土壤植物營養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的研究

朱金玉，李成亮

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271001）

新時(shí)代條件下，我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)還存有很多的問題，為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重影響。所以，農(nóng)業(yè)發(fā)展需堅(jiān)持節(jié)約、綠色的生產(chǎn)原則，注重土壤和肥料的相互利用。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺條件的土壤，土壤中的植物元素屬于植物生長中必不可少的營養(yǎng)元素，對于促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展意義重大。而從我國對于農(nóng)業(yè)土壤的大量分析中可知，若是土壤中的營養(yǎng)出現(xiàn)不均衡問題，將直接降低農(nóng)作物產(chǎn)品的質(zhì)量。鑒于此，我國農(nóng)業(yè)方面應(yīng)高度重視土壤植物的營養(yǎng)均衡性，確保土壤的營養(yǎng)成分滿足植物所需，為我國農(nóng)業(yè)的高質(zhì)高產(chǎn)保駕護(hù)航。

1 土壤營養(yǎng)元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

1.1 氮元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

若是氮元素缺少足夠的供應(yīng)，將會對植株的正常生長造成影響，而植物地上部分很容易受到明顯的影響。植株缺少氮元素就會讓葉片從老葉開始逐漸發(fā)生失綠現(xiàn)象，并不斷地蔓延，甚至?xí)屩仓耆~片逐漸變?yōu)榈S色還會提前脫落。如果土壤中缺少氮元素，植株的根系就會呈現(xiàn)更白的顏色且更長，根系的數(shù)量會不斷減少，若是根系發(fā)生變化就會嚴(yán)重影響植株從土壤中吸收營養(yǎng)元素，進(jìn)而直接影響植株的開花率與結(jié)果率，給農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。

1.2 磷元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

如果植物從土壤中吸收的磷元素不足，就會呈現(xiàn)生長緩慢、瘦弱、矮小、分枝不多、果實(shí)個(gè)小等狀況，植株葉片的顏色就會向著暗綠色變化，甚至導(dǎo)致植株葉片出現(xiàn)脫落、植株發(fā)生枯死的現(xiàn)象。由于磷元素缺乏造成的不良癥狀很容易從植株莖基部老葉不斷向著植株上部嫩葉蔓延。

1.3 鉀元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

在植物的生長過程中，鉀元素與植物新陳代謝存在密切關(guān)聯(lián)，若是土壤中嚴(yán)重缺乏鉀元素，植物的生長會受到嚴(yán)重影響，葉片就是最先發(fā)生變化的部分，老葉就會從邊緣開始發(fā)黃，伴隨植被中鉀元素缺失嚴(yán)重，更多的植物葉片會出現(xiàn)邊緣變色，逐漸從黃色向著褐色發(fā)展，直至發(fā)展成焦枯色，和葉片燒焦情況相似，還可在葉片中觀察到明顯的褐色斑點(diǎn)。而在植物葉片的經(jīng)脈和周圍區(qū)域，依舊以綠色為主。若是植物土壤中長期缺少鉀元素，會讓植物葉片發(fā)生紅棕色變化，造成干枯脫落。鑒于鉀元素在植物新陳代謝中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，土壤若是缺鉀就會對植物根系的生長造成影響，影響植物根系的生長速度，若是鉀元素缺失嚴(yán)重，植物根系就無法進(jìn)行新陳代謝，出現(xiàn)腐爛。

1.4 鋅元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

對于農(nóng)業(yè)的植株而言，土壤中鋅元素對植株的生長尤為重要，鋅元素對植物吸收CO2進(jìn)行光合作用意義重大，可產(chǎn)生碳水化合物為農(nóng)業(yè)植株的正常生長所需營養(yǎng)提供保障。在植株吸收營養(yǎng)的過程中，其體內(nèi)就會出現(xiàn)許多生物化學(xué)反應(yīng)，在具體的反應(yīng)中，離不開各種酶的催化，而作為多種酶重要組成的鋅元素，植株的光合作用離不開鋅元素的支持，如果植株吸收的鋅元素不足，就會直接影響植株的順利生長，從而發(fā)生褐斑和組織壞死的癥狀，為農(nóng)作物的產(chǎn)量帶來嚴(yán)重影響。

1.5 鐵元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

一般條件下，鐵元素對植株而言發(fā)揮著信息傳遞的作用，植株內(nèi)部的蛋白質(zhì)與糖類等物質(zhì)在氧化還原反應(yīng)的過程中都離不開鐵元素發(fā)揮的作用，植株能夠利用光合作用保證自身的營養(yǎng)物質(zhì)需求，對于植株的健康生長而言，鐵元素對于農(nóng)作物植株生成葉綠素具有重要意義。若是土壤中缺少鐵元素就會使植株的新葉從綠色變成黃色，葉子的邊緣與頂部逐漸出現(xiàn)焦枯和壞死，甚至葉片會大量脫落，為植株的健康生長帶來嚴(yán)重影響，甚至發(fā)生死亡。

1.6 鎂元素和土壤植物之間的關(guān)聯(lián)

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，需要為植株的順利生長提供大量營養(yǎng)元素，如氮磷鉀肥，忽視了微量元素的不足給植株的健康生長帶來影響。土壤農(nóng)業(yè)植物的光合作用需要鎂元素提供營養(yǎng)支持，以提升作物的質(zhì)量，而且可促使植株對土壤中包含的磷元素與硅元素進(jìn)行良好的吸收，有助于增強(qiáng)植株對于疾病的抵抗能力。還要充分考慮各種試驗(yàn)內(nèi)容，為農(nóng)作物順利生長提供所需的鎂元素。若是植株生長缺少鎂元素癥狀就會從老葉不斷向著新葉拓展，很容易導(dǎo)致葉脈之間出現(xiàn)失綠狀況，甚至?xí)斐赊r(nóng)作物的老葉和中葉出現(xiàn)壞死。

2 土壤植物營養(yǎng)對農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的影響

2.1 土壤植物營養(yǎng)元素投入品種缺少協(xié)調(diào)性

我國近些年來的化肥通常都是以氮肥為主，氮肥在整體施肥量中占比超過50%，而我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開氮、磷、鉀元素，所以，應(yīng)適當(dāng)提高磷元素和鉀元素的投放。

如今，我國農(nóng)作物中所使用的化學(xué)肥料均是以低濃度和單質(zhì)肥作為主肥料，氮肥的元素主要以碳酸氫鈉為主，在其中所占比例為48%，尿素占比為85%。現(xiàn)如今，我國化學(xué)肥料產(chǎn)業(yè)的養(yǎng)分水平為27.1%，和國外平均40%對比差異性很大。截至2000年，我國計(jì)劃的化學(xué)元素水平將達(dá)到33%。因此，對于肥料的類型而言，我國化肥發(fā)展的重要方向應(yīng)向著高濃度肥和復(fù)合肥料發(fā)展。

2.2 土壤植物營養(yǎng)元素施用缺少平衡性

土壤的元素退化對于我國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展存在直接影響。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國將近10億畝中低產(chǎn)田中，均缺少氮元素，大約59.3%缺少磷元素、23.1%缺少鉀元素，而大約一半的耕地土壤有機(jī)質(zhì)處于6～20 g/kg之間。我國南方大約3億畝低產(chǎn)田均缺少氮元素，大約78%缺少磷元素、58%缺少鉀元素、90%缺少硼和鉬元素，40%缺少鋅元素。對于我國土壤植物營養(yǎng)元素的施用歷史而言，上世紀(jì)五六十年代初期，氮元素是投入到土壤中的重要養(yǎng)分，明顯提高了土壤中磷元素和鉀元素和其他中微量元素的消耗。大約在60年代中期，磷肥在我國南方的應(yīng)用逐漸展現(xiàn)效果，這時(shí)人們對施用養(yǎng)分的不平衡性才給予重視，之后逐漸提高鉀肥的施用量，可在具體元素的應(yīng)用中，磷元素和鉀元素的用量依舊不足。含氮量較高的肥依舊在使用，土壤中磷元素和鉀元素的消耗，導(dǎo)致土壤中元素的平衡性發(fā)生破壞，使河水與湖水呈現(xiàn)富營養(yǎng)化。除此之外，我國用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕地面積嚴(yán)重不足并且非常分散，大部分農(nóng)業(yè)的科技水平都不足，而肥料的生產(chǎn)無法滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需，農(nóng)技推廣服務(wù)系統(tǒng)缺乏健全性，導(dǎo)致平衡施肥存有嚴(yán)重的盲目性。

2.3 土壤植物營養(yǎng)宏觀分配缺少合理性

我國在很長一段時(shí)間的發(fā)展中，肥料的分配選擇和糧棉油的獎勵政策直接關(guān)聯(lián)，直接影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展?？砷L時(shí)間的發(fā)展，很容易產(chǎn)生各種不可估量的問題，很容易導(dǎo)致多數(shù)的肥料依舊向著高產(chǎn)地區(qū)持續(xù)投入。從當(dāng)前的情況來講，我國很多地區(qū)的施肥量都非常高。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，我國很多地區(qū)使用化肥總量超過60%，而氮肥超量的播種面積在整體播種面積中超過80%，很多可以更好地發(fā)揮肥效、肥料報(bào)酬率很高的中低產(chǎn)地區(qū)并未施用到充足的肥料。

3 土壤植物營養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的策略

3.1 充分結(jié)合土壤的實(shí)際情況，合理施肥

我國不同區(qū)域的土壤中包含的元素各不相同，例如黃土、黑土、紅土中包含的微量元素存有很大的差異性。在土壤植物營養(yǎng)的供應(yīng)過程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格檢測土壤中的微量元素，針對土壤中的各種微量元素進(jìn)行分析。在具體的施肥中應(yīng)嚴(yán)格控制施肥量，確保植株的順利吸收，否則會使肥料發(fā)生浪費(fèi)，甚至?xí)ν寥勒I養(yǎng)結(jié)構(gòu)造成破壞，進(jìn)而無法保障植物的順利生長。

3.2 增強(qiáng)肥料的利用率

化肥的施用不論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家都是農(nóng)業(yè)作物生產(chǎn)提高產(chǎn)量的重要措施。因?yàn)槲覈蕬?yīng)用與研究發(fā)展較晚，又因?yàn)榻?jīng)濟(jì)與技術(shù)的原因，我國氮肥很容易發(fā)生損失，當(dāng)季的氮肥利用率一般為30%～35%，要比其他國家低10%～15%。截至1995年，大約2 000萬t的氮肥損失了900萬t左右，相當(dāng)于損失了1 900萬t尿素。新時(shí)代條件下，我國應(yīng)著重加強(qiáng)化肥的應(yīng)用，提升化肥的應(yīng)用效果，深入探究化肥利用率的新型技術(shù)；利用物理和化學(xué)工程技術(shù)、生物工程技術(shù)和新型的節(jié)肥技術(shù)，有效提高氮肥、磷肥、鉀肥的利用率。

3.3 科學(xué)明確最佳的追肥時(shí)間

對于農(nóng)業(yè)種植戶而言，怎樣科學(xué)了解最佳追肥時(shí)間和追肥量始終是最重要的話題?？茖W(xué)合理地追肥對于農(nóng)作物的生長質(zhì)量有著直接的影響。農(nóng)作物處在生長的不同時(shí)期，都需要從土壤中吸收生長所需的鐵元素、氮元素、鉀元素等，但不同元素的需求量也是存在差異的，加強(qiáng)資源的充分運(yùn)用，節(jié)約化肥，有效提高化肥的應(yīng)用效果，才能有效掌控追肥技術(shù)。

在大部分農(nóng)作物的生長中，通常會有營養(yǎng)臨界期和作物營養(yǎng)效率兩個(gè)重要時(shí)期。營養(yǎng)臨界期均處在作物苗期。與此同時(shí)，若是農(nóng)田的土壤肥力不足，就應(yīng)該選擇磷元素進(jìn)行種肥，促使肥效良好發(fā)揮。在作物營養(yǎng)的最大效率期加強(qiáng)肥料的施用效果顯著，在此階段有助于提高農(nóng)作物產(chǎn)量。譬如小麥拔節(jié)期等，應(yīng)及時(shí)明確具體的農(nóng)作物和其漲勢。追肥過程應(yīng)嚴(yán)格遵照“瞻前、顧后、看當(dāng)時(shí)”原則。而技巧性追肥就是要對作物施肥與土壤供肥情況進(jìn)行充分考慮，還要針對農(nóng)作物的生長狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，并詳細(xì)記錄，才能掌握什么時(shí)期可以追肥，以及可以追肥的質(zhì)量。因此，能夠根據(jù)農(nóng)作物不同時(shí)期的生長需求提供營養(yǎng)支持，對農(nóng)業(yè)的未來發(fā)展意義重大。

3.4 應(yīng)用有機(jī)肥和微生物肥

有機(jī)肥料的應(yīng)用對改善土壤結(jié)構(gòu)具有非常重要的影響。因此，在新時(shí)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)廣泛推廣應(yīng)用有機(jī)肥。農(nóng)作物種植戶需增強(qiáng)自身的肥料施用理念，并充分結(jié)合因地制宜的原則，科學(xué)合理地應(yīng)用有機(jī)肥料，為化學(xué)肥料的施用量符合標(biāo)準(zhǔn)提供保障。

微生物肥料和有機(jī)化肥與化學(xué)肥料相比，其本質(zhì)方面存有很大的不同，其屬于高強(qiáng)度活性的有機(jī)肥料，具有很多的類型。微生物氮肥包含著固氮菌和根瘤菌等，有助于提升土壤中氮元素的含硫量；微生物磷肥的應(yīng)用有助于對土壤中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行充分分解，有利于增強(qiáng)土壤的肥力；除此之外，微生物肥料和有機(jī)肥的施用，有助于加強(qiáng)土壤環(huán)境的良好改善，譬如菌根真菌這種微生物對于植物能更好地吸收微量元素具有重要意義，尤其是土壤中包含的氮元素與磷元素，可讓植物更好地吸收土壤中不易吸收的磷元素，在非共生背景下實(shí)行固氮，有助于開拓植物吸收養(yǎng)分的空間，有助于充分提升植物對于病原菌的抵抗能力，更好地維護(hù)土壤中的養(yǎng)分循環(huán)系統(tǒng)，有助于植物更好地吸收土壤中的營養(yǎng)。不僅如此，微生物肥料的施用對于修復(fù)重金屬污染的土壤、防治病蟲害、酸性土壤等意義顯著，應(yīng)進(jìn)行深入的探索及推廣運(yùn)用。

4 結(jié)束語

總而言之，保障農(nóng)作物可以一直在土壤中吸收生長所需的營養(yǎng)元素，才能讓農(nóng)作物獲得最佳的生長狀態(tài)，種植戶需充分結(jié)合因地制宜的基本原則，保障肥料的合理施用。在農(nóng)作物的生長中合理運(yùn)用測土配方施肥技術(shù)，充分掌握施肥時(shí)間，并加強(qiáng)有機(jī)肥和微生物肥的合理施用，推動農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展。