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土壤肥力综合改良技术对玉米及农作物生长的影响研究

2025-02-17卢海兵

农民致富之友 2025年5期
关键词:土壤结构土壤肥力有机肥

在农业生产的众多要素中,土壤肥力无疑是一个复杂且至关重要的方面。它不仅是农作物生长的坚实基石,也是决定作物产量和质量的关键因素。尤其在玉米种植中,土壤肥力的状况对玉米的生长周期过程及最终的产量有着深远的影响。土壤肥力不仅影响着玉米根系的发展、营养吸收和光合作用效率,还与玉米的产量形成直接关系。因此深入了解土壤肥力的重要性对于优化农业生产结构、提高作物产量和品质具有重要意义。这些研究不仅有助于我们更有效地利用现有资源,还为可持续农业的发展提供了科学依据,确保了粮食安全和生态平衡。

一、土壤肥力对玉米生长的影响

土壤肥力,这一概念指的是土壤为植物生长提供必需养分、水分、空气和热量的能力。在玉米的生长周期中,土壤肥力扮演着至关重要的角色。氮元素,作为玉米生长所需的主要养分之一,参与了叶片的形成、植物体积的增加以及氮的吸收和储存等关键生理过程。恰当的氮肥施用可以显著提升玉米的产量,然而,一旦施用过量,则可能导致氮的浪费,甚至引发环境问题。磷元素在根系的发育、能量转移和果实形成中发挥着不可或缺的作用,而钾元素则对于植物的抗旱性、养分吸收和果实质量有着显著的影响。因此,合理的养分供应是确保玉米健康生长的关键。此外,土壤肥力的提升还有助于改善土壤结构,增强土壤的通气性和保水保肥能力。一个良好的土壤结构有利于玉米根系的生长和养分的吸收,为玉米的生长提供了一个稳定的环境基础。

二、土壤肥力现状分析

1、玉米种植区域土壤肥力调查

玉米作为全球范围内至关重要的粮食作物之一,其产量与质量的优劣与土壤肥力的状况紧密相连。为了深入探究玉米种植区域的土壤肥力现状,我们开展了一系列广泛的调查与分析工作。在多个玉米主产区,我们精心采集了土壤样本,并对这些样本进行了深入的化学分析。分析结果揭示了不同区域土壤肥力的显著差异性。在博兴县,土壤富含有机质,氮、磷、钾等关键营养元素的含量充足,为玉米的茁壮成长提供了理想的环境。然而,在其他一些地区,土壤肥力却显得相对贫瘠,有机质含量低,营养元素匮乏,这对玉米的生长和产量构成了严峻的挑战。在土壤有机质方面,博兴县的土壤有机质含量超过了20g/kg,而其他地区则不足10g/kg。由于有机质是土壤肥力的关键组成部分,它不仅为植物提供必需的养分,还能够改善土壤结构,增强土壤的通气性和保水能力,因此,有机质含量直接决定了土壤肥力的高低。在营养元素方面,氮、磷、钾是玉米生长不可或缺的主要营养元素。结果表明,一些地区的土壤酸碱度适中,有利于玉米的生长;而其他地区的土壤则呈现过酸或过碱的状态,对玉米的生长产生了不利影响。

2、土壤肥力下降的主要原因

土壤肥力的衰退正成为农业生产领域中一个不容忽视的挑战。深入分析调查数据揭示了导致土壤肥力下降的几个关键因素:

①过度耕作与不合理的轮作制度对土壤造成了显著的负面影响。长期的过度耕作破坏了土壤的自然结构,加速了有机质和养分的流失。同时,不恰当的轮作方式打破了土壤养分的平衡,进一步削弱了土壤的肥力。

②化肥的过度使用在农业生产中极为普遍,虽然短期内能迅速补充养分,但长期来看,却导致土壤养分的过度积累,引发土壤酸化和盐渍化,从而损害了土壤的肥力。

③有机肥的施用不足也是一个不容忽视的问题。有机肥是改善土壤结构、提升土壤肥力的重要手段,但目前在农业生产中,有机肥的使用量远远不足,这直接导致土壤有机质含量的下降和土壤结构的恶化。

④水土流失和土壤侵蚀是导致土壤肥力下降的又一主要原因。在自然因素(如降雨和风力)的作用下,土壤中的有机质和养分被冲刷流失,进而导致土壤肥力的下降。

⑤农业废弃物的不当处理也对土壤肥力构成了威胁。秸秆、畜禽粪便等废弃物本应是土壤肥力的重要来源,但若处理不当,它们不仅无法转化为有益的养分,反而可能对土壤造成污染和破坏。

三、土壤肥力提升的科学方法

1、有机肥的使用与效果

①关于基肥的施用,有机肥料作为基础肥料时,应当在作物种植、播种或移栽之前进行。在这一时期,土壤温度相对较低,有利于肥料中的有机质充分分解,从而为作物的生长提供持续的营养支持。基肥的施用深度应依据作物根系的分布特征来确定,通常需要施入土壤的深层,并随后覆盖土壤,以减少养分流失并提升肥料的利用率。

②追肥的施用应根据作物的生长周期和养分需求灵活调整。例如,在作物生长旺盛期或关键生长期进行追肥,以满足其快速生长的需求。追肥的施用方式可以是沟施、穴施或撒施后翻耕,以确保肥料与土壤充分混合,从而提高肥料的利用率。

③覆盖还田是一种环保且经济的方法,它涉及将作物秸秆、绿肥等作物残体直接翻压还田,覆盖于地表,并通过自然分解转化为土壤有机质。然而,需要注意控制覆盖的厚度,以免对作物生长造成不利影响。

④有机肥的施用效果是显著的。它能够提高土壤肥力,因为有机肥中的有机质和养分能够补充土壤养分,提升土壤肥力水平。此外,有机肥能够改善土壤结构,其含有的腐殖质有助于改善土壤团粒结构,增加土壤的通气性和保水能力。有机肥还能够促进微生物活动,为土壤微生物提供丰富的碳源和氮源,从而促进土壤微生物的繁殖和活动,提高土壤的生物活性。

2、化学肥料的合理施用

化学肥料,作为含有植物生长所需主要营养元素的化学合成物,例如氮、磷、钾等,能够迅速提供植物所需的营养,从而提升农作物的产量与品质。然而,过度或不当使用化学肥料会对土壤和环境产生不利影响。因此,合理施用化学肥料成为保护土壤环境、提升农作物产量的关键措施。

①施肥计划应基于土壤类型、作物种类、生长阶段以及肥料种类等因素制定,避免过量使用,以防土壤污染和水体富营养化。通过土壤测试和作物养分需求分析,可以制定出科学的施肥方案,确保施肥量既能满足作物需求,又不会造成资源浪费。

②选择肥料时应考虑其是否符合土壤和作物的具体需求。不同作物对养分的需求各异,因此应根据作物的养分需求选择合适的化肥种类和配比。同时,需注意化肥的养分形态和释放速率,以确保作物能有效吸收利用化肥。

③施肥方法应多样化,包括沟施、穴施、撒施等。应注意肥料与作物根系的距离,避免直接接触导致烧伤。施肥后应及时覆盖土壤,以防止肥料挥发和流失。对于液体化肥,可通过灌溉系统或叶面喷施的方式施用。

④不同作物在不同生长阶段对养分的需求不同。因此,施肥计划应根据作物在各个生长阶段的需求进行调整。例如,在作物生长旺盛期或关键生长期进行追肥,以满足其快速生长的需求。同时,施肥应与灌溉、中耕等农事活动相结合,以提高施肥效果。

⑤施肥后应及时进行浇水或覆盖草木灰等物质,以防止肥料挥发、流失或过度吸收。保持土壤湿润有助于肥料溶解,但应避免过度灌溉,以防止养分流失和土壤板结。

四、土壤改良技术

1、土壤结构改良技术

土壤结构改良技术致力于提升土壤的物理特性,例如提高其透气性、透水性、保水性和保肥性,同时优化土壤的化学属性,如调整酸碱度和增加养分含量。这些技术的实施对于构建一个更加健康和可持续的土壤生态系统至关重要。

①深翻耕技术。作为土壤物理改良的关键方法之一,深翻耕通过深层作业将表层土壤与下层土壤混合,有效打破土壤板结,从而增强土壤的透气性和透水性。此举不仅促进作物根系的健康成长和土壤微生物的活跃,还能将地表残留物和杂草种子翻入土中,减少病虫害的发生。深翻耕的深度需要综合考虑土壤类型、作物种类和气候条件等因素,通常建议在20-30cm之间。

②客土改良技术。客土改良技术也称为物理修复法。客土改良涉及将不同特性的土壤材料掺入现有土壤中,以改善土壤质地和结构。例如,在砂土地附近有粘土或河沟淤泥时,可以采用搬淤压砂的方法,以增强土壤的粘结力和保水能力;而在粘土地附近有砂土时,则可搬砂压淤,以改善土壤的透气性和透水性。此外,翻淤压砂、翻砂压淤等技术也可用于使下层土与表土混合,达到改良土壤结构的目的。

③有机质添加技术。有机质是形成土壤团粒结构的关键胶结剂,它能够显著提升土壤的粘结力和保水能力。通过施用有机肥、种植绿肥等方法向土壤中添加有机质,是改良土壤结构的有效手段。在施用有机肥和绿肥时,应确保适量、适时,并根据土壤类型和作物需求进行合理选择。

④土壤改良剂使用技术。土壤改良剂是一类专门用于改善土壤性质的化学物质,包括腐殖酸、聚丙烯酰胺等。这些物质有助于增加土壤团粒结构,提升土壤的保水保肥能力,调节土壤酸碱度,从而促进作物的健康成长。在使用土壤改良剂时,应基于土壤性质和作物需求进行合理选择,并注意用量和施用方法,以避免对土壤和作物产生不良影响。

2、土壤pH值调节方法

①化学调节作为调节土壤pH值的直接且高效手段,涉及多种化学调节剂,如石灰、石膏和腐殖酸钙等。其中,石灰调节法尤为普遍,其主要成分为氧化钙或氢氧化钙,通过中和土壤中的酸性物质,有效提升土壤的pH值。针对不同类型的土壤,如硬石灰或石灰石,选择合适的石灰形式至关重要。在施用石灰之前,进行土壤测试以精确确定所需用量是推荐的做法,因为过量使用石灰可能会引起土壤板结和养分失衡等不良后果,因此必须谨慎操作。石膏调节则专注于碱性土壤的改良,其含有的钙离子和硫酸根离子有助于置换土壤中的钠离子,从而降低土壤的碱度。同样,石膏的施用量也应基于土壤测试结果来决定。此外,腐殖酸钙等有机物质作为调节剂,它们不仅具备一定的酸碱缓冲能力,能够逐步调整土壤pH值,还能改善土壤结构,促进土壤健康。

②生物调节则是一种通过生物手段来改变土壤酸碱性的方法,它包括种植绿肥和施用生物肥料。种植绿肥,如豆科植物,能在生长过程中吸收土壤养分,并通过根系分泌物及残茬分解产物对土壤pH值产生积极影响,同时增加土壤有机质含量,有助于降低土壤酸度。施用生物肥料,这些肥料含有能够产生酸性或碱性物质的有益微生物,它们在土壤中的活动有助于调节土壤pH值,从而改善土壤环境。通过综合运用化学和生物调节方法,可以实现对土壤酸碱性的精准调控,为作物生长创造理想的土壤环境。

五、土壤肥力管理的可持续策略

1、轮作与间作对土壤肥力的影响

①轮作,指的是在同一片土地上,依据精心规划的时间序列和种植顺序,交替种植不同种类的作物。这种策略不仅能够有效预防特定作物对土壤养分的单一消耗,而且促进了土壤中各种养分的均衡利用。以豆科植物为例,它们通过固氮作用显著提升了土壤中的氮素水平,而禾本科作物则对氮、磷、钾等养分展现出独特的吸收偏好。轮作的实施,使得这些养分得以循环利用,从而避免了养分的失衡问题。此外,不同作物的根系在深度和范围上的差异,也意味着它们对土壤中不同层次和种类养分的吸收能力各异。轮作策略巧妙地利用了这些差异,实现了土壤养分的更全面利用。同时,轮作对于改善土壤的物理和化学性质也大有裨益。不同作物的根系活动、分泌物以及残茬的分解产物,对土壤产生不同的影响。例如,深根作物与浅根作物的轮作,能够有效疏松不同深度的土壤,从而提升土壤的通气性和透水性。不同作物残茬在土壤中的分解过程,有助于增加土壤有机质含量,进而提高土壤的肥力。

②间作,另一种高效的农业种植方式,涉及在同一块土地上交错种植两种或多种作物。这种做法极大地提高了土地资源的利用率,同时提升了作物的产量和品质。间作所形成的复杂农田生态系统,为害虫的天敌提供了多样化的栖息地,从而增强了对害虫的自然控制能力,有效减少了农药的使用。在间作的环境中,作物之间可以相互促进,例如玉米和大豆的间作,玉米的高大植株可以为大豆提供遮阴,创造一个凉爽的生长环境;而大豆的根系则有助于固定土壤,减少水土流失。这种互补共生的关系,不仅有助于提升土壤的肥力,也为作物的高产优质生长提供了保障。

2、生物肥料与土壤微生物活性

在探索土壤肥力管理的可持续策略时,生物肥料与土壤微生物活性之间的关系显得尤为关键。生物肥料,涵盖生物有机肥与生物菌肥两大类,是通过微生物的积极作用来优化土壤肥力和作物生长环境的关键工具。生物有机肥,由农副产品、天然物质等经过精心发酵腐熟而成,不仅富含大量有益微生物,还含有丰富的有机质。这些微生物在土壤中的活跃分解作用,不仅能够释放养分,促进土壤团粒结构的形成,还显著提高了土壤的通气性和保水性。同时,它们还能抑制病原菌的生长,有效减少作物病害的发生。有机质作为微生物的营养来源,确保了微生物的持续活性,进而维护了土壤生态系统的稳定性和健康。而生物菌肥,则通过向土壤中引入具有特定功能的微生物群落,进一步改良土壤环境。例如,固氮菌能够将大气中的氮气转化为植物可直接利用的氨态氮或硝态氮,从而有效减少了对化学氮肥的依赖。解磷菌和解钾菌则能够将土壤中的难溶性磷和钾转化为植物更易吸收的形式,进一步提升了土壤的肥力。

综上所述,土壤肥力的科学管理,是实现农业可持续发展的重要保障。在了解土壤肥力对玉米生长和作物产量的深刻影响后,不得不正视当前土壤肥力下降的现状。通过有机肥的合理使用、化学肥料的科学施用、土壤改良技术的应用以及可持续的土壤肥力管理策略,如轮作与间作、生物肥料与土壤微生物活性的结合可以有效改善土壤环境,提高土壤肥力,为玉米等作物的生长提供坚实的基础。

(作者单位:256500山东省博兴县农业农村局)

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