土壤是矿物质(又称无机盐)、有机质和活的有机体以及水分和空气等的混合体,从广义来说,元素周期表上所包含的所有稳定的、不稳定的元素几乎都可以在土壤中找到,只是不同的土壤中各种元素的含量不同而已,这些元素可以形成不同的土壤。
由于自然条件的不同,各地泥土的成份不尽相同。土壤矿物质是由风化与成土过程中形成的不同大小的矿物颗粒组成,土粒大小不同,其化学组成和理化性质有很大差异,可按照土粒粒径的大小及其性质分成若干粒级。土壤中的固体颗粒的粒度级配或粒度组合称为土壤质地。
土壤质地是土壤物理性质之一,根据土壤质地可对土壤进行分类,我国的土壤质地分类为砂土、壤土和黏质土三个级别。土壤的质地是影响土壤肥力高低、可耕性好坏以及污染物容量大小的基本因素之一。
土壤肥力是反映土壤肥沃性的一个重要指标,它是衡量土壤能够提供作物生长所需的各种养分的能力。土壤肥力是土壤的基本属性和本质特征,是土壤为植物生长供应和协调养分、水分、空气和热量的能力,是土壤物理、化学和生物学性质的综合反应。
土壤养分是指由土壤提供的植物生长所必须的营养元素,能被植物直接或者转化后吸收。土壤养分可大致分为大量元素、中量元素和微量元素,包括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁 (Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、铜(Cu)和氯(CI)等13种元素。在自然土壤中,土壤养分主要来源于土壤矿物质和土壤有机质、其次是大气降水、坡渗水和地下水。
土壤中养分、水分、通气状况和温度状况(简称水、肥、气、热)4个因素,经常处于动态变化之中。
一、影响因素
⒈养分因素:
指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素,主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。
但土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量,而是决定于养分有效性的高低;而某种营养元素在土壤中的化学位(是一个强度因素,从一定意义说,它可以用该营养元素在土壤溶液中的浓度或活度表示)又是决定该元素有效性的主要因素。由于土壤溶液中各营养元素的浓度均较低,它们被植物吸收以后,必须迅速地得到补充,方能使其在土壤溶液中的浓度即强度因素维持在一个必要的水平上。所以,土壤养分的有效性还取决于能进入土壤溶液中的固相养分元素的数量,通常称为容量因素。
土壤养分的实际有效性,即实际被植物吸收的养分数量,还受土壤养分到达植物根系表面的状况,包括植物根系对养分的截获、养分的质流和扩散三方面状况的影响。
⒉物理因素:
指土壤的质地、结构状况、孔隙度、水分和温度状况等。它们影响土壤的含氧量、氧化还原性和通气状况,从而影响土壤中养分的转化速率和存在状态、土壤水分的性质和运行规律以及植物根系的生长力和生理活动。物理因素对土壤中水、肥、气、热各个方面的变化有明显的制约作用。
⒊化学因素:
指土壤的酸碱度、阳离子吸附及交换性能、土壤还原性物质、土壤含盐量,以及其他有毒物质的含量等。它们直接影响植物的生长和土壤养分的转化、释放及有效性。
一般而言,在极端酸、碱环境、有大量可溶性盐类存在或有大量还原性物质及其他有毒物质存在的情况下,大多数作物都难以正常生长和获得高产。土壤阳离子吸附和交换性能的强弱,对于土壤保肥性能有很大影响。土壤酸度通常与土壤养分的有效性之间有一定相关。土壤中某些离子过多和不足,对土壤肥力也会产生不利的影响。
⒋生物因素:
指土壤中的微生物及其生理活性。它们对土壤氮、磷、硫等营养元素的转化和有效性具有明显影响,主要表现在:⑴促进土壤有机质的矿化作用,增加土壤中有效氮、磷、硫的含量;⑵进行腐殖质的合成作用,增加土壤有机质的含量,提高土壤的保水保肥性能;⑶进行生物固氮,增加土壤中有效氮的来源。
二、土壤改良
土壤改良是针对土壤的不良质地和结构,采取相应的物理、生物或化学措施,改善土壤性状,提高土壤肥力,增加作物产量,以及改善人类生存土壤环境的过程。
土壤改良过程共分两个阶段:
⑴保土阶段:采取工程或生物措施,使土壤流失量控制在容许流失量范围内。如果土壤流失量得不到控制,土壤改良亦无法进行;
⑵改土阶段:其目的是增加土壤有机质和养分含量,改良土壤性状,提高土壤肥力。
改土措施主要是种植豆科绿肥或多施农家肥。当土壤过砂或过黏时,可采用砂黏互掺的办法。
三、植物营养与肥料
植物的组成十分复杂,其成分几乎包括自然界存在的全部元素,现已确定有60种之多,一般新鲜植物中含水分75%~95%,干物质5%~25%;干物质中,灰分元素占1%~5%,碳45%左右,氧45%左右,氢6%左右,氮1.5%左右。由此可知,碳、氢、氧三种元素占植物干重的90%以上,氮和灰分元素同样是很重要的。
所谓灰分元素是指新鲜植物经过烘烤,获得干物质,干物质燃烧后所剩的物质,称为灰分。在灰分中含有钾、钙、镁、铝、锌、铁等金属元素,亦含有磷、硫、硅、硼、硒、氯等非金属元素,通常这些元素称为灰分元素。
植物营养是指植物生长发育对外界环境条件的要求,即植物体从外界环境中吸收生长发育所需的养分,以维持其生命活动的作用,称为营养。植物体所需的化学元素,成为营养元素。
植物营养与施肥原理是植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的基本原理。并在此基础上通过施肥手段为植物提供充足和比例适当的养分,创造良好的营养环境,提高植物营养效率,从而达到明显提高植物产量和改善产品品质的目的。
肥料是帮助植物生长的化合物,依成分可分为无机肥料和有机肥料,肥料通常直接用于土壤,或喷洒于叶片。
⒈有机肥:
天然有机质经微生物分解或发酵而成的一类肥料,习惯又称农家肥。主要来源于植物和动物,包括以各种动物废弃物(包括动物粪便;动物加工废弃物)和植物残体(饼肥类;作物秸秆;落叶;枯枝;草炭等)组成。有机肥中不仅含有植物必需的大量元素、微量元素,还含有丰富的有机养分,有机肥是最全面的肥料,能为农作物提供全面营养,而且肥效长,可增加和更新土壤有机质,促进微生物繁殖,改善土壤的理化性质和生物活性。
有机肥料大致可归纳为以下四类:
⑴粪尿肥:人畜粪尿及厩肥、禽粪、海鸟粪以及蚕沙等;
⑵堆沤肥:堆肥、沤肥、秸秆直接还田以及沼气肥;
⑶绿肥:栽培绿肥和野生绿肥;
⑷杂肥:泥炭及腐殖酸类肥料,油粕类、泥土类肥料,以及海肥、农盐、生活污水、工业污水、工业废渣等。
虽然有机肥的成分种类较多,但是每种养分的含量相对较少,并且病菌较多,需要存放腐熟以杀灭病菌。
⒉无机肥:
无机肥为矿质肥料,也叫化学肥料,简称化肥。也就是说用化学合成方法生产的肥料,主要呈无机盐形式,所含的氮、磷、钾等营养元素都以无机化合物的形式存在(尿素是有机物,但是它是无机肥料)。
目前,无机肥可分为:氮肥、磷肥,钾肥和复合肥等。
⑴氮肥:碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨、硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和尿素;
⑵磷肥:过磷酸钙、钙镁磷肥;
⑶钾肥:氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾等;
⑷复合肥:磷酸二铵、磷酸一铵、硝酸磷肥等。
⒊有机肥与无机肥的区别:
⑴成份不同:有机化合物通常指含碳的化合物(除了二氧化碳、碳酸、碳酸盐等简单化合物外)简称有机物,含有机物质的肥料称为有机肥;无机化合物通常指不含碳元素的化合物(但包括碳的氧化物、碳酸盐、氰化物等)简称无机物,含无机物质的肥料称为无机肥(化肥)。
⑵来源不同:有机肥是用生物的排泄物或者遗体来充当肥料,有机肥中的有机物被微生物分解后,剩下的无机盐进入土壤被植物吸收,由于有机肥与环境有很好的相容性,不会对环境造成污染;无机肥就是化肥,是将高纯度的无机盐埋入土壤,这些盐溶解进入土壤后被植物吸收,由于无机盐的浓度较大,很容易造成土壤酸碱平衡被破坏,危害环境。
四、生物有机肥
指特定功能微生物与主要以动植物残体(如畜禽粪便、农作物秸秆等)为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。
生物有机肥与农家肥的区别:
⒈生物有机肥完全腐熟,虫卵死亡率达到95%以上;农家肥堆放简单,虫卵死亡率低。
⒉生物有机肥无臭;农家肥有恶臭。
⒊生物有机肥施用方便,均匀;农家肥施用不方便,肥料施用不均匀。
五、施肥方式
合理施肥除了按植物的营养特性、土壤的供肥特点确定植物所需的肥料外,采用什么样的施肥方法对提高植物产量由重要的影响。生产上常采用基肥、种肥、追肥相结合的施肥方式为植物创造良好的营养条件。
⒈基肥:
播种前或移植前施入土壤的肥料称为基肥,也称底肥。基肥的作用主要是供给植物整个生长期中所需要的养分,为作物生长发育创造良好的土壤条件,也有改良土壤、培肥地力的作用。一般以肥效持久的有机肥和不易流失损失的化肥作基肥。
作基肥施用的肥料大多是迟效性的肥料,配料一般有草炭、珍珠岩、蛭石等。厩肥、堆肥、家畜粪等是最常用的基肥。化学肥料的磷肥和钾肥一般也作基肥施用,氮肥(如氨水、液氨)以及碳酸氢铵、沉淀磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉等化肥均适作基肥。
⒉种肥:
种肥是指下播种同时施下或与种子拌混的肥料。种肥的作用主要是供给幼苗对养分的需要。因为肥料就在种子附近,幼苗根系很快能吸收到养分。种肥一般用微肥和腐殖酸类肥料及微生物肥料,也可用速效性化肥作种肥,用化肥作种肥必须了解不同种子的需肥特性和肥料性状。
⒊追肥:
植物生长期间为调节植物营养而施用的肥料称为追肥。追肥的作用主要是及时供给植物生长发育过程中所需要土壤肥力的养分,特别是需肥关键期(最大吸收期)对养分的大量需要,或者补充基肥的不足。一般以速效性化肥或微肥或高度腐熟的有机肥。此外,有些化肥易烧伤种子或幼苗根系,如碳酸氢铵、硝酸铵、尿素等不宜做种肥。
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