有機(jī)農(nóng)業(yè)種植的土壤培肥技術(shù)分析

張少雷，蔣光猛，石 磊，徐華明，夏竹萍，王國(guó)鳳，李立亮

（1.霍邱縣種植業(yè)發(fā)展中心，安徽 六安 237400；2.霍邱縣高塘鎮(zhèn)農(nóng)綜站，安徽 六安 237400）

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，如果完全或基本不施用人工合成的肥料、農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、畜禽飼料添加劑，只施用有機(jī)肥料便能夠滿足農(nóng)作物生長(zhǎng)需求的方式被稱為有機(jī)農(nóng)業(yè)。這種農(nóng)業(yè)形式能在一定程度上解決現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中產(chǎn)生的諸多問(wèn)題，如長(zhǎng)時(shí)間施用大量化肥、農(nóng)藥，土壤質(zhì)量及肥力大幅度下降，一些未能被農(nóng)作物吸收的物質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間留存于自然界中，會(huì)造成一定的污染。為更好地發(fā)展有機(jī)農(nóng)業(yè)，需采用合適的土壤培肥技術(shù)，恢復(fù)或提升土地的綜合質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收的目的。

1 有機(jī)農(nóng)業(yè)種植中的土壤培肥技術(shù)內(nèi)涵

1.1 土壤培肥的目標(biāo)——有機(jī)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)肥沃土壤應(yīng)該具備的特征

土壤培肥的目標(biāo)是獲得具有高產(chǎn)、肥沃特性的土壤，這種土壤一般有以下3 個(gè)特征。

1.1.1 具有良好的土體結(jié)構(gòu)

土體結(jié)構(gòu)是指土壤在地下1 cm 深度內(nèi)，上層土和下層土形成的垂直結(jié)構(gòu)，如土層厚度、質(zhì)地、層次等都屬于土體結(jié)構(gòu)。不同地區(qū)、適合種植不同農(nóng)作物的土壤對(duì)土體結(jié)構(gòu)的要求存在一定差異，以肥沃程度較高、能顯著提高糧食產(chǎn)量的旱地土壤為例，優(yōu)質(zhì)的土體結(jié)構(gòu)通常呈“上層虛、下層實(shí)”的結(jié)構(gòu)，具體而言，用于農(nóng)作物種植的耕作層應(yīng)該疏松且厚度達(dá)到30 cm 左右，質(zhì)地相對(duì)較輕；下方的“土層”應(yīng)該較為緊實(shí)，整體質(zhì)地較黏［1］。

1.1.2 具有適量、協(xié)調(diào)的養(yǎng)分構(gòu)成

不同地區(qū)、種植不同農(nóng)作物的土壤養(yǎng)分構(gòu)成對(duì)土體結(jié)構(gòu)的要求存在差異。比如我國(guó)北方地區(qū)的高產(chǎn)旱作土壤，有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)控制在15～20 g/kg或更高水平；土壤中的全氮含量應(yīng)在1～15 g/kg；速效磷的含量最低值應(yīng)該達(dá)到10 mg/kg；速效鉀含量最低值應(yīng)該達(dá)到150～200 mg/kg，陽(yáng)離子的交換量應(yīng)該達(dá)到20 cmol/kg。適用于種植有機(jī)水稻的高產(chǎn)肥沃土壤中，有機(jī)質(zhì)的含量應(yīng)該控制在20～40 g/kg，全氮量應(yīng)該控制在1.3～2.3 g/kg，全磷及全鉀的含量均應(yīng)在1～15 g/kg，陽(yáng)離子交換量應(yīng)控制在10～25 cmol/kg［2］。

1.1.3 具有良好的物理性質(zhì)

不同地區(qū)、適合種植不同有機(jī)農(nóng)作物的高產(chǎn)肥沃土壤應(yīng)該具備的物理性質(zhì)有以下幾種。一是孔隙大小比例最小為1∶4，最大為1∶2。二是土壤的總?cè)葜貞?yīng)在1.10～1.25 g/m3。三是土壤的總孔隙度應(yīng)該達(dá)到50%或者稍高于50%，其中的通氣孔度應(yīng)該達(dá)到10%及以上。

1.2 有機(jī)農(nóng)業(yè)種植中的土壤培肥基本措施

一是增加有機(jī)肥料施用比例，不斷增強(qiáng)土壤肥力。通過(guò)這種方式，可以為有機(jī)農(nóng)作物提供充足的營(yíng)養(yǎng)。與此同時(shí)，還可以改善土壤的物理性質(zhì)，提高土壤肥力。二是根據(jù)不同地區(qū)實(shí)際情況，選擇合適的農(nóng)業(yè)種植模式。以我國(guó)北方地區(qū)的旱作土壤為例，這類型土壤年平均降水量只有250～500 mm，或降水量雖然能夠達(dá)到較高水平（500～700 mm），但降水不均勻?；诖耍槍?duì)這種類型的土壤，培肥工作必須與灌溉相結(jié)合，同時(shí)應(yīng)防止出現(xiàn)鹽漬化等次生現(xiàn)象發(fā)生。三是制訂合理的輪作倒茬機(jī)制，使“用地”及“養(yǎng)地”充分結(jié)合。在輪作倒茬的過(guò)程中，既要重點(diǎn)考慮“茬口”的特點(diǎn)，又要考慮銜接種植農(nóng)作物的特性。以此為基礎(chǔ)，對(duì)耗地作物、自養(yǎng)作物、養(yǎng)地作物等［3］。四是形成科學(xué)的耕作機(jī)制，逐漸改善土壤結(jié)構(gòu)，加快土壤熟化速度。在施加有機(jī)肥料的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合“深耕”作業(yè)，可以有效加厚土壤的耕作層，逐漸改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤過(guò)高的容重回落到合理范圍內(nèi)。此外，經(jīng)過(guò)深耕作業(yè)后，土壤、肥料、水分會(huì)充分融合，更有助于微生物的活動(dòng)，營(yíng)造更有利于農(nóng)作物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，土壤的熟化速度也會(huì)加快［4］。五是制訂完善的土壤保護(hù)機(jī)制，避免土壤遭受侵蝕，長(zhǎng)期保護(hù)土壤資源。如果對(duì)土壤侵蝕、土壤沙化缺乏重視，土壤培肥目標(biāo)便無(wú)從談起。土壤侵蝕是指土壤在長(zhǎng)時(shí)間受到水、風(fēng)等外力作用下，導(dǎo)致土壤深層裸露，不適合種植農(nóng)作物，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)沙漠化的情況。總體來(lái)看，必須有效防止土壤被侵蝕，提高對(duì)土壤資源的保護(hù)水平。

2 秸稈還田土壤培肥技術(shù)

2.1 秸稈還田土壤培肥技術(shù)的應(yīng)用意義

應(yīng)用秸稈還田土壤培肥技術(shù)后，能夠避免因焚燒秸稈造成的大氣污染。除此之外，秸稈內(nèi)部存在多種有機(jī)物，可以作為肥料增加土壤中有機(jī)質(zhì)的含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，混入土壤后可提高土壤的疏松程度、增強(qiáng)微生物的活力，有助于農(nóng)作物根系更好地發(fā)育。

據(jù)相關(guān)資料顯示，運(yùn)用秸稈還田土壤培肥技術(shù)后，單位面積土壤的農(nóng)作物平均增產(chǎn)量可達(dá)到5%～10%［5］。需要注意的是，如果秸稈還田的方法選用不當(dāng)，同樣有可能造成土壤中的病原菌數(shù)量增加，進(jìn)而提高農(nóng)作物受各種病蟲(chóng)害侵蝕的概率。因此，只有科學(xué)、合理地運(yùn)用秸稈還田土壤培肥技術(shù)，才能達(dá)到提高有機(jī)農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的目的［6］。

2.2 秸稈還田土壤培肥技術(shù)能夠發(fā)揮的作用

一是可有效提高、補(bǔ)充土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。秸稈含有一定的養(yǎng)分（有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀肥等）、纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、木質(zhì)素、灰分元素等。如果將秸稈長(zhǎng)時(shí)間放在耕地，秸稈中的各類物質(zhì)會(huì)向土壤中滲透。而焚燒秸稈不僅會(huì)浪費(fèi)這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響。二是秸稈還田能夠有效促進(jìn)微生物活動(dòng)。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，微生物能加快分解土壤中的有機(jī)質(zhì)，從而方便農(nóng)作物汲取養(yǎng)分。除此之外，微生物還能凈化土壤。應(yīng)用秸稈還田技術(shù)后，微生物能夠汲取的物質(zhì)得到了極大地增加，微生物的數(shù)量及產(chǎn)生的酶活性會(huì)隨之增加。三是秸稈中存在的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能有效降低種植戶對(duì)化肥的依賴。同時(shí)，與有機(jī)農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展理念更加契合。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)秸稈資源極其豐富，每年產(chǎn)生的秸稈總重量近7 億t，如果按照秸稈中各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平均含量進(jìn)行轉(zhuǎn)化計(jì)算，7 億t 秸稈中總計(jì)包含350 萬(wàn)t 氮肥、800 萬(wàn)t 鉀肥、80 萬(wàn)t磷肥。因此，如果不能有效利用秸稈，實(shí)際上是巨大的損失和浪費(fèi)。

我國(guó)某地區(qū)曾經(jīng)開(kāi)展了為期12 年的秸稈還田土壤培肥技術(shù)試驗(yàn)，相關(guān)數(shù)據(jù)如下。

第1 年，該地區(qū)覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及單產(chǎn)對(duì)比量分別為22.8 g/kg、1.18 g/kg、134.5 mg/kg、8 400 kg/hm2；該年沒(méi)有覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及單產(chǎn)對(duì)比量分別為20.1 g/kg、1.06 g/kg、95.0 mg/kg、7 200 kg/hm2。

第5 年，覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及單產(chǎn)對(duì)比量分別為24.5 g/kg、1.21 g/kg、142.9 mg/kg、8 850 kg/hm2；沒(méi)有覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及單產(chǎn)對(duì)比量分別為20.3 g/kg、1.12 g/kg、107.2 mg/kg、7 245 kg/hm2。

第10 年，覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、單產(chǎn)對(duì)比量分別為25.6 g/kg、1.32 g/kg、175.3 mg/kg、8 175 kg/hm2；沒(méi)有覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀以及單產(chǎn)對(duì)比量分別為22.3 g/kg、1.21 g/kg、132.5 mg/kg、7 185 kg/hm2。

第12 年，覆蓋秸稈的土壤平均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、單產(chǎn)對(duì)比量分別為25.3 g/kg、1.25 g/kg、178.0 mg/kg、7 815 kg/hm2；沒(méi)有覆蓋秸稈的土壤均有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀單產(chǎn)對(duì)比量為22.6 g/kg、1.25 g/kg、142.3 mg/kg、7 050 kg/hm2。

對(duì)上述數(shù)據(jù)綜合分析后可知，應(yīng)用秸稈還田土壤培肥技術(shù)后可提高土壤肥沃程度和糧食產(chǎn)量。

2.3 秸稈還田土壤培肥技術(shù)的主要方式

2.3.1 直接還田

一是翻耕還田。將秸稈均勻放置在耕地上，之后使用農(nóng)機(jī)設(shè)備或通過(guò)人工的方式，將秸稈搗碎并與土壤充分混合。二是留高茬還田。無(wú)需將秸稈從土壤中拔出，而是留待“長(zhǎng)高茬”。三是覆蓋還田。將秸稈拔起后，有規(guī)律、有間隙、均勻地覆蓋在耕地上。

2.3.2 間接還田

一是堆腐漚制還田。這種方式主要是將秸稈集中在一起，隨后向秸稈堆灑水，使其迅速腐爛，最后將其灑于耕地內(nèi)。二是沼肥還田。將秸稈集中放置于農(nóng)村沼氣化糞池中，產(chǎn)生的沼氣可用于農(nóng)民居家生活燃料?？傊?，提高秸稈的綜合利用率，實(shí)現(xiàn)“還田”目標(biāo)，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)性。

2.4 秸稈還田土壤培肥技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

一是秸稈還田必須合理選擇時(shí)間。二是應(yīng)控制好秸稈還田的數(shù)量、規(guī)模。三是秸稈還田后應(yīng)增施速效氮。四是秸稈還田作業(yè)初步完成后，向農(nóng)田灑水，確保相對(duì)濕度達(dá)到要求。五是存在病害的秸稈不能用于還田。

3 酸化土壤的特性分析及改良培肥技術(shù)

3.1 土壤酸化現(xiàn)象的產(chǎn)生原因及本質(zhì)分析

在長(zhǎng)期種植農(nóng)作物的過(guò)程中，如果土壤接受的交換性氫離子、氯離子量達(dá)到一定的規(guī)模，則意味著土壤中的堿性鹽基離子含量也發(fā)生了改變。根據(jù)酸堿平衡原理可知，堿性降低意味著酸性提升。因此，土壤酸化是一種非正常的狀態(tài)，表明土壤中原有成分、酸堿性平衡已經(jīng)被打破。在農(nóng)業(yè)種植中，導(dǎo)致土壤酸化的主要原因是多種肥料無(wú)序、大量施用。由于農(nóng)作物無(wú)法充分汲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致大量物質(zhì)會(huì)在土壤中積存，進(jìn)而破壞土壤中原本的酸堿平衡。另外，溫室氣體大量排放之后，會(huì)與空氣中的水融合，形成“酸”雨。通過(guò)降水過(guò)程“回歸”土壤，進(jìn)而增加土壤酸性［7］。

3.2 土壤酸化現(xiàn)象的危害

如果酸化土壤長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法得到處理，土壤中的微生物種群會(huì)發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量明顯降低。此外，土壤結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中抵抗強(qiáng)風(fēng)、雨水沖刷的能力減弱，也會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)［8］。

3.3 針對(duì)酸化土壤的改良培肥技術(shù)

一方面，應(yīng)從生態(tài)環(huán)境治理的宏觀角度著手，控制溫室氣體的排放量，減少空氣中酸性成分含量，避免酸性物質(zhì)通過(guò)自然循環(huán)最終回歸到土壤。另一方面，可以科學(xué)施用化學(xué)改良劑（如石灰改良劑等），有效中和土壤中的活性酸、潛酸等。通過(guò)這種方式，不僅可以迅速降低土壤酸度，還可增加交換性鈣含量，具有一定的可行性。

4 結(jié)束語(yǔ)

為助力有機(jī)農(nóng)業(yè)種植的發(fā)展，供農(nóng)作物生長(zhǎng)的土壤必須滿足一定的要求。由于在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)施用大量化學(xué)肥料、添加劑等，致使很多耕地的結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分構(gòu)成發(fā)生了變化，難以達(dá)到高產(chǎn)肥沃的標(biāo)準(zhǔn)。

開(kāi)展土壤培肥工作的同時(shí)，需要厘清這項(xiàng)工作的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)確定能夠代表土壤肥沃程度特性的指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)分析土壤性能下降的具體原因，選用合適的方法，逐漸改良土壤結(jié)構(gòu)、養(yǎng)分構(gòu)成，使之重新成為高產(chǎn)肥沃土壤，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)綜合發(fā)展具有積極意義。