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有机肥俗称农家肥,包括农业废弃物、畜禽粪便、生活垃圾,如植物残体、动物粪便、餐厨垃圾等,“粮多、猪多、猪多、肥多、肥多、粮多”是对有机肥还田的形象化说明。有机肥在促进农产品安全、清洁生产,保护生态环境方面都有重要意义,同时也满足了人民对绿色有机食品的需求,因为有机肥对生产无污染的安全、卫生的绿色食品十分有利,是生产绿色食品的主要肥源。有机肥在农业生产中的作用如下:
1.有机肥含有植物需要的各种营养元素和丰富的有机物,供给平缓持久长效,对促进作物生长、提高产量有重要意义。首先,有机肥中各种营养元素比较完全,且是无毒、无害、无污染的自然物质,为生产优质、高产、无污染的绿色食品提供了必须条件。其次,有机肥中含有多种活性物质,如氨基酸、核糖核酸和各种酶等,既能营养植物,又能刺激作物生长,尤其酶的活性特别高,是土壤酶活性的几十倍到几百倍,不仅能增强土壤微生物活动,还能提高土壤养分的有效性,进作物生长。第三,有机肥在分解过程中,产生大量CO2,可促进植物的光合作用,丰富的碳源使作物增产达10%以上。
2.施用有机肥可提高土壤肥力、改良土壤。土壤有机质是土壤的核心成分,是土壤肥力的物质基础,虽然只占耕层土壤总量的百分之零点几至百分之几,却是衡量土壤肥力水平的主要标志之一。有机质可以有效地改善土壤物理、化学和生物特性,熟化土壤,增强土壤的保肥、供肥、保水、透气能力和缓冲能力,为作物的生长创造良好的土壤条件。我国大部分地区土壤有机质含量都比较低,而有机肥中的主要物质就是有机质,有机肥施入土壤后,增加了土壤中的有机质含量,补充了土壤中被消耗的有机肥料。有资料表明,有机肥转化为土壤有机质约占土壤有机质年形成量的三分之二,可见有机肥是补给和更新土壤有机质的主要物质来源。“地靠粪养、苗靠粪长”的谚语,在一定程度上反映了施用有机肥对于改良土壤、提高土壤肥力的重要作用。
3.有机肥在土壤中分解,可有效改善土壤理化性质,使土壤耕性变好,提高土壤的保水、保肥能力,有利于作物高产和稳产。有机肥进人土壤后,经微生物分解,转化形成各种腐殖酸物质。与土壤中的粘土及钙离子结合,形成有机无机复合体,促进植物体内的物质的合成、运输和积累以及酶的活性增强。同时,腐殖酸物质具有很好的络合吸附性能,能吸附土壤中的重金属离子,阻止其进入植株体内,减轻对作物的毒害,由于腐殖质疏松多孔,可以改变砂土的松散状态,提高土壤的疏松度、蓄水力和通气性。
4. 有机肥是改善和提高作物品质,保持营养风味的重要措施。有机肥养分全面,含有化肥所没有的养分,与化肥配合施用能提高产品品质。有机肥腐解后,在微生物作用下分解、转化、合成作物所需的活性物质是任何化学肥料都不可代替的,可以被植物直接吸收利用,减少化学污染,抑制有害物质的含量,使用有机肥的植物果实含水量小,能保持作物原有的营养风味,提高产品品质,因此有机肥可以促进作物的生长和提高产品的品质,是作物的重要营养源。
5.施用有机肥可减少化肥、农药的大量使用,减轻环境污染,促进生态和谐。经济的发展使城镇化进程加快,激增的城市人口,使城市的污染物、废弃物也在不断增加。有机废弃物中含有大量病菌虫卵,若不及时处理会传播病菌,而有机肥是将大量动植物残体、排泄物、生物废料等充分腐熟后生成的的缓效肥料,使生活中的废弃物以另一种形式回归了土地,因此,城市污染物通过分类处理可以变成有机肥,变废为宝,通过合理利用这些有机肥,既可减轻环境污染,又可减少化肥投人,缓解日益严重的能源危机,从源头上促进农产品安全、清洁生产,保护生态环境,一举两得。
6.有机肥和化肥配合施用,相互补充,可提高肥料的利用率。化肥单位养分含量高,成分少,释放快,属速效肥;有机肥含有养分多但相对含量低,释放缓慢,属长效肥,为了保持养分的自我维持能力和土壤肥力,加强土壤养分循环再利用,应将有机肥和化肥合理配施,相互补充,使两者肥效长短结合,更有利于作物吸收,为作物提供营养,也提高了肥料的利用率。
【关键词】土壤;有机质;有效磷;玉米;产量
玉米是凌海市的主栽作物之一,玉米需肥量大,合理施肥对其高产有十分重要的意义,而充分了解土壤养分状况是合理施肥的前提条件之一。土壤有机质含量是土壤肥力分级的重要指标和肥力高低的综合表现,对施肥有重要的指导作用。近二三十年来,随着磷肥投入的逐年增加[1],土壤磷素营养状况发生了很大变化。为了进一步探明玉米产区农田土壤养分状况及其与玉米产量水平之间的关系,我们对凌海市玉米产区不同产量水平的土壤有机质和有效磷含量状况进行了试验和研究,以期为玉米合理施肥提供有效的理论依据。
1 凌海市玉米产区土壤有机质的含量现状
从有机质含量情况看,凌海市玉米产区土壤有机质含量总体上处于中、低水平(40g/kg的为极高水平),只有少数样点的有机质达到了高含量水平,没有极高含量水平的样本。另外,各采样点之间土壤有机质含量的差距不大,总体变化范围在0.91~38.15g/kg之间,平均值为19.92g/kg,标准差为5.84,变异系数为29.33%。其中,八千乡土壤有机质含量变动幅度最大,建业乡区土壤有机质含量变动幅度相对最小。从有机质含量等级的划分来看,右卫镇玉米带土壤有机质平均含量最高,为21.39g/kg;大业乡玉米带土壤有机质平均含量最低,为19.04g/kg。各区有机质平均含量虽有一定差异,但在数值上相差仅为2.35g/kg。
2 凌海市玉米产区土壤有效磷含量现状
研究表明,凌海市玉米产区土壤有效磷含量总体上处于较高水平。按5级分类制划分(P20mg/kg的为极高水平),土壤有效磷平均含量达到极高水平,平均值为23.66mg/kg。采样磷含量最高,平均值为24.55mg/kg,其次是大业乡和右卫镇,建业乡有效磷含量最低,平均值为22.01mg/kg。有效磷含量点与点之间差异最大的是建业乡,变异系数分别为93.76%;差异最小的是大业乡,变异系数分别为55.70%。除右卫镇有效磷含量无极低水平之外,其他各区有效磷点之间有效磷含量差异较大,变化范围在1.10~121.0mg/kg之间。
3 土壤有机质和有效磷含量与玉米产量水平之间的关系
3.1 土壤有机质含量与玉米产量水平之间的关系
有机质含量与玉米产量之间表现出正相关趋势,相关分析表明,这种正相关达到了极显著水平。但总体上高、中、低产量水平的土壤有机质含量相差不大,高、中产量水平相差3.76g/kg,低、中产量水平差值仅为2.19g/kg。
在4个乡镇中,玉米高产量水平所对应的土壤有机质含量在21.30~25.37g/kg之间,均处于中等含量水平;中产玉米所对应的土壤有机质含量在17.79~21.17g/kg之间,处于低含量水平的上限或中等含量水平的下限;低产玉米所对应的土壤有机质含量在15.61~19.64 g/kg之间,处于低含量水平。
3.2 土壤有效磷含量与玉米产量水平之间的关系
相关分析表明,玉米产量与土壤有效磷含量之间表现出极显著的正相关关系。总体上,玉米高、中产量水平所对应的土壤有效磷均达到了极高含量水平,但两者差异较大,差值为17.27 mg/kg;玉米低产量水平所对应的土壤有效磷含量处于低水平,为9.83mg/kg。在各乡镇中,高产玉米土壤所对应的有效磷含量均达到了极高水平,其中右卫镇高产玉米土壤有效磷平均含量最高,达到了41.56 mg/kg,建业乡高产玉米土壤有效磷含量最低,为37.34 mg/kg;中产玉米土壤有效磷含量也达到了高或极高水平,八千乡中产玉米田有效磷含量最高,为24.38 mg/kg,达到了极高含量水平,建业乡中产玉米田有效磷含量最低,为19.68 mg/kg,也接近极高水平的下限。低产玉米田土壤有效磷含量处于低水平的上限或中等含量水平。
我国高山蔬菜栽培区域多处于喀斯特地质地貌区,该地土层深厚、疏松且透水性好,加之雨热充沛、植被丰富、有机质含量较高(一般1.5%~3.5%),非常适合蔬菜高产栽培;但由于高山坡地淋溶现象较重,再加上多年连作,造成土壤贫瘠、有机质含量降低、土壤偏酸化、土传病害相对严重,高山蔬菜基地要走可持续发展的道路必须采用科学的土壤保育技术。
高山土壤保育技术,即以增加土壤活性有机质含量为中心的保持高山土壤质量的一系列技术,包括有机物料的来源与快速腐解技术、土壤调理剂技术(主要是调节土壤的酸度)、平衡施肥技术与功能肥料应用等。下面简要介绍几种高山蔬菜栽培地区的土壤保育技术,供生产者参考使用。
1 增施农家肥
农家肥料泛指农家就地取材、自行积制的各种肥料,如粪尿肥、土杂肥、饼肥、糟渣肥、海肥(利用海产品加工后的废弃物和不能食用的海生动植物,经过堆沤腐熟后而成的肥料)等,农家肥料含有较多的有机质,能够改良土壤,培肥地力,是高山绿色食品生产的首选肥料。
在高山地区一般利用枯枝落叶烧制的火粪作苗床底肥、用充分腐熟的猪糟粪作大田底肥效果很好,值得推荐。试验表明,烧过火粪的地块蔬菜连作病发病率明显低于未烧过火粪的地块,原因是在烧制火粪过程中,土块受热后,一部分有机态磷、矿物态钾转化成速效磷、钾;柴草等燃烧后的草木灰也留在土中,使得火粪中速效磷、钾含量比一般肥土高,而磷、钾肥可增强植株抗病性;烧过火粪的土壤的物理性质也有所改善,如黏着力减小,孔隙度增加,保水、保肥性能增强;一些质地黏重的土壤经熏烧后变松,有利于耕作和根系发育,增强植株抗病能力;同时,火粪在烧制过程中内部温度在 100~200℃,而许多连作土传病菌发育温度在10~38℃,这样就可以消灭田间病残体和土中的杂草种子、病菌、虫卵。
2 推广生物肥
土壤肥力除了化学、物理肥力外,其核心是生物肥力。生物肥力的关键是土壤中微生物的种群数量,测土施肥的关键之一是测定土壤中的微生物含量。土壤生态系统中微生物数量庞大,生物多样性丰富,生态功能活跃,是最丰富的微生物资源库,土壤中微生物种群数量大致为细菌(~108)>放线菌(~107)>霉菌(~106)>酵菌(~105)>藻类(~104)>原生动物(~103)。微生物分布在土壤矿物质和有机质颗粒的表面或孔隙中,形成无机-有机-生物复合体或无机-有机-生物团聚体。它不仅具有分解土壤有机质、形成腐殖质、转化土壤中难溶性矿质养分、改良土质、增进土壤肥力的功效,而且能够改善植物营养状况,增加植物抗病和抗逆能力,还可分解土壤中的有毒有机物,使土壤有自净化能力。
3 进行测土配方施肥
在高山蔬菜栽培过程中,应根据不同蔬菜类型和品种、生长发育特点、产量和测定的土壤养分含量情况,确定施肥种类和数量。根据农家肥和化肥的特点,合理搭配施肥,农家肥肥效长,含养分全面,内有微生物活动,可疏松和改良土壤,具有明显提高蔬菜产量和改善蔬菜品质的作用,宜作基肥;化肥速效,有效期短,含养分单一,宜作追肥。为了提高有机肥和化肥的利用率,发挥肥效,一般将2种肥料搭配使用。根据蔬菜的生长发育情况、需要养分的多少,确定追肥数量、次数和间隔时间,如生长发育良好、生育周期短的蔬菜,少追肥或不追肥;生长发育差、生育期长的蔬菜,应增加追肥次数,多追肥,一般每隔7~15天追1次,共追3~5次。根据不同蔬菜品种和肥料种类,确定施肥方法。
4 普及根际生态修复剂
1.1土壤沙化
土壤沙化的原因很多,现结合我国特点做简略介绍:(1)地表因素,周边存在较大范围的沙地或沙漠,沙子多为细砂和中砂,且沙子之间的物理粘粒较低。沙层较厚,经外力作用形成沙丘和洼地相间的地形。一旦起风,沙子随风移动,给土壤沙化准备了物质条件;
(2)气候因素,多由于干旱多风和降水稀少,大风为土壤沙化做了动力准备,干旱少雨为土壤沙化提供了时机;
(3)过渡带因素,由于气候,地理位置等因素地表的植被难以生长或是受到人为的破坏,形成了不稳定的过渡带,无法阻挡风沙的侵入,也是造成土地沙化的重要因素;
(4)农业生态因素:主要是人为因素的破坏使农业生态系统变得脆弱,毁林开荒加速土壤沙化进程,超负荷的使用地表植被,破坏了生态系统的自我调节能力,当外界的干扰因素超过了防御的最大限度,过渡带失去了防沙的作用;不合理的农业结构,某些地区为了发展农业,扩大农田的面积采取开垦森林和草原的方式,使生态系统转向封闭。也给土壤的沙化提供了便利。土壤沙化的影响;由于土地沙化,导致农田减少,土壤质量下降,进一步使农作物的的产量下降。为了缓解粮食的压力,只能进一步对周边地区的森林和草地进行开垦。造成了林牧比重失调的加剧。粮食作物对土壤营养消耗很高,不能实施轮耕致使土壤的有机成分迅速下降,肥力锐减。有些地区的土壤有机质含量甚至降到了1%,氮、磷等微量元素严重欠缺,由于缺柴作物的秸秆不能还田,加之投入的化肥有限,对土壤有机物质的补偿可谓是杯水车薪。年复一年的有机成分流失导致地力耗尽,然后废弃再恳形成广种薄收的局面。恶性循环不仅导致农业生态的恶化,也加大了土壤退化的深度和广度。
1.2农业操作不当造成土壤退化
1.2.1化肥对土壤退化的影响
化肥的使用对土壤的退化也有很大的影响。化肥不足的影响土壤的肥力,过量施用化肥致使土壤结构的改变,使松软的土壤变得板结,影响土壤的呼吸和土壤中的微生物,致使土壤失去保水保肥和供水供肥的能力。化肥影响微生物的活动,土壤为微生物提供了生存环境,同时微生物也以其具有的各种生物化学活性对土壤进行调节活动。在对有机物的分解和氮、硫等营养元素的转化中起着重要的作用。肥料对微生物的生存和发展存在着一定的影响,具体表现为:氮肥对土壤中真菌的繁殖有促进,但是大量使用氮肥会使真菌的数目下降。磷、钾肥的施用也能提高或降低土壤中真菌的数量。大量施用化肥可加速土壤的退化。解决方案:使用有机肥代替无机化肥,向土壤中施用有机肥可增加土壤的肥力,能减旱涝等灾害的危害,减少对土壤的污染,既增产又养地。可以迅速提高土壤中N、P、K的含量,改善和恢复土壤的退化。
1.2.2农业操作对土壤退化的影响
由于土地高产出的需求,人们在农作物的种植中使用地膜等辅助方式以及对某一地块重复种植某一种作物等来实现提高产量的做法也加速了土壤的退化速度。地膜的使用改变了土壤原有的呼吸方式和温度,进而改变了土壤的环境。致使赖以生存的微生物受到影响,反过来降低了化肥和有机物的分解,造成了恶性循环。另外地膜的使用改变了土壤中水分的代谢,往往会造成土地的硬结。加速了土壤的退化。不合理的耕作制度,由于作物的不同,吸收的有机物和土壤中的N、P、K等物质的需求也存在着差异,对土壤的要求也不同。初期由于某处土壤富含某种物质,适合某种作物生长,产量较高,就长期在此区域内种植该作物。随着营养物质的和微量元素的减少,土壤退化加剧,作物的产量必然下降,最终导致土壤营养丧失,而被放弃。解决方案:适量使用地膜,并在使用一定周期后间隔一段时间再用,同时做好营养的补充。实行轮耕的种植方式,不同作物轮换地块,如条件允许可施行休耕交替的种植方式。做好土壤的适量施肥,确保N、P、N等微量元素的含量,延缓和恢复土壤的退化。
1.2.3水土流失对土壤退化的影响
水土流失也是造成土壤退化的主要因素,水土流失带走了土壤中大量的有机物和微量元素,直接导致土地的贫瘠。根据其形成原因,多采取种植树木和草类等植被做水土流失的预防和治理。
2.那曲地区土壤退化的影响因素
那曲地区处于青藏高原的隆起处,由此改变了该地区的自然环境,该地区主要以草地土壤退化为主。气候因素:由于大部分地区年均温在-4℃—4℃之间,能生存的植被较少,类型简单,呈垂直性分布:从低到高依次为森林、高灌丛、高山草甸、高山垫状植被。各层取样分析土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾的含量,根据结果分析该地区土壤退化程度。气候与土壤理化特性及退化程度关系密切;人为因素:
(1)过度放牧,人口增长导致了牲畜数量猛增,草畜矛盾日益加剧,过度放牧降低了地表的植被覆盖率,改变了土壤结构,引发的水土流失,土壤沙化加速了土壤的退化。
(2)资源利用不合理,长期的索取导致本区土壤肥力下降,由于气候和地址原因,此地区温度低,矿物可采量小,加之交通的闭塞导致那曲地区能源短缺,于是牛、羊粪便成了牧民的生活燃料。原本用于草地营养补充的牛、羊粪便极具减少,草地土壤的有机肥不能得到很好的补充,土壤肥力迅速下降,加速了土壤的退化。
(3)生态因素:由于那曲的西部地区湖泊较多,随着温度的上升湖泊干涸造成滨湖地区土壤盐渍化,导致草地退化;那曲地区居民有狩猎的习惯,过度的狩猎使该区生态系统平衡失调,鼠,虫类的天敌大量减少,导致鼠虫害的泛滥,进而引起草地退化。土壤沙化:那曲是全国大风最多的地区,由此造成的土壤沙化也是土壤退化的因素之一。解决方案,(1)制定合理的草地利用管理制度,健全法规,完善执法机构,加强管理。(2)加强宣传力度,提高牧民的整体素质,使之自觉地保护生态。(3)调节牲畜的结构,降低牲畜的数量,缓解草地压力。(4)实施牧休政策,轮流使用草地。(5)改变能源结构,完善太阳能的使用,完善交通,引进新能源。
关键词:绿肥;土壤;微生物;土壤酶
绿肥在我国种植历史悠久、栽培面积大、分布范围广,是土壤养分的重要来源之一。近代,随着化肥的大面积应用,绿肥面积不断减少。但随着化肥的长期使用,土壤板结、地力衰退、化肥污染等问题日益严重,绿肥作为一种全能生物有机肥源,再次受到人们的普遍关注。目前,针对绿肥的研究主要集中于绿肥品种的筛选、绿肥对土壤肥力影响、绿肥的增产作用等方面,而针对绿肥对土壤生物学活性效应的研究仍有待深入。本研究综述目前国内外研究情况,深入分析绿肥对土壤生物学活性的影响,旨在为绿肥作用机理的研究提供理论支持。
1 绿肥的概念及作用
近年,根据绿肥的特征与使用方式,人们对绿肥的概念作出新的解释,即:一些作物,可以利用其生长过程中所生产的全部或部分鲜体,直接或间接翻压到土壤中做肥料;或是通过它们与土作物的间套轮作,起到促进主作物生长、改善土壤性状等作用。这些作物称之为绿肥作物,其鲜体称之为绿肥。
作为一种优质有机肥料,绿肥具有多种作用,综合而言主要包括以下几方面:增加土壤中的养分;改善土壤理化性状;加快土壤腐解作用,增加土壤有机质含量;防止土壤养分流失及风沙侵蚀;防止植物病害的产生。绿肥的作用是多方面的,但其起作用的主要媒介为土壤,而土壤的生物活性作为土壤性质的重要判断指标之一,在绿肥的作用下发生着一系列的变化。
2 绿肥对土壤微生物的效应
土壤微生物参与并推动着土壤的一系列生理生化反应,在土壤物质发生相应变化前,微生物群落已经对于土壤环境的改变产生了可靠而直接的响应,良好、稳定的微生物群落结构是土壤肥力重要指标之一。绿肥的施加可以改变土壤中微生物群落的组成、数量与活性等。
2.1 绿肥对土壤微生物群落的效应
土壤微生物群落的组成在很大程度上决定了土壤有机质的周转及土壤肥力和质量,是土壤肥力的重要指标之一。有研究表明绿肥翻压可以引起微生物群落结构的改变,增加土壤细菌多样性。绿肥翻压后,与空白对照相比,土壤中细菌、真菌、放线菌三大类群微生物的总量均有大幅度的增加。土壤微生物量碳(MBC)与微生物量氮(MBN)的比值可以用来表征土壤微生物的群落结构与状态。贾举杰等(2007)研究认为在弃耕地中种植豆科植物(紫花苜蓿、草木樨和沙打旺),可以影响土壤的MBC/MBN,其中以种植紫花苜蓿的比值最高,并且土壤微生物群落中以真菌占优势。研究表明,在种植烟草的土壤中施加秸秆后,土壤真菌、细菌、霉菌等有害微生物的数量显著降低,同时放线菌、磷细菌、钾细菌等有益微生物的数量提高。林斯等(2013)研究发现,套种豆科绿肥可以提高土壤微生物丰富度和基因多样性,进而提高土壤生态系统的生产力。
2.2 绿肥对土壤微生物活性的效应
土壤微生物的活性反映整个土壤微生物群落或其中一些特殊种群的状态。微生物呼吸强度可看作是衡量土壤微生物总的活性指标,它可以反映整个微生物群落(包括休眠状态和活性状态)的活性,研究表明绿肥在土壤中腐解的过程可以促进土壤微生物的呼吸作用,增强微生物活性。在烟草田进行绿肥间作试验,次年掩青,发现绿肥作用后土壤微生物活性增强,其中以紫花苜蓿对土壤微生物活性的促进作用最强。陈欣等(2003)研究表明,保留果园生草可以使土壤解磷微生物的活性高于清耕除草果园。秦燕燕等(2009)利用氯仿熏蒸法和BIOLOG检测法,研究了豆科作物(紫花苜蓿、草木樨和沙打旺)对土壤微生物的影响,结果表明添加豆科作物后,土壤微生物的碳源利用能力和多样性指数显著提高,微生物活性增强。
2.3 绿肥对土壤微生物生物量的效应
土壤微生物量是土壤有机质的活性部分,是表征土壤有机质变化的指标,参与土壤养分的供应和转化,反映土壤的同化及矿化能力。微生物量的分布与土壤养分含量关系密切,微生物量可以更好的反映土壤中微生物的实际含量与作用潜力。研究表明,与冬季休闲处理相比,长期冬种绿肥(油菜、紫云英、黑麦草)翻压处理的红壤性水稻土中,微生物生物量碳、微生物生物量氮含量都有所提高,以长期冬种紫云英翻压处理效果最明显。岳泰新等(2009)通过葡萄园行间生草实验发现与清耕(对照)相比,紫花苜蓿和白三叶处理显著提高了土壤微生物碳和土壤微生物氮的含量。贾举杰等(2007)在多年弃耕地中种植豆科植物(紫花苜蓿、草木樨和沙打旺),结果发现引入豆科植物可以显著提高土壤中微生物量碳、微生物量氮和微生物商,进而提高土壤肥力,加速演替进程。
3 绿肥对土壤酶的效应
土壤酶是土壤植物、动物、微生物活动的产物,是促进土壤新陈代谢的催化剂,其活性是反映土壤生物学和生物化学变化的重要指标。由于土壤酶主要来源于活的微生物,因此其对土壤环境变化的反应十分敏感,能够更好的反映土壤环境的变化。种植及翻埋绿肥,导致根系胞外分泌物进入土壤,直接增加了相关土壤酶,而且绿肥翻埋后为微生物提供能源与养分,因此来源于微生物的土壤酶相应增多。一般C/N比小,木质素含量低的绿肥更有利于激发土壤的生物活性。
3.1 绿肥对土壤水解酶的效应
土壤水解酶是催化土壤中各种底物发生水解反应的酶类,可以催化各种有机化合物的水解和裂解反应,与土壤中多种营养元素的转化和循环密切相关。水解酶通过裂解有机化合物中糖苷键、脂键、肽键、酸酐键以及其他键, 直接参与土壤中有机物的转化。土壤脲酶、磷酸酶、转化酶等的活性,可以作为土壤管理效果与土壤质量的重要指标。有研究发现,Bt玉米秸秆分解比常规品种玉米秸秆分解在15、45、60和75天时,土壤蔗糖转化酶活性显著提高。杨曾平等(2011)研究发现,长期冬种绿肥翻压处理能明显提高土壤脲酶、转化酶的活性,其中尤以C/N比值适中的紫云英效果显著,这可能是由于外源加入了酶促基质,进而提高了酶活性。张Br等(2012)研究发现,种植和翻压紫云英能够提高土壤磷酸酶活性,说明在缺乏磷素的情况下,绿肥所含的有机磷促进了土壤磷酸酶活性的提高。
3.2 绿肥对土壤氧化还原酶的效应
氧化还原酶是一类能够催化氧离子的转移与电子传递,催化土壤中氧化还原反应的酶类。土壤中的氧化还原酶在腐殖质的形成过程中起到非常重要的作用;氧化还原酶对营养物质的转化以及矿质营养元素的循环有重要意义;有些氧化还原酶可以作为土壤肥力以及土壤微生物代谢活性的指标等。氧化还原酶所催化的各种反应大多数与能量的转移反应相关,因此其在生物体内起着不可替代的作用。脱氢酶活性被认为是指示微生物活性的最好指标之一,因为脱氢酶只存在于生活细胞体内,能很好地估量土壤中微生物的氧化能力。有试验结果表明,樱桃番茄套种三叶草可以显著提高脱氢酶活性,在三叶草生长旺盛期脱氢酶活性开始迅速上升,较对照增强70.85%~114%。李正等(2011)研究认为,翻压绿肥能显著提高土壤过氧化氢酶的活性,提高幅度达41.38%~71.43%。
4 绿肥应用中存在的问题与展望
我国种植绿肥历史悠久、范围广泛,种植面积最大时达到耕地面积的10%左右,但目前种植面积仅为200万公顷左右。目前生产中种植绿肥均处于盲目阶段,没有根据上下茬口进行专业性选择;绿肥的施用量、施用时期等也较随意,没有充分发挥其增肥增产优势。科研中,对于绿肥的研究也多集中于其对作物增产的效果、对土壤肥力的影响等方面,而且研究并不够深入、系统。如何深入分析绿肥的效应,合理利用绿肥达到最佳效益,可以从以下几方面做起。
4.1 运用分子生物学手段进行绿肥资源调查及育种工作
利用分子生物学手段,系统开展不同绿肥品种的生物学特性鉴定、品种资源鉴定等;构建不同绿肥品种的指纹图谱,开展分子鉴定、评价与利用研究;根据不同绿肥品种作用模式,利用分子生物学方法进行特定基因定位与克隆,培育高效能转基因品种。
4.2 综合、系统分析绿肥效应
从土壤理化性质、土壤营养元素、土壤有机质、土壤生物学特性等方面综合分析绿肥对土壤的作用方式,判断不同绿肥品种的作用机制,确定适宜的施用方式、施用时间和最佳下茬作物等。
4.3 根据生产需要选择适宜绿肥品种及施用方式
根据不同绿肥的作用方式,以及下茬作物在不同生长阶段对肥料的需求情况,选择适宜的绿肥品种。确立不同作物对应绿肥品种、施用方式、处理时间,形成栽培模式,以利于在生产中大面积推广。
4.4 不同绿肥品种的综合利用
关键词:秸秆还田;农业生产;重要作用
秸秆就是成熟农作物的茎、叶、穗的总称。其富含多种营养物质,不仅可作为初级饲料,也是一种来源广泛、无生产成本、可再生的生物资源。秸秆还田技术主要是利用机械化将秸秆进行粉碎后直接抛洒于地表,然后耕翻入土、腐烂分解、培肥地力、还田利用的技术,从而实现农作物的优质、丰产、增收,提高生产效益。
在过去相当长的一段时间里,作物秸秆是广火农村居民用来取暖、煮饭的主要燃料。随着社会的发展,虽然民用燃料逐渐被电力、天然气等所取代,但在农业生产过程中所产生的大量秸秆在农村居民生活中失去了原有的作用,大部分的秸秆仍被一烧了之,而未得到合理利用。有的农户将大量秸秆堆放于田间、道路两旁、房前屋后,极易造成火灾事件的发生。同时,堆放的秸秆是鼠害、虫害的极好温床;有的农户焚烧秸秆造成了粉尘、灰霾天气,焚烧后的残留物未及时清理,随雨水渗入地下、流入河流,不仅严重污染大气环境,还会严重污染地下水及江河水系,影响水生动植物的生存;而且焚烧后产生的大量有害气体、有毒物质还会严重危害人类的健康与生存。
目前,秸秆还田是我国、乃至世界各国均十分重视、大力推广的一项技术措施。近年来,紫金县申报了国家土壤有机质提升补贴项目实施,大力推广秸秆还田技术,这不仅减少秸秆焚烧,而且对土壤结构也起到改良作用,同时又提高了土壤通透性能,促进微生物活力,为作物的根系提供了良好的生长环境。随着社会的进一步发展,国家不断加大科研投入,秸秆还田技术愈加成熟。地方各级相关部门也日益重视,并加大了资金的投入及宣传推广力度,逐渐改变了广大农户的传统观念,此项技术已被农民广泛认可并接受,秸秆焚烧的现象正在减少。
据相关资料表明,利用秸秆还田技术可增产5-10%,有效增加了农业生产效益。众所周知,秸秆还田技术的推广与应用,不仅具有较高的经济效益,而且还具有一定的社会效益,在现代农村社会、农村经济的发展中正在发挥着难以取代的作用。近年来,在农业部门的领导和大力支持下,全县秸秆还田技术得到了较快的发展,取得了显著的成效,秸秆还田面积达40万多亩,还田率达80%,还田质量、还田效率也明显提高。
秸秆还田可以改善土壤环境、理化性能,增加土壤团粒结构,提高土壤有机质含量,从而达到提高土壤肥力、促进农作物健壮生长。农作物的生长是一个能量转换的过程,在全部生长期内,需要光能、热能、氧气等,更需要从土壤吸收养分来补充各类营养物质。作物秸秆中含有丰富的氮、磷、钾、有机质及其它微量元素,还含有纤维素、木质素、蛋白质、灰分元素等富碳物质,是不可多得的有机肥源之一,还田后是农业生产中优质的有机肥。相关资料显示,每1OOkg 干稻草约含纯氮0.6kg、磷O.lkg、钾2.3kg、硅2.2kg、有机质2lkg。秸秆中丰富的营养成分,极大地提高了土壤的通透性、渗透性,增强了土壤的释肥能力及保水、保肥、吸氧、透气、渗水、蓄水、保温能力,促进作物长势,提高作物自身抗病害、抗旱的能力,为稳产增产打下基础。
关键词:土壤肥力; 氮磷钾; 有机质
中图分类号: S156 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20160132003
土壤质量包括肥力质量、环境质量与健康质量,其中土壤肥力质量是土壤最重要的特征。我国土壤肥力质量整体较低,耕地土壤有机质含量低于1%的面积占26%,56%耕地缺钾,约50%以上缺微量元素,70%~80%耕地养分不足,中低产面积比重大,占总面积的2/3[1]。而四川省人多地少,土地以山地丘陵为主,中低产田比重大,肥料利用率低,存在重用轻养等问题。另外,受土地利用过度、耕作管理不当等影响,水土流失、酸化等土壤退化现象较为严重[2]。因此,基于该区的气候、土壤、生物特点,研究不同施肥方式下土壤肥力变化对解决世界类似地区土地环境和退化问题也有重要的借鉴作用[3]。本实验在总结以前研究的基础上,通过3种不同施肥模式研究施肥对四川宜宾市土壤氮、磷、钾含量的影响,以期为土壤科学管理和施肥提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验方案
本试验为小区处理改良试验,试验地位于四川省宜宾市翠屏区,地貌类型以丘陵为主,土壤类型为发育于白垩系夹江组红紫色砂岩的紫色土,红紫泥土属。该类型土壤由于母质以砂岩为主,发育形成的土壤黏粒含量较低,土壤团聚体含量较少,土壤的肥力水平较差。土样的基本理化性质如表1所示。
试验共设4个处理,分别为:不施肥的对照处理;只施无机肥;无机肥和有机肥混施;只施有机肥,有机肥为农家肥,是由猪粪肥和绿肥等共同腐熟制成。每处理的试验小区面积为14 m2(2m×7m),各小区采用随机排列的方式,中间用水泥挡板将各个小区隔开。施肥方式采用一次性基肥处理。各处理施肥量详见表2。
1.2 样品的采集与分析
各小区处理撂荒培养3个月后,分别采集土样测定其基本肥力状况:pH、有机质、全氮、全磷、全钾、有效氮、有效磷、速效钾。样品的采集方法为:分别于各试验小区内按“S”形线路随机定位,避免主观误差多点采集表层(0~20 cm)土壤。充分混匀后取500g,剔除石砾和植物根茎,风干后过筛并制成20目土壤样品,作为该小区的分析测试土样备用。
土壤pH测定采用电位计法(土水比1:2.5),有机质采用重铬酸钾容量法,土壤全氮测定采用半微量开氏定氮法,全磷的测定采用NaOH熔融-钼蓝比色法,全钾测定采用NaOH熔融-火焰光度计法,有效氮采用碱解扩散法,有效磷采用NaHCO3提取-钼蓝比色法,速效钾采用NH4Ac提取-火焰光度计法。具体操作方法参照《土壤农业化学分析方法》[4-5]进行。
2 结果与分析
2.1 施肥方式对土壤pH和有机质含量影响
土壤酸碱度是衡量土壤肥力的重要指标,各种农作物均有适合其生长的最适宜pH,超过这个适宜pH范围便会对植物产生毒害。自然条件下,土壤pH主要受土壤的风化程度中H+和Al3+的释放速度和一些涉及生物和非生物的氧化还原反应中H+迁移转化所影响。近年来由于人类活动导致的土壤酸化加速受到广泛关注,主要包括工业生产和汽车尾气导致的大气酸沉降、农业生产的不合理施肥及耕作管理[6]。本研究中,各施肥处理培养后土壤pH值如图1所示。对照处理土壤的pH值为5.6,无机肥(pH= 5.4)和无机肥-有机肥混施处理(pH=5.5)的土壤pH低于对照处理,有机肥处理土壤的pH值最高(pH= 5.6)。已有大量研究认为过量施入氮肥后其硝化作用产生的H+被认为是土壤加速酸化的主要原因[7]。而有机质施入土壤后其含有的-OH和-COOH等有机官能团能对土壤中的Al3+产生络合作用,从而使由Al3+水解产生的H+含量减少,使土壤pH升高,但是-OH和-COOH等有机官能团又能解离出H+导致土壤pH降低[8]。因此,化学氮肥的施用能导致土壤酸化,而有机肥对土壤酸碱性存在双重作用。各处理土壤pH值的变化均较小,差异均不显著,这可能由于土样的培养时间较短和土壤本身抵御酸碱变化的缓冲能力造成的。
土壤有机质是土壤固相部分的重要组成成分。其中含有大量的N、P、K、Ca、Mg、S、Fe等植物营养元素和一些微量元素。土壤有机质经矿化后释放大量的营养元素为植物生长提供养分;而有机质的腐殖化过程又能合成腐殖质,达到保存养分的作用[9]。各处理中(图2),单独施用无机肥后土壤有机质含量相对于不施肥的对照处理略有降低。而无机肥-有机肥混施和单独施用有机肥处理后,土壤有机质含量均有极显著的提高。无机肥-有机肥混施处理的土壤有机质含量是不施肥处理的1.8倍,只施有机肥处理的土壤有机质含量是不施肥处理的3.2倍。这是由于有机肥是土壤有机质的主要外源,因此施入有机肥后能显著的提高土壤的有机质含量。只施无机肥增加了土壤的氮素含量而造成土壤C/N比失调,使微生物和植物对碳源的需求增加,反而加速了土壤有机质的矿化损失。
2.2 施肥方式对土壤氮素含量的影响
土壤中的氮素根据存在形态可分为有机态氮和无机态氮2种,其总和为土壤的全氮含量。土壤有机态氮可占土壤全氮含量的90%以上,主要包括结构简单的游离氨基酸和酰胺、蛋白质和氨基糖等水解性有机氮、胡敏酸氮和富里酸氮等非水解性有机氮。土壤无机态氮主要为铵态氮和硝态氮,以及少量的氮气和亚硝态氮。全氮中能被作物及时吸收利用的那部分氮称为速效氮,主要包括铵态氮、硝态氮及一些氨基酸和酰胺态氮[10]。
由图3可以看出,各种施肥处理均能增加土壤全氮和有效氮含量。其中,单独施用无机肥的土壤全氮含量均值为0.722 g/kg,无机肥和有机肥混施处理的全氮含量均值为1.40 g/kg,只施用有机肥处理的土壤全氮含量均值为2.90 g/kg,3种施肥处理的土壤全氮含量是不施肥的对照处理(0.628 g/kg)的1.1、2.2和4.6倍。各处理的土壤有效氮含量分别为:41.3 mg/kg(不施肥)、76.2 mg/kg(无机肥)、98.3 mg/kg(无机肥+有机肥)和164 mg/kg(有机肥),有机肥处理对土壤有效氮含量的提升效果最佳。试验中施入土壤的无机肥包括铵态氮和酰胺态的尿素。其中铵态氮能被植物直接吸收利用,此外,铵态氮还能被带负电的土壤胶体因静电作用而吸附在土壤表面,不易遭受淋失。酰胺态在土壤中以分子态存在,可与土壤胶体间通过氢键作用而被土壤吸附[11]。酰胺态氮通过脲酶的水解作用产生铵盐从而被植物吸收利用,其肥效比铵态氮和硝态氮迟缓。因此,土壤中施入化学肥料后能提高土壤的全氮和速效氮含量。有机肥中含有丰富的氮素养分,如猪粪的氮素含量可达3%(干重)以上[12],因此能显著的提高土壤中的全氮和速效氮含量。
2.3 不同施肥方式对土壤磷素含量的影响
土壤中全磷含量受土壤成土母质、土壤发育程度、有机质含量和熟化度的影响而存在差异。从形态和组成上可分为有机磷和无机磷。有机磷包括磷脂和核酸等有机物含磷物质,来源于动植物残体、微生物和有机肥料,大部分需要经过微生物活动转变为无机磷才能被植物吸收利用,土壤中的有机磷主要源于外源输入。土壤无机磷主要为各种磷酸盐,包括土壤溶液中的磷(碱金属和碱土金属的磷酸盐)和固相磷酸盐(磷酸钙、镁、铁、铝等),以及土壤固相上的吸附态磷[13],无机磷含量占土壤全磷含量的大部分。各种形态的磷素中,只有正磷酸盐能被植物吸收利用,被称为有效磷。各种施肥处理均能增加土壤全磷和有效磷的含量(表3)。施用有机肥处理后,土壤全磷和有效磷含量增加最多,分别是不施肥处理的4.5倍和13.2倍。而无机肥和有机肥混施处理土壤全磷和有效磷含量为不施肥处理的2.0和6.8倍。单独施用无机肥处理的土壤全磷和有效磷相对于对照处理的增幅最小,是不施肥处理全磷和有效磷含量的1.1和3.9倍。有机肥中含磷化合物主要包括白、磷脂、植素、磷酸腺苷、核酸及其降解产物,除小部分可被作物吸收利用以外,其余均要通过有机肥料的腐解作用才能成为有效养分[14]。通过施用有机肥能显著的提高土壤的磷素含量。
2.4 施肥方式对土壤钾素含量的影响
钾是植物最为重要的营养元素之一,其主要生理作用表现在促进酶的活化、提高光合效率和同化产物的运输、促进蛋白质和脂肪的合成,维持细胞膨压,增加植物抗性等[14]。植物只能吸收K+,而土壤中的钾多以矿质态存在,不能被植物直接利用。部分存在于层状硅酸盐矿物层间的钾可被半径相似的离子置换出来后可被植物吸收利用。只有被土壤胶体吸附的钾和水溶态的钾可被植物直接吸收利用,称为速效钾。土壤的钾素含量受母质影响较大,发育于紫色母岩的紫色土由于成土时间较短,土壤含钾矿物比较丰富[15-16]。试验结果表明(图4),不施肥处理的土壤全钾和速效钾含量就达18.4g/kg和78.5mg/kg,土壤钾素含量丰富。各种施肥处理中,除施用有机肥处理的土壤全钾与不施肥的对照处理差异不大外,其余各施肥处理均能是土壤的全钾和速效钾含量相对于不施肥处理有一定的提高。只施无机肥处理对土壤的全钾(21.8g/kg)和速效钾(165 g/kg)含量提高最多,其次为无机肥和有机肥混施处理,其全钾和速效钾含量分别为18.9 g/kg和143 g/kg。施用含钾化学肥料能对土壤钾素起到快速的补充。有机肥中的钾素主要以无机盐的形式存在,能增加土壤速效钾含量,但由于有机肥中钾盐的含量相对较少,对土壤钾素的增加效果不如氮素和磷素明显[17]。
3 结 论
施用有机肥不仅可明显提高土壤有机质含量,增强土壤的保肥能力,减少土壤中N、P、K等养分流失,还可有助于保持土壤酸碱稳定性;施用无机肥,虽然可提高土壤中N、P、K等养分含量,但可造成土壤酸化,有机质矿化损失等负面影响。
参考文献
[1] 郑春荣,陈怀满,周东美等.土壤中积累态磷的化学耗竭[J]. 应用生态学报,2002,13(5):559-563.
[2] 温琰茂,成延鏊,杨定国,金爱珍.四川盆地土壤微量元素化学地理研究[J]. 地理学报.1983,38(4):358-372 .
[3] Guo Sheng-li, Dang Ting-hui, Hao Ming-de. Phosphorus changes and sorption characteristics in a calcareous soil under long-term fertilization [J] . Pedosphere, 2008, 18(2):248-256.
[4] 中国土壤学会.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000:166-187.
[5] 鲍士旦等.土壤农化分析(第3版) [M].北京:中国农业出版社,2000,14~24.
[6] 杨光. 保护地土壤酸缓冲性能研究[J].辽宁农业科学, 2009(6): 5-8.
[7] 田琳琳,庄舜尧,杨浩.不同施肥模式对芋艿产量及菜地土壤中氮素迁移累积的影响[J].生态环境学报2011(12):67-70.
[8]巴金, 汤洁, 王淑凤等. 重庆地区近10年酸雨的时空分布和季节变化特征分析[J]. 气象, 2008, 34(9): 81-88.
[9] 黄泽春,陈同斌,雷梅. 陆地生态系统中水溶性有机质的环境效应[J]. 生态学报,2002,22(2):259~269.
[10]胡君利,褚海燕,林先贵等. 大气CO2浓度增高对农田土壤硝化活性的影响[J]. 生态环境,2005, 14(3):329~332.
[11] Suzuki, I., Dular, U., Kwok, S. C. Ammonia and ammonium ion as substrate for oxidation by Nitrosomonas cells and extracts[J]. Journal of Bacteriology. 1974,176:6623~6630.
[12] Kalbitz K, Solinger S,Park J H,et al. Controls on the dynamics of dissolved organic matter in soils: a review[J].Soil Sci.,2000, 165(4):277~304.
[13] Verma L P, Singh AP, Srivastva M K. l991. Relation ship between Olsen’s P and inorganic P fractions in soils[J]. Journal of Indian Society of Soil Science, 39: 361- 362.
[14] 陆欣.土壤肥料学[M].中国农业大学出版社. 2002 .
[15]朱宏斌, 王充青, 武际等. 酸性黄红壤上施用白云石的作物产量效应和经济效益评价[J].土壤肥料, 2003(5): 7-20.
[16] 于天仁,陈志诚. 土壤发生中的化学过程[M].北京:科学出版社,1990.
论文摘要 论述了沼肥在农业植保生态系统中的重要性,阐述了沼肥在培肥地力和植保生态系统中的作用,指出沼气的普及和推广,既解决了农村生活用能不足,又改善了农业植保生态环境。
1沼肥在农业植保生态系统中的重要性
农村发展沼气有利于统筹解决并协调燃料、饲料、肥料三者之间的关系,使大量的作物秸秆、人畜粪便和杂草落叶等原料经过沼气发酵得到充分合理的利用。它不仅能生产出廉价的沼气,发酵后的残留物还是一种无菌、无污染的有机肥料。实践证明,发展沼气既开辟了有机能源,促进了农作物生长发育和氮素的保存,又防止了环境污染及肥料的流失。反过来,沼气肥的增加又可促进农业生产的发展。沼气肥能为农作物提供氮、磷、钾、钙、镁、硫及微量元素,其丰富的有机质既能促进土壤中有益微生物的生命活动,又能起到改良土壤、提高植物保护的作用。土壤中80%~90%的氮素是以有机形态存在并保存在土壤中,土壤有机胶体与矿质胶体复合形成稳定的团粒结构,改善a土壤水肥气热状况和耕作性能,所以土壤有机质含量常作为衡量土壤肥力的一项重要指标。可见施用有机质肥料,经常补充土壤中有机质和养分的消耗,对改良土壤和提高肥力、增强植物保护、夺取丰收都起到重要作用。通过3年来“生态农业”试点证明:用沼肥作基肥的地块,小麦白穗率为1.97%,减产1.3%,不用沼肥作基肥的地块,小麦白穗率为6.5%,减产5.5%。由此可知,沼肥既是优质肥料,又是良好的土壤改良剂,还是植物的保护神。若连续使用,可使土壤疏松、结构改良、色泽加深、保水、肥力增强,提高农作物抗病害能力,可见农业要上新台阶必须注重培肥地力,发展沼气,开辟有机肥源,走有机与无机相结合的道路。
2沼肥在培肥地力和植保生态系统中的作用
2.1供给作物有机和无机营养,增强作物抗病能力
一是给农作物提供有机营养。农作物能直接吸收利用某些有机质,如玉米可以吸收各种氨基酸、酰酸以及核糖核酸等,小麦能吸收赖氨酸及各种磷酸己糖和磷酸甘油酸。沼气肥中都含有此种养分可供给作物吸收利用。此外,施用沼肥后由于促进了微生物活动,产生一些生物活性物质,如维生素B和沼酸、叶酸以及生长素等,可促进植物根系发育、健壮、增强作物抗病能力,减轻病虫害。二是给农作物提供无机营养。沼气肥中含植物所需的各种大量微量营养元素。沼肥中的无机养分,有的是呈游离状态可直接被农作物吸收利用,如秸秆中的钾即可被农作物直接吸收,其有效性约相当于氯化钾的85%;有的则需经过微生物分解释放出来后,才能被农作物所利用。
2.2提高土壤养分积累及供肥能力
一是沼肥养分在土壤中的积储,使土壤形成“养分库”。沼肥施入土壤后矿化速度较慢,可供当季作物利用的养分较低、残留在土壤中的养分较多,据“生态农业”试点可知,农作物的有机氮可为当季作物利用的只有30%,其中60%则残留在土壤中。二是沼肥降低化肥的损失率。施用沼肥能使化肥氮很快转成有机氮,这是因为施用沼气肥后为微生物捉供了丰富的能源,促进微生物对无机游离态氮的同化,从而减少了化肥氮的损失。在红壤田上的试验表明:化肥配合沼肥施用,虽然化肥氮的当季利用率下降,但在土壤中的残留量显著提高,化肥氮净损失率降低。三是沼肥促进土壤中生物固氮活性。施用沼肥可以促进细菌固氮活性,从而增加生物氮源。沼肥中的某些成分及降解产物也可以通过间接途径,促进蓝藻及其他光合固氮细菌的固氮活动。在试验中表明,在施用化肥的基础上施用沼气肥,一季小麦的固氮效应分别比对照增加80%和70%,土壤生物固氮能力几乎与沼气肥施用成正比。
2.3土壤有机质含量提高,更新土壤腐殖质组成
施用沼肥可提高土壤中有机质含量,改善有机质组成。沼肥施入土壤后提高了真菌的活性,而真菌同化碳的能力(同化率60%~80%)显著大于细菌(同化率仅20%~40%),因而提高了有机质在土壤中的滞留量。施用沼肥还能更新土壤有机质组成,提高土壤有机质的质量。据试验,施用沼肥土壤中活性有机质提高25%,总腐殖质含量提高11.1%,有机复合度提高60.1%,病虫害减少60%以上,长期施用沼肥的红壤土,不仅有机质总量提高,其易氧化有机碳也比对照高30%~90%,而氧化稳定系数则比对照降低10%~14%,易氧化有机碳与产量呈极显著正相关。而氧化稳定系数则与产量呈极显著负相关。
2.4改良土壤理化性状
长期施用沼肥对土壤理化性状有良好影响,如增加团聚体的稳定性。沼肥施入土壤后在腐解过程中能产生羧基一类的配位体与土壤粒状表面或氢氧聚合物表面的多价金属离子相结合形成有机—无机复合体,通过其表面的有机胶膜使土粒相互结合而形成团聚体,经脱水后逐渐稳定。在沼肥参与下的土粒团聚作用,可以形成疏松多孔的水稳性团聚体。用沼肥培肥红壤土,其中0.5~2.0mm的微团聚体分别比对照增加8.5%~20.5%。
2.5改良被污染土壤及植保生态环境,提高农作物产量
施用沼肥可增加土壤腐殖质含量,土壤中的腐殖质与
金属离子可形成水溶性或水溶性的络合物及螯合物,从而控制金属微量元素的有效性及毒害,更重要的是秸秆、家畜人粪尿经过充分的厌氧发酵后变成了无毒、无菌、无污染的优质速效肥料,适宜的pH值有效充分地抑制了各种细菌的繁殖,还直接影响和控制了农药在土壤中的持留、降解、生物有效性、流失、挥发等。因此,作物秸秆和人畜粪便填入沼气池,通过发酵产出沼气用于生活,沼气肥施入土壤增加了有机含量及各种微量元素,防止了环境污染,提高了作物产量。据生态点证明:小麦施沼肥22.5t/hm2,病虫害减少60%,小麦增产1 500kg/hm2,玉米增产904.5kg/hm2。
3沼肥发展的前景
3.1通过沼肥、有机肥与无机肥相结合,增强植保观念
沼肥虽然具有养分齐全、稳肥性好、后效长等优点,但养分浓度低、肥效慢,单独施用不能满足作物迅速生长和当季作物夺高产的需要。而化肥虽具有养分浓度高、肥效快的优点,但稳定性差,易流失,难于满足作物持续需肥的特点。有机肥和无机肥配合施用则可以相互取长补短,在以低品位有机肥为主的地方,施用有机肥的目的应以培肥地力为主,以化肥促当季高产。应大力发展养分较高的沼气肥,使沼肥能部分代替化肥及农药施用,降低生产成本,达到农业高产稳产,优质低耗的目的。
3.2开辟沼气肥源,培肥地力,增强植保,提高经济效益
农村种植业中生产的秸秆、绿肥等有机物质,虽然可以经堆沤处理直接还田,但效益较低、病菌严重,还浪费了大量宝贵有机肥料使环境恶化。通过沼气厌氧发酵,既解决了生活用能,又增加大量有机质肥源,施入土壤形成良性循环,从而大幅度提高了经济效益。
(佳沃集团沃林蓝莓果业有限公司青岛市蓝莓工程技术研究中心山东青岛266400)
基金项目:国家林业公益性行业科研专项资助项目(201204402)
蓝莓属杜鹃花科越橘属多年生灌木新兴小浆果果树。我国蓝莓栽培起步较晚,但因蓝莓具有较高经济价值和较大的发展潜力和空间而越来越被人们所重视。特别是蓝莓鲜食和鲜果销售在今后很长一段时间内仍具有巨大空间。兔眼、高丛和半高丛中的大果类型蓝莓品种都可作鲜果栽培,但在区域气候土壤条件适合情况下最好种植高丛蓝莓。高丛蓝莓对土壤条件(土壤pH 值5.0 左右,土壤有机质>3%)及肥料要求严格,在蓝莓栽植后必须维持土壤条件满足其生长需求才能达到持续高产优质的目的。根据高丛蓝莓生产实践,现将蓝莓栽植后土壤管理与施肥的关键技术介绍如下。
1 土壤pH 值要定期检测
高丛蓝莓对土壤pH 值要求5左右,土壤pH 过高(pH 值>5.5)时,易引起植株叶片失绿症(因缺铁而产生);或引起植株缺氮(因土壤中的铵态氮在微生物的作用下被转化为蓝莓不易吸收的硝态氮)。当土壤pH 值超过5.5 时,植株的生长和产量都下降;土壤pH 值6.0 时,死株率增加;pH 值达到7.0 时,植株会逐渐死亡。土壤pH 过低(pH 值<4.0)时,导致土壤中重金属元素活性增加,从而引起植株中毒。蓝莓种植园土壤pH 值会随种植年限的增加发生变化。要每年深秋季节对土壤pH 值进行测定,检查土壤pH 值是否在蓝莓适宜范围之内,若土壤pH值高于5.5 就应考虑利用硫磺或其他酸性材料降低土壤酸度;若土壤pH 值低于4.5(过酸)就应考虑利用石灰或其他碱性材料提高土壤pH值。具体的改土材料的用量要根据土壤pH 值的实际测定值进行计算使用。降低土壤pH 值可按以下方法计算不同土质硫磺粉用量:沙土在pH 值5 以上每100 米2 降低0.1pH 值需硫磺粉0.4 千克,壤土在pH值5 以上每100 米2 降低0.1 pH 值需硫磺粉1.2 千克。
2 重视有机肥施用
据研究土壤中有机质的多少与蓝莓的生长及其果实的产量并不表现为正相关,但土壤有机质却在改善土壤结构、疏松土壤、保持土壤水分和养分、促进根系生长发育中起着必不可少的作用。同时土壤有机质含量是蓝莓园肥力的主要指标,也是生产优质高档蓝莓的基本条件。一些发达国家的许多果园土壤有机质含量为5.0%~12.0%,而高丛蓝莓主产区(如胶东半岛)测土的结果一般为1.0%左右,这样的蓝莓园土壤易板结,肥效利用率低,很难生产出优质果。因此,在蓝莓生产中要加大有机肥使用,提高土壤有机质含量,是生产优质高档蓝莓的基础措施,但蓝莓园不能施用含盐量高和未腐熟的臭粪(如生鸡粪、生羊粪等),要选用含纤维素高、腐熟、含盐量低的有机肥(如牛粪、秸秆肥等)。
3 加强土壤覆盖管理
蓝莓栽植后以根茎基部为中心进行地表覆盖是保证蓝莓良好发育,增产增收的必要措施之一。常用土壤覆盖方式有:有机物覆盖(能够用来充当有机物覆盖的材料很多,可以就地取材,一般以选用树皮、木片、木屑、秸秆等分解较慢的材料较为理想,一般均匀覆盖宽度1米、厚度5~8 厘米,以后隔年再覆盖2 厘米厚以保持原有厚度);黑地膜覆盖(黑地膜可以防止土壤水分蒸发,控制杂草,提高地温,黑地膜覆盖与有机物覆盖相结合效果更佳);防草布覆盖(防草布也叫园艺布,覆盖后可防止杂草生长,并有一定的透气性,可保持防草布下的土壤的空气交换,效果优于黑地膜覆盖。防草布的使用寿命一般3~5 年)。
4 施肥量一定要合理
与其他种类果树相比,蓝莓属于寡营养植物,树体内氮、磷、钾、钙、镁含量很低。每生产1 000 千克蓝莓约需吸收纯氮4 千克、五氧化二磷1 千克,氧化钾5 千克。蓝莓对施肥反应敏感,过量施肥容易造成减产,生长受抑制,植株受害甚至死亡,不施肥会导致不成花或花芽秕、产量低、果品质量差。施肥量要视土壤肥力及树体营养状况来确定,利用叶分析进行蓝莓树体营养诊断准确迅速。蓝莓亩产量低,盛产蓝莓园一般每年每亩纯氮施用量控制在12 千克以内。有机肥用量以每千克果施1~2 千克为宜。
5 氮肥不能用硝态氮和氯化铵
蓝莓属喜铵态氮果树,它对土壤中铵态氮比硝态氮有较强的吸收能力。对硝态氮蓝莓不仅不易吸收还会引起生长不良,因此生产中要禁止施用硝态氮,以免对蓝莓造成伤害。同时蓝莓属忌氯果树,要禁用氯化铵。
6 根据土壤pH 值确定施肥种类
蓝莓施肥种类可按以下原则进行:当土壤pH 值>5.2 时以硫酸铵作氮源,当土壤pH 值<5.2 时,以尿素作氮源。
7 钾肥不提倡使用氯化钾和含氯化钾的复合肥
蓝莓对氯离子敏感,属忌氯果树。氯离子超过一定浓度就会对蓝莓树造成毒害。因此,对于钾肥一定要使用硫酸钾或硫酸钾型复合肥。
8 补钙抓准关键期叶面喷施为主
蓝莓属典型的嫌钙植物,它对钙有迅速吸收与积累的能力,当在钙质土壤栽培时,由于钙吸收多,往往导致缺铁失绿。蓝莓补钙不提倡土壤施钙肥,要根据蓝莓需钙规律,蓝莓谢花后以及第2 次膨大期前是补钙最佳适宜期,应及时喷施钙肥。
9 基肥要秋冬季施用
蓝莓基肥以有机肥为主。秋季施基肥要好于春季。秋季施基肥,肥料有较长的时间进行养分转化,而且正是根系秋季生长高峰期,断根愈合快,新根再生多,养分积累多,能明显促进第2 年春天的花果发育,提高坐果率并能生产出高档果。春天施基肥越晚效果越差,容易损伤大量的新根而削弱树势,并造成夏秋季新梢二次生长,影响果实膨大和花芽的形成。因此蓝莓施基肥可以在秋分到封冻前进行,不提倡发芽后或开花坐果后再施基肥。