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土壤的问题在哪里?

发布时间:2017-07-18 :08:27 | 来源:智慧金水点击:103

触及肥料、零增长的话题,人们总是显得那么兴趣盎然。
触及土壤的话题,人们便会转身一声叹息。
时隔多年,为什么每次我们的问题都出在土壤上?
为什么我们的土地要使用那么多的NPK?
为什么我们的土壤总是那么的缺乏养分、肥力与活性?
为什么我们有这么丰富的碳化植存却要靠一块又一块的活性炭来实验证明?
为什么每年留下那么多的秸秆却素手无策、焚烧出熊熊狼烟却不知究竟如何是好?
为什么我们养了那么多牲畜却无法理解生物肥料的来源与用途?
土壤问题究竟出在哪儿?
肥料与土壤的关系究竟怎样?
生物肥料究竟有没有出路?
本期专题将给您一个完美的解释。


NPK的组合不适合我们的土地了么?其实则不然。任何事情都要分时间和条件去判断。在条件简陋的发展初期,我们很难去说什么是对什么是错,因为“不管黑猫白猫,抓住老鼠就是好猫”嘛,所以我们的肥料发展也逐渐的走向了行业“托拉斯”,不仅垄断而且质量低价格高效果一般。与国外比起来真的不能不说是天壤之别。但是我们要吃饭。粮食安全问题一直是摆在我们面前的一道红线,所以我们也就不得不向土地要更多,向氮磷钾要更多,伴随而来的,便是大面积的土地氮磷钾含量过剩而作物却并没有吸收多少,因为我们的肥料技术不过关,养分是施地里了,可是全被土壤渗漏了,作物吸收的是寥寥无几。



民以食为天,这句话不为过吧?

      自神农尝遍百草之后,我们便安全的进入了粮食耕作时代,无论是打猎还是种小麦水稻,我们总在这个黑红黄土壤并存的大地上繁衍生息,一代又一代的更迭着。我们的土地也经历了一代又一代的轮番耕作,仿佛这里的地力取之不尽用之不竭,无需担忧种下的是什么,因为我们的祖先告诉我们,种瓜得瓜,种豆得豆。

可是现在,忽然之间,我们的土壤就出问题了。

      我们的土壤突然就变得贫瘠且重金属含量超标、土壤板结、污染严重了。

回想过去,其实土壤出问题不是没有原因的。归纳起来,土壤的问题主要在于不合理的种植结构、不合理的施肥方式以及不合理的保护方法。欧洲曾经有过一个跨度长达一百年的实验,测得不是别的,就是这一百年内土壤施用不同种类化肥的生产状况。在实验头几年,使用氮磷钾的土地作物产量明显高于施用厩肥的土地。慢慢的在几年之后这一状况逐渐发生了改变,两块试验田的产量逐渐趋于相等。再经过了十几年的等量生长之后,施用厩肥的这一块试验田开始发力,产量逐渐的超过了氮磷钾的施用地。

那么这说明了什么呢?

       NPK的组合不适合我们的土地了么?其实则不然。任何事情都要分时间和条件去判断。在条件简陋的发展初期,我们很难去说什么是对什么是错,因为“不管黑猫白猫,抓住老鼠就是好猫”嘛,所以我们的肥料发展也逐渐的走向了行业“托拉斯”,不仅垄断而且质量低价格高效果一般。与国外比起来真的不能不说是天壤之别。但是我们要吃饭。粮食安全问题一直是摆在我们面前的一道红线,所以我们也就不得不向土地要更多,向氮磷钾要更多。伴随而来的,便是大面积的土地氮磷钾含量过剩而作物却并没有吸收多少,因为我们的肥料技术不过关,养分是施地里了,可是全被土壤渗漏了,作物吸收的是寥寥无几。

       今天,在化肥零增长政策提出之后,人们开始重新审视土壤的地位与作用了。 不得不说其实这也是一种悲哀,一种不挨鞭子就不知道进步的悲哀。我们开始审视生物有机肥,开始探索再造能源,开始重新研究氮磷钾的区域特性配比,开始寻求减产增效的新途径了。

       在我国,化肥的用量越来越大,施用化肥的作物种类越来越多,化肥对提高作物产量的作用得到了公认。同时,又有人担心,施用化肥会不会破坏土壤,降低土壤肥力。最典型的一种说法是:“土地施化肥,好比抽大烟(鸦片)”,有人甚至说好比吸海洛因。这种说法公开刊登的不多,但认为施用化肥破坏土壤的论点经常可以从书刊中看到。这些人给施用化肥描绘了一幅可怕的图画:土地只要施了化肥,就离不开化肥,越施越多,最后毁了土地。事实是这样吗?人们生产和施用化肥已经有160年的历史(不包括施用天然的矿质肥料),国外的有识之士几乎在开始生产和施用化肥的同时,就布置了肥料的长期试验,其中一个很重要的内容就是比较施用有机肥和化肥对作物产量和土壤肥力的影响。

      实践证明,合理施用化肥,既提高了作物产量和品质,又提高了土壤肥力,把施化肥比作抽大烟是完全不正确的,其根本原因是对化肥的错误认识。化肥对土壤、对植物都是无毒的,它是植物的“粮食”,是植物必需的养分,施用化肥可以补充土壤中某些养分的不足。化肥不是耗竭土壤养分的“兴奋剂”,更不是毒品。

       其实,一切都还没有到不可挽回的地步。

       那么面对土壤的层层问题,究竟要怎样剖析,又要怎样解决呢?零增长只是提出一个概念,更多的我想应当是基于传统肥料上的改革,思想上的转变,以及对生活、对农业的态度,对一个可持续种植的土地的期盼吧。


土壤存在的问题

       民以食为天 食以土为本。在讨论化肥对土壤肥力的影响之前,我们必须明确,何谓土壤肥力关于这方论述是很多的,大致可归纳为几点:

      肥力是土壤的基本属性,正是因为有了肥力,在土壤上才能生长植物,并使土壤得以区别于没有肥力的成土母质。它在一定的气候条件下,决定植物的生命活动和农作物的产量和质量。具有肥力的土壤是农业生产的基本生产资料。

      肥力的概念有狭义和广义之分。狭义的肥力概念是指土壤供给植物所必需养分和水分的能力,以及与养分、水分供给能力有关的各种土壤性质和状态。这一概念以养分为中心,如养分的含量、存在形态、对植物的有效性,以及影响养分供给的因素等。而广义的肥力概念是把养分、水分、土壤中的空气和热量(温度)等诸多因素一并考虑在内,是在综合观点基础上认识土壤肥力的概念,内容广泛,几乎涉及土壤学的各个分支领域。

      土壤肥力的形成受母质、气候、植被、成土年龄等自然因素的影响。在开垦以后,又受人为措施的影响。所以,农田土壤肥力的高低,是自然和人为两方面综合影响的结果。根据全国第二次土壤普查的资料,我国耕地土壤中,低肥力土壤约占一半左右。因此,施用化肥对土壤肥力的影响也必然引起人们的关注。


      至此,土地存在的问题,究其表现形式,大致可以归纳为一下集中类别:“瘦、馋、板、酸、咸、脏、杂”等七大类,那么下面我们就部分类别分析原因,并找出其解决办法。

土壤“瘦” 

      土地“瘦”的表现形式有多种,主要集中于“土壤有机质含量下降”和“土壤有机质品质老化”两个方面。当土壤有机质活性下降的时候,有机肥中有机质的更新速度会放缓,那么有机肥的作用也就会减弱。一般在旱田果园中的土壤有机质含量适宜值是1.8~2.4%,果园为1.5~2.8%,而水田土壤则为2.0~3.0%。

而同期纵向比较来看的话,我国与欧洲同类土壤有机质含量比较则有着较大的差距:

      因此,科学施用有机肥才是提升土壤有机质含量、改善有机质活性的主要措施。国外肥料长期试验的时间更长,试验数也更多。根据有关资料报道,延续了50年以上的试验就有30~40个,大部分分布在欧洲,其中首推英国洛桑试验站开始于1843年的肥料试验,并一直延续至今,已经有150多年的历史。

      布置这些试验费时、费工,但意义重大,其主要目的就是研究不同营养元素对植物的相对重要性,以及保持土壤肥力必需补充的营养元素;研究施肥的增产效果,比较厩肥与化学肥料的作用,以及可否用化学肥料代替厩肥,或者更具体说,是比较厩肥与化学肥料的肥效和对土壤肥力的影响。通过如此长期的试验,已经完全证实,施用化肥对作物产量和品质具有和有机肥同样的作用。这些试验在确定欧洲农业的格局(如在有机肥基础上大量施用化肥)方面发挥了重要作用。应当说这些试验作为验证作物产量和土壤肥力变化方面的使命已经完成,虽然其中还有不少信息有待进一步开发。而继续进行这些试验的目的已经逐步向环境和生态学方面转移。100多年来施肥,尤其是施用化肥对产量的影响又是怎样的呢?例如英国洛桑试验站1843年布置的Broadbalk小麦连作试验,其中127年(1852-1978)的小麦产量经整理后列于表1。

      从表1看出,在试验的前40年,施用化肥(N2PK)的产量高于厩肥,此后两者的产量互有高低。大约经历了80年后,施厩肥的小麦产量稍高于施化肥的产量。而127年的平均产量两者完全相同,这不是偶然的巧合。有机肥与化肥比较的长期试验,按其中所含的养分计算,一般有两种情况,一种是两者所含的氮、磷、钾养分大致是相等的;另一种是不相等的。英国洛桑试验站的小麦连作试验,厩肥中含有的养分高于化肥。但在试验前期厩肥中的养分能被作物吸收利用的比例较低,所以产量还是低于化肥。几十年后由于底肥的逐步分解和后效的积累,其增产效果超过了化肥。同时,厩肥中含有的中、微量营养元素也可能产生了一定的作用。而有机肥中的有机物质对土壤理化、生物性状的改善也是不可忽视的。这一点在后面还要讨论。在一些有机肥和化肥施用养分被设计成相等的长期试验,如设在日本鸿巢(Konosu)中央农业试验站的水稻试验,丹麦Askov试验站的谷物、块根和牧草轮作试验,奥地利维也纳农业大学试验场的大麦、黑麦试验,都一致证实,施用化肥的产量略高于有机肥,或与有机肥基本一致。例如日本中央农业试验站50年(1926-1975)的水稻平均产量;对照(无肥)是2022kg/hm2(100%),NPK化肥是3367kg/hm2(167%),有机肥是3400 kg/hm2(168%),绿肥(紫云英)是3340 kg/hm2(165%)。三个施肥处理的水稻产量基本是一致的。

      在丹麦Askov试验站从1894年开始的一个肥料长期试验中,不仅测定了不同施肥处理的作物产量变化,还于1964年、1968年、1971年测定了小麦、大麦籽粒中的17种氨基酸含量。结果证实,连续施有机肥(厩肥)或氮磷钾化肥,70多年后,小麦、大麦籽粒中不同种类氨基酸含量和总氨基酸含量都没有显著差异。这从另一个方面证实,施用有机肥或化肥,对麦类作物籽粒食用品质也没有不同的影响。

土壤“馋

      但是在生产实践中,农民还是常常感觉到给土地“喂”化肥,地越吃越馋。在原来的化肥用量基础上要达到相同的效果,就要施用更多的化肥。一些农业科技人员也感到,现在施用化肥的肥效下降了。原来用1kg尿素,可增产4~5kg粮食,现在只能增产2~3kg粮食。这又做何解释?这可能主要有两个原因:第一,近年国内化肥用量增加很快,尤其是氮肥。磷、钾肥未能相应跟上,化肥施用中偏重氮肥而忽视了磷、钾肥的情况相当普遍。也就是说,施肥中的氮、磷、钾养分不平衡。由于磷、钾养分供应的不足,影响了氮肥肥效的发挥。第二,在当前、当地的生产条件下,化肥是有一个适宜用量的,并不是越多越好。大家知道,在相对固定的条件下,化肥用量与作物产量并非直线关系,而是抛物线的关系,即肥料用量超过了一定限度,每增加一个单位的化肥用量,所增加的产量呈下降的趋势,这就是施肥上的报酬递减现象。如果用量继续增加,还可能引起减产和一些其他负效应。据统计,粮食作物要达到5.25~6.Ot/hm2的水平,在磷、钾养分供应充足的情况下,只要施150~180 kg/hm2的氮肥(N)就够了。超过这一用量,氮肥的效果明显下降。当然,除了以上两点,还可能与作物品种等因素有关。有的高产品种是“大肚汉”,很能吃,需肥多,对肥料的利用并不经济。

土壤“板”

土壤之所以会硬,是因为土壤板结之后,土壤团粒结构数量减少,结构被破坏掉,于是土壤在肥料试用之后会产生板结,通气透水性都会减弱。

      存在的问题主要是这些土地缺少大马力拖拉机和配套的深松机具,不能进行深松和深翻整地,造成耕作层变浅,农田土壤耕层明显存在“浅、实、少”的问题 。针对此种状况,只有科学的耕作和合理的施肥才能延缓土壤板结的速度。同时,造成土壤板结的三大主力肥种则有:

      氮肥 增加土壤微生物消耗土壤有机质中的氮素,使土壤有机质含量下降,影响微生物的活性及土壤团粒结构的形成,导致土壤板结。

      磷肥 土壤中的阳离子以2价的钙、镁离子为主,过量施入磷肥时,磷肥中的磷酸根离子与土壤中的钙、镁等阳离子结合形成难容性磷酸盐,既浪费磷肥,又破坏了土壤团粒结构,使土壤板结。

      钾肥 过量施入时,钾肥中的钾离子置换性特别强,能将形成土壤团粒结构的多价阳离子置换出来,而1价钾离子不具有键桥作用,土壤团粒结构的键桥被破坏了,也就破坏了团粒结构,致使土壤板结。


       化肥使用量的逐年上升、化肥利用率的逐年下降、施肥成本的逐年加大,都会使地力递减并威胁着环境,当含钙镁磷多的肥料施用之后,土壤的酸性会逐步增重,这同样会家中土壤的板结,同时,土壤酸化会滋生真菌,根际病害。会导致土壤结构的破坏,同样会导致土壤板结问题的出现,同时影响着营养元素的有效吸收。当土壤有机质含量下降、化肥品种单一、作物连坐、盐基离子淋失的问题同时显现的时候,土壤的问题就真的很严重了。

      针对此,科学施肥并且适当土壤改良可以一直进一步酸化。而科学的测土配方则是实现“减肥增产”的有限途径。

土壤“脏”与“杂”

       土壤的“脏”与“杂”其实可以归纳在一起,的确,我们近些年开始提倡的生物有机肥对土壤的修复和作物的生长有很大的帮助作用,但是不可否认的是,我们的微生物种类繁多,质量却不怎么样,家禽类粪便的重金属含量超标更是常事儿,同时含抗生素、化学农药、农用残膜、放射性元素的营养物质等等,都是污染农作物生长和农产品品质的污染源。




      而谈及“杂”这个字眼的话,笔者认为优势微生物种群失调、有害病原菌数量增加是“功劳大大的”,的确,微生物的优势在于缓冲性能强、增加土壤抗性、加速物质转化、促进养分循环、扩充环境容量从而达到土壤健康的目的。

但是当前来看,这一条件并不成熟。我国微生物领域针对肥料的图谱测序并未完成,而是仅仅针对某种或某几种菌类的组合完成了实验室测试(消息来源于华中农业大学笔者一位研究微生物领域的高级工程师)。因此我们有理由相信在没有掌握真正微生物领域的奥秘之前,乱序、杂序都只会导致这个领域的更加混乱。

      当然,我们把这些问题列出并作简单的描述,都是为了能够为土壤问题找到一个更好的出路。在实际生活中,包括秸秆的二次利用、有机肥堆肥的探索,以及腐殖质、植物营养以及土壤恢复与再造技术。

解决办法

畜禽粪便的科学利用

      好氧发酵是实现无害化的有效途径,通过添加遮蔽剂、吸附剂、功能菌、钝化剂、螯合剂、膨松剂等势线无害化。通过杀灭粪便中的有害病原菌来钝化重金属、消除异味等。

作物秸秆资源利用

       秸秆还田主要有:直接还田、腐熟还田、碳化还田和生物反应堆等,但是各有各的优势,也有不足。劣势在于腐烂时间长了影响播种,操作起来还麻烦,优势则有减少碳排放,适于环保等。

       生物黑炭(biochar)是指各种作物秸秆及生活垃圾在无氧条件下高温热解后的固态产物的统称,主要为纤维素、羰基、酸及酸的衍生物、呋喃、吡喃以及脱水糖、苯酚、烷属烃及烯属烃类的衍生物等成分复杂有机碳的混合物,性质与活性炭类似。具有很好的保肥和调理功能。

平衡施肥

       针对土壤养分不均衡,我们则需要在数量、配比上完善大量元素(NPK),在供给形态和方式上完善种微量元素(Ca、Mg等),在供给方式和数量上完善有益元素(Si、Se、Ti、Ni等)。当然,对于合理施肥,也要“深、匀、隔”。进行环状或者放射状施肥,才会有利于根系的下扎和展开,有利于防止种苗受到伤害。   

  迦百农微生物菌肥,国际领先、精工细作;生物肥力强大、配方合理、养分全面。

1、采用国内独有的MBD生物催眠技术,具有独特的耐旱、耐寒、耐高温等特点。高温造粒后仍能保持生物菌的高活性,技术水平具有显著的行业优势。

2、多种功能性菌——菌种丰富、互相协同、功能全面,以迦百农复合微生物菌群(多种功能性菌)为核心,以天然有机物质为主要成分,并辅以甲壳素、豆粕、鱼粉、腐殖酸、中微量元素等。

3、有效活菌数量高,是国家标准的8倍;


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