在土壤的所有成分中,有機質可能是最重要,同時也是最容易不為人理解的。有機質是土壤中養分和水分的蓄水池,它們幫助土壤減少緊實度和表面板結,並增加水分在土壤中的滲透性。然而,在實際的農業種植過程中,有機質的重要性卻又往往被忽視和忽略。今天,讓我們來看看土壤有機質的貢獻,並討論如何保持或增加它們。
很多時候,我們認為有機質就是植物和動物在土壤中的殘留。當我們看到一堆樹葉、糞便或者植物殘體時,就會認為,我們已經在土壤中添加了很多有機質!然而,這些物質實際上應該被稱為「
有機物質(organic material)」,而不是「
有機質(organic matter)」。首先,有機物質,是在土壤中所有存在過的生命物質的總稱,要使其成為有機質,必須將其分解成腐殖質(humus)。
有機物質本身在土壤中是不能穩定存在的,它們被微生物轉化成抗分解狀態的有機質,即腐殖質。有機物質非常容易分解,在土壤中有高達90%的有機物質會因為分解而迅速消失。與之相比較,有機質在土壤中是穩定的。通常,每年只有大約5%被礦化分解。如果溫度、氧氣和溼度條件有利於分解,則分解速度會增加。我們在土壤檢測中所分析的,一般都是指這一類穩定的有機質。研究表明,一畝15釐米深的土壤重約150噸。這意味著土壤中如果含有1%的有機質,則每畝地的土壤中約含1.5噸有機質。然而,在有機物質分解為有機質的過程中,至少需要10噸的有機物質才能分解成1噸的有機質,所以
至少需要15噸的有機物質,才能在有利的條件下為每畝土地加入1%的有機質。
此外,在草類植被下形成的土壤中,有機質水平通常相對較高,這是由於有機物質是由地上部分和根系共同提供的。儘管我們通常不認為根系能夠提供有機物質,但是一項國外高原草甸土壤的研究表明,草原土壤中,地上有機物質的產量為每英畝1.4噸,而根系產量則高達約為每英畝4噸。這些植物產生的根系是地上枝葉重量的兩倍多。有研究表明,在草原植被下形成的土壤,通常具有至少兩倍於森林植被下形成的天然有機質水平。這可能是由於,一是樹木類植物的根系質量普遍比草本植物小得多,而且樹木不會每年枯萎腐爛。二是,森林中的大部分有機物質被綁定在樹上,而不是歸還給土壤。有機質是一種可以釋放到土壤中的營養物質。土壤中每百分之一的有機質,每年就可以釋放出20~30磅的氮,4.5~6.6磅的磷和2~3磅的硫。養分釋放主要發生在春季和夏季,因此夏季作物比冬季作物更容易從有機質礦化中獲益。有機質在土壤中的行為有點像海綿,它們能夠在水中吸收並保持90%的重量。有機質保水能力的一個很大的優勢是,它將釋放大部分吸收到的水分到植物體內。相比之下,粘土雖然也含有大量的水,但是這些水分大部分是植物無法利用的。有機質使土壤結團,形成土壤團聚體,從而改善土壤結構。隨著土壤結構的改善,水分通過土壤的滲透性提高,進而提高土壤的吸水和持水能力。有機質的這種性質還不廣為人知。有數據表明,將土壤有機質從1%增加到3%,就可以使土壤減少20%到33%的侵蝕率。這正是由於有機質增加了水分的滲入和形成了穩定的土壤團聚體結構。建造一個好的土壤有機質環境,是一個長期的過程,但絕對是有益的。耕作可以改善土壤的通氣性,並促進微生物的活動,加速有機物的分解。然而,過於頻繁的耕作也會增加土壤的侵蝕,使土壤有機質降低。在條件允許的情況下,免耕操作可以幫助土壤富集更多的有機質。大部分土壤有機質存在於表層土中。當土壤受到侵蝕時,有機質也會隨之流失。節約使用土壤和土壤有機質增加是並行的。你可能沒有考慮過這種方式。精準的施肥可以促進植物的生長,從而增加根系的生長,增加根系生長又可以幫助建立或維持土壤有機質。即使在現在的耕作習慣中,我們常常需要去除作物地上部分,但是足夠量的根系能夠使土壤增加更多的有機質積累。種植覆蓋作物可以幫助建立或維持土壤有機質。但是,如果將種植覆蓋作物與減少耕作和控制侵蝕措施相結合,則會取得最佳效果。良好的土壤有機質供應有利於農作物或牧草的生產。考慮一下這個寶貴的資源的好處,以及如何管理你的運作來建立或至少維持你的土壤中的有機物質。作者 | 美國諾布爾研究所 埃迪·芬德堡博士(Eddie Funderburg, Ed.D.)美國諾布爾研究所簡介:
美國諾布爾研究所(Noble Research Institute)是美國最大的非盈利農業研究組織,其前身為塞繆爾·羅伯特·諾布爾基金會(The Samuel Roberts Noble Foundation),是由俄克拉荷馬州石油商人勞埃德·諾布爾於1945年9月1日創建的。該機構的宗旨為:「通過幫助農業生產者造福人類「。塞繆爾·羅伯特·諾布爾基金會早期的工作重點是教育和鼓勵地區農民和農場主實行土地管理和資源保護。諾布爾知道,適當的土壤管理將有助於防止當地嚴重的沙塵暴災害,並最終為子孫後代保護土地。53歲的勞埃德·諾布爾在1950年2月14日(情人節)患上了致命的心臟病去世。不到三個月前,諾布爾還在提倡水土保持。他在1949年秋天的一次演講中說:「任何文明都不能超越土壤的效用。當土壤被破壞時,這個國家就消失了。」在諾布爾死後的幾十年裡,該組織進行了生物醫學研究,在治療癌症和衰老方面取得了重要的發現;培育了重要農業作物的新品種;並建立了一個免費的諮詢方案,幫助成千上萬的農民、牧場主和土地管理者在改善土地管理的同時實現他們的目標。2017年5月1日,新的諾貝爾研究所成立,成為一個公益性農業研究組織。儘管隨著時代的變遷,每一個時代都帶來了一套獨特的挑戰和同樣新穎的解決方案,但諾貝爾研究所的宗旨仍然是堅定不移的——保護土壤,幫助農業生產者推進土地管理實踐。
「
有人說,做農業是要有情懷的。
但是,只有情懷,也是萬萬做不好農業的。
除了情懷,我們還需要——終身學習的能力!
讓我們共同來開啟一個新的土壤探索之旅!
葉之翼——為土地而生!
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