李政中

摘 要：合理進(jìn)行土壤培肥不僅是提高土壤肥力質(zhì)量的關(guān)鍵，也是保證土壤資源可持續(xù)利用的核心手段，對于從區(qū)域或國家尺度上提升農(nóng)田生產(chǎn)力和保障糧食安全意義重大。國內(nèi)外研究表明，進(jìn)行土壤有機(jī)培肥是眾多培肥措施中最有效和最可靠的途徑，其中，添加有機(jī)物料和種植覆蓋作物的措施受到人們廣泛關(guān)注。然而，如何因地制宜確定具體措施并篩選關(guān)鍵性指標(biāo)來評價土壤培肥效果，從而確立合理高效培肥模式，仍需在不同地域結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際開展深入研究。

關(guān)鍵詞：旱區(qū)；濕潤區(qū)；有機(jī)培肥

耕地作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本和最重要的生產(chǎn)資料，它的數(shù)量和質(zhì)量決定一切農(nóng)作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)及其栽培。隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，傳統(tǒng)的“藏糧于倉”的做法正在逐步被“藏糧于土”的觀念所代替。耕地質(zhì)量是構(gòu)成耕地的自然、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素的總和，研究耕地質(zhì)量從某種程度上來說就是研究耕地的土壤質(zhì)量。

一、國內(nèi)外研究進(jìn)展

1.有機(jī)物料培肥改土的效果

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤中最活躍的物質(zhì)組成部分，對植物養(yǎng)分供應(yīng)和土壤微生物生命活動至關(guān)重要，其數(shù)量和品質(zhì)都與土壤肥力有密切關(guān)系。施用有機(jī)肥料是補(bǔ)給和更新土壤有機(jī)質(zhì)的重要手段之一。據(jù)統(tǒng)計，中國南方耕地土壤中由有機(jī)物料轉(zhuǎn)化來的土壤有機(jī)質(zhì)約占土壤有機(jī)質(zhì)年生成量的2/3。土壤結(jié)構(gòu)是土壤重要的物理性狀之一，它直接影響土壤肥力的高低，而適當(dāng)施用有機(jī)物料有利于形成良好的土壤結(jié)構(gòu)，從而改善土壤的物理性狀。土壤容重是評價土壤物理性狀好壞的重要指標(biāo)，較小的土壤容重和較高的土壤總孔隙度可以促進(jìn)土壤中微生物活動和土壤養(yǎng)分利用，并最終促進(jìn)作物的生長和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的提高。

土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其參與土壤有機(jī)質(zhì)分解、腐殖質(zhì)形成、土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)等過程。土壤微生物量是衡量土壤質(zhì)量，維持土壤肥力和作物生產(chǎn)力的一個重要指標(biāo)。土壤酶與土壤有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，因此是反映土壤肥力高低的一項重要指標(biāo)。通常來講，施用有機(jī)肥可以將大量的微生物和酶帶入土壤，同時也為土壤中微生物活動提供了充足的養(yǎng)分和豐富的酶促基質(zhì)，促進(jìn)土壤微生物大量繁殖，從而提高了土壤酶活性，改善了土壤肥力狀況。

2.種植覆蓋作物培肥改土的效果

覆蓋作物既可以作為氮源，也可以作為氮庫。作為氮源，覆蓋作物腐解后，作物殘體可以將自己體內(nèi)保存的氮素慢慢釋放出來，這樣為后季作物的生長提供養(yǎng)分；作為庫，覆蓋作物通過吸收和利用那些因揮發(fā)、淋溶而損失掉的不同形態(tài)的氮素，然后轉(zhuǎn)化為植物自身的養(yǎng)分。

覆蓋作物通過自己的綠色覆蓋，減少了土壤表土徑流，同時徑流沉積運(yùn)輸過程中的養(yǎng)分損失也隨之減少。通常情況下，影響地表水質(zhì)量較大的就是氮素和磷素，覆蓋作物不但能減少這些養(yǎng)分的淋失，提高地表水質(zhì)量，同時也減少了肥料投入。

二、添加有機(jī)物料對旱地土壤培肥效應(yīng)的綜合評價

土壤微生物量是土壤活性養(yǎng)分的儲存庫，是植物生長可利用養(yǎng)分的重要來源，它的大小反映了參與調(diào)控土壤中能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的微生物數(shù)量。有研究表明，合理的施肥措施有利于改善土壤理化性質(zhì)和微生物區(qū)系，使土壤微生物量碳、氮含量有所增加，土壤肥力有所提高。化肥與有機(jī)肥配合施用，土壤微生物生物量明顯增加，主要是有機(jī)物料的輸入為微生物的生長繁殖提供了足量的碳源，刺激了土壤微生物的活性，使得土壤微生物生物量呈現(xiàn)較高值。

雖然有機(jī)物料在提高土壤肥力及作物產(chǎn)量、品質(zhì)等方面具有相當(dāng)重要的作用，但對有機(jī)物料的研究，應(yīng)繼續(xù)結(jié)合不同地區(qū)的氣候、土壤條件和種植制度，研究其在作物—土壤生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、循環(huán)和平衡，充分發(fā)揮和利用土壤養(yǎng)分資源及有機(jī)物料在提高肥料利用率中的作用。

三、種植覆蓋作物對土壤氮素含量及垂直分布的影響

1.覆蓋作物干物質(zhì)量與氮素吸收

飼料蘿卜地上部與地下部生物量差異較大，根系占總生物量的36-55%，主要是因?yàn)樘}卜具有非常發(fā)達(dá)和體積多變的肉質(zhì)根。Dean and Weil也有類似發(fā)現(xiàn)。飼料蘿卜具有秋季吸收大量土壤氮素的潛力。青貯玉米收獲后，如果土壤氮素充足，那么蘿卜對氮素的吸收能力會有所增強(qiáng)。施氮條件下，蘿卜地上部和地下部對氮素的吸收幾乎是未施氮條件的2倍。Thorup-Kristensen也報道了覆蓋作物對氮素的吸收會隨著土壤礦質(zhì)態(tài)氮的增加而增加。未覆蓋處理下，雜草覆蓋率在 10-95%之間。而覆蓋處理下，飼料蘿卜顯著抑制了雜草生長。

2.飼料蘿卜掃除土壤殘留氮

飼料蘿卜可以明顯減少因氮素淋溶而造成的損失。它在夏季主要作物停止吸收養(yǎng)分后，能夠掃除土壤剖面大部分殘留氮，這主要因?yàn)樗鼈兙哂刑厥獾纳罡迪到y(tǒng)，快速生長和能夠有效吸收氮素的特點(diǎn)。飼料蘿卜在冬季死亡之前能夠持續(xù)捕獲土壤中的殘留氮素，死亡之后，作物腐解，并將體內(nèi)累積的氮素在春季釋放出來，主要分布在土壤上層。

3.不同氮水平下飼料蘿卜對土壤剖面氮素含量的影響

不同施氮量下，玉米收獲前土壤表層NO3-N含量與6月相比較低，而土壤深層NO3-N含量卻有所增加。因?yàn)?月平均溫度要比6月高出2℃，這可能增加了土壤有機(jī)質(zhì)中氮素礦化速率；同時8月降水量也大大增加，這有可能加快了土壤NO3-N滲透和淋溶速率。玉米收獲前，土壤表層和深層NO3-N含量均隨著施氮量的增加而增加，其中對照處理尤為明顯。隨著氮肥施用量的增加，土壤無機(jī)氮含量也隨之增加，這并不足以為奇，因?yàn)樽魑锊豢赡?00%完全吸收施入土壤的肥料養(yǎng)分。

四、結(jié)語

通過上述研究，得出兩條重要結(jié)論：第一，在秸稈資源豐富的中國旱區(qū)土壤，施用有機(jī)物料并配施化肥，可以調(diào)節(jié)土壤容重及土壤團(tuán)聚體的分布和穩(wěn)定性，并有效提高土壤團(tuán)聚體結(jié)合態(tài)碳含量，從而顯著改善旱地土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤肥力；另外，采用因子分子綜合評價法能夠準(zhǔn)確反映土壤肥力水平和預(yù)測土壤生產(chǎn)力狀況。第二，在實(shí)行土地休閑的美國東北部濕潤區(qū)土壤，種植覆蓋作物具有提升碳庫容量和增加碳庫活性的潛力，同時能有效提高氮素利用效率，從而減少施肥對環(huán)境的潛在污染威脅。因此，種植覆蓋作物并減少后續(xù)作物氮肥施用量是濕潤區(qū)提高土壤肥力和提高肥料利用率的有效途徑。結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥垃F(xiàn)狀，根據(jù)區(qū)域特點(diǎn)及現(xiàn)行的耕作方式，對土壤培肥措施進(jìn)行合理的應(yīng)用，才能更有效的提高農(nóng)田地力以保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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