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(兵团第二师二十一团农业技术推广站,新疆焉耆841111)
摘要:本文通过测土配方施肥工作对二十一团耕地土壤养分含量进行了分析,结合该团主栽作物,综合分析了不同作物种植适宜的土壤质地类型,为该地区作物栽培提供技术参考。
关键词 :土壤;养分分析;主栽作物
1土壤养分含量的检测与分析
1.1检测方法
以条田为单位,对665个土样进行检测,检测面积5017.64hm2,取样深度0~20cm。对土壤中N、P、K、有机质、pH、总盐进行测定,利用加权平均法得出全团各养分水平(见表1)。检测方法均按国家颁布的标准和规范进行。
1.2土壤分级标准
从表1、2可以看出,经测土配方检测,二十一团土壤pH值为8.16,总盐为0.345%,属盐碱性土壤;土壤养分含量N为63.1mg/kg,为中等偏低水平;P为25.7mg/kg,为中等偏高水平;K为213mg/kg,为中等水平;有机质含量18.8g/kg,为中等水平。土壤肥力比为N∶P∶K=1∶0.41∶3.38,整体水平较适宜辣椒、番茄等经济作物的生长。
1.3土壤养分含量分析
1.3.1有机质
全团有机质含量为中等水平,但在个别单位有机质含量较低,如2连为16g/kg,含量较低,建议多施有机肥、农家肥等,以改善土壤有机质含量,满足作物生育期的生长需要。
1.3.2碱解氮
全团N含量为中等偏低水平,但部分单位N含量较低,如6连为50.8mg/kg,11连为56.3mg/kg,5连为56.4mg/kg,均在养分分级的低水平。由于氮在土壤中易于挥发,尿素转化为碳酸氢铵后,在石灰性土壤上易分解挥发,造成氮素损失,建议深施覆土。施肥后不要立即灌水,以防氮素淋到深层,降低肥效。
1.3.3速效钾
全团速效K为中等水平,大部分单位为低含量水平,如试验站为140mg/kg,2连为187mg/kg,5连为133mg/kg,均在养分分级的低水平。二十一团多年种植辣椒、番茄,对钾的需求量较大,钾肥可提高甜菜的含糖度。
由于钾在土壤中移动性较小,建议在用硫酸钾作基肥时,一定要深层覆土,以减少钾晶体的固定,利于作物根系吸收,提高利用率。由于硫酸钾作追肥时易溶于水,可采用加压滴灌方式,同时,溶解度随温度的上升而增大,也利于作物吸收。
1.3.4速效磷
全团速效P为中等偏高水平,磷肥可提高作物产量,改善产品品质,加速各类作物的分蘖,促进幼穗分化、灌浆和籽粒饱满,促使早熟。能促进茄果类蔬菜的花芽分化和开花结实,提高结果率,提高油料作物籽粒含油量等,同时还能促进氮的吸收,提高作物抗旱、抗寒和抗盐碱等抗逆性。磷肥施入土壤后,易被土壤固定,且磷肥在土壤中移动性差,这些都是导致磷肥当季利用率低的原因。为提高其肥效,注意重过磷酸钙在作基肥时要深施,以满足作物苗期对磷的需求,磷酸二氢钾、磷酸一铵在加压滴灌番茄、辣椒上,水溶性强,随水滴灌配合施用氮肥,能显著提高磷肥的肥效。
2主栽作物种植建议
2.1辣椒栽培
辣椒栽培应选择土层深厚、有机质含量高、保水保肥能力强、通透性好的中性土壤。二十一团土壤有机质为中等含量水平,因此,土壤保水保肥能力较强,较适宜辣椒生长。虽然土壤偏碱性,对辣椒有一定的影响,但可通过人为的协调控制,通过合理施肥改善其土壤酸碱度,使其达到平衡,利于辣椒的栽培生长需要。
2.2番茄栽培
番茄栽培应选择土壤肥力较高、土壤质地较好、灌水方便的土地。土壤肥力指标应达到总盐≤0.18%,有机质≥18g/kg,碱解氮≥62mg/kg,速效磷≥25.8mg/kg,速效钾≥220mg/kg,土壤肥力比为N∶P∶K=1∶0.42∶3.55。根据二十一团土壤肥力比N∶P∶K=1∶0.41∶3.38,该团整体水平适宜番茄的栽培生长。
2.3甜菜栽培
由于土壤条件好的土地多用于种植两红产业作物——辣椒和番茄,因此,种植甜菜的地块多数含盐碱高,要认真做好洗盐压碱、增施有机肥、利用小麦轮作等土壤改良工作。二十一团土壤盐碱化程度低,有机质含量为中等,比较适宜甜菜的种植。
2.4小麦种植
小麦种植应选择土地平整、土壤有机质含量较高、通透性较好、排灌方便的壤土或轻沙壤土[1]。二十一团土壤质地适宜小麦种植,但土壤有机质含量中等,需利用增施有机肥、秸秆还田等措施来提高土壤有机质含量,以利于小麦种植。
3小结
通过测土配方施肥工作对二十一团耕地土壤养分含量进行了检测,综合分析了主栽作物所适宜的土壤质地类型:辣椒应选择土层深厚、有机质丰富,保水保肥能力强、通透性好的中性土壤;番茄应选择土壤肥力较高、土壤质地较好、灌水方便的土地;在盐碱地种植甜菜,应采取洗盐压碱、增施有机肥、利用小麦轮作等措施改良土壤;小麦应选择在土地平整、土壤有机质含量较高、通透性较好的壤土或轻沙壤土上种植。
关键词:土壤质地;管理模式;茶叶品质;土壤微生物
中图分类号:Q948.11;S571.1 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)10-1824-04
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.10.007
Effects of Different Soil Texture and Management Pattern on Soil Properties
and Tea Quality of Tea Garden
ZHANG Wen-li, XIE Heng, LI Tao, WANG Dan-dan
(College of Biological and Pharmaceutical Sciences, China Three Gorges University, Yichang 443002,Hubei,China)
Abstract: Based on the field survey and laboratory analysis, the effects of different soil texture and management pattern on soil properties and tea quality of tea garden were researched, which took three different green tea garden under different soil texture and the management pattern in main producing areas of Wufeng, Hubei province asthe research object. The results showed that the soil texture of tea garden 1 was sandy loam. Its contents of tea polyphenols, amino acid, and caffeine were the highest, which were related to its good soil nutrients content, the high number of soil microorganism and soil urease activity. Higher clay/sand is helpful to maintain soil moisture and soil fertility in tea garden 2, which might be related to its higher aboveground species diversity. The tea quality of tea garden 3 was as much as of tea garden 2. The main reasons might be the lower soil pH, poor soil phosphorus and low microbial activity in tea garden 3, which should be paid attention to improve its soil pH and the increase of phosphorus.
Key words: soil texture; management pattern; tea quality; soil microorganism
质安全的茶叶依靠土壤质地、养分条件和茶园的生态管理[1]。湖北省五峰县属亚热带温湿季风气候区,雨水比较充沛,独特的自然环境和土壤条件较适宜优质茶叶生长。五峰县是“宜红”茶的发源地和核心产区。全县拥有茶叶面积1.27万hm2,茶叶年产量1.95万t,年产值7.99亿元,其茶叶产量和产值居全国产茶县前列。随着当地茶园生产规模扩大、管理集约化水平大幅提升,诸多茶园的土壤质地势必会发生累积性恶变,如土壤养分有效性降低、土壤酸化、土壤微生物数量下降、土壤酶活性降低等,进而降低茶叶品质和产量,影响茶园的可持续发展[2]。因此,研究不同土壤质地、不同管理模式下茶园土壤的理化性质、微生物数量、脲酶活性,以期探明影响当地茶叶品质的土壤因子,为五峰茶园土壤改良、茶产业可持续性发展提供依据,为该区域复合生态茶园模式奠定基础。
1 材料与方法
1.1 样品采集
选择五峰县采花乡茶区3个代表性的种植10年的绿茶茶园为研究对象,试验样地基本特征见表1。茶园1、3是集约化、单一种植的密植型茶园,但两个茶园的土壤质地明显不同,茶园1土壤沙砾多;茶园2是不进行任何茶园管理措施的天然茶树,茶树分布稀疏、树下杂草丛生。
在每个茶园确定5个采样点。各样点以S形取3~5个取样深度为20 cm的土样混合。每个茶园5个混合土样,共15个土样。采摘1芽3叶新梢,测定茶叶品质成分。
1.2 方法
1.2.1 样品处理 土壤样品按常规方法处理,剔除石块、肉眼可见的植物根系等,风干、研磨、过筛,待测。部分土壤样品需冷藏待测。茶叶采摘后用去离子水冲洗干净后及时杀青、烘干,粉碎后过40目筛,待测。
1.2.2 样品测定 土壤粒径分布采用欧美克TopSizer激光粒度分析仪测定;土壤pH采用酸度计法测定;土壤有机质(SOM)采用重铬酸钾氧化-外加热法测定;土壤全氮(TN)采用凯氏定氮法测定;土壤铵态氮采用靛酚蓝比色法测定;土壤硝态氮采用紫外分光光度法测定;土壤全磷(TP)采用HClO4-H2SO4法测定;土壤速效磷(AP)采用NaHCO3法测定;微生物培养菌落计数采用稀释平板涂抹法测定。茶叶中茶多酚含量采用酒石酸铁比色法测定;游离氨基酸总量采用茚三酮比色法测定;咖啡碱含量采用紫外分光光度法测定;氟含量采用氟离子选择电极法测定。
1.2.3 养分评价标准 依据绿色食品产地环境技术条件(NY/Y391-2000)[3]、茶叶产地环境技术条件(NY/Y853-2004)[4]和优质、高效、高产茶园土壤营养诊断指标[5],将茶园土壤的肥力、pH分为3级(表2);同时根据国际制土壤质地分级标准进行土壤质地确定(表3)。
2 结果与分析
2.1 茶园土壤颗粒的组成
土壤颗粒是构成土壤固相的物质,是土壤结构形成的基础。其粒径大小、组合比例对土壤水分和孔隙结构等的物理性状有较大的影响。由图1可知,在0~20 cm土层,就沙粒含量而言,茶园1最高(46.0%),显著高于茶园2(29.2%),与茶园3(38.9%)差异不显著。茶园1的粉沙含量(46.9%)显著低于茶园2(59.1%)和茶园3(52.9%);茶园2的黏粒含量显著高于茶园1和茶园3。根据国际制土壤质地分级标准,茶园1属于沙质壤土,茶园2和茶园3属于粉沙质壤土。
在一定程度上,土壤颗粒的黏粒与沙粒的比(黏/沙)可反映土壤的质地。沙粒是土粒中最粗的部分,土壤持水能力随沙粒含量增加而减弱[6]。而土壤黏粒含量高,土壤孔隙就会越小,从而保水、保肥性会增强。本研究中3个茶园的土壤黏粒含量较低,均在10%左右(图1)。由图2可知,3个茶园土壤的黏/沙的比例大致在0.1~0.4范围内;无人为管理的茶园2的土壤黏/沙最大。比较3个茶园的土壤含水量发现,无人为管理的茶园2最高,粉沙质壤土的茶园3次之,而沙质壤土茶园1最低。推测茶园2、茶园3土壤含水量较高应该与土壤中较高的黏粒含量和较低的沙粒含量有关。
2.2 茶园土壤的化学性质
酸性土壤是茶树生长所必需的生态条件。根据茶园土壤养分分级标准,一般认为茶园土壤pH以II级标准为优质高产高效茶园土壤养分标准。由表4可知,茶园1、茶园2、茶园3之间土壤pH差异显著。沙质壤土茶园1的土壤pH(6.46±0.03)处于I级标准,偏高;粉沙质壤土的茶园2和茶园3土壤pH小于6,处于II级标准,适宜。
土壤有机质(SOM)是土壤中各种营养元素的重要来源,可表征土壤肥力。茶园1、茶园2、茶园3之间土壤有机质含量差异显著。沙质壤土茶园1的SOM含量最高(47.96±1.07 g/kg),无人为管理的粉沙质壤土茶园2的SOM含量最低,为(19.51±0.52) g/kg(表4)。根据茶园土壤养分分级标准,茶园2处于土壤II级水平,茶园1和茶园3均处于土壤I级水平。
土壤全氮(TN)代表土壤氮素的总贮量,用于衡量土壤的基础肥力。其中,铵态氮和硝态氮是植物可以直接吸收与利用的氮源。本研究中3个茶园的TN无显著差异,且根据茶园土壤养分分级标准均达到I级标准。茶园1和茶园3的铵态氮(AN)和硝态氮(NN)含量均显著高于茶园2(表4)。
土壤全磷(TP)是茶叶磷素的主要来源。茶园1、茶园2、茶园3之间土壤TP含量差异显著,茶园1的TP含量最高(0.96±0.01 g/kg),茶园2的TP含量最低,为(0.31±0.01) g/kg(表4)。根据茶园土壤养分分级标准,茶园1达到了土壤I级水平,茶园3处于II级水平,茶园2处于III级水平。速效磷(AP)经常作为重要的指标来说明土壤磷素肥力的供应情况。本研究表明,茶园1的土壤AP含量最高,茶园3次之,茶园2最低,为(1.42±0.07) mg/kg(表4)。根据茶园土壤养分分级标准,茶园1土壤达到了I级水平,茶园3处于II级,接近于I级水平,茶园2处于III级水平。
2.3 茶园土壤生物特征
茶园土壤中微生物的数量是影响茶树生长和茶叶质量的重要因素。通常土壤微生物数量多、活性强,可以提高茶园土壤有机质含量,提高土壤肥力[7]。由图3可知,茶园2土壤中霉菌、细菌、放线菌的数量均最高;茶园3土壤中霉菌、细菌、放菌的数量均最低。茶园1和茶园2微生物总数显著高于茶园3(P
2.4 茶园茶叶品质特征
茶汤的滋味是茶叶品质中许多因素中的核心。茶叶主要呈味物质有茶多酚、氨基酸、咖啡碱和糖类等。其中茶多酚的含量不仅呈味,而且决定茶叶的色泽,也是茶叶中有保健功能的主要成分之一。而绿茶中的氨基酸含量高,茶叶滋味浓,香气好。由表5可知,茶园1的茶叶茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量均显著高于茶园2和茶园3;茶园2和茶园3的茶叶茶多酚、氨基酸、咖啡碱含量无显著差异。3个茶园的茶叶中,氟的含量适中,具体表现为茶园1最低,茶园2最高。
3 小结与讨论
土壤质地与土壤的保水、保肥能力密切相关。本研究结果表明,沙质壤土的茶园1的土壤肥力与土壤微生物数量及活性,以及茶叶的主要品质均明显高于粉沙质壤土的茶园3。茶园3的土壤pH较低(4.70),自然土壤植茶后,土壤理化性质最明显的变化是土壤pH会显著降低[8]。Koga等[9]曾采用热量测定法研究茶园土壤微生物,发现当pH低于6.0时,微生物的生长活性随着pH的降低而减弱。本研究结果与该结果类似,pH为6.46的茶园1和pH为5.30的茶园2,它们的土壤微生物总数量较高;而pH为4.70的茶园3,其土壤微生物总量最低,土壤脲酶的活性也不高。从中国茶园土壤的实际情况分析,茶叶品质较高的土壤pH应为5.0~6.5[10]。因此,茶园土壤pH不应太低,建议对茶园3的土壤pH进行调节,改善土壤的生物活性,以提高土壤肥力。
此外,茶园3土壤的TP和AP较低,均处于II级标准。而土壤磷是影响茶叶产量和品质的最重要元素,如土壤磷含量增加有利于茶多酚和水浸出物的增加[10],磷素能促进茶叶糖类向茶多酚转化与积累[11],而茶叶中氨基酸形成所需的ATP是高磷化合物[12]。因此,茶园3较低的土壤磷素水平限制了其茶叶的品质。建议对茶园3进行增施磷肥,改善土壤磷素水平,以达到提高茶叶品质的目的。
茶园2为闲置的荒地,尽管无施肥和任何的人为管理活动,但其茶叶的品质却跟集约化种植的茶园3相当。相对于长期施肥的茶园3,茶园2的土壤性质除有机质含量不高、磷素含量较有限外,其土壤含水量最高,土微生物数量最多,土壤氮素含量达到I级标准。这可能与茶园2地上杂草丛生,物种多样性相对于其他茶园丰富有关。有研究表明,多物种群落茶园的土壤物理性状较纯茶园优良,这与间作植物落叶及根系生长影响土壤生物作用有关[13,14]。本研究中茶园2的土壤颗粒组成中,黏粒含量较高、沙粒含量较低,比较有利于维持土壤的保水、保肥能力。因此,探讨以茶为主,多种物种组合、立体种植的复合生态茶园模式很有必要。
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相对于一般的蔬菜种植,有机蔬菜的种植对于土壤的要求要高得多。在不使用化学肥料的情况下,保证土壤的肥力达到有机蔬菜的栽种要求,对培肥技术提出了更高的要求。
1 有机蔬菜生产健康土壤的评价指标
(1)土层要深厚。土层深厚才能为植物良好的生长和发育提供充分的水分和营养。
(2)土壤三相比例适当。一般土壤中固相为40%,液相为20%~40%,气相为15%~37%。
(3)土壤质地要疏松。土壤的质地关系到土壤的温度、通气性、透水性以及保水、保肥性能等。
(4)土壤温度要适宜。土壤温度直接影响到植物根系的牛长活动和土壤生物的生存。
(5)土壤酸碱度要适中。不同作物对土壤酸碱度要求不同。多数作物适应的土壤pH值为6.5~7.5。
(6)土壤有机质含量高。有机质含量代表土壤供肥的潜力及稳产性,是评价土壤肥力的一个十分重要的综合指标,一般有机质含量高的土壤供肥潜力大,抗逆性强。土壤有机质大于2%为肥沃土壤,1%左右为中等肥力土壤,小于0.5%为贫瘠地。
(7)土壤生物指标。利用生物指标可以监测土壤被污染的程度,反映土地的种植制度和土壤管理耕作水平。
2 根据蔬菜的种类及其生长规律培肥
不同的蔬菜对土壤的要求有比较大的差异,施肥过程中要因菜而异。比如说茎叶类蔬菜对氮类的营养需求比较多,豆类蔬菜虽然通过固氮作用来获取氮素,但是对于磷、钾、钙、钼等元素相对于氮类元素需求更多。即便是同一种蔬菜,在不同的时期对于营养的需求也有比较大的差异。例如,蔬菜苗期对营养的需求比较少,进入生长期以后,对于各种营养的需求则比较多。要根据有机蔬菜具体的生长情况,将固态有机肥与速效有机肥有效地结合起来,灵活地进行培肥,这样才能满足有机蔬菜对各种养分的需求,提高有机蔬菜的产量。
3 提高土壤自身的培肥能力
现代有机蔬菜的栽种都是采用轮作的形式,简单地说就是轮番进行种植,以实现栽种价值的最大化。但是,要保证合理的轮作复种种类及时间,最大限度地增加栽种的多样性,均衡土壤当中的各种营养元素,培育和提高肥力,减少病虫害的发生。这就需要在栽种的过程中,制定详细的有机蔬菜栽种计划,合理安排栽种的种类、时间,以及土壤培肥的措施,保证养地与用地的协调,使土壤具有持久的肥力。在种植计划当中,每一年都要种植不同的蔬菜,这样就会避免连年种植导致土壤当中某养分大量地减少,影响到土壤的肥力,导致再次栽种此类作物的时候营养不足,影响到这种蔬菜的产量。
4 土壤培肥技术方法
4.1 施用堆肥,增加土壤有机质含量
施用有机堆肥,能使土壤疏松,保水保肥,同时堆肥颜色较深,可提高土温,适宜露地早熟栽培。另外土壤中有机质有缓冲力,能防止有害物质对蔬菜作物的伤害,土壤理化性质好,可使根系向纵深发展。腐熟的有机堆肥在制作过程中,要调整好碳素及氮素比例,一般农田的C/N维持在10:1左右,堆肥制作时其材料C/N应调整为30~40:1左右,以利于促进微生物的繁殖。堆肥材料水分含量在60%较适当。水分不足,微生物繁殖缓慢,水分过多,则氧气不足,影响堆肥发酵。有机堆肥腐熟所需时间,一般木质素材料为6个月,稻草2个月左右。
动物的粪便不宜直接施用,需要经过发酵制作才能施入大田,否则,会给农产品带来污染。目前国内不少厂家根据农业生产的需要,已制成了袋装的有机肥料,如有机专用肥、有机专用复合肥等等。
4.2土地整治,改善土壤理化性状
田间土地整治工作是很重要的。应根据蔬菜作物生态环境要求进行整地。明沟暗渠,沟渠配套,做到能灌能排;耕作层较浅的田块,通过深耕,打破硬土层,排水通气,以促进根系向下伸长;对酸性强的土壤,施用适量石灰调整pH值,以平衡土壤养分;对盐碱重的土壤,可采取挖沟深埋法,亦可用灌水洗盐法。
4.3地面覆盖,防冲刷,保水,保肥
整地筑畦以后,用塑料布或稻草覆盖畦面,降雨时既能防冲刷又能增加渗入量,干旱时可以保湿,寒冷季节还能增温防冻。
4.4 掺土法
根据不同种类的土壤,用掺和的方法改良土壤质地。如粘性土壤透气性差,空气、水分比例失当,可加入适量的砂土;反之砂性土壤可加入适量粘土。
4.5 种植绿肥作物
关键词:土壤特性 耕地宜茶性 分析
前言
当前多数茶园由于不合理施用化学肥料,营养成分不平衡现象普遍,导致土壤酸化、养分流失、环境污染、茶叶高产不优质、经济效益下滑等问题出现。通过多年测土配方施肥,分析名山区茶树种植区域的土壤条件,根据耕地宜茶性等级,确定名山区内用于种植栽培茶树的耕地条件适宜程度。对于不适宜的地区,给出合理的改良建议进行名山区土壤特性与耕地宜茶性的综合分析具有重要的现实生产意义。
1.研究方法
1.1数据来源
按照代表性、可比性、典型性、全覆盖的原则,从调查与采集的样点中筛选了2147个的土样参与分析。采用数据库软件和EXCEL表格,对属性数据进行了规范整理。数据内容及来源包括镇、村行政编码表等内容。按照数据字典的要求,设计各数据表字段数量,字段类型、长度等,统一以Dbase的DBF格式保存入库。
1.2分析方法
1.2.1分析因子的选定
分析因子是指参与确定耕地耕种作物适宜性等级的属性。本文在分析了已有研究成果的基础上,选择了海拔高度、坡度、土壤质地、土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、土壤酸碱度共计8项分析因子。
1.2.2确定各分析因子的权重
采用特尔斐法与层次分析法相结合的方法确定各分析因子权重。
1.2.3确定各分析因子的隶属度
对定性数据采用特尔斐法直接给出相应的隶属度;对定量数据采用特尔斐法与隶属函数法相结合的方法确定各分析因子的隶属函数,将各分析因子的值代入隶属函数,计算相应的隶属度。常用于综合分析的隶属度函数通常有两类,分别是s型隶属度函数和抛物线型隶属度函数。
土壤pH、海拔含量适用于抛物线型隶属度函数,坡度、有效磷、速效钾、碱解氮、有机质则适用于S型隶属度函数。根据茶树土壤适宜性指标确定土壤各指标隶属度函数拐点参数,据此将各指标实测数代入函数公式即可得到各项指标的隶属度值。各项肥力指标的隶属度值在0.1-1.0之间,其值的大小反映了其隶属的程度,最大值1.0表示土壤良好状态,完全适宜优质茶叶的生长,最小值0.1表示土壤状况不佳。
1.2.4计算耕地宜茶性综合指数
采用累加法计算每个分析单元的综合指数。
S=∑ (Fi×Ci)
式中:S——耕地宜茶综合指数;
Fi——第i个分析因子的隶属度;
Ci——第i个分析因子的组合权重。
2.茶叶种植适宜性各指标的分析
2.1海拔高度
海拔高度对茶树物质代谢的影响体现的是一个气候因素问题。在一定范围内,高海拔区茶园产出的茶叶品质更好,其原因可能是高海拔区茶园具有相对低温、高湿度和多云雾的气候特征,促使了茶叶孕育、生长期较长,有利于各种优异品质的形成。名山区耕地土壤海拔在600~800m间的占耕地总面积比例最大,为87.95%;海拔范围处于800~1200m之间和海拔小于600m的耕地分别占总面积的6.51%和5.53%;海拔大于1200m的耕地面积较小,仅占总面积的0.01%。
2.2坡度
坡度也是影响茶叶种植的一个重要因素。坡度太大会影响光照,造成养分流失。名山区耕地田面坡度集中在10°~15°之间,均值是13.8°,占耕地总面积的91.21%;植茶耕地坡度在15°~25°范围的耕地,占耕地总面积的8.03%;其次是坡度大于25°范围的耕地,占耕地总面积的0.76%。
2.3质地
质地是土壤重要的物理性质之一,直接影响土壤水热状况和耕性。名山区土壤质地有轻壤土、中壤土、重壤土、轻粘土四种类型,以中壤土为主,占全区耕地总面积的54.00%;次为重壤土,占耕地总面积的31.76%。
2.4土壤PH值
名山土壤均以弱酸性为主,其中土壤样本pH值均为分布在4.5~5.5范围内的比例较高,占耕地总面积的58.55%,基本上适宜茶叶生长,。
2.5有机质
有机质是土壤的重要组成部分,虽然土壤有机质只占土壤总重量的很小一部分,但它是体现土壤肥力水平的重要标志之一,土壤的水、肥、气、热状况和其他一系列物理、化学、生物性质都与土壤有机质含量有关。
名山区气候温和多雨,相对湿度较大。土壤常年温润或渍水,有机质易于积累,矿质化作用较弱,因而土壤有机质含量丰富。全区耕地土壤有机质含量几乎均在在20g/kg以上。
2.6碱解氮
碱解氮是指作物当季能够从土壤中吸收用于作物生长发育的氮素,其含量的多少直接关系到作物的产量、品质及抗病虫能力,对其它养分的吸收利用也有一定的关系。约三分之二左右的名山区耕地土壤碱解氮含量100~150mg/kg,另外三分之一左右的耕地土壤碱解氮含量低于100mg/kg。
2.7有效磷
磷是植物生长发育必不可少的营养元素之一,对作物高产及保持品种优良特性又明显作用。土壤有效磷,也称为速效磷,是土壤磷素养分供应水平高低的指标, 其含量高低在一定程度反映了土壤中磷素的贮量和供应能力。根据表7可以看出,名山耕地土壤有效磷主要分布在10~20mg/kg之间。
2.8速效钾
钾是植物必须营养元素之一,它具有提高产品品质和适应外界不良环境的能力。土壤速效钾是指土壤中能被植物快速吸收的钾,在化学形态上包括水溶性钾,交换性钾和部分缓效性钾,其含量高低与作物生长的好坏关系非常大。根据表11可以看出,名山耕地土壤速效钾平均含量为83mg/kg,一半以上的耕地速效钾含量处于80-150 mg/kg范围内。
3.耕地宜茶性分析结论
根据综合宜茶指数分布,采用累计曲线法确定分级方案,划分地力等级。名山区耕地宜茶综合指数根据累计曲线法可分为S≥0.8、0.8≥S>0.6、0.6≥S>0.4、0.4≥S>0.2和S≤0.2五个等级,一等地为高度适宜,二等地为适宜,三等地为中等适宜,四等地为勉强适宜,五等地为不适宜。全区耕地没有完全不适宜种茶的耕地。此外,一至四等地分别占全区耕地总面积的0.07%、73.37%、26.52%、0.04%。其中二、三等地面积和所占比例最大,面积分别为27463.97和9927.23公顷,两者合计共占总面积的99.89%;其次为一、四等地,面积分别为27.38和14.37万公顷,两者合计仅占耕地总面积的0.11%。
从乡镇分布来看,仅有蒙顶山、蒙阳等少数乡镇含有高度适宜的一等地,并且所占比例也十分小;大部分乡镇处于适宜的二等地范围内的比例较大,其中解放、联江、廖场、马岭、红星、百丈等乡镇尤为突出,约90%面积以上的耕地都属于二等地。三等地在茅河、建山、城东、红岩等乡镇所占比例较大。四等地也仅分布茅河、车岭等少数乡镇,且比例极小。在总体来看,蒙顶山、蒙阳等乡镇宜茶水平较高,茅河、建山、红岩等乡镇宜茶水平较低。
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论文摘要 总结了利辛县春播胡萝卜高产栽培技术,包括:品种选择及播种量;选地、施肥、整地、做畦;浸种、催芽、播种;防除杂草;田间管理;病虫害防治;适时采收等。
胡萝卜因其富含胡萝卜素和钙、磷、铁等矿物质,有“小人参”之美誉,且病虫害少,产量高,利于无公害、高产、优质、高效栽培,越来越受到人们的青昧。现就我地春播技术要点介绍如下。
1品种选择及播种量
选用抽薹晚、耐热性强、品质优、生长期短的品种,如改良黑田五寸、红芯四号、春红二号、夏时五寸等品种,用种量3.75~4.50kg/hm2(脱毛种)。
2选地、施肥、整地、做畦
从品质要求来考虑:需选择环境好、无污染的区域发展;近几年内使用过呋喃丹等高残农药的土壤不适宜发展出口加工胡萝卜生产。从胡萝卜的特性和生长条件来看:它属根菜类蔬菜,肉质根的大小、品质与土壤质地关系密切。因此,要选择在地势较高、排水良好、土层深厚、质地疏松、有机质含量高的粉壤土或砂质壤土上种植。如在质地较黏重的土壤上种植时,要增加农家肥的用量,或在翻耕时施入一定量的砻糠灰。冬前深翻冻土,播种前7~10d,施优质腐熟有机肥60~75t/hm2,硫酸钾复合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)1.5t/hm2。整地力求精细,深翻30cm,耕后细耙,做到上无坷垃、下无卧垡,并剔除瓦砾、草根等,利于播种深浅均匀,出苗整齐,然后做成垄高15cm,畦面宽1.2~1.5m。对排水稍差、土壤质地较黏重的地块,可实行起垄栽培。起垄栽培有以下优点:雨水多时利于排水降湿,避免渍害,增加土壤透气性,能使胡萝卜优质高产,裂根减少。其栽培要点如下:先按25~30cm的深度全层翻耕,再按15~20cm的高度做平顶垄,垄沟宽20cm。垄顶宽30cm的种2行,垄顶宽40cm的种3行。有机肥等基肥要埋于垄下。起垄后,在垄顶上按行距15cm开播种沟,沟深2cm。
3浸种、催芽、播种
胡萝卜属绿体春化长日照作物,肉质根膨大的适宜温度为18~25℃,在苗期4~5片真叶甚至2~3片真叶时就能感受低温,进行春化作用,一般当感受10℃以下低温累积达350h以上时,以后在5~6月份长日照条件下就可能进行花芽分化,抽薹开花,而且温度愈低,感受低温时间越长,抽薹率越高,播种过晚生长后期温度过高影响肉质根产量和品质,所以播种期不宜过早或过晚,我县一般在3月中、下旬,当5cm地温稳定在12℃以上时播种为宜。播种前3~4d,畦面扣棚升温,并用25℃左右的清水浸种24h,捞出后,置于15~20℃下用毛巾或麦糠保湿催芽,每天淘洗1次,待50%的种子露白时即可拌湿沙或细土播种,播种前1d畦内浇足底水,播后盖1~2cm厚的细土,并及时覆盖麦草、地膜,扣好拱棚保温。
4防除杂草
可在播种后覆草前,畦面用90%的乙草胺900~1 200 mL/hm2,对水750kg均匀喷洒畦面,再覆盖麦草、地膜,扣拱棚,也可在苗后杂草三至四叶期时,用10.8%的高效盖草能450~600mL/hm2,对水750kg,对杂草进行茎叶处理。
5田间管理
播后7~10d,待种子拱土后,及时除去麦草、地膜。当幼苗长到2~3片真叶时,选择晴朗无风的中午进行第1次间苗,苗距2~3cm。幼苗4~5片真叶时进行定苗。苗距:中小型品种株距为10cm,大型品种株距为13~15cm;间苗、定苗时最好采用掐苗或剪苗的方法,以防松动土壤,造成根系损伤,引起死苗、叉亘,影响产量和品质,定苗后浅中耕1次。
春胡萝卜在发芽期和幼苗期正值早春低温季节,除非特别干旱,一般不需浇水,到4月中、下旬,随着气温的回升,胡萝卜生长加快,应及时去掉拱棚,保持土壤湿润。在胡萝卜肉质根开始膨大期,如地上部生长过旺,要适当控制水分,进行中耕蹲苗,以后随着气温不断升高,肉质根膨大加快,需水肥量增多,除保持土壤湿润外,还应及时供给充足的肥料。追肥一般2~3次,第1次在定苗后5~6d,结合浇水施尿素150kg/hm2;第2次在7~8片真叶时即肉质根膨大初期,也是需水量最多时期,结合浇水追施硫酸钾复合肥300 kg/hm2,尿素130kg/hm2;隔20d后,再追肥1次,追施硫酸钾复合肥300kg/hm2,尿素75kg/hm2。如地上部生长过旺,可用15%多效唑可湿性粉剂1 500倍水溶液750 kg/hm2均匀喷雾,同时减少尿素的追施量,以促进肉质根膨大。
6病虫害防治
春种胡萝卜病虫害较少,但在生长后期常遭受蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害虫和蚜虫、甜菜夜蛾以及花叶病毒病的危害,应及时防治。
关键词 吹填土;PVA;理化性质
中图分类号 S289 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)06-0217-03
Effect of PVA by Different Concentration on Physical and Chemical Properties of Dredge Fill in Coastal Region
HOU Ying-zhen 1,2 ZHAO Xiu-fang 2 * FU Wa-li 1 * LAI Yu-han 1
(1 College of Geography,Southwest University,Chongqing 400700; 2 Tianjin TEDA Landscape Architecture Limited Co.)
Abstract Dredge fill originally came from sludge beyond the seabed,it was impossible to be applied to ecological construction directly due to its high salinity and soil texture.To improve the structure and desalting efficiency of dredge fill and enhance the ecological value of that soil in use,a kind of new soil conditioner high molecular compound called PVA was applied.Effects of PVA by different concentration on the variation of water permeability,water stable aggregate,moisture,EC,water soluble base ion and pH of hydraulic fill were studied by soil column leaching test in the laboratory in this paper.The results showed that when the concentration of PVA were 0.2%,0.5% and 1.0%,it cost 350,361 and 400 h while EC of leachate decreased below 1 dS/m,while soil without application used 587 h;When leaching last for 412 h,the total volume of leachate were 1.69、1.76 and 1.28 L,compared to soil without application of which leachate volume was 0.47 L,were increased by 259.57%、274.47% and 172.34%.Content of water stable aggregate which is larger than 0.25 mm were increased by 37.9、42.6 and 46.9 percentage point compared to 22.4% from soil without application.soil salinity was all less than 9.674 g/kg in 412 h of leaching,pH value was higher than original soil.
Key words dredge fill;PVA;physical and chemical properties
天津滨海新区地处海河入海口,依国家战略部署,该区将成为带动我国区域经济发展的第三极,逐步发展成为经济繁荣、人地和谐的宜居生态城市,规划城区绿地率和绿化覆盖率需分别达到35%和40%。但据调查统计,滨海新区独特的地理位置使近2/3陆域为吹填土造陆而成,吹填土是在整治和疏通江河行道时,用挖泥船和泥浆泵把江河和港口底部的泥沙用水力吹填的作用而形成的沉积土[1]。由于长期被海水浸渍,土壤质地黏紧,含盐量高,土体结构差,土体干燥时则板结严重,渗透系数小,自然脱盐率极差,自然条件下绿化植物难以成活。目前国内对于吹填土的绿化改良主要采用客土、暗管排盐、灌溉淋洗、生态修复等措施[2-3]。PVA(聚乙烯醇,polyvinyl alcohol,简称PVA)也是一种新型的土壤结构改良剂,它是由聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate)水解而成的化合物,分子链上含有大量羟基,无毒性,因具有良好的耐盐性、土壤移行性等性能,在苗木移植、土壤改良、调湿剂、芳香剂的释放基材等领域开发方面有广泛的用途[4]。刘义新[5]、EMo[6]、吴淑芳[7]等人研究结果表明,PVA用于土壤保水透水,黏粒成团,增强土壤K+的抗淋溶性,改善土壤结构,进一步改变土壤物理性状等方面有显著效果,目前主要应用于非盐碱土的改良,而在滨海吹填土绿化改良方面鲜见报道。该文通过PVA对吹填土淋洗脱盐的试验,旨在探索PVA改良滨海吹填土的可行性,为滨海吹填土土壤结构快速改良提供新的途径与方法。
1 材料与方法
1.1 供试土样和材料
试验中所用吹填土采自天津南港工业区,土壤质地参照国际制土壤质地分类标准[8],其主要土壤性状见表1。试验试剂采用日本KURARAY公司生产的型号为205 MB,分子量为22000的聚乙烯醇PVA粉末。
1.2 试验淋洗方法
试验土柱为高50 cm、内径9 cm的有机玻璃土柱管,共设置6个处理,土样磨碎,过0.5 mm筛,分别称取6份等量(1 000 g)干土装填,土柱底部铺1.5 cm石英砂反滤层,供水装置采用马氏瓶,土柱出水口用橡皮塞封紧,下方装接滤液装置。土柱装填后分别倒入浓度为0(CK)、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%的PVA溶液各1 L,充分搅拌土壤至完全湿润后静置24 h,待土壤颗粒全部沉淀,弃去表层上清液,拔出橡皮塞,开始供水淋洗,各处理重复3次。
淋洗开始后,每1 h采集淋出液,测定其体积、电导率(EC)和pH值,其中EC和pH值分别使用DDSJ-308 F电导率仪和E 201-C型pH复位电极测定,待出水稳定后,每隔4 h采集1次淋出液,当淋出液EC均小于1 dS/m时,试验结束。其中一组重复(0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和CK共6个处理)试验待若干个PVA处理的淋出液EC降至1 dS/m后结束。
1.3 样品的制备及测定
试验结束后,土柱置于室外自然蒸发,每5 d取土壤表层土样称量,测定含水率;各处理剩余土样风干后磨碎,过0.5 mm筛孔,所有土样均制备土水比1∶5浸提液,EC、pH值同样使用上述2种型号仪器测定,双指示剂法测定HCO3-和CO32-,AgNO3-滴定Cl-,EDTA间接滴定SO42-,EDTA络合滴定法滴定Ca2+及Mg2+,火焰光度计法测定K+和Na+。湿筛法测定土壤水稳性团聚体。
1.4 数据处理方法
数据统计分析采用Microsoft Excel进行,土壤稳渗速率采用达西公式计算[9]。
2 结果与分析
2.1 PVA对吹填土透水性的影响
不同浓度PVA处理在淋洗412 h后(重复进行3次)的淋出液总体积对比如表2所示。可以看出,浓度为0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和0(CK)6个处理的出水体积的方差分别为184、141、272、428、452和964。表明0.2%、0.5%和1.0% 3个处理下的出水量最稳定,土壤下水效果优于其余3个处理,并且0.5%处理下的3次出水体积差异最小。0.2%、0.5%和1.0% 3个处理的出水体积(平均值)分别为1.69、1.76、1.28 L,比对照处理分别增加259.57%、274.47%、172.34%,其中0.5%处理下的出水体积最大,2%处理和CK相当,而3.0%处理的效果并不明显。
各处理土壤的入渗速率随时间变化情况如图1所示。可以看出,各处理的入渗速率均随时间的推移逐渐下降趋于稳定,0、0.2%、0.5%、1.0%、2.0%和3.0%处理分别在淋洗265、196、216、244、259、270 h后达稳定入渗,速率基本保持不变,淋洗过程中土壤入渗速率由大到小依次为0.5%、0.2%、1.0%、2.0%、0和3.0%,其中0.2%、0.5%和1.0% 3个处理的稳渗速率分别为0.50、0.50和0.42 mm/h,较CK的稳渗速率(0.21 mm/h)分别提高了138%、138%和100%,0.2%处理和对照相当,3.0%处理则低于CK。由以上试验结果分析,各处理土壤淋洗过程中入渗速率均先下降后趋于稳定这一现象,有前人试验研究[10]证实,随着下渗的进行,湿润锋的前移,土壤含水率梯度的绝对值不断减小,入渗率也随之降低,当下渗进行到一定时间后,入渗率趋于一稳定值,该值小于土壤饱和导水率。从各处理土壤入渗速率来看,当PVA浓度为0.2%、0.5%和1.0%时入渗速率明显大于其余处理,其中0.5%处理的下渗速率最大,当浓度分别增大至2.0%和3.0%后2个处理的效果不明显,这说明PVA的浓度要根据实际情况进行控制,PVA的浓度不宜过高,才具有增加土壤透水能力的作用,这可能是由于PVA属于高分子聚合物,当施用浓度过高时,过多的PVA分子并不能完全渗透至土层,而是在土壤表层过度黏结土粒,反而抑制了水的渗透。
2.2 PVA对吹填土电导率和pH值的影响
各处理淋出液电导率随时间变化情况如图2所示。可以看出,所有处理电导率均随时间推移呈由高到低的下降趋势,其中0.2%、0.5%和1.0% 3个处理的淋出液电导率显著低于对照、2.0%和3.0%处理,且电导率下降速率也明显大于CK、2.0%和3.0%处理。3.0%处理的淋出液电导率在淋洗过程中电导率起伏变化较大,其余处理在淋洗200 h后电导率均呈稳定下降趋势,其中0.2%、0.5和1.0% 3个处理在200 h后电导率下降速率已趋于平缓,0.5%处理的电导率浓度在所有处理中始终处于最低水平。0.2%、0.5%和1.0% 3个PVA浓度下的吹填土淋出液电导率降至1 dS/m以下,历时分别为350、361 h和400 h,未施用处理则用时587 h;从电导率在淋洗过程中不断下降这一现象可知,土壤盐分持续充分的溶解,并随着淋洗液渗出,导致土壤中的含盐量不断减少,故在淋洗的过程中,淋出液中的盐分浓度呈现下降的趋势。而3.0%处理的电导率在淋洗过程中出现不规则的起伏变化,则可能是由于3.0%的PVA浓度较高,溶液黏稠,PVA分子并没有完全渗透吸附到土层,而是黏结于土壤表层阻碍了水分的自由下渗,导致土壤的盐分不能充分溶解,故电导率出现上下波动。
各处理的淋出液pH值随时间的变化状况如图3所示。可以看出,当淋洗412 h后土壤淋出液pH值由高到低排序为1.0%>0.5%>0.2%>2%>0>3%,各处理土壤在淋洗过程中淋出液的pH值均呈现先升高,后降低再升高并逐渐趋于稳定的变化趋势,从波峰波谷出现的时间看,除CK外,其余添加了PVA的处理出现波峰波谷的时间具有高度一致性,在淋洗约265 h前后出现波峰;300 h前后出现波谷。淋洗后期的淋出液pH值均比各初始阶段有所升高。从试验淋洗过程可以看出,pH值与含盐量呈相反的变化态势,即当土壤的含盐量不断降低,淋洗液的pH值反而升高,这与陈 魏等[11]研究滨海盐土脱盐的结果一致。
2.3 PVA对吹填土水稳性团聚体的影响
土壤团聚体即土壤结构,是指土壤所含的大小不同,性状不一,有不同孔隙度、机械稳定和水稳性的团聚体总和其中水稳性团聚体大多是钙、镁、腐殖质胶结起来的,在水中振荡浸泡、冲洗而不易崩解,仍维持其原来结构的团粒[12]。水稳性团粒结构的大小、数量和稳定性决定了土壤孔隙大小和结构的稳定性,它左右土壤空气、水分及养分活化等状况,是影响土壤通透性与抗蚀性能以及反映土壤质量最为重要的指标之一,而且高的土壤团聚体稳定性能够维持适当的渗透空间[13]。研究中通常把粒径大于0.25 mm的水稳性团粒作为评价土壤结构的标准。
不同浓度PVA施用下吹填土各粒径水稳性团粒的含量如表3所示。可以看出,各处理大于0.25 mm水稳性团聚体含量由多到少排序依次为3.0%>2.0%>1.0%>0.5%>0.2%>处理前>0,大于1.00 mm水稳性团聚体含量排序为3.0%>2.0%>1.0%>0.5%>0.2%>0>处理前。当PVA浓度分别为0.2%、0.5%、1.0%、2.0%和3.0%时,大于0.25 mm的水稳性团聚体含量分别较CK增加了37.9、42.6、46.9、49.8、52.3个百分点;大于1 mm的水稳性团聚体较对照分别增加了32.3、46.1、47.1、50.9、56.4个百分点。对于PVA促使土壤成团的机理,学者Malik[14]研究表明,PVA为非离子高聚物,以稳定的氢键和范德华力吸附于土壤表面,高聚物的氢原子为结合水饱和,对于自由水没有结合键,同时结合水分子的氢键又为土粒表面的氧原子结合键对应结合,遮断了结合水和自由水的结合键,因此团粒呈现出水稳性。由试验结果可见,未施用PVA的对照处理中小团聚体的含量较多,大团聚的数量较少,而施用PVA的处理大团聚体的含量较对照均显著增加,并且随着PVA浓度的增加,大于1 mm的大水稳性团聚体含量越大,这与刘义新等[5]人的研究结论基本一致。
2.4 PVA对吹填土含水率和水分蒸发的影响
不同浓度PVA对土壤水分的影响如图4所示。可以看出施用了PVA的5个处理(0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%)土壤饱和含水量分别较CK增加了6%、10%、16%、21%、26%,这说明PVA能够有效增加土壤的持水性。随后,将土柱置于室外进行连续蒸发实验,4 d后0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和CK的含水率分别为53%、59%、62%、70%、76%和51%;8 d后各处理含水率分别为46%、50%、53%、59%、65%和42%;16 d后含水率分别为37%、42%、44%、46%、53%和30%;24 d后分别为25%、27%、31%、39%、43%和22%。由此可见,随着PVA浓度的增加,土壤的保水性能越强,究其保水原因,可能是由于PVA促使土壤颗粒成团后,黏结于土壤表层的PVA高分子屏障阻碍了团粒内部水分的散失,从而增强了土壤的保水性,这一现象与PVA改善土壤的透水性,提高土壤排水速度的推断并无矛盾[5]。
2.5 PVA对吹填土盐分的影响
淋洗412 h后各处理的土壤盐分和离子组成情况如表4所示。可以看出,0.2%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%和CK处理下的土壤在淋洗412 h后的全盐量分别为1.117、1.340、(下转第221页)
1.553、2.097、9.674 g/kg。脱盐率分别为97.3%、97%、96%、94.8%、75.9%和79.3%,实践生产中往往将土壤含盐量低于0.3%作为盐碱土淋洗脱盐的指标[15],由此可知0.2%、0.5%、1.0%和2.0% 4个浓度处理的土壤已经达到生产指标含盐量的要求。
从淋洗后土壤各离子组成情况看,除CK和3.0%处理下的HCO3-浓度上升外,其他的离子浓度都有不同程度的下降。其中,Na+、Cl-下降幅度最大(溶脱率64%~99%),0.2%、0.5%、1.0%和2.0% 4个处理下Na+的溶脱率均在99%以上,Cl-的溶脱率均在95%以上,而HCO3-的溶脱率最小(5.5%~53%)。K+、Ca2+和Mg2+浓度下降幅度中等(溶脱率为45%~88%),其中添加了PVA的各处理K+的溶脱率(88%~94%)均小于CK(99%),由此可知,PVA对K+具有吸附作用,可以有效降低土壤K+的淋溶率,保持K+在土壤耕层中的作用,这一现象与刘义新等[5]人的研究结论一致。土壤中SO42-含量较小,溶脱率中等(68%~96%)。淋洗后的各处理土壤中HCO3-、SO42-、Ca2+和Mg2+比例较处理前有所增大,而Ca(HCO3)2、CaSO4、Mg(HCO3)2、MgSO4等物质对土壤产生的危害较小,钙离子含量的增加可以使土壤产生凝聚力较强的钙胶体,促使土壤团粒结构的形成,有利于改善土壤物理化学性质[16]。
3 结论
PVA能够增加吹填土的下渗量,提高其透水能力,改善土壤的物理结构,增加土壤的水稳性团聚体含量,增强土壤的保水性能,并且随着PVA浓度的增加,其提高土壤0.25 mm以上水稳性团聚体含量和减少水分散失的能力也越强。对土壤盐分有较大的溶脱,明显降低土壤中Na+、Cl-的浓度,增强K+的抗淋溶性,促使土壤的化学成分向有利于植物生长的方向转变。当PVA浓度维持在0.2%~1.0%时,对吹填土理化性质有明显的改良效果,而当PVA浓度在2.0%~3.0%时反而抑制了PVA效率的发挥,其改善土壤透水性和脱盐的效果并不明显。
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关键词 盐碱地;改良;技术措施
中图分类号 S156.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2011)12-0282-01
所谓盐碱地,是指土壤中含有过量可溶性盐类的土地,不适合植物尤其是农作物的生长。根据土壤中所含盐分和碱分的多少,还可进一步将盐碱地划分为轻度(0.10%~0.25%)、中度(0.25%~0.50%)和重度(0.50%~0.60%)。根据联合国教科文组织和粮农组织的不完全统计,各种盐碱地往往是在一定的自然条件下,由多方面因素共同作用而造成的。其中,影响盐碱地形成的主要因素有气候条件、地理条件、土壤质地条件、地下水以及河流和海水的影响等。全世界盐碱地的面积为9.543 8亿hm2,其中我国盐碱地的面积为9 913万hm2。
人们对于盐碱地改良的研究由来已久,在长期的生产生活实践中,已经逐步形成了很多行之有效的技术措施。对盐碱地进行改良,一方面是排除已经积累在土壤中的盐分,另一方面是防止盐分进一步积累到土壤中(即返盐)[1]。但是盐碱地的发生与发展是一个极其复杂的过程,既受自然条件,如地貌、地形、土壤、气候及水文地质等方面因素的影响,又受人类活动,如土地利用方式、农业耕作方式、水利工程设施等因素的影响[2]。由于各地的自然条件不同,土壤中的含盐量与盐分的组成也有差异。因此,为了达到改良盐碱地的目的,应该根据各地的自然经济特征,因地制宜地进行综合治理。
1 改良前准备工作
应该在治理之前先做2项准备工作:一是要组织大量人力、物力对盐碱地做全面的调查分析,特别是要做好对于盐碱地土壤情况的调查,如了解土壤盐渍化的起因、现状和未来的发展趋势。二是要对盐碱地土壤的演变规律有一个正确的认识,并在此基础上来利用规律指导实践。由于盐碱地土壤的类型繁杂,发生程度不一,土壤情况各异,其中最活跃的因素是土壤中水分、盐分的运动[1],给改良盐碱地增加了一定难度。笔者对各种盐碱地改良技术措施进行归纳,包括整地法、深耕深翻法、锄地法、填沙法、排水洗盐法、有机肥料法、化学改良法以及生物改良法等,以期提高土壤质量。
2 改良方法
2.1 整地法
削高垫底,平整土地,可以使从降雨和灌溉过程中获得的水分均匀下渗,提高冲洗土壤中盐分的效果,也可以防止土壤斑状盐渍化,减轻盐碱危害。
2.2 深耕深翻法
盐分在土壤中的分布规律:土地表层盐分聚集多,越到下层就会越少。经过深耕深翻,可以把土壤表层中的盐分翻到土壤的下层,同时把下层含有盐分较少的土壤重新翻到土壤的表层。通过深耕晒垡能够切断土壤毛细管,减弱土壤水分蒸发,提高土壤活性以及肥力,增强土壤的通透性能,从而能够有效地起到控制土壤返盐的作用[3]。这一做法有利于耕作蓄水。盐碱地深耕深翻的时间最好是在春季和秋季,因为春、秋季是土壤一年中返盐较重的季节。但在深翻盐碱地的时候,春宜迟,秋宜早,以保作物全苗。特别是在秋季耕翻,尤其有利于杀死病虫卵和清除杂草。
2.3 锄地法
锄地可以疏松表层土壤,切断土壤的毛细管。当盐碱地作物出现滞长现象时,不宜平锄、浅锄,而应早锄,适当深锄;适时锄地,浅春耕,抢伏耕,早秋耕,耕干不耕湿。这样可以降低盐碱地的危害程度,促进农作物正常生长和发育。
2.4 填沙法
对于盐碱化程度较轻的土地,可以把含有较细颗粒度泥沙的河水引入地块,从而使泥沙沉淀下来,也可以使土壤中的盐分充分溶解、便于淋洗。之后再通过排水系统将溶解的盐分排出。而对于盐碱化程度比较重的土地,最好可以按照实际的行距、株距挖坑,将坑内的盐碱化土壤挖出,再填入适量沙土,待降雨或者灌溉后方可进行播种[4]。因为泥沙中含有丰富的有机物质和矿物养分,所以填充泥沙能够增加土壤的肥力,从而达到改良土壤的目的。使用此方法一定要预先进行专门的规划和设计,并且要注意加强灌溉管理,防止泥沙淤积河道。
2.5 排水洗盐法
通过建立水利工程设施,在盐碱地上采用较大定额的灌溉,以充分溶解土壤盐分表层土壤中的可溶性盐碱经下渗排到深层土壤中或者被直接淋洗[1]。对含有盐分的大量水可以通过排水沟加以排除。排水洗盐法可以起到淋盐洗碱的作用。在整个过程中排水是保证冲洗效果的关键措施,无排水的冲洗,应尽量避免。
2.6 多施有机肥料,合理施用化肥
盐碱化土地一般都具有低温、土瘦、结构差的特点[1]。因此,可以在盐碱地中大量投入人粪尿、绿肥、饼肥、畜禽粪便、秸秆、麦草肥以及混合制成的肥料等有机肥。有机肥料经过微生物的分解会转化形成腐殖质,而分解过程中又会产生大量有机酸,一方面可以中和土壤的碱性,另一方面可以加速分解养分,促进养分的转化,提高磷的有效性[1]。
通过施用有机肥料,可增加土壤中有机物质含量,由此提高土壤肥力,促进作物生长,抑制盐类对植物的不良影响,提高作物耐盐力。同时,有机肥料中含有大量有机质,对土壤中的有害阴、阳离子起到缓冲作用。因此,使用有机化肥能够提高土壤缓冲能力,改善土壤物理性状和盐分组成,降低土壤碱性。同时,腐殖质可以使土壤透水性增强,使用化肥可以加强淋溶作用,减少水分蒸发和抑制土壤返盐。
此外,无机肥料也可增加作物的产量,要扩大有机肥源。如果施肥的同时配合灌溉洗盐,改良的效果会更加显著。
然而,盐碱地在施用化肥时要避免再施用碱性肥料,如钙镁磷肥、氨水等,宜施入中性和酸性的肥料,以施有机肥料和高效复合肥为主,并注意控制低浓度化肥的施用。高浓度复合肥无效成分少,残留少。其中,硫酸钾复合肥是微酸性肥料,比较适合施用于盐碱地,且具有改良盐碱地的良好作用。但是化肥每次用量不宜过多,以避免加重土壤的次生盐渍化[1]。
2.7 化学改良方法
盐碱地因为其含有碱性盐类如重碳酸钠、碳酸钠,会破坏土壤的结构,降低通透性,直接危害作物的生长,需进行化学改良。最常用的方法是施用石膏(即硫酸钙),再灌溉冲洗,即可达到改良的效果[5]。每年在盐碱地上施石膏1 125 kg/hm2,3年后盐碱化程度会明显下降。有些地方施用麦糠,也取得一定的效果。
2.8 生物改良方法
可以选用抗碱作物种植在盐碱地,如棉花、苜蓿、油葵、高粱、大豆、玉米、葡萄等抗碱作物品种,从而减轻盐碱危害,确保作物增产丰收。也可以选种水稻,是中国改良并利用盐碱地的一个重要方法。在插秧之前先进行排水洗盐,在水稻的生长期淹灌以及大量排水换水,就可以冲洗和排走土壤中多余的盐分,能够较快地起到改良盐碱地的作用。要想通过种植水稻来达到改良盐碱地的效果,就必须要有健全的灌排水利工程系统,从而保证按时按量的供水、排盐和控制地下水位。在水旱轮作区,为了减轻淹灌对旱作区的不良影响,必须在水稻田的周围挖很多排水沟,将地下水位控制在临界深度以下。因此,在不适于旱作的广大地区推广种植水稻改良盐碱地的方法,更容易取得良好的效果,既可以减少盐碱危害,改良盐碱化土地,又可以收获水稻,此方法值得大力推广。
3 参考文献
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[2] 张建锋,宋玉民,邢尚军,等.盐碱地改良利用与造林技术[J].东北林业大学学报,2002,30(6):124-129.
[3] 王春娜,宫伟光,盐碱地改良的研究发展[J].防护林科技,2004(5):38-41.
关键词水稻单产;制约因素;解决对策;大可乡
1基本情况
大可乡地处石林县西南端,属半山半坝区,海拔1 655~2 068 m,年平均温度16 ℃,水稻是当地的主要粮食作物,常年种植面积333.3 hm2,由于地理条件及自然气候的影响,有106.7 hm2的中低产田,占全乡水稻面积的32%,平均单产7 050 kg/hm2,与高产样板的产量差距很大。从耕作水平、土壤肥力、微地形、气候等因素考察,中低产稻田主要分布在水尾、岩子脚、南大村3个村,充分挖掘这部分稻田的增产潜力,提高水稻单产,是稳定水稻总产和提高种植效益的主要途径。
2水稻低产原因
2.1土壤
在大可乡的中低产稻田中,大部分是冷浸田、胶泥田和砂漏田。
2.1.1冷浸田低产原因。①早春水土温度低,秧苗返青和分蘖都很慢,往往要到气温转暖、地温上升后才能转好,同时水土温度低还抑制微生物活动,有机质分解缓慢,养分供应失调[1]。②有效养分缺乏。因水热条件不良,有机质矿化程度低,分解释放养分少,缺磷少钾。土壤普查取土化验数据:有机质4.26%,碱解氮110.27 mg/kg,速效磷6.05 mg/kg,速效钾83 mg/kg。③土壤结构不良,质地粘重,通透性差,Eh值低。④还原物质过多。因Eh值低,嫌气分解和还原作用产生的有机酸、H2S、Fe2+ 过多,毒害水稻根系。
2.1.2胶泥田低产原因。①胶泥田质地粘重,通气性稍差。②耕性不良,粘结力、粘着力强,难耕难碎。③有效养分低,养分释放缓慢。土壤普查取土化验结果:有机质3.22%,碱解氮137.1 mg/kg,速效磷17.9 mg/kg,速效钾161.5 mg/kg。
2.1.3砂漏田低产原因。①质地偏沙,缺少粘性,团聚性差。②有机质含量低,养分贫乏,贮量和有效性养分甚低。土壤普查取土化验结果:有机质2.48%,碱解氮105.2 mg/kg,速效磷5 mg/kg,速效钾103 mg/kg。③保水保肥力差,渗漏性强,有效养分易于淋失,后期易脱肥。
2.2耕作制度
低产稻田大多数实行水稻—小麦两熟制,稻田种植小麦,一定程度上影响了水稻的适时栽种,有的小麦品种生育期长,成熟迟,导致水稻的移栽时间推迟,相应的抽穗开花期推迟,有的甚至推迟到当地的安全齐穗期之后,致使对低温敏感的减数分裂期遭遇有害温度的机率提高,穗粒数、结实率明显下降,单产降低。
2.3水稻品种
适合大可乡种植的丰产、优质、抗病品种贫乏单一,新品种引进示范工作滞后,低产区稻田品种更替慢,有的农户长期种植某一品种,品种逐渐混杂退化,生长不整齐,耐肥力差,生产力降低,既不及时更新也不作提纯复壮;同时随着水稻种子的市场化程度提高,种源繁杂,有的农户无法识别,盲目选种,良种化率降低。
2.4育秧技术
大可乡几种育秧方式并存,旱育秧为主,薄膜水秧、半旱半水秧为辅。有的秧苗播种量大,造成秧苗素质低,抗病性、抗逆性差,秧苗带蘖少[2];有的因苗期施肥不均衡,基肥仅用农家肥,秧床营养不足;有的盖膜时间过长,导致伤根烧苗,膜期通风炼苗不充分,揭膜后环境适应性差。
2.5栽培技术
2.5.1错过节令。不能掌握最佳时期播种移栽,移栽过迟,营养生长时间缩短,不能充分利用5月的光热资源,增加幼苗期的有效温度积累,对“两头低温”气候影响认识不足。
2.5.2规格不合理。栽插方式不规范,随手栽的现象还存在,不利于通风透光,条栽中株距过大,不利于建立合理的群体结构,单株营养面积不均,不利于水稻的生长发育。
2.5.3施肥不合理。施肥的种类、数量、时间配合不好。一是偏施氮肥,缺锌少磷钾,致使水稻营养失衡。二是有机肥投入严重不足,有的几乎是零投入,稻田有机质严重缺乏。三是前期集中施肥,分蘖过盛,群体过大,无效分蘖增多,中后期养分不足,成穗率、千粒重下降,产量降低。四是施肥与品种特性、栽插密度、土壤质地等方面衔接性差[3]。
2.5.4水分管理。移栽到成熟各生育期均有水层覆盖,根系发育差,植株不健壮,易倒伏和早衰,结实率不高,抗病力下降。
2.5.5病虫害防治效果不好。当地的病害主要是稻瘟病,虫害主要是螟虫、飞虱。病虫害防治与品种、耕作措施、栽培管理协调统一性差。
3解决对策
3.1改良土壤
3.1.1冷浸田。一是改善土壤水热状况,采取开沟排水,落干田水,适当晒田以利提高土温,增加透气性,促进还原物质氧化,降低毒性,促进有机质分解和迟效性养分转化。二是增施肥料,根据缺磷少钾状况,重视磷钾肥的施用。
3.1.2胶泥田。①增施有机肥料,以肥改土。②晒垡冻垡,以改善物理性质,活化土壤养分。③根据磷素不足、氮素偏少的状况,注意氮磷配合施用。
3.1.3砂漏田。①增施肥料,施足基肥,根据磷氮不足的状况,采取磷氮配合施用,化肥施用上少量多次,以减少渗漏淋失。②改善排灌条件,改串漫灌为沟灌。
3.2改革耕作制度
扩种蚕豆和选用早熟小麦品种,利用其生长期短、成熟早,能提早收割的特点,保证水稻适时移栽,以充分利用5月的光热条件,增加有效积温,提早抽穗,提早成熟。
3.3选用优良品种
选用适合大可乡环境条件的优良品种楚粳28、楚粳27、楚粳29,逐渐淘汰种性退化、整齐度差、混杂度高的品种。
3.4改进育秧技术
全面推行旱育秧,旱育秧根系发达,秧苗健壮,秧苗素质好,移栽后返青快,分蘖早而多,暴发力强,有效穗多,穗大,结实率高。在实施旱育秧中严格执行旱育秧技术操作规程,选好育苗地,培肥苗床,适时播种,精细管理。
3.5改进大田栽培技术
3.5.1适时早栽。楚粳品种感温性比感光性强,5月上旬移栽。可充分利用5、6月晴天多、雨天少、气温高、光照长的有利条件,促进水稻早生快长,稳健生长,提前抽穗,有效避过8月低温对水稻抽穗扬花的危害。
3.5.2增施有机肥,合理配方施好化肥。增施有机肥是培肥地力,防止土壤退化,提高水稻单产的有效措施。有机肥营养元素全面,肥效稳长,能改良土壤结构,增强土壤的保肥、供肥、通气及缓冲能力,能促进土壤微生物繁殖,加速养分在土壤中的分解积累,能不断满足水稻生长发育所需的水、肥、气、热。化肥与有机肥配合施用,能减少化肥的淋溶损失,提高化肥的利用率。在具体施肥方法上,根据对中低产稻田的土壤分析和改良对策,按照对农户具有普遍可操作性的推广原则,底肥可施用农家肥15.0~22.5 t/hm2、普钙450~525 kg/hm2、尿素150~180 kg/hm2、氯化钾120~150 kg/hm2、硫酸锌15 kg/hm2;分蘖肥施尿素150 kg/hm2;后期巧施穗肥,施尿素45~75 kg/hm2。
3.5.3蜂巢式规格化栽插。蜂巢式栽培可充分利用自然光照及合理利用生长空间,充分吸收土壤中的水肥,提高成穗率,增加结实率,提高水稻单产[4]。按株行距16.0 cm×20.8 cm拉线对空条栽,移栽量为30万丛/hm2。
3.5.4科学管水。改传统的淹水灌溉为“浅、湿、干”好气灌溉,可明显提高稻田的氧化还原电位,改进土壤的通气性,促进根系生长和提高根系活力,增强对营养的吸收利用,促进水稻早生快长,提高分蘖成穗率。根据水稻生长发育各阶段的需水规律,实行浅水插秧,浅湿分蘖,够蘖排水晒田,浅湿幼穗分化,寸水孕穗开花,湿润灌浆结实的措施。
3.5.5防治好病虫草害。加强病虫草发生动态监测,使用安全高效对口农药。具体措施如下:①大田化除:移栽后5~7 d,用“野佬”进行大田化除。②稻瘟病。进行种子处理,控制叶瘟发病中心,破口期预防穗瘟。③螟虫。挑治早栽田,在螟卵孵化高峰期即1、2龄幼虫出现盛期用药防治。④飞虱。统一连片防治,在低龄若虫阶段施用吡虫啉防除。
4参考文献
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一、工程节水技术
1、管道输水。以管道代替土渠和垄沟输水,主管一般采用低压管道,埋于地下,每隔米左右设一个出水口,引水至地面。再用塑料软管俗称“小白龙”从出水口引至灌溉小区。管道应短而直,分支处设截门,支管走向宜平行于作物种植行。为防止固定管道和易损管件受到耕作机械的损伤和冬季冻坏,其埋深要在当地常年冻土层以下。管道连接处设镇墩,出水口做防护。管道末端布设泄水井,冬前泄出管内存水,防结冰胀坏管道。
2、喷灌。利用喷头等专用设备把有压水喷到空中,像降雨一样洒落在田间,供给作物。主要优点是节水、灌水均匀、土壤不板结。
3、蓄水工程。按照地形、土质、集流方式以及蓄水用途选择适宜的类型。有适宜的低洼地形,且主要用以拦蓄沟岔或蓄存坡面和土路面等含泥沙量较大的雨水时,宜选用涝池和塘坝形式土质含砂较多或土质中有较多裂隙时宜选用蓄水池形式当土质为粘性土时宜选用蓄水窖形式。
4、打井取水。由于地下水补给困难,故要限量开采。平原浅层淡水区以水泥滤水管井和筒井为主河川地区以筒管井为主坝上和山地丘陵含水层埋藏浅、透水性强、补源丰富或裂隙发育的地区,可选用大口井。布井密度不可太大,井距较近时,应设置不同井深,分层取水。
5、微滴灌。包括微喷灌和滴灌。是利用低压塑料管道系统和灌水器将水和肥料以小流量输送到作物根区以滴水或微量低压喷洒进行局部灌水的灌溉方法。节水节能,使根区土层保持最优水肥状态。采用膜下微滴灌,效果更好。
6、渗灌。是将低压水通过埋在地下的透水管管壁微孔往外渗湿土壤,再借助土壤的毛细管作用将水分扩散到管周围,供作物根部吸收。主要优点是省水节能,不影响田间作业等。
二、农艺节水技术
1、平整土地,围埂打捻。土地平整,水在田面流动顺畅,下渗均匀,省水,灌溉质量好围埂打捻是一项传统的旱作蓄水措施,能有效拦蓄降水,提高自然降水的利用率。
2、调整灌溉制度。根据天气、土壤供水特性和作物需水量等具体条件,适时适量灌溉,尽量保证作物的需水敏感期和水分最大效益期用水,减少无效耗水。如小麦适期晚播,减少冬前无效耗水播种后垄内镇压、垄背不镇压,可降低麦田水分蒸发,为免浇冻水创造条件节水麦田不浇返青水,促小麦根系下扎,充分吸收土壤水。
实行调亏灌溉等限水灌溉制度,调整根区湿润方式和范围,如果树根系分区交替灌溉等。水肥一体化灌溉技术,既提高水分、养分藕合的利用效率,又降低水分、养分流失和污染的危险。
3、沟畦灌溉。包括节水畦灌、节水沟灌、膜上灌。节水型畦灌是通过防渗管道将水引人畦田,在田面形成薄水层,水层在沿畦纵坡方向流动过程中逐渐人渗,湿润作物的主要根层节水沟灌是在作物行间开挖灌水沟,水在沟中流动,湿润土壤膜上灌技术是在地膜覆盖的基础上,利用地膜输水,将膜侧流改为膜上流,通过放苗孔和膜侧带渗给作物供水。
小畦灌溉技术是通过精细整地,将农田整理成小的畦田,即“长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦”,土壤质地偏沙的畦田小一些,土壤质地偏勃的畦田适当大一些,一般畦田宽度一米,畦田长一米,埂高一米,底宽米左右,地头田埂和路边田埂适当加宽培厚。以畦田为单元进行灌溉,可有效地控制灌水量,减少水分流失。
4、机械化保护性耕作。深松,基本上不破坏土壤结构和地面植被,打破犁底层,及时耙耪,以利雨水人渗采用机械化免耕播种,在有残茬覆盖的地表实现开沟、播种、施肥、施药、覆土镇压复式作业,简化工序改翻耕控制杂草为喷洒除草剂或机械表土作业控制杂草。少耕,减少机械进地次数,保护土壤结构。
5覆盖保水
(1)地膜覆盖。将地膜覆盖在整好的畦面上,可以先播种后铺膜,也可先铺膜后播种,周年覆盖效果更佳。但要求整地和作物类别与之相配套,同时还要注意废膜的清除回收。应选用生育期相对较长、增产潜力较大和经济效益较高的作物和品种。在前茬作物收获后,抓紧进行耕翻,耕后及时耙耪保墒,采用机械或人工铺膜。墒情较好的地块可播种、覆膜一次完成。
(2)秸杆覆盖。在夏玉米田,每亩铺撒铡碎的麦秸任一公斤,一般可提高土壤含水量左右。耕埋秸秆应切碎厘米较好后耕翻人土,一般每亩用秸秆一千克。秸秆直接还田时,应适当配施化学氮肥。对缺磷土壤还应配施速效磷肥,以促进微生物的活动,有利于秸秆的腐解。
6、抗旱播种
(1)抢墒早种。群众说“趁墒不等时”,当地表有一厘米的干土层,而耕层土壤含水量尚在以上的干旱季节里,为避免失墒后难以下种,均可在适期播种前一巧天趁墒早种。这是谷子、玉米、高粱等晚春播种的作物抗旱增产的有效措施。
(2)提墒播种。在播种时表层土壤干土已达一厘米,而底墒尚好的情况下,可在播种前后采用耙糖镇压,增加上层土壤含水量,以利种子的发芽、出苗,促进次生根的生长,增强幼苗的抗旱能力。
(3)豁干土湿播种。也称分土借墒播种,当表层土壤干土层达一厘米以上,而底墒尚好时,可用犁开沟,然后在沟中再犁一遍,将种子种在湿土内,浅覆土,轻镇压并保留犁沟。
(4)顶凌播种。在经常发生春旱或春旱比较严重的地区,土壤开始解冻的返浆前期,就可顶凌播种。
(5)添墒播种。也称造墒播种或座水点种,当表层土壤干土层达厘米以上,底墒也不足时,为了不误农时,就必须添墒播种。应利用一切可利用的水源进行座水穴播,或先用犁褛开沟,顺沟浇水播种。
7、施用土壤改良剂、保水剂。施用黄腐酸等土壤改良剂,可以明显提高土壤的保水保肥能力,协调土壤的养分比例。保水剂可吸收相当于自身重量的数百倍至上千倍的纯水,这些水分可以被作物根系直接吸收。用于土壤蓄纳雨水,应选用颗粒状、凝胶强度高的保水剂提高树木成活率,苗木蘸根、移栽、拌种等,应选用粉状、凝胶强度不一定很高的保水剂。保水剂在土壤含水量高于出苗临界水分一以上使用效果最好。
三、生物节水技术
1、调整作物布局,搞好适水种植。根据当地供水条件,开展多种经营,宜农则农,宜牧则牧,宜林则林。发展当地高效益、低耗水的作物。旱地种植生育期短、省水的谷子、红薯等。
2、选用节水品种。选用根系发达、根冠比高、利用土壤水能力强的作物,做到作物的生长发育和雨热同季。