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团粒结构对土壤健康的重要性  

2014-09-06 22:40:26|  分类: 生态友好型农业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 土壤是植物生长、繁育的主要基质。植物生长的好坏、产量高低、农产品质量都与土壤结构有着密切关系。而土壤最理想的结构,就是团粒结构。这是为什么呢?

  首先,让我们先来了解一下土壤结构。

 

  土壤是一个疏松多孔的体系。它是由固体、液体和气体三相物质所构成。土壤的固体物质包括矿物质和有机质两部分。液体部分是指土壤的水分,它保存和运动在土壤的孔隙之间,是土壤中最活跃的部分。土壤的气体部分是指土壤的空气,它充满在那些没有被水分占据的孔隙中。其孔隙分大、中、小三种。其中,大孔隙叫充气孔隙。大孔隙不宜太多,太多了水分容易跑掉,小孔隙的孔径太小,不利于植物的透气和扎根。中孔隙也叫持水孔隙,这种孔隙越多越适宜作物的生长,就象我们人体的皮肤一样,保水性、透气性越好就越健康。

团粒结构是由若干土壤单粒粘结在一起形成团聚体的一种土壤结构。这种结构体表现为团粒间为大孔隙,团粒内为小孔隙,大小孔隙同时存在且比例适当,总孔隙度高,无效孔隙少。正是由于这种特殊结构,它有以下几个方面的重要特点:

 

  1、起着空气走廊的作用。团粒之间孔隙较大,有利于空气流通,团粒内部以持水孔隙占绝对优势,这种孔隙状况为土壤水、肥、气、热的协调创造了良好的条件。

 

  2、是作物根系的小水库。团粒内的持水孔隙具有保存水分的能力,渗入土层中的水分受毛管力的作用,被吸持并保存在持水孔隙中,团粒起到了小水库的作用。多余的水分在重力作用下,沿团粒间的孔隙渗入到下部土层。雨后天晴或干旱季节,表层团粒因失水而收缩,隔断了上下相连的毛管联系,形成了隔离层,减弱了土壤水分的蒸发消耗。平时充气孔隙经常充满空气,持水孔隙经常充满水分,协调了水分和空气间的矛盾。由于水和气协调了,由水、气产生的土壤热容量等热学性质适中,因此土温也能够稳定。

 

  3、是作物生长的小肥料库。团粒内部的持水孔隙水多空气少,既可以保存随水进入团粒的水溶性养分,又适宜于嫌气性微生物的活动。有机质分解缓慢,有利于腐殖质的合成,所以有利于养分的积累,起到保肥的作用。团粒间的充气孔隙中空气多,适宜于好气性微生物的活动,有机质分解快,产生的速效养分多,供肥性能良好。所以保肥供肥的矛盾得以协调,团粒的养分状况良好。

 

  4、土质疏松、耕性良好。团粒结构的土壤土质疏松,易于耕作,宜耕期长,耕作质量好,种子易于发芽出土,根系易于伸展,出苗整齐。

 

  5、维持较高的土壤生物多样性。由于团粒结构的土壤大小孔隙同时存在,且比例适当,水气环境多元、物质能量供应多元,这为不同大小体型、好氧厌氧生活习性的动物、微生物提供了良好的生存空间。这对于农业生产而言,由于其较高的生物多样性而为土壤的物理、化学和生物肥力提供了重要保障。

 

  总而言之,具有团粒结构的土壤有着水气、养分供应与积累协调、耕性良好、根系生长良好的特性,是农业丰产稳产的重要保障。 因此,它是土壤最理想的结构,其多少,是土壤肥沃的重要标志。

 

团粒结构与土壤改良

  土壤板结的因素:土壤的团粒结构是土壤肥力的重要指标,土壤团粒结构的破坏致使土壤保水、保肥能力及通透性降低,造成土壤板结。土壤团粒结构是带负电的土壤粘粒及有机质通过带正电的多价阳离子联接而成的。多价阳离子以键桥形式将土壤微粒连接成大颗粒形成土壤团粒结构。为什么土壤板结给作物带来严重影响?土壤板结或长期水淹的情况下,植物根部细胞呼吸减弱,而氮素等营养又多以离子态存在,吸收时多以主动运输方式,要耗细胞代谢产生的能量,呼吸减弱,故能量供应不足,影响吸收。 
  土壤团粒结构的重要性:1.在土壤团粒结构下,能疏松土壤,疏通空气,提高地温。2.有利于土壤微生物的活动,促进有机物质的分解,增加土壤养分供应能力,改善营养条件。3.调节土壤水分,保墒防旱。松土后能破除土壤板结,截断毛细管,防止土层以下水分的蒸发,达到蓄水保墒作用。当水分过多时,又可以使土壤水分蒸发,使植物生长发育良好。 
  土壤改良物质:是指为了改良农田、草地、果园及林地的土壤物理、化学和生物等性能而施用到土壤里的物质。土壤改良物质种类很多,大致可分为普通无机肥料(如磷酸盐、硅酸盐、钙镁磷肥等)、矿物质(如沸石、蛭石、珍珠岩、粉煤灰、石灰、石土壤改良物质是指为了改良农田、草地、果园及林地的土壤物理、化学和生物等性能而施用到土壤里的物质。土壤改良物质种类很多,大致可分为普通无机肥料(如磷酸盐、硅酸盐、钙镁磷肥等)、矿物质(如沸石、蛭石、珍珠岩、粉煤灰、石灰、石膏等)、高分子化合物(如有机合成高分子土壤结构改良剂等)、动植物类(如泥炭、腐殖酸加工品、人畜粪、秸秆堆肥、绿肥、污泥、河泥、塘泥以及有益的细菌或微生物等)。我国有施用农家有机肥和栽培绿肥以改良土壤的悠久传统,是保持我国土壤肥力数千年不衰的重要措施。但施用以上改良物质,需针对当地土壤状况,合理使用,特别需注意随时监测其中有无重金属等有害物质,以免因长期使用而造成土壤污染。

土壤团粒结构对土壤肥力的作用主要体现在4个方面:

   (1)能协调水分和空气的矛盾。具有团粒结构的土壤,由于通气孔隙的增加,大大改善了土壤透水通气能力,因而可以大量地接纳降水和灌溉水。当下雨或灌溉时,水分很快由这些通气孔隙渗入土壤,在水分经过团粒时,逐渐渗入到团粒内部的毛管空隙中,使团粒内部充满水分,多余的水分继续下渗湿润下面的土层,从而减轻了土壤地表径流的冲刷侵蚀。所以,具有团粒结构的土壤,既不像黏土那样不透水,也不像沙土那样不保水。

当土中大孔隙里的水分渗过以后,空气就得以补充进去,团粒间的大孔隙即为空气所充满,而团粒内部多为毛管孔隙,其持水力很强,使水分可以保存下来,源源不断地供应作物生长,这样就使水分和空气各得其所,从而有效地解决了水分和空气的矛盾。

(2)能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾。具有团粒结构的土壤,团粒之间的大孔隙有空气存在,有充足的氧供给,好气微生物活动旺盛,有机物质分解快,养料转化迅速,可供作物吸收利用。而在团里内部缺乏空气,进行嫌气性分解,有机质分解缓慢而使养分得以保存。团粒外部好气性分解愈强烈,好氧愈多,扩散到团粒内的氧则愈少,团粒内部嫌气分解亦愈强烈,养分释放的速率就更慢。所以,团粒结构土壤中的养分是外层向内层逐渐释放的,这样一方面能源源不断的供作物吸收,另一方面又保证一定的积累,避免养分的损失,起着“小肥料库”的作用。

(3)能稳定土壤温度,调节土热状况。具有团粒结构的土壤,团粒内部的小空隙保持的水分较多,温度变化较小,可以起到调节整个土层温度的作用。所以,整个土层的温度白天比砂土低,夜间却比砂土高,使土温比较稳定,有利于需要稳温时期作物根系的生长和微生物的活动。

(4)改良耕地和有利于作物根系伸展。有团粒结构的土壤比较疏松,使作物根系穿插容易。而团粒内部又有利于根系的固着和给予较好的支持。另外具有团粒结构的土壤其粘着性、粘结性都低,从而大大减少耕作阻力,提高农机具效率和耕作质量。

创造团粒结构的措施:

1、农业措施

(1)深耕与施肥:深耕施肥对创造团粒结构的作用很大。耕作主要是通过机械外力作用,使土破裂松散,最后变成小土团,但对于缺乏有机质的土壤来说,深耕还不能创造较稳固的团粒结构。因此,必须结合分层施用有机肥,增加土中有机胶结物质。为了增加土与肥的接触面,使土肥相融,促进团聚作用,应尽量使肥料与土壤混合均匀,同时必须注意要连年施用,充分地供应形成团粒的物质基础,这样才能有效地创造团里结构;

(2)正确的土壤耕作:对土壤进行合理耕作,可以创造和恢复结构,耕、粑、耱、镇压等耕作措施,如进行得当都会受到良好的效果;

(3)合理的轮作制度;

(4)调节土壤阳离子组成:一价阳离子如钠、钾可以破坏土壤团粒结构,二价阳离子如钙对保持和形成团粒结构有良好作用,因此给酸性土壤施用石灰,改良碱土时施用石膏,就有调节土壤阳离子组成的作用。

(5)合理灌溉、晒垡、冻垡。

2、土壤结构改良剂的应用

由于土壤结构在协调土壤肥力方面的作用很大,进几十年来一些国家曾研究用人工制成的胶结物质,改良土壤结构,这种物质叫土壤结构改良剂或叫土壤团粒促进剂。主要是人工合成的某些高分子化合物,目前已被试用的有水解聚丙烯钠盐,或乙酸乙烯酯和顺丁烯二酸共聚物的钙盐等。近年来我国广泛开展利用腐植酸类肥料,可以在许多地区就地取材,利用当地生产的褐煤、泥炭生产腐植酸类肥料,它是一种固体凝胶物质,能起到很好的结构改良剂作用。

团粒结构是世界公认的最佳的土壤结构。我们一直倡导农民培育健康的土壤,目的是让土壤拥有更多的团粒结构。因为团粒结构有着最佳的水、气、热、肥等因素的协调能力。

团粒结构最理想的粒径在0.5-10毫米之间,大小孔隙均匀,结构稳定,有着“小水库”、“小肥料库”之称。

团粒结构是土壤的“小水库”

把团粒结构比喻成土壤的“小水库”,是因为团粒结构有着良好的协调水分和空气的能力。具有团粒结构的土壤,由于团粒间大孔隙增加,大大地改善了土壤透气能力,容易接纳降雨和灌溉水。水分由大孔隙渗入土壤,逐步进到团粒内部的毛管孔隙中,使团粒内部充满水分,多余的水分继续渗湿下面的土层,减少了地表径流和冲刷侵蚀。所以这种土壤不像粘土的不渗水,又不像沙性土的不保水。大孔隙中的水分渗完以后,空气就能补充进去。团粒间空气充足,团粒内部贮存了水分,这样就解决了水分和空气的矛盾,适于作物生长的需要。雨后或灌溉后,团粒结构的表层土壤水分也会蒸发,表层团粒干燥以后,与下层团粒切断了联系,形成了一个隔离层,使下层水分不能借毛细管作用往上输送而蒸发,水分得以保存。 团粒结构使土壤变成了一个“小水库”。

团粒结构是土壤的“小肥料库”

“小肥料库”的作用就是既能够贮存养分,又能够或快速或长效地释放养分。团粒结构可以很好地协调土壤养分的消耗和积累之间的矛盾。具有团粒结构的土壤,团粒间大孔隙供氧充足,好气性微生物活动旺盛,因此团粒表面有机质、矿质养分等分解快而养分供应充足,可供植物利用。团粒内部小孔隙则相对缺乏空气,微生物活动缓慢,一些厌氧微生物进行嫌气分解,有机质分解缓慢而养分得以保存。团粒结构外部分解得越快,内部空气就越少,分解也就越慢。所以团粒结构的土壤是由团粒外层向内层逐渐分解释放养分,这样一方面既源源不断地向植物供应养分,另一方面,可以使团粒内部的养分积存起来。因此起到了“小肥料库”的作用。

团粒结构有着对温度及酸碱度的缓冲性能

团粒结构内部水分保持得好,干湿度变化稳定,那么土壤的温度变化就越小,所以团粒结构多的壤土的温度变化比不保水的沙土低,夜间却比沙土高。土温稳定,就有利于植物生长。特别是在寒冷的冬季,土壤温度变化小不仅可以降低对根系的影响,同时对整个棚室提供了稳定的夜温。

团粒结构中包含一定量的有机弱酸,它们可以起到对酸碱度的良好平衡。酸性土壤,氢离子浓度大,铁铝氧化物多,这些有机弱酸可以与铁、铝离子结合,释放出氢氧离子与土壤溶液中的氢离子起中和反应,从而降低了土壤酸度。对于碱性土壤,这些弱酸可以与过量的碳酸钠、钙、镁盐等发生反应,降低土壤的碱性。

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