質(zhì)緊密地結(jié)合在一起。在一般耕地的耕層中，有機(jī)質(zhì)含量僅占土壤干質(zhì)量的0.5%～2.5%，耕層以下更少，但它的作用卻很大，人們常把含有機(jī)質(zhì)較多的土壤稱為“油土”。根據(jù)分解程度，土壤有機(jī)質(zhì)分為新鮮有機(jī)質(zhì)、半分解有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)3種。腐殖質(zhì)是指新鮮有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)化后形成的黑色膠體物質(zhì)，一般占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85%～90%。

腐殖質(zhì)是作物養(yǎng)分的主要來源，其既含有氮、磷、鉀、疏、鈣等大量元素，又含有多種微量元素，經(jīng)微生物分解后釋放出來供作物吸收利用。腐殖質(zhì)是一種有機(jī)膠體，吸水保肥能力很強(qiáng)。因其顏色較深，有利于吸收陽光，故可提高土壤溫度。

土壤微生物的種類很多，有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等，其數(shù)量也很大，l g土壤中的微生物為幾億到幾百億個。在每667 m2耕層土壤中，微生物的質(zhì)量有幾百到上千公斤。土壤越肥沃，微生物的種類和數(shù)量越多。微生物能分解土壤中的殘根敗葉和有機(jī)肥料，并釋放出營養(yǎng)元素，供作物利用。

2 構(gòu)建土壤肥沃耕層的意義

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)條件，其中肥沃土壤是保證農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)的重要條件。耕層結(jié)構(gòu)的合理性直接關(guān)系作物的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

長期以來，人們對耕地進(jìn)行高強(qiáng)度開發(fā)和不合理使用，造成土壤存在以下問題：有效耕層變淺，犁底層加厚、堅實(shí)；耕層有效土壤數(shù)量明顯減少；黑土層變薄，有機(jī)質(zhì)含量降低，供肥供水能力減弱。耕層變淺后，土壤存在“淺、實(shí)、少”的問題，限制了作物根系的生長發(fā)育，降低了農(nóng)業(yè)抵御自然災(zāi)害的能力，同時嚴(yán)重影響作物高效吸收水分、養(yǎng)分，使其抗倒伏能力下降，進(jìn)而制約糧食高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)。

良好的耕層構(gòu)造應(yīng)具備以下能力：土壤容重保持、調(diào)節(jié)能力，協(xié)調(diào)并使土壤具有適宜的水肥氣熱條件；能促進(jìn)耕層中的礦質(zhì)化作用，加速養(yǎng)分釋放，為作物根系提供良好的土壤環(huán)境；促進(jìn)耕層內(nèi)腐殖化，保存和積累有機(jī)質(zhì)，培肥土壤。

3 土壤構(gòu)建模式發(fā)展歷程

耕作措施的發(fā)展受生產(chǎn)方式、機(jī)械化水平等多種因素制約。不同耕作措施形成的耕層構(gòu)造不同，影響耕層水、氣、熱等土壤生態(tài)因素。

20世紀(jì)50年代至今，耕作措施在作業(yè)動力、作業(yè)機(jī)具、作業(yè)方式上發(fā)生了巨大變化。50年代初主要采用傳統(tǒng)輪作制，耕作機(jī)具的動力基本為畜力，耕種方式主要有扣種、穰種、擠種等。50年代中后期，隨著大型動力的發(fā)展，機(jī)翻地、機(jī)播地和機(jī)械起壟等作業(yè)開始興起，耕作模式有平作，平作后起壟，翻、扣、穰種相結(jié)合等。60年代，機(jī)翻、機(jī)播、苗眼鎮(zhèn)壓、中耕起壟等新型耕作制度逐漸得到推廣應(yīng)用。70—80年代采用的耕作制度主要是機(jī)械化輪翻制，作業(yè)模式有機(jī)械深耕、輪翻、平播后重鎮(zhèn)壓、起壟（或原壟）除茬后機(jī)播等；80年代中后期，推廣應(yīng)用的耕作制度主要有少耕、留茬少耕、機(jī)械化原壟耙茬播耕、條帶深松耕、旋耕除茬播種、壟作留茬深松耕、地膜覆蓋耕作栽培等；90年代興起的耕作制度有輪耕法滅茬、壟上播種等。

近年來，受土地分散經(jīng)營的影響，大型動力及機(jī)具在生產(chǎn)上的應(yīng)用急劇下降，機(jī)械化深翻、深松作業(yè)的面積越來越少，小四輪滅茬起壟后壟上播種及小型動力淺旋耕后平播等方式占主導(dǎo)地位。小型動力機(jī)具的長期使用，導(dǎo)致耕作層淺，加上機(jī)械壓實(shí)使土壤表層容重增加，造成土壤板結(jié)、耕地退化、生態(tài)環(huán)境惡化、土壤失墑嚴(yán)重，進(jìn)而使土壤肥力下降。根據(jù)不同耕層構(gòu)造的生態(tài)效應(yīng)特點(diǎn)，深入研究滿足作物生態(tài)需求的耕層構(gòu)建模式，對重建土壤肥沃耕層具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 土壤肥沃耕層構(gòu)建新模式

耕地是恢復(fù)和提高土壤肥力的重要措施，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)。秸稈還田具有促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀含量增加，增強(qiáng)土壤水分保蓄能力，改善植株性狀，提高作物產(chǎn)量，改善土壤性狀等優(yōu)點(diǎn)。

將秸稈還田和土壤深翻耕技術(shù)結(jié)合在一起，是一種有效的土壤肥沃耕層構(gòu)建模式。其將緊實(shí)土層變?yōu)槭杷杉?xì)碎的耕層，增加土壤孔隙度，有利于接納和貯存雨水。

深翻耕可以將一定深度的緊實(shí)土層變?yōu)槭杷杉?xì)碎的耕層，增加土壤孔隙度，提高土壤接納和貯存雨水的能力，促使土壤中潛在養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為有效養(yǎng)分，有利于作物根系伸展發(fā)育。翻耕將地表的作物殘茬、雜草、肥料翻入土中，能夠清潔耕層表面，提高整地和播種質(zhì)量，且翻埋的肥料可調(diào)整養(yǎng)分的垂直分布。此外，將雜草種子、地下根莖、病菌孢子、害蟲卵塊等埋入深土層，抑制其生長繁育，也是翻耕的獨(dú)特作用。翻耕在改良牧草地、綠肥地、殘茬雜草地、施用有機(jī)肥較多地、開墾荒地的使用效果尤佳。秸稈還田能增加土壤養(yǎng)分含量，特別是鉀素的含量。同時，秸稈還田能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)（水分、養(yǎng)分、通氣和溫度狀況），為作物取得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)打下堅定基礎(chǔ)。另外，秸稈還田還具有保墑、調(diào)溫、抑制雜草生長、減輕鹽堿害的作用。

把深翻耕與秸稈還田二項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來，能構(gòu)建肥沃土壤耕層，使土壤具有一定的容重保持和調(diào)節(jié)能力，協(xié)調(diào)土壤的水、肥、氣、熱條件。此模式能更好地促進(jìn)耕層礦質(zhì)化作用，加速養(yǎng)分釋放，為作物根系提供良好的土壤環(huán)境，使作物根系“吃飽喝足住好”。同時，其能更好地促進(jìn)耕層內(nèi)的腐殖化作用，保存和積累有機(jī)質(zhì)，培肥土壤，為奪取作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)打下基礎(chǔ)。目前，我國正面臨著人口劇增、耕地銳減的巨大壓力，構(gòu)建合理耕層結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)以及可持續(xù)發(fā)展的主要途徑之一。

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