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(一(yī))土壤及其性狀
1、土壤的概念:蘇聯土壤學家威廉斯指出:“土壤是地球陸地上能夠生(shēng)長綠色植物(wù)的疏松表層。”這個定義正确地表示了土壤的基本功能和特性。土壤之所以能生(shēng)長綠色植物(wù),是由于它具有一(yī)種獨特的性質——肥力。土壤這種特殊本質,就是土壤區别于其它任何事物(wù)的依據。土壤肥力雖與土壤物(wù)質組成有聯系,但主要受土壤性狀的影響。
2、土壤的主要性狀
(1)土壤質地:土壤的泥砂比例稱爲土壤質地。直徑小(xiǎo)于0.01毫米的土粒稱泥;直徑爲1—0.01毫米的土粒稱砂;直徑大(dà)于1毫米的土粒稱礫石。根據土壤質地不同将土壤分(fēn)爲砂質土、粘質土和壤質土。
①砂土:這類土壤含砂粒在80%以上,土粒間大(dà)孔隙多,土壤容積比重在1.4—1.7克/厘米3之間,因此,土壤晝夜溫差大(dà),通透性好,有機質礦質化快,易耕作,但保水保肥能力差,遇水易闆結,肥力一(yī)般較低。種植作物(wù)要增施有機肥和少量多次地勤追化肥。
②粘土:這種土壤含泥粒在60%以上,土壤比重在2.6—2.7克/厘米3之間。土壤硬度大(dà),粘着性、粘結性和可塑性都強,故适耕性差。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:這種土壤泥砂比例适中(zhōng),一(yī)般砂粘占40—55%,粘(泥)粒占45—60%。土壤容重1.1—1.4克/厘米3之間。質地輕松,通氣透水,保水保肥力強,耕作爽犁。因此,它是水、肥、氣、熱協調的優質土壤。
(2)土壤結構:土壤形成團聚體(tǐ)的性能,稱爲土壤的結構性。凡土粒膠結成直徑爲1—10毫米的團粒狀土壤結構,稱爲團粒結構。這是土壤結構中(zhōng)最好的一(yī)種。其形成條件有兩個:
一(yī)是膠結物(wù)質。土壤中(zhōng)的膠結物(wù)質最主要是粘粒,新形成的腐殖質和微生(shēng)物(wù)的菌絲及分(fēn)泌物(wù)。這些物(wù)質與鈣膠結在一(yī)起,就形成了具有多孔性和養分(fēn)豐富、不易被水泡散的水穩性團粒狀土壤結構。因此,增施鈣質肥料(石灰、石膏)有利團粒結構形成。
二是外(wài)力擠壓作用。凡是作物(wù)根系穿插、幹濕交替、凍融交替和耕作都對粘聚起來的土粒産生(shēng)一(yī)定的外(wài)力擠壓作用,使之散碎成一(yī)定大(dà)小(xiǎo)的團粒。深耕、免耕、滴灌、水旱輪作,都有利土壤團粒結構的形成。
團粒結構優越性的具體(tǐ)表現:
其一(yī),能協調土壤水分(fēn)和空氣的矛盾。由于團粒間存在大(dà)孔隙,團粒内又(yòu)有毛細管孔隙,這就有利于水分(fēn)、養分(fēn)、空氣三者間的同時存在。從而土壤水、肥、氣、熱狀況協調。
其二,具有良好的養分(fēn)狀況。随着水、氣矛盾的解決,也解決了水分(fēn)與養分(fēn)的矛盾。因團粒表面常爲好氣分(fēn)解,團粒内部又(yòu)爲嫌氣分(fēn)解,前者有利于土壤養分(fēn)釋放(fàng)給作物(wù)吸收,後者有利土壤腐殖質累積,養分(fēn)保蓄。矛盾協調後的水分(fēn)與養分(fēn)就能同時而不斷地供給作物(wù)需要。
其三,使土壤松軟适度。具有團粒結構的土壤,疏松多孔,犁耕阻力小(xiǎo),耕作省力,耕翻質量好;土壤細碎而均勻,既不緊硬,又(yòu)不起漿浮泥;幹燥不開(kāi)大(dà)坼,泡田滲漏損失也小(xiǎo)。
(3)土壤吸收性能。土壤有吸收固體(tǐ)、液體(tǐ)和氣體(tǐ)的能力。其吸收方式分(fēn)爲五種。
①機械吸收作用:這是指土壤将大(dà)于土壤孔隙而懸浮于溶液中(zhōng)(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(xià)來,使之不随土壤中(zhōng)滲水而流走的一(yī)種作用。由于土壤顆粒愈小(xiǎo),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(wù)理吸收作用:它是指土壤膠體(tǐ)依靠其表面能将分(fēn)子态養分(fēn)吸附在表面上,而膠體(tǐ)與被吸附物(wù)不起任何化學反應的一(yī)種作用。這種作用,由于對分(fēn)子态養分(fēn)有保持能力,因此,土壤中(zhōng)的氨氣、尿素、氨基酸等分(fēn)子态氮就會減少揮發損失。平常在施用易揮發的铵态氮肥時要求複好土就是這個道理。
③化學吸收作用:這是指土壤中(zhōng)可溶性養分(fēn)(如某些離(lí)子與帶不同電荷的離(lí)子發生(shēng)化學作用),由純化學作用産生(shēng)不溶性沉澱而固定在土壤内的作用。這種作用,雖然有減少可溶性養分(fēn)的流失,但被固定下(xià)來的養分(fēn)就難以再被作物(wù)吸收利用,故降低了養分(fēn)的利用率。因此,把磷肥集中(zhōng)施或與有機肥混和施,制成顆粒球肥施和根外(wài)噴施,就是避免化學吸收作用的發生(shēng),減少土壤對磷酸的固定。
④代換吸收作用:這又(yòu)叫物(wù)理化學吸收作用。它是指土壤膠體(tǐ)表面吸着許多與它帶相反電荷離(lí)子的同時,其表面上又(yòu)有等當量的同電荷的其它離(lí)子被代換出來的作用。其實質是一(yī)種離(lí)子(陽離(lí)子或陰離(lí)子)代換過程,是土壤膠體(tǐ)所吸收的離(lí)子和土壤溶液中(zhōng)的離(lí)子在相互代換。所以這種作用是可逆的,即膠體(tǐ)所吸收的離(lí)子,又(yòu)能重新被其它離(lí)子代換到溶液中(zhōng)去(qù)。從而,這種作用在調節土壤中(zhōng)可溶性養分(fēn)的保蓄和供應,具有重要意義。
⑤生(shēng)物(wù)吸收作用:這是指生(shēng)活在土壤中(zhōng)的微生(shēng)物(wù)及作物(wù)根系和動物(wù)等,吸收養分(fēn)構成有機體(tǐ)而保留在土壤中(zhōng)的一(yī)種性能。由于生(shēng)物(wù)是根據自身需要,從土壤溶液中(zhōng)選擇吸收各種可溶性養分(fēn),形成有機體(tǐ)。當它們死亡後,有機殘體(tǐ)又(yòu)逐漸分(fēn)解,把營養物(wù)質釋放(fàng)出來,供作物(wù)吸收利用。所以生(shēng)物(wù)吸收作用,能保持養分(fēn),積累養分(fēn),提高土壤肥力。
(4)土壤酸堿度。土壤酸堿度是指土壤溶液中(zhōng)存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。PH=7時是中(zhōng)性反應,這時溶液中(zhōng)H+和OHˉ數量相等;pH小(xiǎo)于7表示是酸性反應,這時H+多于OHˉ;H大(dà)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(dà)小(xiǎo)分(fēn)爲七級:
PH<4.5 強酸性
PH4.5—5.5 酸性
PH5.5—6.5 微酸性
PH6.5—7.5 中(zhōng)性或近于中(zhōng)性
PH7.5—8.5 微堿性
PH8.5—9.5 堿性
PH>9.5 強堿性
①土壤酸堿性産生(shēng)原因:土壤之所以有酸堿性,主要是土壤中(zhōng)存在酸堿物(wù)質。H+來源主要是土壤膠體(tǐ)上吸附的H+和Al+3;其次是二氧化碳溶于水形成碳酸解離(lí)的結果:
H2CO3=H++HCO3ˉ, HCO3ˉ= H++CO3ˉ
除此之外(wài),還有有機質轉化過程中(zhōng),分(fēn)解産生(shēng)的有機酸(丁酸、草酸、檸檬酸等)、岩石風化過程中(zhōng),化學變化(如含硫礦物(wù)氧化)成的酸以及施用肥料加進的酸性物(wù)質[如(NH4)2SO4、NH4Cl],當NH4+被作物(wù)吸收後,常遺留在土壤中(zhōng)的酸根(SO4-2,Clˉ)都能使土壤酸性增加。
OHˉ的來源主要是土壤中(zhōng)碳酸鈉、碳酸氫鈉等鹽類水解以及土壤膠體(tǐ)上含的代換性鈉形成強堿轉化結果。
例如:Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3
NaHCO3+H2O NaOH+H2CO3
②作物(wù)對土壤酸堿度的适應能力:強酸性與強堿性土壤都不利于作物(wù)生(shēng)長。不同的作物(wù)要求土壤酸堿度不同。如茶樹(shù)隻适宜在酸性土壤上生(shēng)長,像映山紅、馬尾松、楊梅、蒜盤子等,就是酸性土壤的指示植物(wù);而天竺、圓葉包柏、柏木又(yòu)是石灰性土壤的指示植物(wù)。
此外(wài),土壤酸堿度對營養元素的有效性及有益微生(shēng)物(wù)的活動都有很大(dà)的影響,土壤過酸過堿還影響土壤良好結構的形成(現不作詳細闡述),這些無疑的都直接或間接地影響着作物(wù)的生(shēng)長和發育。
(5)土壤緩沖性能:在土壤加入酸、堿物(wù)質後,土壤所具有的抵抗土壤溶液酸化或堿化的能力,稱爲土壤緩沖性能。土壤膠體(tǐ)上代換性陽離(lí)子存在,對酸堿有緩沖作用。
這是由于土壤膠體(tǐ)上代換性陽離(lí)子(鹽基離(lí)子或H+)被代換到溶液中(zhōng)生(shēng)成了中(zhōng)性鹽或H2O,可以使土壤的酸堿度經常保持穩定,爲作物(wù)和微生(shēng)物(wù)生(shēng)長發育提供良好的環境條件,同時也爲指導施肥提供依據。向土壤中(zhōng)施用有機肥料、泥土類(塘泥)肥料、石灰和種植綠肥等,都是提高土壤緩沖性能的有效措施。
(二)土壤肥力及其因素
1、土壤肥力種類:土壤肥力就是指土壤能夠滿足作物(wù)生(shēng)長發育所必需的水分(fēn)、養分(fēn)、空氣、熱量的能力而稱之。土壤肥力分(fēn)爲自然肥力和人爲肥力;潛在肥力和有效肥力。所謂自然肥力,是指自然土壤在未開(kāi)墾利用之前所具有的肥力;人爲肥力是指人們對土壤進行耕種、施肥、灌溉等農業技術措施而創造出來新的肥力。
因此,任何土壤,耕作栽培作物(wù)愈久,可采用的農業技術措施愈完善,人爲肥力所占比重就越大(dà)。所以說,土壤是勞動的對象,又(yòu)是勞動的産物(wù)。所謂有效肥力,是指栽培作物(wù)時,被當季作物(wù)吸收利用的那部份肥力;潛在肥力是指在土壤中(zhōng)存在,不能立即被當季作物(wù)利用的那些肥力。潛在肥力和有效肥力,在得當的農業技術措施實施下(xià),是可以相互轉化的。
2、土壤肥力因素:土壤水分(fēn)、養分(fēn)、空氣和溫度,稱爲土壤肥力四大(dà)因素。土壤肥力的高低,不隻是受每個肥力因素數量适當與否的影響,而主要取決于水、肥、氣、熱之間在一(yī)定條件下(xià)協調程度的左右。因此,必須研究掌握土壤各個肥力因素狀況和它們的相互關系。
(1)土壤水分(fēn)狀況。“水利是農業的命脈”,首先,作物(wù)的生(shēng)長發育需要大(dà)量的水。這是因爲:一(yī)般作物(wù)要獲得一(yī)分(fēn)産量,必須消耗500—1000分(fēn)的水,這些水都是從土壤中(zhōng)供給;作物(wù)吸收的養分(fēn)也需要溶于水後才能被利用;土壤微生(shēng)物(wù)的活動以及土壤養分(fēn)的分(fēn)解和轉化都需要水。
其次,水分(fēn)直接對土壤空氣與熱量狀況起着制約的作用,同時還影響着土壤的脹縮性、粘着性、粘結性和耕性等性質。這表明,土壤水分(fēn)不僅爲作物(wù)生(shēng)長發育之必需,而且還可以通過控制土壤水分(fēn)狀況來使肥、氣、熱關系協調。
①土壤水分(fēn)類型:土壤水分(fēn)按其受作用力的不同,一(yī)般分(fēn)爲三種:
A、束縛水:這是在土粒表面引力作用下(xià),緊緊地束縛在土粒周圍的水分(fēn)而稱之。這種水在土壤中(zhōng)移動極慢(màn),且有一(yī)部份在土粒表面不移動,所以很難被作物(wù)吸收利用。當土壤含水量達到僅有束縛水量時,作物(wù)就出現凋萎現象。由于土粒愈細,吸住的水分(fēn)愈多,所以粘土的束縛水量大(dà)于砂土。
B、毛管水:這是在土壤毛細管引力作用下(xià),保持在曲折微細的土壤孔隙裏的水而稱之。這種水能沿着毛細管孔隙向上下(xià)左右的各個方向移動。其移動規律是從濕度大(dà)的土層移向濕度小(xiǎo)的土層。它是土壤中(zhōng)最适于作物(wù)吸收利用的水分(fēn)。由于水中(zhōng)溶有各種作物(wù)的養分(fēn),所以又(yòu)爲作物(wù)提供了營養物(wù)質。
油砂土、潮砂土,出現的“回潮”或“回潤”現象,就是毛管水的上升運動,把地下(xià)水引到耕層的緣故。但是毛管水運動會帶來地表蒸發不斷發生(shēng),造成土壤水分(fēn)損失,所以生(shēng)産中(zhōng)常采取中(zhōng)耕松土,這有切斷土壤毛細管,減少土壤水分(fēn)蒸發的作用。
C、重力水:這是在土壤水分(fēn)含量超過土壤毛管力的作用範圍時,過多的水受重力的影響向下(xià)滲漏,這種滲漏水稱爲重力水。它是水稻最有效的水分(fēn)。盡管滲漏作用有造成漏水漏肥的現象,但不論對水田還是旱土,适當的滲漏是必要的,它有利于土壤空氣的更新及有害還原物(wù)質的向下(xià)移動和淋失。
②水稻土壤水分(fēn)狀況:水稻土壤在淹水時期,耕作層水分(fēn)呈現過飽和狀态,由于重力作用,不斷地垂直滲漏。根據水分(fēn)的垂直滲漏特點,水稻土分(fēn)成三個類型。
A、地下(xià)水型:這類水稻土,地下(xià)水位高(地下(xià)水位距地表在60厘米以内),排水不良,灌溉水層和地下(xià)水相連,通透性能差,泥溫低,如冷浸田、滂泥田和深腳鴨屎泥土屬之。
B、地表水型:這類水稻土,地下(xià)水位很深(超過150厘米),灌溉水下(xià)滲不能達到地下(xià)水層,排水雖良好,但不耐幹旱。如高岸田、天水田和大(dà)部份梯田屬之。
C、良水型:這類水稻土,地下(xià)水位在60—150厘米之間,灌溉水層與地下(xià)水位不相連接,但土壤毛管水可以上下(xià)流通,這類田一(yī)般分(fēn)布在垅田上面或一(yī)排、二排田屬之。
三種類型水稻土,以良水型的土壤肥力最好,一(yī)般是高産穩産稻田。适當滲漏對水稻土是必要的,它有助于土壤空氣的更新和有毒物(wù)質的排除。當然也不可過大(dà),以免造成養分(fēn)淋失。一(yī)般在灌1寸水能保存三天爲限,即滲漏量爲0.5—1.0厘米/24小(xiǎo)時最适當。
(2)土壤空氣狀況:土壤空氣對土壤微生(shēng)物(wù)活動和養分(fēn)轉化有密切關系,對作物(wù)根系發育亦有影響。作物(wù)生(shēng)長發育各個時期對土壤空氣都有一(yī)定的要求。
①土壤空氣的成分(fēn):土壤中(zhōng)的空氣,一(yī)部份是由大(dà)氣進入;一(yī)部份是由土壤中(zhōng)生(shēng)物(wù)化學過程所産生(shēng)。由于土壤中(zhōng)生(shēng)物(wù)(作物(wù)根系和微生(shēng)物(wù))生(shēng)命活動的影響和有機質的分(fēn)解作用,不斷地消耗氧氣和産生(shēng)二氧化碳及其它氣體(tǐ),緻使土壤空氣與大(dà)氣的成分(fēn)有顯著的區别:土壤空氣中(zhōng)氧氣含量低于大(dà)氣,而二氧化碳的含量則高于大(dà)氣;另外(wài)土壤空氣經常爲水汽所飽和,大(dà)氣濕度一(yī)般隻達50—90%;土壤空氣有時還含有少量的還原性氣體(tǐ),如甲烷、氫氣、氨和硫化氫。
②水稻土空氣狀況的特點:水稻土壤由于季節性或常年淹水,土壤空氣與大(dà)氣之間的氣體(tǐ)交換被水層隔絕,常處于還原狀态。作物(wù)生(shēng)命活動消耗的氧,隻能靠作物(wù)莖葉的輸氧組織将大(dà)氣中(zhōng)的氧輸入根部,由根再将氧分(fēn)秘出來,造成根際微域氧化環境,防止稻根被周圍還原性物(wù)質的毒害。這正是水稻能在缺氧環境中(zhōng)生(shēng)長的秘密所在。
所以水田土壤空氣狀況的特點具有明顯的層次性和微域性。在耕作層表面數毫米至1厘米處爲氧化層,因鐵成高價化合物(wù)狀況,土色呈黃褐或黃棕色。在氧化層以下(xià)的耕作層爲還原層,鐵成低價化合物(wù)狀況,土色呈青灰或蘭灰色。但在靠近根際周圍的土壤,常因水稻根群的泌氧作用而出現鏽斑和鏽紋。
③土壤空氣在土壤肥力中(zhōng)的地位:土壤空氣供給作物(wù)根系呼吸作用所需要的氧。如缺氧,根系發育受到影響,吸水吸肥機能減弱,甚至死亡。尤其種子發芽期及幼苗期更加如此。水稻雖具通氣組織,土壤也應具有一(yī)定的通氣性能,以利稻根生(shēng)長。
另外(wài),土壤空氣狀況影響土壤微生(shēng)物(wù)的活動和養分(fēn)的轉化。缺氧微生(shēng)物(wù)活動以嫌氣性爲主,使有機質分(fēn)解緩慢(màn),造成養分(fēn)不足,甚至引起氮素損失,同時,還産生(shēng)不利于作物(wù)營養的還原性有毒物(wù)質,如乙酸、丁酸、硫化氫等。此外(wài),土壤通氣不良,有利于病菌滋生(shēng),引起作物(wù)感染病害,影響作物(wù)生(shēng)長,降低産量。因此,稻田常采用排水露田和曬田進行調節。
(3)土壤溫熱狀況:土壤溫度對作物(wù)生(shēng)育和土壤中(zhōng)微生(shēng)物(wù)活動以及各種養分(fēn)的轉化、土壤水分(fēn)蒸發和運動都有很大(dà)影響。作物(wù)從播種到成熟都需要一(yī)定的溫度條件,如大(dà)麥、小(xiǎo)麥在1—2℃時就能發芽,而水稻、棉花要在10—12℃時才發芽。所以不同作物(wù)的适時播種,就是由土壤溫度來決定的。一(yī)般土壤微生(shēng)物(wù)生(shēng)活,以土溫25℃—37℃爲适宜,最低是5℃,最高不超過45℃—50℃。土溫過低,微生(shēng)物(wù)活動減弱,甚至完全停止,有機質難于分(fēn)解,有效養分(fēn)缺乏。冷浸田就是如此,所以要排除冷浸水,增施豬牛欄糞、石灰、草木灰和火(huǒ)土灰,以提高土溫。
①影響土壤溫度的因素:溫度是熱的表現。土壤熱量主要來源于太陽輻射熱,其次是微生(shēng)物(wù)對有機質的分(fēn)解作用,放(fàng)出一(yī)定的熱量,使土溫增高。
影響土壤溫度變化的因素很多,有緯度、海撥高度、地形和坡向。但主要是土壤本身的土壤熱特性,如土壤熱容量、導熱性、吸熱性和散熱性等。尤其是熱容量和導熱性是決定土溫最重要的内因。
A、土壤熱容量:每1立方厘米的幹土增溫1℃時所需的熱量卡數(卡/立方厘米/度),稱爲土壤熱容量。水的熱容量爲1;空氣爲0.0003;土粒介于二者之間,約爲0.5—0.6。由于土壤固體(tǐ)部分(fēn)變化很小(xiǎo),因此,土壤熱容量的大(dà)小(xiǎo)主要決定于土壤水分(fēn)和空氣的數量,凡水多氣少的土壤,熱容量就大(dà),增溫慢(màn),冷卻也慢(màn),溫度變化小(xiǎo);反之,土溫變化就大(dà)。所以稻田管理,早春白(bái)天排水增溫,夜間灌水保溫;夏季運用深灌降溫。
B、土壤導熱性:土壤導熱是指從溫度較高的土層向溫度較低的土層傳導熱量的性能。其大(dà)小(xiǎo)與土壤固、液、氣三相組成比例有關。土壤礦物(wù)質的導熱性爲空氣的100倍;水爲空氣的25倍;有機質爲空氣的5倍;空氣幾乎不傳熱。由此可知(zhī),土壤導熱性的大(dà)小(xiǎo)取決于空氣和水分(fēn)之間的相對比例。因此,中(zhōng)耕松土有減小(xiǎo)土壤導熱性,使表土溫度不易向下(xià)傳遞,深土溫度不易向上散失。
②土溫變化的調節:土壤溫度随氣象因子的影響而經常變化,爲了滿足作物(wù)生(shēng)長發育的需要,必須圍繞早春增加土溫,夏季降低土溫,秋冬保持土溫的目标,采取行之有效的措施。
A、合理灌溉:早春寒潮期間多灌水、灌深水,避免土溫驟然下(xià)降,增強幼苗抵禦低溫能力;一(yī)般天氣期間采用淺水間灌,升溫通氣,促進作物(wù)生(shēng)長。夏季以增強土壤散熱性爲主,采取短期灌深水和經常性的灌水露田相結合,達到散熱、通氣、供水的目的,促進作物(wù)生(shēng)長發育。秋冬時節,一(yī)般結合施肥,推行霜前灌水,以減輕作物(wù)凍害。
B、合理施肥:在保證施足肥的前提下(xià),增施有機肥,如火(huǒ)土灰、腐熟的豬牛欄淤等等,來提高土壤溫度。其一(yī),加深土色,增加土壤吸熱力;其二,有機肥料分(fēn)解中(zhōng)放(fàng)出熱量;其三,土壤疏松,增加空氣容量,降低土壤熱容量。此外(wài),還直接提高作物(wù)的營養。
C、實行覆蓋:早春和秋冬低溫季節,運用草木灰、切碎的草子(紫雲英)、幹(濕)牛糞、苔藓、塑料薄膜等覆蓋地面,能提高土壤吸熱,減少散熱,有保溫防凍作用;夏秋高溫幹旱期間,采用稻草或其它作物(wù)稭稈覆蓋地面,有遮蔭防曬,降低土溫的作用,同時,還能減少水分(fēn)蒸發和消滅雜(zá)草。
D、中(zhōng)耕松土:這有利于土壤空氣容量增加,減少表土熱量向下(xià)傳導和下(xià)層土溫上升的作用。因此,早春,對粘重緊實土壤進行中(zhōng)耕松土來提高土溫,加快種子萌芽;夏季中(zhōng)耕松土,緩和根系活動層土溫過高,促進作物(wù)根系生(shēng)長。
此外(wài),利用風障、防風林、熏煙及施用化學增溫劑等,均可調節土壤溫度,可以因地制宜進行應用。
(4)土壤養分(fēn)狀況:作物(wù)需要的養分(fēn)絕大(dà)部份來自土壤,但是,土壤裏的養分(fēn)絕大(dà)部份存在于難溶性的礦物(wù)質中(zhōng)和有機質中(zhōng),爲遲效性,作物(wù)難以吸收利用。而能被當季作物(wù)吸收利用的離(lí)子态速效養分(fēn),隻占土重0.005—0.1%,存在于水溶液中(zhōng)和被吸附在土壤膠體(tǐ)表面上。不過,這種遲效養分(fēn)和速效養分(fēn)在一(yī)定條件下(xià)能夠相互轉化。
①有機碳化合物(wù)的轉化:土壤中(zhōng)的纖維素、澱粉、雙糖、單糖以及脂肪等有機物(wù),都不含氮。它們在土壤中(zhōng)轉化有兩種情況:
一(yī)是通氣良好時,受好氣性細菌和真菌作用,迅速分(fēn)解,最後産生(shēng)CO2和H2O,并放(fàng)出大(dà)量的熱。這種熱是土壤生(shēng)物(wù)化學作用的原動力和土壤微生(shēng)物(wù)生(shēng)命活動所需能量的來源。CO2是作物(wù)進行光合作用的重要原料。
二是通氣不良時,受嫌氣性細菌作用,緩慢(màn)分(fēn)解,隻是放(fàng)出少量的熱和CO2,而累積大(dà)量的有機酸(乙酸、丁酸)、甲烷、氫等還原性物(wù)質,障礙作物(wù)生(shēng)長發育。如水稻“翻秋”或“溶蔸”現象,就是丁酸所害。因此,水田翻壓綠肥,結合施石灰,就是爲了中(zhōng)和有機酸,消除稻田毒害。
②土壤中(zhōng)氮素的轉化:土壤中(zhōng)有機态氮占99%以上,無機态氮不足1%;水田的全氮含量約爲0.1—0.2%,無機态氮更少。作物(wù)從土壤中(zhōng)吸收的氮素,絕大(dà)部份由有機氮轉化而來。其轉化形成主要有四種:
A、氨化作用:土壤中(zhōng)含氮的有機物(wù),如蛋白(bái)質、尿素和殼糖(幾丁質)等在氨化細菌作用下(xià),逐漸分(fēn)解釋放(fàng)出氨,稱之氨化作用。不論通氣好壞,此過程都能進行。氨與土壤中(zhōng)的酸根結合成铵鹽,爲作物(wù)吸收利用,或被土壤膠體(tǐ)吸附保存。
B、硝化作用:氨或铵鹽在通氣良好的條件下(xià),經亞硝酸細菌、硝酸細菌等的作用,轉化成硝酸的過程,稱爲硝化作用。由于這種作用是在通氣良好的情況下(xià)進行,所以NO3-N存在于旱土中(zhōng),而水田中(zhōng)很少見。NO3-N是作物(wù)良好的有效态養分(fēn),但不能被土壤膠體(tǐ)吸附,易于随水流失,故深耕松土,保持土壤濕潤,有利硝化作用和防止土壤中(zhōng)氨的散失。
C、反硝化作用:當土壤通氣不良,并含有大(dà)量新鮮有機質和硝酸鹽的土壤中(zhōng),在反硝化細菌的作用下(xià),将硝酸鹽還原成作物(wù)不能利用的氮氣而損失,這個過程稱爲反硝化作用。這種作用對作物(wù)吸收養分(fēn)和生(shēng)長帶來不利,務必加以阻止。稻田采用淺水間灌,露田通氣和施用铵态氮肥,旱土雨後中(zhōng)耕松土,均可防止反硝化作用的發生(shēng)。
D、生(shēng)物(wù)奪氮作用:土壤中(zhōng)的無機态氮(如铵鹽、硝酸鹽)部份被微生(shēng)物(wù)、雜(zá)草、土壤動物(wù)吸收利用,合成生(shēng)物(wù)機體(tǐ),使土壤有效态氮減少,稱生(shēng)物(wù)奪氮作用。尤以微生(shēng)物(wù)奪氮最突出,當土壤中(zhōng)施用大(dà)量新鮮的、含纖維素多的有機肥和其它環境條件又(yòu)适宜,微生(shēng)物(wù)就大(dà)量活動與繁殖,消耗掉土壤中(zhōng)有效氮素,從而導緻作物(wù)氮素養分(fēn)缺乏或嚴重不足。因此,凡稭稈還田或施用大(dà)量未腐熟的含纖維多的有機肥料,必須配合施用适當的速效氮肥,以補充土壤有效氮素,供作物(wù)吸收。
但是生(shēng)物(wù)奪氮作用是暫時的,直到有機肥分(fēn)解就會停止,同時,微生(shēng)物(wù)死亡後,氮素仍就歸還給土壤,讓作物(wù)吸收利用。所以這與反硝化作用造成的氮素損失是完全不同的。
③土壤中(zhōng)磷素的轉化:一(yī)般土壤中(zhōng)磷酸總量(以P2O5計算)約在0.05—0.2%之間。紅黃壤僅爲0.06%左右,就按此計算,這些磷也夠供作物(wù)若幹年豐收所需要。但是,土壤中(zhōng)能爲作物(wù)很好吸收利用的水溶性磷(如Na、K、NH4等磷酸鹽及磷酸一(yī)鈣)和弱酸溶性磷(如磷酸二鈣)很少;而多數爲難溶性磷(磷酸二鈣)和極難溶性磷(如磷酸鐵、磷酸鋁)以及有機态磷。它們需經各種轉化,才能被作物(wù)吸收利用。
土壤無機磷的轉化,主要受土壤反應的影響。在強酸性土壤中(zhōng),磷與鐵、鋁離(lí)子化合生(shēng)成難溶性的磷酸鐵、磷酸鋁沉澱而被土壤固定;在石灰性土壤中(zhōng),磷則成爲磷酸三鈣被土壤固定。隻有當土壤反應處于中(zhōng)性或接近中(zhōng)性(PH值爲6.5—7.5)的條件,磷的有效性才提高。
土壤有機磷的轉化。土壤中(zhōng),有機磷化合物(wù)主要有核蛋白(bái)、核酸、卵磷脂、植素以及植物(wù)體(tǐ)内其他含磷化合物(wù)。它們是在土壤微生(shēng)物(wù)的作用下(xià),進行水解釋放(fàng)出磷酸。這種磷酸和水解性磷一(yī)樣,在土壤中(zhōng)再進行着各種轉化,變成有效磷酸鹽供作物(wù)吸收利用。
④土壤中(zhōng)鉀素的轉化:土壤中(zhōng)鉀的含量與成土母質、土壤質地和有機肥料的施用關系極大(dà)。據有關資(zī)料記載,發育于紫色土、花崗岩的土壤,全鉀量爲2.5—5.0%;發育于第四紀紅色粘土的紅壤,全鉀量爲0.8—1.8%;而發育于石灰岩的土壤,全鉀量僅0.68—1.12%。粘質土壤含鉀量比砂質土壤高。
土壤中(zhōng)的鉀,根據對作物(wù)有效性的高低,分(fēn)爲四大(dà)類:
一(yī)曰水溶性鉀。如KNO3、KCl、KHCO3等,可以被作物(wù)直接吸收,但土壤中(zhōng)的含量卻極少;
二曰代換性鉀。系土壤膠體(tǐ)上吸附的鉀,作物(wù)亦可以直接利用,但土壤中(zhōng)含量也少,僅占土壤全鉀量的0.15—0.5%。通常說的有效鉀,是指水溶性鉀與代換性鉀的總和。但它隻占土壤總鉀量的1—2%;
三曰微生(shēng)物(wù)活體(tǐ)鉀。這類鉀存在微生(shēng)物(wù)活體(tǐ)内,但在微生(shēng)物(wù)死亡分(fēn)解後,可被作物(wù)吸收利用;
四曰礦物(wù)鉀。系指礦石(鉀雲母、正長石)中(zhōng)含的鉀,是礦物(wù)在鉀細菌和各種酸的作用下(xià),釋放(fàng)出的水溶性鉀。這類鉀在土壤中(zhōng)含量最多,占土壤含鉀總量98%以上。不過,土壤中(zhōng)的鉀和氮、磷一(yī)樣,并不能滿足作物(wù)生(shēng)活的需要,亦須依靠施肥來補充。
土壤中(zhōng)各種類型的鉀,在一(yī)定的條件下(xià),也可相互轉化。難溶性含鉀礦物(wù),在各種酸類或鉀細菌的作用下(xià),可以釋放(fàng)出水溶性鉀。但在含粘粒多的土壤中(zhōng),由于粘土具有濕脹幹縮的特性,在土壤幹濕交替頻(pín)繁中(zhōng),土壤中(zhōng)的水溶性鉀或代換性鉀被粘土礦物(wù)固定起來,成爲一(yī)種不能移動的鉀,使作物(wù)根系無法吸收。