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周二读书会

花匠小妙招
2024-12-15 04:34

「周二读书会」是在2020农历年前，沃土可持续农业发展中心组织各个田间学校的农夫代表一起线上读书的活动。

大家想一起读一些农业专业书籍，保持每周一次的读书分享节奏，每次通过线上交流讨论本周学习的心得。

各位农夫们一起结合自己的实践碰撞交流，看看当实践遇到理论会迸发出怎样的火花，同时也探索下关于生态农业线上共学的方法与路径。

许多年前，我到广西走访一个做自然农法葡萄种植的农户，他们主要是通过种植三叶草改良土壤结构，当时已经是第三年。

如图所示，和他家挨着的一块就是没有生草的常规种植的葡萄园。土壤当然是有差别的，肉眼可以看出的就是自然农法种植的田块土壤更疏松，有很多团粒结构，而常规种植的田块很明显的土壤有些板结。我把两块田的土壤各取了一份拿回去做了一个小实验：在塑料管中加入土和水，充分摇混均匀，24小时后来观察，就出现了如右下角小图的情况，标识数字“10”的就是自然农法种植的农田土壤，土上层的水非常澄清，而常规农田的那块（标识数字“11”）则非常浑浊。当时只是知道是有机质的作用，具体是如何发生，还不能很好地解释。这周二的读书会给出了答案。原来土壤中存在很多的胶体，虽然它很小，颗粒直径只有1-100纳米之间，但是它有胶体性质这些胶体有吸附作用，可以吸附土壤中悬浮颗粒、分子、离子以及微生物等，其中还可以帮助土壤颗粒形成团粒结构。这如何发生的呢？——土壤胶体的种类——土壤中有无机胶体、有机胶体和有机-无机复合胶体。无机胶体数量最多，是有机胶体的数倍至十倍，主要是极细微的土壤黏粒；有机胶体中最主要的成分是各种腐殖质。在土壤深层，一般以无机胶体的形式存在，比较黏重；在农业耕作层，土壤一般以有机-无机复合胶体为主；有机胶体主要是薄膜状的，紧密覆盖于黏粒矿物的表面，或者晶层之间。通过这样的结合可以形成良好的团粒结构，改善土壤保肥、供肥的性能和多种理化性质。腐殖质带的负电荷比黏粒矿物大，因此腐殖质在耕作土壤中含量虽不多，但所起的保肥作用较大。有机胶体易受微生物作用而分解，不如无机胶体稳定，但有机胶体很容易通过有机肥料、秸秆还田、绿肥等加以调节和控制，对农业生产意义很大。这三种胶体的区别看看农友们的讨论吧，更生动：

——土壤胶体的构造——土壤胶体分散系包括胶体微粒（为分散相）和微粒间溶液（为分散介质）两大部分。胶体颗粒在构造上可分为微粒核、决定电位离子层和补偿离子层三部分。看看胶体微粒这张构造示意图，真是很感叹，胶体微粒只有一个小小的核，周围却可以密布几层离子层，这就是它的吸收能力的基础。微粒核主要是由腐殖质和无定形的无机矿物质构成。微粒核表面的一层分子解离成离子，因而可以吸附带相反电荷的土壤溶液中的离子，而且这些离子成为胶体一部分，只能随胶粒移动，不会被水冲刷流失。——土壤胶体的特性——（1）土壤胶体的比表面和表面能比表面就是指单位重量或者单位体积物体的总表面积。砂粒或粗粉粒的比表面同粘粒相比小得多，可以忽略不计，因而大多数土壤的比面取决于粘粒部分。实际上土壤的形状各异，都不是光滑的球体，它们的表面凹凸不平，故比表面比球体大得多。胶体微粒的比表面越大，能够吸附的离子当然也就越多。土壤有机胶体的比表面比无机胶体更大，土壤腐殖质的比面高达1000平方米/克。也就是小指甲盖大小的1克腐殖质的比表面就相当于我们一般城市家庭居住面积的10倍以上！因为土壤胶体巨大的比表面，所以能够产生巨大的表面能。这种能量产生于物体表面，能吸附外界分子。胶体数量越多，比面越大，表面能也越大，吸附能力也越强。（2）土壤胶体电荷如上图土壤胶体构造，土壤胶体是带电荷的，其组成成分特性不同，产生电荷的机制也不同，据此可以把土壤胶体电荷分为永久电荷和可变电荷。永久电荷位于胶体微粒核内部，矿物晶体内原子代换而成电荷，不受土壤酸碱度的影响因而称为永久电荷。被永久电荷吸附的阳离子是可交换的，可变电荷受土壤酸碱度的影响，呈正电或负电。土壤胶体多数情况下是带负电的。（3）土壤胶体有凝聚作用和分散作用土壤胶体有两种不同的状态：一种是胶体微粒均匀分散在水中，呈溶胶状态；另一种是胶体微粒彼此联结凝聚在一起而呈絮状的凝胶。

胶体的凝聚作用是可逆的，相对而言，一价离子形成的土壤结构不稳固。胶体的这一特性可以说明化肥破坏土壤结构的机制之一，就是因为化肥中含有大量的可溶性离子，其中部分会被胶体吸附，随着植物的吸收或者雨水/灌溉水的冲刷，土壤溶液中的离子浓度又会较低，胶体的凝聚状态又会变化为溶胶状态，因此土壤结构被破坏。这也就回应了开头的那个案例，自然农法种植的土壤有机质含量高，形成复杂的有机-无机复合胶体，促进水稳定性土壤团粒结构形成，有很强的吸附作用，因此土壤上清液很清；而紧挨着的那块常规种植的葡萄园仍然使用很多化肥，土壤结构逐渐破坏，吸附能力弱，所以呈现浑浊的状态。这次读书会烟台的立君老师就举了一个例子：在苹果产区，大家普遍认为施用钾肥可以使苹果更甜更大，结果带来的就是钾过多，对土壤结构的破坏，土壤更板结。