從事農業,不可不知的土壤知識

2022-01-01 聯合農邦

a.土壤組成

一般來說,土壤由三部分構成:砂粒、粉粒和粘粒。這些成分的相對含量會影響到土壤質地和土壤的持水量。

在大多數的土壤類型中,小顆粒形成較大的顆粒,稱為復粒。復粒相互粘結,形成土塊。土壤顆粒、復粒和土塊間有許多孔隙。

b.土壤分類方法

根據土壤檢測中砂粒、粉粒和粘粒的比例,結合土壤分類三角圖,可以確定土壤確切的類型。

美國農業部土壤質地三角圖

舉個例子:

某土壤樣品檢測結果為砂粒40%、粉粒40%、粘粒20%,根據土壤分類三角圖,可以判斷此土壤樣品為壤土(Loam)。

一般情況下,為了簡化應用,可以把土壤分為砂土、壤土和粘土三種大類。

①砂土:這類土壤含砂粒在80%以上,土粒間大孔隙多,土壤容積比重在1.4~1.7克/釐米3之間,因此,土壤晝夜溫差大,通透性好,有機質礦質化快,易耕作,但保水保肥能力差,遇水易板結,肥力一般較低。

②粘土:這種土壤含泥粒在60%以上,土壤比重在2.6~2.7克/釐米3之間。土壤硬度大,粘著性、粘結性和可塑性都強,故適耕性差。土壤保水保肥力強,潛在肥力較高。但土緊難耕,土溫低,肥效不易發揮。

③壤土:這種土壤泥砂比例適中,一般砂粘佔40~55%,粘(泥)粒佔45~60%。土壤容重1.1~1.4克/釐米3之間。質地輕鬆,通氣透水,保水保肥力強,耕作爽犁。

土壤有機質

有機質本身就是養分的儲藏庫,同時深刻地影響土壤的物理、化學和生物學性質。假設某一土壤表土有機質含量4%,有機質氮含量5%,一季作物中有機質分解率2%,則土壤有機質供應之氮可達80kg/公頃,此供應量幾乎可滿足大部分作物之需求量,據估算,1%的土壤有機質相當於含有18公斤養分/畝。

同時,土壤有機質是衡量土壤保肥能力的陽離子交換量(CEC)的主要貢獻者,高達50%~100%。因此有研究表明,土壤中的有機質從2%降低到1.5%,土壤的保肥能力將下降14%。

此外,土壤有機質深刻影響水分的存儲。一英畝大、一英寸厚、含2%有機質的土壤儲水量可達12.1萬升,含量5%和8%的土壤分別可儲水30.3萬和48.5萬升。研究表明,土壤有機質從1%升到3%,土壤的保水能力增加6倍。

當然,土壤有機質也深刻影響著土壤的質地和結構。豐富的有機質下,土壤可以形成穩定的大量的有機無機複合體,具有良好的土壤結構,不僅抗土壤侵蝕,也為根系提供理想的水分和空氣條件。

最主要的是,土壤有機質是土壤中各種大大小小生物的碳源和能源。豐富的有機質下,土壤中自然形成龐大的食物網,構建健康的生態系統,這個龐大的生態系統是土壤活力的來源,從養分轉化直到病蟲害控制,都起著極為重要的作用。

土壤含水量

大田作物生長在土壤中,生長的各個時期都離不開水。因此了解水、土壤、作物之間的關係非常重要。土壤經過降雨或灌溉後,一般會出現以下三種狀態。

a.飽和持水

充足的雨水或飽和灌溉後,土壤中所有的孔隙都充滿了水。

b.田間最大持水

田間持水達到的最大值。土壤達到不再隨田間滲漏損失水分的平衡點。這種條件最適宜作物的生長,因為,根系很容易從土壤中吸收水分,同時,土壤通風透氣性好,利於根系的呼吸。

c.萎蔫點

萎蔫點是指田間持水達到維持作物生存所需水量的最小值。超過萎蔫點,作物無法從土壤中吸收水分,作物開始出現萎蔫現象,且不可逆轉;長期處於這種狀態,作物會出現死亡,即旱死。

下圖為三種狀態的示意圖。

作物可以從土壤中吸收的水分為有效水。

d.有效水

有效水是介于田間持水量和萎蔫點之間的土壤含水量。

*在飽和持水量情況下,大多數的水受重力影響滲漏損失,不能被作物吸收利用。

土壤持水能力受土壤質地和土壤類型的影響。比如:在偏砂性土壤中,15%的土壤含水量可以滿足作物正常生長的需要,而中性土壤中同樣的含水量只處於作物需水臨界點,粘性土壤中則不能滿足作物生存的需要。

土壤鹽鹼度

依據土壤鹽分及濃度對土壤進行分級,以評估作物對過量鹽分的忍耐性,主要是基於土壤提取液在25℃時的電導率(EC)。

在典型的降雨量稀少的情況下,土壤鹽度高,如沙漠地帶。

作物產量會隨土壤鹽分濃度的增加而下降。不同作物對土壤鹽度的敏感度和耐受度不同,因此應結合作物來考慮土壤鹽度的危害。

造成這種現象的原因是,作物可以利用的有效水受土壤含鹽量的影響。因為土壤含鹽量高會降低土壤溶液水勢,所以在相同水平的土壤含水量的情況下,作物從含鹽量高的土壤中可以收的水分低於含鹽量低的土壤。在生產上,單次過量施肥或施肥不均造成的「燒苗」現象就是因為局部土壤肥料過多形成的含鹽量過高造成的。

所以在種植初期選擇地塊時,一定要特別關注土壤的含鹽量,優先選擇含鹽量不太高的地塊。如果含鹽量很高,一定要果斷放棄,否則土壤改良成本會很高,會在很大程度上影響生產成本。如果現有土地含鹽量較高,那麼選擇耐鹽作物種植是成本最低的選擇。

土壤pH值

土壤pH值是大家耳熟能詳的指標,被用於測定土壤酸鹼度。pH值是指溶液中氫離子(H+ 或更準確的說 H3O+)濃度的負對數(以10為基數)。

在水中,pH值一般在1-14之間,7為中性。pH值低於7顯酸性,高於7顯鹼性。

土壤酸鹼度被認為是土壤中的一個主變量,因為它控制著許多化學反應。它通過控制營養物質的化學形態,影響作物養分的有效性。大多數作物pH值的最佳範圍在5.5到7之間,但許多植物在這個範圍之外,也能適應並旺盛生長。

大家可以測一下自己地塊的土壤pH,然後對照上圖中各種元素的利用率,針對性地調整對應肥料用量或使用葉面噴肥來補充。

土壤陽離子交換量CEC

土壤陽離子交換量是指土壤膠體所能吸附各種陽離子的總量。其數值以每千克土壤中含有各種陽離子的物質的量來表示,即mol/kg。

不同土壤的陽離子交換量不同,主要影響因素:

a、土壤膠體類型,不同類型的土壤膠體其陽離子交換量差異較大,例如,有機膠體>蒙脫石>水化雲母>高嶺石>含水氧化鐵、鋁。

b、土壤質地越細,其陽離子交換量越高。

c、對於實際的土壤而言,土壤黏土礦物的SiO2/R2O3比率越高,其交換量就越大。

d、土壤溶液pH值,因為土壤膠體微粒表面的羥基(OH)的解離受介質pH值的影響,當介質pH值降低時,土壤膠體微粒表面所負電荷也減少,其陽離子交換量也降低;反之就增大。

土壤陽離子交換量是影響土壤緩衝能力高低,也是評價土壤保肥能力、改良土壤和合理施肥的重要依據。CEC的大小,基本上代表了土壤可能保持的養分數量,即保肥性的高低。

*註:部分圖文來源於網絡。

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