保護(hù)性耕作在培育健康土壤中的作用

萬麗

摘要：根據(jù)保護(hù)性耕作推廣實(shí)踐，總結(jié)保護(hù)性耕作技術(shù)在改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、培育“海綿田”、增加土壤微生物數(shù)量方面的作用，論述保護(hù)性耕作是培育健康土壤的最佳途徑，為推廣應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù)提供參考。

關(guān)鍵詞：保護(hù)性耕作；土壤；團(tuán)粒結(jié)構(gòu)；微生物

中圖分類號(hào)：S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）01-0081-02

健康土壤除含有45%左右的礦物質(zhì)外，還含有25%左右的空氣、25%左右的水、5%左右的有機(jī)質(zhì)和1%左右的微生物。我國農(nóng)業(yè)要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，就必須利用土壤改良，從根本上解決土壤健康問題。實(shí)踐證明，保護(hù)性耕作是培育健康土壤的最佳途徑。

1 保護(hù)性耕作技術(shù)在我國的發(fā)展

推廣和應(yīng)用保護(hù)性耕作技術(shù)的最終目標(biāo)是培育健康的土壤，以促進(jìn)農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效和生態(tài)永續(xù)發(fā)展，確保糧食安全。

從2002年開始，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、山西省農(nóng)機(jī)局和澳大利亞昆士蘭研究機(jī)構(gòu)在山西省進(jìn)行長達(dá)10 a的保護(hù)性耕作試驗(yàn)示范和系統(tǒng)研究。農(nóng)業(yè)部為使廣大農(nóng)民更容易理解保護(hù)性耕作的內(nèi)涵和目標(biāo)，將其定義為：對(duì)農(nóng)田實(shí)行免耕、少耕，盡可能減少耕作，并用作物秸稈殘茬覆蓋地表，以減少土壤風(fēng)蝕、水蝕，提高土壤肥力和抗旱能力的一項(xiàng)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)。保護(hù)性耕作技術(shù)的核心內(nèi)容是免耕播種、秸稈殘茬覆蓋。

多年來，農(nóng)業(yè)部一直把保護(hù)性耕作技術(shù)的推廣應(yīng)用作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要目標(biāo)，在全國糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)、示范、推廣，并取得一定成效。近年來，針對(duì)東北地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)下降、土壤耕層變淺、風(fēng)蝕水蝕加重、播種質(zhì)量不高等關(guān)鍵問題，農(nóng)業(yè)部開展保護(hù)性耕作技術(shù)創(chuàng)新與集成示范應(yīng)用，采用玉米深松-免耕一體化技術(shù)集成配套模式，旨在保護(hù)黑土地。

2 保護(hù)性耕作技術(shù)的主要作用

2.1 改善耕層土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)

實(shí)施保護(hù)性耕作需要將作物的秸稈殘茬覆蓋于地表上，以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量（年遞增0.02%～0.05%）。有機(jī)質(zhì)在改善土壤物理性質(zhì)中的作用是多方面的，其中最主要最直接的作用是改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，從而改善土壤的疏松性、通氣性和透水性。

土壤微生物分解新鮮有機(jī)質(zhì)的主要產(chǎn)物是腐殖質(zhì)，而腐殖質(zhì)是土壤團(tuán)聚體的主要膠結(jié)劑，與礦物質(zhì)相互結(jié)合可形成土壤團(tuán)聚體，其大、小孔隙分配合理，且具有較強(qiáng)的水穩(wěn)性，是較好的結(jié)構(gòu)體。這種結(jié)構(gòu)體就是土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。

腐殖質(zhì)是親水膠體，吸水率為500%左右，而粘土礦物的吸水率僅為50%左右。因此，腐殖質(zhì)能提高土壤的有效持水量。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)能使土壤中存在數(shù)量和比例適當(dāng)?shù)膬煞N孔隙：一種在團(tuán)粒內(nèi)部，為毛細(xì)管孔隙，是水分和養(yǎng)料的貯藏所、供應(yīng)站；另一種在團(tuán)粒之間，為非毛細(xì)管孔隙，是空氣的走廊和水分的通道。具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤粒表面空氣供應(yīng)充足，好氣性微生物比較活躍，能把有機(jī)質(zhì)分解成速效性的無機(jī)養(yǎng)料供作物吸收利用。團(tuán)粒內(nèi)部空氣少而水分充足，嫌氣性微生物比較活躍，有機(jī)質(zhì)分解緩慢，使養(yǎng)分得到保存。因此，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤肥力的基礎(chǔ)。

保護(hù)性耕作不翻地，在保證播種質(zhì)量的前提下，盡量減少耕作次數(shù)和減輕對(duì)土壤的擾動(dòng)，使播種后的地表被盡可能多的秸稈殘茬覆蓋。這些覆蓋在地表上的秸稈殘茬像植被一樣，能減輕雨水對(duì)地表的沖擊和沖刷，還能降低水在地表的流速，使地表水有更多的時(shí)間下滲，被土壤吸收。保護(hù)性耕作盡可能地保持土壤結(jié)構(gòu)，并隨著表土中腐爛殘茬和根系的逐年增多而使土壤結(jié)構(gòu)逐年改善，水的毛細(xì)管通道保持暢通，有利于涵養(yǎng)更多水分。干旱時(shí)，地表覆蓋物可有效減少水分蒸發(fā)，利于深層水分順著毛細(xì)管供給作物。

2.2 增加土壤有益微生物

健康土壤中的微生物雖然只占1%左右，但作用極大。有機(jī)質(zhì)是有益微生物賴以生存的基礎(chǔ)，進(jìn)行保護(hù)性耕作時(shí)，大量的作物秸稈殘茬覆蓋地表能有效提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，為有益微生物的生存創(chuàng)造出良好的空間。

土壤有益微生物的主要作用有：1） 形成土壤結(jié)構(gòu)。土壤不是顆粒的簡單結(jié)合，有益微生物作為土壤的活躍組成部分，通過代謝活動(dòng)促使氧氣和二氧化碳交換，同時(shí)分泌有機(jī)酸，幫助土壤粒子形成大的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，最終形成真正意義上的健康土壤。2） 分解有機(jī)質(zhì)。作物秸稈殘茬和施入土壤的有機(jī)肥料等，在土壤微生物的作用下加速腐爛分解，釋放出營養(yǎng)元素，供作物充分吸收利用并形成腐殖質(zhì)，從而改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。3） 降解有害廢物。有益微生物能降解土壤中殘留的有機(jī)農(nóng)藥、城市污物、工廠廢棄物等，將其分解成低害甚至無害物質(zhì)，有助于降低殘毒危害。4） 增加地溫。有益微生物在分解有機(jī)質(zhì)和其他物質(zhì)過程中能夠產(chǎn)生熱量，增加地溫，進(jìn)而促進(jìn)作物生長。

2.3 培育松軟“海綿田”

疏松土壤可以促進(jìn)土壤中水、肥、氣、熱的交換流通，滿足作物生長需要。保護(hù)性耕作主要依靠4條途徑疏松土壤：1） 根系松土。作物根系腐爛后留下大量孔道，時(shí)間越長，通道越多。這樣不但疏松土壤，還能增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力，做到澇蓄水、旱提墑。2） 蚯蚓松土。蚯蚓生長在富含有機(jī)質(zhì)的濕潤土壤中，在其挖掘孔道的同時(shí)也在疏松土壤，創(chuàng)造良好耕層，同時(shí)蚯蚓的糞便還是優(yōu)質(zhì)有機(jī)質(zhì)?？梢哉f，蚯蚓數(shù)量是土壤肥沃程度的重要標(biāo)志。3） 結(jié)構(gòu)松土。保護(hù)性耕作覆蓋的秸稈腐爛后形成大量有機(jī)質(zhì)，與蚯蚓糞便一起改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，形成穩(wěn)定、疏松的耕層，且不易壓實(shí)、回實(shí)。4） 脹縮松土。冬凍春融，干濕交替，使土壤趨向疏松，孔隙度增加。

傳統(tǒng)耕作需要機(jī)械、物理外力疏松土壤，但疏松后的土壤會(huì)不斷地被壓實(shí)或自然回實(shí)，只有經(jīng)常耕作才能保持疏松狀態(tài)。保護(hù)性耕作不需要外力松土，松土是緩慢而自然進(jìn)行的過程。一旦形成疏松土后，就可保持土壤疏松，不需要再耕作。

連續(xù)多年實(shí)施保護(hù)性耕作后，土壤會(huì)形成松軟的“海綿田”。玉米收割機(jī)、拖拉機(jī)、免耕播種機(jī)組等農(nóng)機(jī)具作業(yè)后，被壓實(shí)的“海綿田”會(huì)慢慢地自然地恢復(fù)到原始狀態(tài)。中國農(nóng)科院沈陽生態(tài)研究所連續(xù)多年進(jìn)行全秸稈覆蓋保護(hù)性耕作示范，實(shí)施初期只深松1次，多年不深松不見犁底層，基本形成“海綿田”。

3 結(jié)語

推廣實(shí)踐表明：健康土壤中25%左右的空氣、25%左右的水是通過保護(hù)性耕作改善耕層土壤結(jié)構(gòu)（作物根系腐爛通道和團(tuán)粒結(jié)構(gòu)）來實(shí)現(xiàn)的；健康土壤中5%左右的有機(jī)質(zhì)、1%左右的微生物是通過秸稈還田措施來實(shí)現(xiàn)的；保護(hù)性耕作是培育健康土壤的最佳途徑。

參考文獻(xiàn)

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