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關鍵詞:玉米 ;種植;技術
中圖分類號:S513 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170133102
1 玉米保護性耕作技術的概述
1.1 玉米保護性耕作技術的概念
保護性耕作技術在國際上是較先進的農(nóng)業(yè)技術,節(jié)本增效,可持續(xù)發(fā)展是農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向,而保護性耕作技術是對農(nóng)田實行免耕、少耕,盡可能減少土壤耕作,并用作物秸稈、殘茬覆蓋地表,減少土壤風蝕、水蝕,提高土壤肥力和抗旱能力的一項先進農(nóng)業(yè)耕作技術。
1.2 玉米保護性耕作技術與傳統(tǒng)耕作的區(qū)別
與傳統(tǒng)的耕作相比保護性耕作在農(nóng)作物收獲之后,根莖大部分留在田里,保證農(nóng)田的土壤肥力,抵御風蝕水蝕等侵害土壤,還能通過免耕、少耕等來減少耕地次數(shù),降低生產(chǎn)成本,提高農(nóng)作物產(chǎn)量,通過噴灑化學試劑或者機械除草來提高勞動效率,取消鏵式犁耕翻,實行免耕或少耕,通過節(jié)本增效的方式逐漸實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1.3 玉米保護性耕作技術優(yōu)勢
提高勞動率,增加農(nóng)作物產(chǎn)量。保護性耕地使得土壤中的營養(yǎng)豐富,有充足的肥力,土壤的各項指標達到最佳標準,這種情況下可以使農(nóng)作物的產(chǎn)量提升幾個百分點,保護性耕地技術可以使得相同品種,相同土地,相同施肥量的耕作增產(chǎn)。
減少生產(chǎn)成本和投入。保護性耕作在農(nóng)作物收獲之后,根莖大部分留在田里,這樣減少了整理土地秸稈的時間,提高了肥力,減少農(nóng)肥的投入,節(jié)約了資金,少耕、免耕方法減少了整地、打壟、中耕等作業(yè)環(huán)節(jié)。
有效抗旱。這種耕作方法容易儲存土壤水分,在伏旱季節(jié)能夠較少水分的蒸發(fā),有明顯的抗旱性。
2 吉林省玉米保護性耕作技術的發(fā)展
玉米在東北是主要的農(nóng)業(yè)作物,尤其是吉林省玉米產(chǎn)業(yè)是該省的產(chǎn)業(yè)支柱,吉林中部玉米種植比較廣泛,吉林省年種植玉米面積高達230萬hm2左右,因此研究玉米的耕種技術對于吉林省有重要的意義。
2015年吉林省的區(qū)域化種植和機械化種植不斷推進,吉林省農(nóng)業(yè)委員會對從事玉米種植的農(nóng)戶示范區(qū)講解了保護性耕種的技術,還統(tǒng)一組織編寫了玉米保護性耕作技術規(guī)程及相關的培訓資料,免費發(fā)給各地區(qū)。到現(xiàn)在為止,基本已經(jīng)形成規(guī)模,并且應用機械化生產(chǎn)。下面來看看吉林省玉米保護性耕作技術的具體發(fā)展。
2.1 制定保護性耕作技術的發(fā)展策略
針對吉林省的土地狀況,耕種技術,播種時間,生產(chǎn)收獲時用的技術方法,制定一套切實可行的技術推廣方法,在資金上給予農(nóng)民補貼,慢慢的改變他們的耕作習慣,認可該項技術。
2.2 加強技術宣傳和實際培訓
在科技飛速發(fā)展的今天,各種新媒體的應用,為玉米保護性耕種技術的推廣奠定了基礎,有效的推廣能夠使人們深刻的認識到這項技術的重要性,讓人們從思想上認識到保護耕地的重要性,通過微博微信等新媒體集合廣播電視報紙等傳統(tǒng)媒體的宣傳。技術的實際培訓是很重要的,培訓和實踐可以使得農(nóng)戶真正的掌握技術的核心,以及給他們帶來的好處,并將這種方法主動的推薦給其他的人。
2.3 農(nóng)機和農(nóng)業(yè)技術的結(jié)合
玉米的保護性耕作技術中要與工程技術、生物技術等結(jié)合,加強對各項指標的監(jiān)管和研究,在農(nóng)機方面現(xiàn)代化的機械技術有助于提高勞作效率,進一步推廣保o性耕種技術,針對不同地質(zhì)條件找出合適的發(fā)展之路,在完善農(nóng)機和農(nóng)藝的結(jié)合,推進我國農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。
2.4 加強政策扶持
吉林省政府根據(jù)國際出臺的保護性耕作項目的政策,通過土地的流轉(zhuǎn),合作社的建立,農(nóng)戶的融資為主的多元化融資渠道,用政策來帶動保護農(nóng)業(yè)耕地,這項技術也是保護耕地政策的一種。
3 結(jié)束語
通過對玉米保護性耕作技術的分析和認識,吉林省對于玉米保護性耕作技術的推廣還存在很多的問題,通過玉米保護性耕作技術的認識和學習,逐步制定了相應的推廣措施,并且取得了較好的效果。所以,吉林省對于玉米保護性耕作技術要加強宣傳力度,在全省逐步推廣玉米保護性耕作技術,為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展開辟全新的途徑。
參考文獻
[1]王麗雙,王春平,孫占祥.基于農(nóng)戶認知的保護性耕作模式適宜性評價[J].農(nóng)林經(jīng)濟管理學報,2015(1).
1.1地膜覆蓋技術的基本概念
地膜覆蓋技術是目前面向旱區(qū)農(nóng)作物節(jié)水工程作業(yè)的針對性技術,它的主要功能就是有效減少土壤內(nèi)部水分蒸發(fā)與無度流失,最大程度實現(xiàn)農(nóng)田保墑。其具體做法就是在地表覆蓋塑料薄膜,保證土壤中水分不會輕易被蒸發(fā)到空氣當中,切實確保塑料薄膜內(nèi)濕度,進而實現(xiàn)對土壤耕作層中溫度、濕度、水分、肥料等外在條件的有效保護,同時也能做到對土壤內(nèi)部物理環(huán)境的良性改善,在這種綜合保護環(huán)境下,農(nóng)作物就能實現(xiàn)正常生長,達到增產(chǎn)增收的農(nóng)業(yè)發(fā)展目的。相比于農(nóng)業(yè)機械旱作節(jié)水技術操作方式,地膜覆蓋技術不但是農(nóng)業(yè)機械工程技術的一種全面革新,也是對技術操作簡易性、高效性的有效改善。它能夠適用于多種旱區(qū)農(nóng)耕技術,以確保地方達到農(nóng)作物增產(chǎn)增收的目的。當然,該技術方法也存在一定缺點,比如它由于長期覆蓋薄膜就導致了農(nóng)田無法實施大面積灌溉,可能影響到農(nóng)作物的后期種植處理工作。為此,許多地區(qū)也將農(nóng)業(yè)機械工程技術與地膜覆蓋技術有機融為一體,希望達到再一步的技術革新,確保新技術對旱區(qū)農(nóng)業(yè)節(jié)水作業(yè)的進一步改善[1]。
1.2某地區(qū)的玉米地膜覆蓋農(nóng)業(yè)機械工程技術應用
以某地區(qū)的玉米耕作為例,該地區(qū)整體上光溫資源相當豐富,但年均降水量僅有317.9mm,蒸發(fā)量卻達到2500mm,為年降水量的8倍左右,屬于典型的半干旱地區(qū)。該地區(qū)由于受到春季干旱及早霜影響,所以在露地條件下玉米種植存在一定阻礙,難以成熟,在特別嚴重干旱年份還容易遭受大量的玉米減產(chǎn)甚至絕收問題。自2015年開始,該地區(qū)大力推廣地膜覆蓋綜合技術,希望達到玉米旱作綜合節(jié)水目標,到目前為止,該地區(qū)已經(jīng)通過該技術覆蓋了全地區(qū)32萬畝的玉米耕種面積,并取得了良好農(nóng)業(yè)成效。下文將主要介紹該地區(qū)利用地膜覆蓋綜合節(jié)水技術配合農(nóng)業(yè)機械工程技術所實現(xiàn)的玉米良性種植過程。1.2.1精細整地技術玉米種植前的精細整地技術主要在春季進行,考慮到春季晝消夜凍問題,所以選擇坡度為15℃~20℃左右的地塊來進行扦插作物殘留根及秸稈的情理工作,同時也要做到有效清理殘留地膜和破碎田間土塊,做到田間表面平整。1.2.2耕地覆膜技術利用大型耕地機械在春季晝消夜凍時期進行玉米農(nóng)田的全面起壟覆膜,同時實施機械化復式作業(yè),達到最大限度保墑目標。在機械設備操作過程中,要保證起壟覆膜中小壟的兩面溝距離在40~50cm左右,而大壟兩邊溝則要保持間距在80cm以上,可以考慮在壟后兩角位置各加入一個浮土器,進而提高覆膜技術效果及作業(yè)效率。在操作過程中,要保證地膜的寬度在1.2~1.5m左右,而厚度保證在0.01m左右。如此操作可以保證膜厚度保墑提溫效果良好,且更利于殘膜處理。一般來說,耕地覆膜技術要在春季4月中旬到下旬前完成,在覆膜之后利用打孔機配合細鐵絲頭為壟溝做成集雨滲水孔,確保播種過程中將無效降雨轉(zhuǎn)化為有效降雨。再者,可以考慮利用改制后的鋪膜機對玉米耕地進行W型溝壟雨鋪膜,并同時在此基礎之上來輔以高效立體化玉米作物種植模式,也能充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械工程的節(jié)水效應,大幅度提升耕地覆膜技術效率和旱地玉米種植效益。2016年,該地區(qū)全年采用了“旱地全膜雙壟溝播”技術,其玉米畝產(chǎn)普遍達到900kg以上,其中核心攻關技術田畝產(chǎn)量更超過1200kg,實現(xiàn)了地方旱作玉米地膜覆蓋綜合節(jié)水與全程機械化、標準化高效生產(chǎn)雙目標[2]。
2機械化深松技術應用分析
機械化深松技術目前是保護性耕作技術體系種的關鍵內(nèi)容,它也是目前我國農(nóng)業(yè)部與地方各省所重點推廣的農(nóng)業(yè)機械化技術。
2.1機械化深松技術的基本作用
機械深松主要利用不同動力機械配套設備來完成農(nóng)田整地工作,做到土壤疏松、犁底層打破,實現(xiàn)對雨水入滲速度與數(shù)量的有效增加,同時做到徑流及水分蒸發(fā)損失有效減少。考慮到機械深松只是松土而不是翻土工作,所以作業(yè)后也能確保耕層土壤不亂,擁有著相當小的動土量,非常適合于那些淺層土及不宜耕翻作業(yè)土壤的有效深松。在旱區(qū)耕作作業(yè)中,機械化深松的蓄水技術已經(jīng)相當成熟,它能夠做到有效改善土壤蓄水保墑能力,并大量接納天然降水,甚至可以建立土壤水庫,解決旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中各種問題,以下具體闡述以下機械化深松在旱作節(jié)水耕作過程中的各項技術要點。
2.2機械化深松作業(yè)的技術要點
2.2.1作業(yè)標準闡述
一般來說,機械化深松作業(yè)的作業(yè)方式主要利用大型機械配合復式整地機組帶深松鏟來實現(xiàn)對土壤的深松與深翻作業(yè)。而在作業(yè)質(zhì)量標準方面,則要求深松達到深、細、平、實4大效果。通常深松整地的實際深度都要達到30~40cm左右范圍,且深松整地一定要做到土壤細碎和田面平整,確保沒有漏耕、耕地深淺不一致(上實下虛)等問題的出現(xiàn),要確保播種狀態(tài)始終保持良好,以切實達到旱作保水保墑目標。
2.2.2作業(yè)技術要點分析
首先,機械深松作業(yè)一定要根據(jù)實際的土壤墑情、耕層質(zhì)地來進行針對性調(diào)整,基本要確保耕層下無石頭、樹根等硬物,如果耕層質(zhì)地條件合適,可考慮適當?shù)纳顚由钏桑粗畡t要進行淺度深松。其次,要根據(jù)旱作節(jié)水作業(yè)季節(jié)來分析土壤含水量程度,如果土壤含水量相對較高且土壤相對較為粘重,如此地塊是不適合深松的,更不能采取全方位深松作業(yè),這樣能夠有效防止第二年耕作出現(xiàn)耕地堅硬板結(jié)壟條結(jié)構(gòu)。深松深度要依據(jù)不同的耕作、節(jié)水目的和不同的土壤來展開并確定。比如說在漬澇地排水、鹽堿地排鹽洗堿方面,其機械化深松松土深度就應該保證在40~60cm左右為最佳。一般土壤耕層可以選擇30~40cm的松土深度,且這一標準不能小于25cm,這樣也有利于土壤水庫的形成。最后,機械化深松作業(yè)主要提倡在秋季全方位展開,確保耕層深松具有一定深度,而夏季則主要以局部深松為主,不宜對大面積耕層進行整地深松[3]。
在旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)作業(yè)實施過程中,傳統(tǒng)技術是存在一定局限性的,因此地方農(nóng)業(yè)一定要做到敢于突破創(chuàng)新技術,基于傳統(tǒng)技術基礎上結(jié)合新技術,并配合農(nóng)業(yè)機械設備來促進旱作節(jié)水作業(yè)的合理化,以達到最終的農(nóng)業(yè)旱作的經(jīng)濟高產(chǎn)化成果。
作者:高云峰 單位:萊陽市河洛鎮(zhèn)農(nóng)機站
參考文獻
[1]高繼平.旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)機械工程技術創(chuàng)新[J].北京農(nóng)業(yè),2014(33):228-228.
關鍵詞:高壟;膜下滴灌;技術參數(shù);水鹽運移研究
覆膜種植是一種新型的農(nóng)業(yè)種植技術,而滴灌是一種農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉技術,將滴灌節(jié)水技術與覆膜種植技術集成創(chuàng)新,開發(fā)出了高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌栽培技術,為有效改良貧瘠土壤、開發(fā)利用鹽堿地和次生鹽堿地開辟了一條新途徑。與普通滴灌技術相比,高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌栽培技術通過對滴灌技術參數(shù)的合理設置,可大大減少棵間蒸發(fā)量,抑制鹽分上移,有效淋洗鹽分,降低返鹽程度,為作物主根系創(chuàng)造一個良好的水鹽環(huán)境[1],而且節(jié)省肥料,降低環(huán)境污染。
近年來,該技術在江蘇太倉、新疆吐魯番、山東泰安等地的示范推廣表明,高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌栽培效果顯著,與常規(guī)土壤栽培相比,節(jié)肥45%左右,節(jié)水30%~50%,增產(chǎn)15%~30%。本文主要從高壟的大小與形狀、營養(yǎng)液滴灌濃度、滴灌頻率等技術參數(shù),及膜下滴灌條件下土壤水鹽運移的研究等方面進行了綜述,以期為鹽堿地及次生鹽堿地的進一步開發(fā)利用提供新的方法和理論。
1 高壟覆膜滴灌的技術參數(shù)研究
高壟覆膜全價營養(yǎng)液滴灌制度的運行特點為全生育期適宜灌水4~5次,通過定時器控制滴灌量和滴灌頻率;滴頭流量為1.7 L/h,滴頭間距30 cm;苗期每株每天滴灌晴天為360 mL,結(jié)果初期
540 mL,結(jié)果盛期630 mL,每次滴灌歷時3 min,早晚各1次,其余在10:00~15:00;陰雨天可適量減少滴灌量或不滴灌[2]。
1.1 壟的大小和形狀
高壟為根系生長提供了一個與周圍土壤隔絕的環(huán)境,滴灌間期內(nèi),只存在地下土壤的返鹽,大大降低了返鹽程度。由于土壤只作為載體,考慮到高壟膜下滴灌條件下土壤的水鹽運移特征,壟的設計應滿足滴灌期內(nèi)最大程度的洗鹽和最低程度的返鹽,同時還應考慮土地的生產(chǎn)效益問題。尤秀娜等[3]以黃瓜為試材,根據(jù)膜下土壤水鹽遷移特征,探討得出黃瓜生長最適單行栽培的壟頂部為平整的半圓柱形,底寬35 cm、頂寬15 cm、高25 cm。
1.2 滴頭間距
利用高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌開發(fā)利用鹽堿地,每個滴頭所淋洗的鹽分以滴頭為中心向四周遷移,故在濕潤體邊緣鹽分含量最高。在布設滴頭時,使?jié)駶欝w進行交疊,從而使兩濕潤體相遇后形成零通量面,迫使零通量面附近的水分垂直向下運動,并使兩滴頭中間部分的鹽分向下遷移,沿種植方向形成壓鹽帶,以利于作物正常生長。一般滴頭間距可設為計劃濕潤深度的2/3[4]。實踐證明,用滴灌進行頻繁灌水情況下,滴頭形成的淡化帶深度,對于一年生作物可達30~40 cm;而對于多年生作物如葡萄,可達80~100 cm[5]。高壟、滴灌的滴頭間距(即株距)設置為30 cm時,能使根區(qū)土壤的含鹽量保持在滴灌水本身的含鹽量范圍內(nèi)。
1.3 營養(yǎng)液滴灌濃度
高壟覆膜滴灌栽培的營養(yǎng)液采用本公司研制的瓜果類蔬菜栽培通用配方,用pH值6.5~7.2的自來水或雨水來配制。一般將配制好的營養(yǎng)液裝入貯液池或貯液罐內(nèi),用灌溉機或水泵抽水滴灌。在高壟膜下滴灌過程中,當合適濃度的營養(yǎng)液滴入土壤時,因重力和毛細管作用,會在滴頭附近形成一個倒漏斗狀的浸潤區(qū)域,將該區(qū)域土壤中的一些可移動離子(包括有益和有害離子)淋洗到土壤耕作層以下[6],在根系周圍形成一個營養(yǎng)元素齊全、配比合理、水氣充足的土壤環(huán)境區(qū)域。
大多數(shù)作物適宜的EC值為0.5~3.0 mS/cm,最高不超過4.0 mS/cm,過高易造成土壤鹽分的積累,過低則不能滿足作物的正常生長需要。王佳倩等[1]以春秋王黃瓜為材料,研究發(fā)現(xiàn),EC值2.5 mS/cm為黃瓜栽培的最適濃度。在此濃度下植株生長健壯,有較好的品質(zhì)和較高的產(chǎn)量,且具有減緩土壤次生鹽漬化的作用。尤秀娜等[7]通過研究在次生鹽堿地上利用高壟、覆膜滴灌全價營養(yǎng)液栽培黃瓜,發(fā)現(xiàn)1/2標準計量濃度是最適濃度。在此濃度下黃瓜產(chǎn)量最高,而且可以顯著降低黃瓜果實內(nèi)的硝酸鹽含量。若采用不同生長階段滴灌不同濃度的全價營養(yǎng)液,則在苗期用1/4標準劑量,結(jié)果初期用1/2標準劑量,結(jié)果盛期用標準劑量。這樣既不會浪費肥料,又不會影響植株的生長。
1.4 滴灌頻率
高壟膜下滴灌栽培,通過定時器控制滴灌量和滴灌頻率。一般的土壤,定植初期滴灌清水,待緩苗后以不同濃度的全價營養(yǎng)液處理。以黃瓜為例,4葉1心前每株滴灌140 mL/d,4葉1心至結(jié)果初期滴灌320 mL/d,結(jié)果初期至盛期滴灌500 mL/d,結(jié)果盛期開始滴灌600 mL/d。滴灌在每天9:00~15:00進行。植株缺水時滴灌清水,陰雨天可適量減少滴灌量或者不滴灌。
若是鹽堿化土壤,首先滴灌清水,將土壤中可移動離子淋洗到下層土壤,然后滴灌全價營養(yǎng)液,使耕作層內(nèi)含有適宜的全價營養(yǎng)成分;若是瘠薄土壤,則可直接灌溉全價營養(yǎng)液。等土壤含水量低于30%,稍微疏松后,就可以播種或定植作物,定植后要再滴灌1次營養(yǎng)液;待緩苗后,根據(jù)土壤的干濕情況滴灌營養(yǎng)液。但苗期1周最少滴灌1次,生長盛期每天滴灌1~2次,滴灌量依作物而定。
柴付軍等[8]研究發(fā)現(xiàn),鹽堿地膜下滴灌時的灌水頻率對棉花生長有積極的影響,高頻灌溉的果枝數(shù)和單株成鈴數(shù)均高于低頻灌溉。在灌水量相同的情況下,高含鹽量土壤花鈴期高頻滴灌時,棉花增產(chǎn)28%,而對于低鹽土,灌溉頻率對產(chǎn)量沒有顯著影響。
1.5 淋洗效果
膜下滴灌能減少鹽分對作物的傷害;高壟覆膜種植有利于抑制土壤積鹽,尤其是抑制表層土壤的積鹽[9]。因此,采用高壟覆膜全價營養(yǎng)液滴灌,能夠有效淋洗鹽分、降低返鹽程度。此外,高壟膜下滴灌為“勤灌”,灌水次數(shù)多、頻率高,具有稀釋土壤鹽分濃度的能力,可以將鹽分遷移到作物根系層以外區(qū)域,從而避免了作物葉面鹽分積累的損害[4]。
王全九等[10]研究表明,覆膜種植能夠顯著抑制土壤鹽分,土壤鹽分含量比常規(guī)不進行覆膜種植的可減少26.65%。尤秀娜等[7]通過研究高壟覆膜滴灌全價營養(yǎng)液對次生鹽堿地種植黃瓜的影響,發(fā)現(xiàn)在栽培結(jié)束后,鹽堿土土壤EC值下降,表明高壟覆膜膜下滴灌能充分淋洗鹽分,不會對植株生長造成鹽脅迫。采用該栽培技術,可以有效地開發(fā)利用次生鹽堿地。
2 膜下滴灌水鹽運移的研究
2.1 膜下滴灌水鹽運移規(guī)律的研究
高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌條件下土壤水鹽運移實質(zhì)上是點源水鹽運移,包括點源水分運移和鹽分運移。在鹽堿地的滴灌條件下,土壤中鹽分的運移一般包括表土鹽分的淋洗脫鹽和土壤鹽分隨著水分的再分布而遷移兩個重要過程[10]。膜下滴灌水鹽運移規(guī)律表現(xiàn)為:在水平方向上土壤鹽分向滴灌作物生長區(qū)域的兩側(cè)運移并積累在作物行間的土壤表層;在垂直方向由于土壤常保持一個濕潤狀態(tài),土壤溶液濃度較高,土壤鹽分稀釋,鹽分濃度下降,耕作層鹽分含量降低,土壤鹽分向耕作層以下運移并發(fā)生聚積[9]。
滴灌條件下水鹽運移規(guī)律研究在國外已進行多年,并取得了一些有價值的成果。Bresler等[11]利用試驗和數(shù)值模型模擬研究了滴灌條件下土壤水鹽分布的一般規(guī)律,點源滴灌時,滴頭下土壤鹽分向各個方向增加,土壤鹽分分布隨著滴頭流量、灌水量和土壤質(zhì)地而變化。鹽分的運移與土壤含水量關系很大,在滴頭附近,土壤含水率大,鹽分濃度低;濕潤峰內(nèi)側(cè)鹽分濃度高,而在濕潤峰以外土壤鹽分濃度不變[12]。Mmolawa等[13]對有無作物栽培的情況下的滴灌土壤鹽分的運移作了比較,發(fā)現(xiàn)有作物種植時,土壤鹽分濃度高于無作物栽培時的濃度,表明作物根系吸水對土壤鹽分運移的影響較明顯。
國內(nèi)滴灌條件下水鹽運移規(guī)律的研究也取得了一些成果。李光永等[14]研究表明,地表滴灌濕潤圈隨著滴頭流量的增大而增大,且濕潤圈內(nèi)相同位置的土壤含水量也隨流量的增大而增大。滴頭流量和土壤初始含水量增加,地表積水范圍增大,濕潤體垂直距離減小,滴頭附近含水量增加,利于土壤鹽分淡化;灌水量增加,濕潤體的范圍增加,利于土壤鹽分濃度的淡化[15]。土壤表層含鹽量隨灌水礦化度增加而增加,用微咸水灌溉會導致土壤表層鹽分不同程度的積累[10]。點源滴灌條件下,當?shù)晤^流量大于土壤入滲速度時,土壤表面出現(xiàn)積水區(qū)并向四周擴展,促使土壤濕潤區(qū)水平運移速度增大,而垂直運移速度相應減小;相反,當?shù)晤^流量小于土壤入滲速度時,土壤表面積水區(qū)很小或者不出現(xiàn)積水區(qū),濕潤區(qū)垂直運移速度比水平運移速度快。而當?shù)晤^流量不變而滴水量增加時,土壤入滲速度隨時間而降低,其入滲速度逐漸小于滴頭流量,土壤濕潤區(qū)的水平運移速度加快[16]。
2.2 土壤鹽分與有關離子的研究
采用高壟覆膜全價營養(yǎng)液滴灌栽培,可以把背景土壤中可移動的離子(有益及有害離子)淋洗到土壤耕作層以下,使耕作層為作物提供營養(yǎng)元素齊全、配比相對合理的生長環(huán)境[1~3,7]。全價營養(yǎng)液的濃度是按照植株不同生育期對養(yǎng)分的需求確定的,并且全價營養(yǎng)液中不含Cl-、HCO3-和Na+等不易被灌溉水分淋洗的有害離子[17],因此,灌溉結(jié)束后,不會對土壤造成毒害。
王振華等[18]通過膜下滴灌分析了不充分供水條件下3 種流量和 4 種灌水溫度對SO42-、Na+、Cl- 和Ca2+運移的影響。試驗表明,4 種鹽分離子的活性在濕潤土體中均受到灌水溫度的影響,且活性隨灌溉水溫的提高而增強,相應的運移能力也有增加的趨勢。丁新利等[19]研究表明,在覆膜條件下,Cl-在土壤含鹽量中的比重減少,而SO42-比重增加,表明膜下滴灌Cl-的遷移速率比SO42-快,在脫鹽過程中上層土壤中的Cl-比SO42-向下遷移數(shù)量多,因此覆膜具有抑制鹽分上移,減少和降低耕層土壤有害鹽分的作用。
3 高壟覆膜滴灌技術的應用研究
高壟覆膜滴灌技術結(jié)合了膜下滴灌技術與覆膜栽培技術,具有增溫保墑、抑制株間蒸發(fā)、避免水分深層滲漏、節(jié)水節(jié)肥、增產(chǎn)增效等特點;還可改善土壤水、氣、熱等特征,進而改善土壤質(zhì)量,使其更利于作物生長及根系分布[20~22],從而提高了水肥利用率和改善蔬菜品質(zhì),避免施肥不合理造成營養(yǎng)過剩和鹽分積累等,從而達到省工、省力和環(huán)保栽培的目的[23]。
膜下滴灌能使根系密度增加、莖稈變粗、葉面積指數(shù)增大、早熟[24~26]、增產(chǎn)[27,28]。此外,Bhella等[29]還發(fā)現(xiàn)土壤的增溫可增加根系吸水量。
與露地栽培相比,高壟覆膜滴灌全價營養(yǎng)液栽培的黃瓜產(chǎn)量、果實維生素C、可溶性糖和有機酸含量均略有提高[7]。太倉農(nóng)業(yè)園區(qū)的栽培示范表明,高壟全價營養(yǎng)液栽培的番茄生長勢較強,植株生長發(fā)育較好;在整個生育期內(nèi),植株自第一花序開始至拉秧生長量均顯著高于傳統(tǒng)滴灌栽培,莖稈粗壯,葉面積較大,植株生長健壯,各花序開花時間較早,成熟期提前。與傳統(tǒng)的土壤栽培相比,總產(chǎn)量提高45%左右,節(jié)水節(jié)肥達到40%以上,增產(chǎn)20%,栽培效果十分顯著,具有很好的推廣應用前景。
4 問題與展望
高壟覆膜營養(yǎng)液滴灌可以有效解決傳統(tǒng)設施生產(chǎn)模式造成的土壤次生鹽漬化、土壤結(jié)構(gòu)被破壞等問題,對促進我國設施生產(chǎn)與環(huán)境和諧可持續(xù)發(fā)展有重大意義。但是高壟、膜下滴灌是局部灌溉技術,其土壤濕潤范圍小,對作物根系分布和根系結(jié)構(gòu)有一定的約束,對作物根系吸水會有影響,因此,該技術并不能夠完全治理鹽堿地,但是合理的滴頭流量、滴水量和灌水制度組合可以使滴灌技術在作物根區(qū)形成一個低鹽區(qū),有利于作物的生長。
近幾年來國內(nèi)外對膜下滴灌的研究取得了一定的進展,但對于高壟覆膜滴灌技術的相關研究還甚少,尤其是水鹽運移等方面。隨著高壟覆膜全價營養(yǎng)液滴灌技術的深入研究與應用推廣,將會獲得更多實際應用參數(shù)指標和完善的栽培技術規(guī)程,使該技術更加的成熟,為設施次生鹽漬化土壤改良及次生鹽堿地設施蔬菜栽培工作奠定堅實基礎。
參考文獻
[1] 王佳倩,吳震,卜崇興,等.營養(yǎng)液濃度對黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤性狀的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學報,2010,26(3):31-35.
[2] 尤秀娜,卜崇興,賈永霞,等.不同全價營養(yǎng)液濃度對次生鹽堿地黃瓜高壟滴灌栽培的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學報,2009,21(7):89-91.
[3] 尤秀娜,卜崇興,賈永霞,等.壟的大小對黃瓜高壟覆膜滴灌全價營養(yǎng)液栽培的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學報,2009,21(6):37-39.
[4] 王全九,王文焰,汪志榮,等.鹽堿地膜下滴灌技術參數(shù)的確定[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2001,17(2):47-50.
[5].新疆節(jié)水灌溉發(fā)展態(tài)勢和滴灌的生態(tài)效益――與“淺談現(xiàn)代農(nóng)業(yè)節(jié)水新概念――可持續(xù)節(jié)水”作者商榷(1)[J].節(jié)水灌溉,2008(11):51-54.
[6] 曹云娥,李建設,高艷明.營養(yǎng)液滴灌土壤栽培技術[J].蔬菜,2004(12):7-8.
[7] 尤秀娜,卜崇興,賈永霞,等.高壟覆膜滴灌全價營養(yǎng)液對次生鹽堿地種植黃瓜的影響[J].上海農(nóng)業(yè)學報,2009,25(3):51-53 .
[8] 柴付軍,李光永,張瓊,等.灌水頻率對膜下滴灌土壤水鹽分布和棉花生長的影響研究[J].灌溉排水學報,2005,24(3):12-15.
[9] 周和平,徐小波,蘭玉軍.膜下滴灌條件下土壤水鹽運移研究綜述[J].節(jié)水灌溉,2006(4):8-11,13.
[10] 王全九,王文焰.膜下滴灌鹽堿地水鹽運移特征研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報,2000,16(4):54-57.
[11]Bresler E, Heller J, Diner N, et al. Infiltration from a trickle source:Ⅱ. Experimental data and theoretical predictions [J]. Soil Sci Soc Am J, 1971, 35(5): 683-689.
[12] Sharmasarkar F C, Sharmasarkar S, Zhang R, et al. Mod- eling nitrate movement in sugarbeet soils under flood and drip irrigation[J]. ICID Journal, 2000, 49(1): 43-54.
[13] Mmolawa K, Or D. Experimental and numerical evaluation of analytical volume balance model for soil water dynamics under drip irrigation[J]. Soil Sci Soc Am J, 2003, 67:
1 657-1 671.
[14] 李光永,曾德超.地表點源滴灌土壤水分運動的動力學模型與數(shù)值模擬 [J].水利學報,1998(11):21-25.
[15] 呂殿青,王全九,王文焰,等.膜下滴灌土壤鹽分特性及影響因素的初步研究[J].灌溉排水,2001,20(1):28-31.
[16] 李明思,鄭旭榮,賈宏偉,等.棉花膜下滴灌灌溉制度試驗研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2001(11):13-15.
[17] ,康躍虎,萬書勤.微咸水滴灌條件下不同鹽分離子在土壤中的分布特征[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2007,23(2):83-87.
[18] 王振華,溫新明,呂德生,等.膜下滴灌條件下溫度影響鹽分離子運移的試驗研究[J].節(jié)水灌溉,2004(3):5-7.
[19] 丁新利,張江輝,周黎勇,等.干旱區(qū)鹽堿地水鹽運移規(guī)律與改造技術的示范研究[C]//人水和諧與新疆水資源可持續(xù)利用,2005.
[20] 胡曉棠,李明思.膜下滴灌對棉花根際土壤環(huán)境的影響研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2003,11(3):121-123.
[21] 尉紅俠,張曉利,黃志剛.膜下滴灌技術效益分析與推廣建議[J].水利水電技術,2007,38(4):82-83.
[22] Ward A L,Kachanoski R G, Elrick D E. Analysis of water and solute transport away from a surface point source[J]. Soil Sci Soc Am J, 1995, 59(3):699-706.
[23] 李久生,張建君,薛克宗.滴灌施肥灌溉原理與應用[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社,2003.
[24] Bhella H S. Muskmelon growth, yield, and nutrition as influenced by planting method and trickle irrigation[J]. J Am Soc Hort Sci, 1985, 110(6): 793-796.
[25] Renquist A R, Breen P J, Martin L W. Effect of polyethylene mulch and summer irrigation regimes on subsequent flowering and fruiting of 'Olympus' strawbeery[J]. Am Soc Hort Sci, 1982, 107(3): 373-376.
[26] Spiers J M. Root distribution of 'Tifblue' rabbiteya blueberry as influenced by irrigation, incorporated peatmoss, and mulch[J]. J Am Soc Hort Sci, 1986, 111(6): 877-880.
[27] Tiwari K, Singh A, Mal P K. Effect of drip irrigation on yield of cabbage (Brassica oleracea L. var. capitata) under mulch and non-mulch conditions[J]. Agricultural Water Management, 2003, 58(1): 19-28.
【關鍵詞】土壤;土壤肥力;表征指標
土壤作為植物生產(chǎn)的基地、動物生產(chǎn)的基礎、農(nóng)業(yè)的基本生產(chǎn)資料、人類耕作的勞動的對象,與社會經(jīng)濟緊密聯(lián)系,其本質(zhì)是肥力。土壤肥力也正是土壤各方面性質(zhì)的綜合反映,體現(xiàn)了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要地位。土壤肥力的高低直接影響著作物生長,影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、布局和效益等方面。土壤肥力是土壤的基本屬性,是土壤物理、化學和生物性質(zhì)的綜合反映,也是影響作物生長發(fā)育和產(chǎn)量的關鍵因素之一。早在1840年李比西提出的“礦質(zhì)營養(yǎng)學說”,為土壤肥力研究奠定了基礎。迄今為止,盡管有人圍繞著土壤質(zhì)量取得了一些重要研究進展,但有關土壤肥力的理論研究都在各自學科的研究方向上徘徊,沒有將土壤化學、物理和生物等相關學科統(tǒng)一起來形成公認的、一致性的定量化評價指標來進行表征土壤肥力。所以,及時了解分析和跟蹤國內(nèi)外土壤肥力指標研究的最新進展,對解決土壤肥力研究的實際性工作和使之為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展服務具有重要意義。
1 土壤肥力
1.1 土壤肥力概念
土壤肥力是指土壤為植物生長提供養(yǎng)分、水分以及優(yōu)良環(huán)境條件的能力,它是土壤各種基本性質(zhì)的綜合表現(xiàn),是土壤區(qū)別于成土母質(zhì)和其他自然體的最本質(zhì)的特征,也是土壤作為自然資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的物質(zhì)基礎[1]。
1.2 土壤肥力分類
土壤肥力按成因可分為自然肥力和人為肥力。自然肥力是指在自然因素(生物、氣候、母質(zhì)、地形及時間等)的綜合作用下,土壤產(chǎn)生和發(fā)展起來的肥力,未經(jīng)耕種的自然土壤只具有自然肥力。人為肥力是人類在利用土壤進行作物栽培的過程中,通過對土壤耕作、施肥、排灌及土壤改良等農(nóng)業(yè)技術投入所創(chuàng)造的肥力。土壤所具有的自然肥力與人為肥力的綜合被稱為有效肥力,也稱為經(jīng)濟肥力。
1.3 影響土壤肥力的因素
1.3.1 化學因素
化學因素是指土壤的酸堿度、陽離子吸附及交換性能、土壤還原性物質(zhì)、土壤含鹽量以及其他有毒物質(zhì)的含量等,它們直接影響植物的生長和土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、釋放及有效性。
1.3.2 養(yǎng)分因素
養(yǎng)分因素是指土壤中的養(yǎng)分貯量、強度因素和容量因素,這主要取決于土壤礦物質(zhì)及有機質(zhì)的數(shù)量和組成。
1.3.3 生物因素
生物因素是指土壤中的微生物及其生理活性,它們對土壤氮、磷、硫等營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和有效性具有明顯影響,主要表現(xiàn)在:一是促進土壤有機質(zhì)的礦化作用,增加土壤中有效氮、磷、硫的含量;二是進行腐殖質(zhì)的合成作用,增加土壤有機質(zhì)的含量,提高土壤的保水保肥性能;三是進行生物固氮,增加土壤中有效氮的來源。
2 土壤肥力表征指標
目前,國內(nèi)外尚沒有一個反映土壤本質(zhì)特征的、綜合的土壤肥力指標(SFI,soil fertility index)的理論體系。用土壤生產(chǎn)力的水平或土壤的一些理化性質(zhì)的數(shù)量化特征來表征土壤肥力水平都有一定的局限性。土壤肥力綜合指標有四類:(1)土壤營養(yǎng)(化學)指標:全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷、速效鉀、陽離子交換量、碳氮比(2)土壤物理性狀指標:質(zhì)地、容重、水穩(wěn)性團聚體、孔隙度(總孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)、土壤耕層溫度變幅、土層厚度、土壤含水量、粘粒含量(3)土壤生物學指標:有機質(zhì)、腐殖酸(富里酸、胡敏酸)、碳、微生物態(tài)氮、土壤酶活性(脲酶、蛋白酶、過氧化氫酶、轉(zhuǎn)化酶、磷酸酶等);(4)土壤環(huán)境指標:土壤 pH值、地下水深度、坡度、林網(wǎng)化水平[2]。
2.1 土壤物理指標
2.1.1 土壤質(zhì)地
土壤顆粒組成是指土壤中大小不同的各級土粒的比率,它是反映土壤物理性質(zhì)的一項重要指標,如土壤耕作難易、養(yǎng)分和水分保蓄能力、孔隙組成、通氣性、持水性、透水性、水分運動及土壤氣體和熱狀況等都在很大程度上受土壤顆粒組成的影響。土壤礦質(zhì)顆粒的組成狀況及其在土體中的排列,對土壤肥力起著決定性影響,土壤顆粒形狀與大小各異的土壤結(jié)構(gòu),反映出一個不規(guī)則的幾何形體和不同的土壤肥力基礎,粒級越小,粒間孔隙小,吸水易膨脹,可塑性、粘著性、粘結(jié)性和保水保肥性越強,營養(yǎng)元素越豐富。余東山(1997)等研究表明,土壤顆粒組成與土壤的保肥及供肥能力有關,影響著有機質(zhì)含量。不同土壤顆粒組成,肥力水平不同,團聚體的大小不同,所以土壤顆粒組成也是評價土壤肥力的重要因子之一。
2.1.2 土壤結(jié)構(gòu)體
不同土壤的團粒結(jié)構(gòu),依土壤種類、特征和性質(zhì)等限定性因子的不同而代表SF的水平不同,所以至今仍未報道過表征SF定量化的團粒結(jié)構(gòu)指標,僅用粘粒含量、團聚體的穩(wěn)定性和其粒徑的比例等與其他SFI的相關性表征SF的高低。
研究表明,有良好團聚體結(jié)構(gòu)的土壤,不僅具有高度的孔隙性、持水性和通透性,而且在植物生長期間能很好地調(diào)節(jié)植物對水、肥、氣、熱諸因素的需要,以保證作物高產(chǎn)。不同粒級的微團聚體對養(yǎng)分吸收者與釋供的不同作用與其適宜的組合決定土壤肥力的高低,因此,不同肥力水平的土壤及各粒級微團聚體的有機質(zhì)含量和腐殖質(zhì)的結(jié)合形態(tài)的研究為解釋土壤肥力水平的差異以及揭示土壤肥力的實質(zhì)提供依據(jù)。土壤微團聚體及其適宜的組合是土壤肥力的物質(zhì)基礎,在對大小粒級土壤微團聚體的組成比例與土壤肥力的關系進行研究時發(fā)現(xiàn)[3],“特征微團聚體”(10μm的微團聚體)的組成比例能比較綜合地反映土壤對于水、肥的保供性能,小粒級微團聚體有較強的持水性,而大粒級的有較強的釋水性,可作為評斷土壤肥力水平的有用指標。
土壤團聚體和水穩(wěn)性團聚體的狀況是影響土壤肥力的一個重要因素,其在一定程度上乃至很大程度上影響土壤通氣性與抗蝕性,大團聚體比微團聚體含有更多的C和N,其所含的有機質(zhì)更不穩(wěn)定,更富生物體物質(zhì)和特殊有機質(zhì)。李小剛等[4]研究表明,隨著有機質(zhì)含量的增加,土壤團聚體的穩(wěn)定性顯著增加,粘粒的分散性顯著降低。Capriel等指出,土壤團聚體的穩(wěn)定性與土壤微生物之間存在明顯的相關性。袁可能等[5]研究表明,在直徑0.1mm與2~5 mm之間的各級團聚體,其腐殖質(zhì)總量隨著團聚體直徑的增大而增大,G1/G2比值則隨著團聚體直徑的增大而逐漸減小。
土壤分形維數(shù)是反映土壤結(jié)構(gòu)幾何形狀的參數(shù),土粒表面分形維數(shù)是反映土壤顆粒表面狀況的一個綜合指標,而土壤團粒結(jié)構(gòu)粒徑分布的分形維數(shù)映了土壤水穩(wěn)性團聚體及水穩(wěn)性大團聚體含量對土壤結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性的影響趨勢,即團粒結(jié)構(gòu)粒徑分布的分形維數(shù)愈小,則土壤愈具良好的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性。
2.1.3 其他因子
土壤容重、通透性和抗蝕性是間接評價SF的一項重要指標,容重是土壤重要的物理性質(zhì),隨著剖面深度而增加,能間接地反映SF水平的高低,它不僅直接影響到土壤空隙度與空隙大小分配、土壤的穿透阻力及土壤水肥氣熱變化,也影響著土壤微生物活動和土壤酶活性的變化,同時土壤容重對土壤物理性質(zhì)如質(zhì)地、團聚體、土壤結(jié)構(gòu)、通氣狀況、持水性質(zhì)和堅實度等影響顯著。通透性的改變使得土壤的其他一些物理性質(zhì)也隨之改變,使土壤有機質(zhì)含量、根系生物量、土壤呼吸、微生物數(shù)量及酶活性發(fā)生相應的變化。土壤的通氣狀況直接影響土壤的物理、化學性質(zhì),從而影響土壤生物活性。抗蝕性也是間接評價SF的一項重要指標,不同的土壤類型,其抗風、水蝕的性能不同,大量研究表明,通過改善土壤的理化性質(zhì),如質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和有機質(zhì)含量等就可以增強土壤的抗蝕性,減少土壤表面的水土流失,從而逐漸提高土壤肥力。
2.2 土壤化學指標
2.2.1 土壤氮、磷、鉀
反映土壤肥力的化學指標較多,如土壤全N含量是評價土壤肥力水平的一項重要指標,在一定程度上代表土壤的供N水平,它的消長取決于N的積累和消耗的相對強弱,特別是取決于土壤中有機質(zhì)的生物積累和分解作用的相對強弱。無機態(tài)N和有機態(tài)N反映了土壤肥力水平的暫時與潛在能力,而N的分布狀況和土壤對N的固定、釋放能力則直接反映出土壤肥力的高低。大量研究表明,隨著土壤施N量的增加,生物量也增大,有機質(zhì)的積累也隨之增加;土壤中速效P可表征土壤的供P狀況和指導磷肥的施用,也是診斷土壤有效肥力的指標之一,速效K作為當季土壤供鉀能力的肥力指標,速效P、K含量一般隨黏粒、粉粒含量增加而分別呈減少、增加的趨勢,這是反映SF的短期指標。
2.2.2 土壤有機質(zhì)
土壤有機質(zhì)是土壤中各種營養(yǎng)元素特別是N、P的重要來源,由于它具有膠體特性,能吸附較多的陽離子,因而使土壤具有保肥性、保水性、耕性、緩沖性和通氣狀況,還能使土壤疏松,從而可改善土壤的物理性狀,是土壤微生物必不可少的碳源和能源,所以土壤有機質(zhì)含量的多少是土壤肥力高低的又一重要化學指標。從能量利用和經(jīng)濟效益的觀點出發(fā),土壤肥力的高低并不只是取決于有機質(zhì)的含量,主要取決于土壤腐殖質(zhì)的品質(zhì),改善重組有機質(zhì)中的腐殖質(zhì)的結(jié)合形態(tài),能提高有機無機復合量,使輕組有機質(zhì)增加而降低原復合度,從而不斷提高土壤肥力。腐殖質(zhì)是SOM的主體,碳水化合物是SOM的主要成分之一,土壤腐殖質(zhì)與礦物質(zhì)的結(jié)合態(tài)可分為3種,即松結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)、穩(wěn)定態(tài)腐殖質(zhì)和緊結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)。土壤結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)在表征土壤肥力方面有不可忽視的作用,其結(jié)合的方式及松緊度的不同對土壤肥力有很大的影響。研究表明,肥地結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)的含量與松結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)占有機質(zhì)總量的比例均比瘦地高,穩(wěn)結(jié)合態(tài)的比例較小,緊結(jié)合態(tài)腐殖質(zhì)的比例肥瘦地大體相當。重組腐殖質(zhì)中的松結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)主要是新鮮的腐殖質(zhì),它的活性較大,其含量以及與緊結(jié)態(tài)腐殖質(zhì)含量的比值是反映腐殖質(zhì)活性和品質(zhì)的重要指標。腐殖質(zhì)的作用在很大程度上取決于腐殖質(zhì)大量功能團的含量,胡敏酸甲氧基功能團含量的多少是衡量土壤腐殖質(zhì)化的重要指標,胡敏酸甲氧基含量增加,說明土壤有機質(zhì)腐殖質(zhì)化程度加強。Kononova和E.V.Turin認為氣候、植被、地形、母質(zhì)和人為活動等對SOM的轉(zhuǎn)化有其獨特的作用。
2.2.3 土壤有機碳
一般認為,土壤有機碳含量與土壤肥力高低呈正相關,隨黏粒、粉粒含量增加而增加。土壤有機碳的氧化穩(wěn)定性,活性和抗生物降解能力是反映土壤碳庫的重要指標,對評價土壤有機質(zhì)和SF狀況有重要意義。土壤碳庫動態(tài)平衡是土壤肥力SF保持和提高的重要內(nèi)容,直接影響作物產(chǎn)量和土壤肥力的高低,土壤生物活性有機碳庫的大小可以反映土壤中潛在的活性養(yǎng)分含量,周轉(zhuǎn)速率可以反映土壤中的養(yǎng)分循環(huán)和供應狀況。研究表明[7],土壤微生物生物量C/全N,作為土壤碳庫質(zhì)量的敏感指示因子可以推斷碳素有效性,土壤礦化碳與全碳的比值可以指示土壤有機碳活性,土壤難氧化碳與全碳的比值可以度量土壤有機碳的氧化穩(wěn)定性。土壤的氧化穩(wěn)定性是可以反映土壤肥力演變的一項指標,而氧化性系數(shù)既能反映腐殖質(zhì)的組成,又能綜合地反映所有的有機礦質(zhì)復合體,還比胡敏酸/富里酸的比值更能反映土壤的生物穩(wěn)定性。
2.2.4 土壤陽離子交換量和平pH值
土壤陽離子交換量(SCEC)和pH值是反映土壤肥力狀況的兩項指示性指標,交換劑溶液的pH值是影響SCEC的重要因素,SCEC是由土壤膠體表面的凈負電荷量決定的,而有機、無機膠體的官能團產(chǎn)生的正負電荷和數(shù)量則因溶液的pH值和鹽溶液濃度的改變而改變。研究表明,不同土壤的CEC和pH值明顯地影響著土壤有機質(zhì)、酶和微生物活性等。
2.3 土壤生物指標
2.3.1 微生物指標
土壤微生物是土壤生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分源和匯的一個巨大的原動力,在植物凋落物的降解、養(yǎng)分循環(huán)與平衡、土壤理化性質(zhì)改善中起著重要的作用,良好的生物活性和穩(wěn)定的微生物種群是反映土壤肥力的主要動態(tài)指標之一。
土壤微生物生物量是表征土壤肥力特征和土壤生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量流動的一個重要參數(shù),常被用于評價土壤的生物學性質(zhì),因為它能代表參與調(diào)控土壤中能量和養(yǎng)分循環(huán)以及有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化所對應微生物的數(shù)量。研究結(jié)果表明,土壤微生物生物量與土壤有機質(zhì)、全N、有效N之間關系密切,呈極顯著的正相關,微生物生物量與速效P之間看不出明顯的相關性,這說明土壤中微生物的活動與土壤有機質(zhì)和氮素營養(yǎng)有關。研究微生物生物量C可以了解土壤有機質(zhì)狀況,進而對SF有一大概的了解。Insam等把作物產(chǎn)量與土壤微生物生物量C相結(jié)合研究,結(jié)果表明作物產(chǎn)量與土壤微生物生物量C明顯呈正相關,并認為土壤微生物生物量C可以作為土壤的一個肥力指標,He等也對此作了一致的報道。微生物生物量C周轉(zhuǎn)期更能說明土壤微生物的活性,可以作為土壤微生物活性和有機質(zhì)降解速率的潛在指標。大量研究結(jié)果表明,凋落物的腐解可以刺激相應土層的土壤微生物活性的增長,微生物量分布與其相應土層的土壤養(yǎng)分的含量相關,總生物量可作為SF的一個指標。
土壤微生物具有景觀變異性,而其種群的數(shù)量和分布是反映生物穩(wěn)定性的一個顯著特征,并在一定程度上代表了SOM活性。所有的微生物種群數(shù)量一般隨著土壤深度的增加而降低,其中0~10cm的土層中最多,而真菌數(shù)量的降低幅度較細菌高。土壤真菌影響土壤團聚體的穩(wěn)定性,是土壤肥力的重要微生物指標。土壤微生物的活性表示了土壤中整個微生物群落或其中的一些特殊種群的狀態(tài)。在免耕的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,微生物活性隨土壤深度的變化很大,一般表層土壤中的微生物活性最大,而翻耕的耕作層微生物活性基本相當。
2.3.2 土壤酶指標
土壤酶是土壤中植物、動物、微生物活動的產(chǎn)物,是土壤生物化學反應的重要指標之一,土壤中許多重要的物理、化學和微生物活性物質(zhì)等,都與土壤酶有著密切的相關性。SEA是評價SF又一重要活性指標,在土壤中主要研究的酶有脲酶、磷酸酶、硝酸還原酶、轉(zhuǎn)化酶和纖維素酶等。土壤脲酶與土壤有機質(zhì)、全氮、全磷等性質(zhì)均呈顯著或極顯著相關關系,可作為土壤肥力指標之一[8],而Sakorn等認為脲酶活性與土壤任一理化性質(zhì)均不顯著,磷酸酶與P轉(zhuǎn)化密切相關,土壤磷酸酶活性是指示土壤管理系統(tǒng)集中和土壤有機質(zhì)含量的重要指標;Knowles等認為,在嫌氣條件下硝酸還原酶是反消化過程中的一種重要的酶,它的活性比在好氣條件下強,催化硝酸鹽還原為亞硝酸還原酶,轉(zhuǎn)化酶能催化蔗糖水解為葡萄糖,SEA是土壤生物活性的總體現(xiàn),反映了土壤的綜合肥力特征及土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化進程,所以它可以作為衡量土壤肥力水平高低的較好指標;Lenhard發(fā)現(xiàn),脫氫酶活性與氧的消耗以及細菌群的活性密切相關;但Sparling發(fā)現(xiàn)脫氫酶活性與生物量以及其他生物活性沒有相關性。研究結(jié)果表明,土壤中一些非專一性和水解性的酶活性作為反映管理措施和環(huán)境因子引起的土壤生物學和生物化學變化的指標,在自然生態(tài)系統(tǒng)或低投入的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,土壤酶活性或其他生物指標與植物生物產(chǎn)量密切相關,而高投入的系統(tǒng)中干擾無相關性。
Frankenberger和Dick研究了10種土壤中的11種酶,發(fā)現(xiàn)堿性磷酸酶、酰胺酶和過氧化氫酶活性與土壤微生物呼吸量和總生物量顯著相關,但與微生物平板計數(shù)無關,其他研究[9]也證明了土壤微生物活性與脫氫酶、纖維分解酶、蛋白酶、磷酸酶和脲酶活性間的相關性。
參考文獻
[1]龐元明.土壤肥力評價研究進展[J].山西農(nóng)業(yè)科學,2009,37(2):85-87.
[2]駱東奇,白潔,謝德體.論土壤肥力評價指標和方法[J].土壤與環(huán)境,2002,11(2):202-205.
[3]周禮愷,武冠云.微團聚體的保肥供肥性能及其組成比例在評斷土壤肥力水平中的意義[J].土壤學報,1994,31 (1):18-28.
[4]李小剛,崔志軍,王玲英等.鹽化和有機質(zhì)對土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及阿特伯極限的影響[J].土壤學報,2002,39(4): 550-559.
[5]袁可能,陳通權.土壤有機礦質(zhì)復合體研究Ⅱ.土壤各級團聚體中有機礦質(zhì)復合體的組成及其氧化穩(wěn)定性[J].土壤學報,1981,13(4):335-343.
[6]曹志洪,朱永官.蘇南稻麥兩熟制下突然養(yǎng)分平衡與培肥的長期試驗[J].土壤,1995,27(2):60-64.
[7]Bradley R L,F(xiàn)yies J W.A kinetic parameter describing soil available C and its relationshipto rateincreaseinCmineralization[J]. SoilBiol.Biochem,1995,27(2):167-172.
【關鍵詞】 農(nóng)業(yè)機械化 新農(nóng)村建設 地位 作用
農(nóng)業(yè)機械化在減輕農(nóng)民勞動強度、增加農(nóng)民收入與有效轉(zhuǎn)移農(nóng)村富裕勞動力外出務工、經(jīng)商辦企業(yè)及發(fā)展二、三產(chǎn)業(yè)的同時,在很大程度上還成了建設社會主義新農(nóng)村的有力推手。為此,國家制定出臺了一系列惠農(nóng)政策,特別是農(nóng)機購置補貼惠農(nóng)政策的普及與實施,農(nóng)民購買與使用先進適用農(nóng)業(yè)機械的積極性更是空前高漲,與此同時,農(nóng)業(yè)機械化也得到了快速的發(fā)展,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟與社會主義新農(nóng)村建設中的作用和地位也是越來越顯著。
1 農(nóng)機化概述
1.1 農(nóng)機化的概念
現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)包含了種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、加工業(yè)、運輸業(yè)等多種行業(yè)和產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后等多個環(huán)節(jié)。從廣義上來講,用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機械設備統(tǒng)稱為農(nóng)業(yè)機械。也就是說,農(nóng)業(yè)機械化就是用機器來進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各項作業(yè),用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方而的動力機械和配套機具都屬于農(nóng)業(yè)機械的范疇。
因此,農(nóng)業(yè)機械就包括動力機械和作業(yè)機械兩部分。動力機械如內(nèi)燃機、拖拉機、電動機等為作業(yè)機械提供動力;而作業(yè)機械即為配套農(nóng)機具,如土壤耕作機械、播種機械、灌溉設備、收獲機械、脫粒機械等直接完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各項作業(yè)。二者以牽引、懸掛、半懸掛等方式相連接成為機組,或直接制造成為一個整休,如谷物聯(lián)合收獲機等。
1.2 國內(nèi)農(nóng)機化的發(fā)展概況
世界發(fā)達國家如美國、日本、加拿大、澳大利亞、英國、法國、俄羅斯等國的農(nóng)業(yè)機械和農(nóng)業(yè)機械化事業(yè),由于其起步和發(fā)展較早,又有雄厚的經(jīng)濟實力和工業(yè)基礎,培養(yǎng)的專業(yè)技術人才較多,其農(nóng)、林、牧、副、漁基本上實現(xiàn)了機械化,并正在向更高的水平發(fā)展。
主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)農(nóng)用拖拉機向人馬力(100――200馬力以上)、減輕重量、四輪驅(qū)動等方面發(fā)展,能夠懸掛十幾種配套農(nóng)機具;(2)擴大農(nóng)業(yè)機械的適用性,一機多用,可以實現(xiàn)一人完成快速掛結(jié),并向聯(lián)合作業(yè)發(fā)展;(3)農(nóng)業(yè)機械向?qū)挿⒏咚伲?0KM/h以上)和高生產(chǎn)率發(fā)展;(4)利用電子技術和計算機技術來監(jiān)視、監(jiān)測、控制和調(diào)節(jié)農(nóng)機作業(yè)運轉(zhuǎn)情況,并核算作業(yè)成本,而且逐步達到自動化;(5)利用新的科學技術和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程,應用電子計算機制作農(nóng)機化區(qū)別和農(nóng)林牧機械配套的最佳方案。
2 農(nóng)機化在新農(nóng)村建設中的地位與作用
我國地域遼闊、資源豐富、人口眾多,而且全國13.57億人口中有近80%的農(nóng)業(yè)人口,是一個名副其實的農(nóng)業(yè)大國,與此同時,隨著農(nóng)業(yè)機械化的又好又快發(fā)展,農(nóng)業(yè)機械化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟建設,特別是社會主義新農(nóng)村建設中的地位與作用也是更加凸顯。
2.1 減輕了農(nóng)民勞動強度、提高了農(nóng)民生活質(zhì)量
斗轉(zhuǎn)星移,隨著農(nóng)業(yè)機械的廣泛應用和普及,農(nóng)業(yè)機械化不僅得到了快速發(fā)展,同時也打破了人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上千百年來靠“刀耕火種”的生產(chǎn)方式,將農(nóng)民從“日出而作、日落而息”與水稻生產(chǎn)“頭上烈日曬、腳下水汽蒸、臉朝黃土背朝天”的不堪重負的、繁重農(nóng)業(yè)體力勞動中解脫了出來,走向廣大城鎮(zhèn)發(fā)展二、三產(chǎn)業(yè),使傳統(tǒng)的農(nóng)民變成新型農(nóng)民和產(chǎn)業(yè)工人,并安心在外務工經(jīng)商賺錢,發(fā)家致富。
2.2 降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本、增加了農(nóng)民收入
農(nóng)業(yè)機械化不僅有效的減輕了農(nóng)民的勞動強度,同時也降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,而降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,就是增加農(nóng)民收入。
2.2.1 農(nóng)業(yè)耕作機械的農(nóng)機耕作服務為農(nóng)降低成本助農(nóng)增收
農(nóng)機機耕作業(yè)不僅減輕了農(nóng)民的勞動強度,提高了勞動生產(chǎn)率,有效的解決了農(nóng)民種田耕田難的實際困難。同時,還為農(nóng)戶節(jié)省了耕作費用,降低了生產(chǎn)成本。據(jù)調(diào)查,農(nóng)業(yè)機械每為農(nóng)民機耕一畝農(nóng)田收費為60元。而農(nóng)民若雇人用耕牛來犁耙一畝農(nóng)田的話,卻要花費90元。相比之下,每機耕一畝農(nóng)田可為農(nóng)民節(jié)約開支30元,且機耕功效高,還可為農(nóng)民節(jié)約勞動用工一個,若按每個勞動日50元的價格計算,又可為農(nóng)民增加收入50元。由此可知,農(nóng)業(yè)耕作機械為農(nóng)民每機耕一畝農(nóng)田,就為群眾增加收入80元。
2.2.2 農(nóng)業(yè)收獲機械特別是水稻聯(lián)合收割機的農(nóng)機收割服務為農(nóng)降低成本助農(nóng)增收
在水稻生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)收獲機械不僅有效地解決了農(nóng)民“面朝黃土,背朝天”的“三彎腰”問題,還減輕了農(nóng)民的勞動強度、增加了農(nóng)民收入。據(jù)調(diào)查,聯(lián)合收割機為群眾每機收一畝水稻收費只65元。若群眾雇人來收割一畝水稻,至少要花費95元。同時機收還能為群眾節(jié)約勞動用工2個。相比之下,聯(lián)合收割機為群眾每機收一畝水稻就為群眾增加收入130元。
2.2.3 農(nóng)用排灌機械的農(nóng)機排灌服務為農(nóng)降低成本助農(nóng)增收
農(nóng)業(yè)排灌機械在農(nóng)業(yè)的抗旱救災中,不僅為農(nóng)業(yè)的抗災救災奪豐收立下了汗馬功勞,還為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)爭農(nóng)時、搶季節(jié)發(fā)揮了重要作用。我國中部農(nóng)村某些地區(qū)靠古老的龍骨水車來抽水澆田,功效低、勞動強度大,一般一個勞動力用龍骨水車車水澆田每天最多3畝,而一臺175柴油抽水機一個小時就能抽水澆田2至4畝。農(nóng)用排灌機械成了農(nóng)民離不開、丟不得、少不了,且又不可替代的重要生產(chǎn)工具。同時,農(nóng)業(yè)抗旱機械的抽水排灌服務使農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)得以保產(chǎn)增產(chǎn),而糧食增產(chǎn)也就是增加了農(nóng)民收入。
2.2.4 農(nóng)業(yè)種植機械的機播與機插特別是水稻機動插秧機的機插秧作業(yè)服務為農(nóng)降低成本助農(nóng)增收
據(jù)調(diào)查,機插秧作業(yè)不僅能省種、省時、省工,達到合理密植,還能爭農(nóng)時搶季節(jié),同時每為群眾機插一畝水稻只收費40元,且功效高,還能為群眾節(jié)約勞動用工2個。若群眾雇用人工栽插,則每畝至少要花費90元。相比之下,機插秧每畝又可為農(nóng)民節(jié)約成本增加收入50多元。
2.3 提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)效率
農(nóng)業(yè)機械在為農(nóng)服務中有效減輕農(nóng)民勞動強度、明顯降低生產(chǎn)成本、大幅增加農(nóng)民收入的同時,還大幅度的提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)效率。就農(nóng)業(yè)機械化作業(yè)與人畜力作業(yè)相比,一臺中型拖拉機每個工日可翻耕田地50畝,一臺中型收割機每個工日可收割水稻40畝,一臺水稻插秧機每個工日可栽插水稻30畝;若用畜力耕作,每個工日只翻耕農(nóng)田2畝;而用人工收割水稻和栽插水稻,則每個工日均為0.5畝。相比之下,機耕是畜耕效率的25倍,機收是人力收割效率的80倍,機插是人工栽插效率的60倍。而且不論是機耕還是機收機插,在質(zhì)量上都比人畜力作業(yè)要高,這就為農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下了良好基礎,同時也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模與效益注入了強大動力,使人們從小農(nóng)經(jīng)濟的困擾中解脫出來,從事集約化生產(chǎn)和規(guī)模化經(jīng)營已成為可能。
2.4 優(yōu)化了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
隨著農(nóng)村經(jīng)濟體制改革的深入和農(nóng)業(yè)機械化的不斷發(fā)展,農(nóng)村勞動力積極走出家門經(jīng)商務工與發(fā)展二、三產(chǎn)業(yè),使傳統(tǒng)的農(nóng)民變成新型農(nóng)民和產(chǎn)業(yè)工人,走向廣大城市,安心外出務工賺錢。由于大量的農(nóng)村勞動力外出經(jīng)商務工,使土地向種田能手或種植大戶流轉(zhuǎn),從而提高了土地的利用率,實現(xiàn)了規(guī)模化經(jīng)營、集約化生產(chǎn)。由于大部分勞動力外出務工經(jīng)商,許多閑置的土地正向種田大戶手中轉(zhuǎn)移。
2.5 增強了農(nóng)業(yè)的抗災能力、確保了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收和農(nóng)村大局穩(wěn)定
自古來,自然災害都會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大損失,特別是在農(nóng)業(yè)抗旱雙搶和春耕大忙季節(jié),不僅大片的農(nóng)田要翻耕、還要搶收搶種與搶插、以及防汛抗旱同時進行,為確保農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收,農(nóng)業(yè)機械更是為群眾春爭日、夏爭時的忙過不停。積極在季節(jié)上搶時間,在抗災上搶糧食,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增收做出了積極貢獻。
3 結(jié)語
回顧過去,總結(jié)經(jīng)驗教訓。分析現(xiàn)狀,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村經(jīng)濟建設以及社會主義新農(nóng)村建設離不開農(nóng)業(yè)機械化。展望未來,農(nóng)業(yè)的根本出路在于機械化。因此,要充分抓住國家加大對農(nóng)業(yè)的扶持,特別是加大對農(nóng)機的扶持力度的大好時機,興機富農(nóng),因地制宜,有選擇地大力推進農(nóng)業(yè)機械化的向前發(fā)展,為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村增效以及社會主義新農(nóng)村建設做出新的貢獻。
參考文獻:
[1]盧啟云.農(nóng)機化發(fā)展對策及建議[J].湖北農(nóng)機化,2013,06:14-15.
[2]馮文海.農(nóng)機化發(fā)展的方向[J].青海農(nóng)技推廣,2009,02:62+64.
[3]陳達.農(nóng)機化發(fā)展與新農(nóng)村建設[J].湖南農(nóng)機,2007,04:12.