尹桂英,劉家興

(貴州久遠公司,貴州貴陽550002)

1 引言

作物在大田土壤栽培環(huán)境的生長過程中,作物根區(qū)范圍內的土壤為作物的生長發(fā)育營造了一個根系土壤環(huán)境,通過這個環(huán)境向作物的根系提供水分、養(yǎng)分、空氣和熱量等。這個土壤環(huán)境在大田中,與周圍的土壤沒有明顯的界限,同大田土壤融成一體。這一土壤環(huán)境隨著根系的發(fā)育而變化,從無到有,從小到大,直到作物死亡才逐漸消亡。這個土壤環(huán)境的出現和發(fā)展過程與作物根系的生長和發(fā)育同為一個時空范疇。同時,大田土壤中的水和營養(yǎng)物質等必須存蓄和運動到這個土壤環(huán)境中才能被作物根系吸收,否則作物無法生長。這個土壤環(huán)境的優(yōu)劣直接影響作物的生長,是決定作物生長,實現高產、優(yōu)質、高效栽培目的一個重要因素。

2 核心土壤生長環(huán)境概念

通過觀察、實驗發(fā)現,在作物的土壤環(huán)境的產生和發(fā)展過程中,作物生長發(fā)育初期階段形成的根系土壤環(huán)境決定作物的生長發(fā)展,并在作物的全部生長過程中持續(xù)不斷地發(fā)揮作用。只要營造好作物這一時期的根系土壤環(huán)境,就能夠解決作物生長發(fā)展的核心問題。故將作物這一時期的根系環(huán)境稱為“核心土壤環(huán)境”。作物的根系土壤環(huán)境完全是由核心土壤環(huán)境發(fā)展演化形成的。故核心土壤環(huán)境是作物根系土壤環(huán)境的中心,在作物的生長過程中至始至終地發(fā)揮作用。營造好核心土壤環(huán)境就能營造好作物的根系土壤環(huán)境。在外部生態(tài)環(huán)境正常條件下,作物的高產、優(yōu)質、高效栽培目的就能達到。

核心土壤環(huán)境包容在根系土壤環(huán)境中,沒有具體的界限范圍和確切的土壤數量,由于根系土壤環(huán)境完全存于大田,以至于要獲得良好的核心土壤環(huán)境,就要有較好肥力的大田。為了培育良好肥力的土壤,傳統(tǒng)作法一般要對大田進行改良,全層翻耕,全層施肥乃至過度施肥澆水以及土壤全層改良的方法來得到“良田沃土”。但是在得到“良田沃土”的同時,往往造成水肥、人力資源的巨大浪費,土地環(huán)境受到破壞。特別是全球性水資源短缺,農業(yè)生產資源日趨匱乏的今天,如果仍按傳統(tǒng)的方法去建設“良田沃土”,那么會因資源浪費,生態(tài)環(huán)境的破壞而在未來面臨更多的災難,只有節(jié)約、環(huán)保、高效的農業(yè)及生產方式,才是維持人類持續(xù)發(fā)展的唯一正確選擇。

3 核心土壤植物栽培裝置

作者根據核心土壤環(huán)境在作物生長培育過程中的重要作用以及現代先進加工技術和新材料的應用,在作物栽培過程中設置一個能準確界定核心土壤環(huán)境在作物根系土壤環(huán)境中的位置,范圍和土壤數量的裝置。放置在這個裝置里的土壤構成作物的核心土壤環(huán)境,并且由其發(fā)展成作物最終完整的根系土壤環(huán)境,融入大田土壤中,這個裝置稱為“核心土壤植物栽培器”(本裝置已獲中華人民共和國國家知識產權局專利授權。專利號:ZL200820302922.8)。核心土壤植物栽培器在大田中的位置和根系之間關聯示意圖見圖1。

由圖1可知,裝置里的土壤是根據作物的習性、生長環(huán)境以及栽培目的需要而研究出的理想健康土壤。核心土壤環(huán)境有確切的位置范圍和體積。此外,還能夠比較準確地計算出作物生長發(fā)育過程所需的水分和營養(yǎng)物質,在作物栽培前就能存蓄在這個裝置中,當作物的種子或幼苗栽種到裝置中時,就能夠逐漸獲得一個最佳的生長環(huán)境。裝置里的核心土壤環(huán)境除了能保證作物初期階段的正常生長發(fā)展外,核心土壤中充裕、高效、長效緩釋的肥料以及補充的水分,還能在作物的生長過程中長時間甚至是全程發(fā)揮作用以及保證作物的成功栽培。同時,裝置分為多次和一次使用兩類、多次的使用后完全回收再生處理,一次性的最終在大田中完全降解成有機肥料,這樣大大減少肥水等資源的浪費和對環(huán)境的不良影響。

圖1 栽培器在大田中的位置與根系之間關系

4 核心土壤栽培要素

4.1 核心土壤

核心土壤植物栽培器里的土壤是完全根據栽種作物的生長特點、生長環(huán)境、種植目的而設定的理想健康土壤。具備了較好的肥料存蓄、水分涵養(yǎng)以及空氣的通透性,因而適宜作物生長發(fā)育。核心土壤就是“良田沃土”,是作物生長的“第一土壤環(huán)境?！碑斪魑镌谏L過程中,根系穿過裝置,進入大田土壤,根系土壤環(huán)境在大田土壤中形成,稱之為“第二土壤環(huán)境”與“第一土壤環(huán)境”共同向作物提供水分、營養(yǎng)物質等,保持大田土壤栽培特點。對貧瘠需要治理改良的土地,可以不需要進行全層的土壤改良和過度施肥灌溉以及翻耕,而只需把核心土壤栽培器埋放在栽種大田的土地中,就獲得“良田沃土”較之傳統(tǒng)的方法和技術,更節(jié)約、更環(huán)保、更高效。

4.2 核心土壤灌溉

灌溉水通過核心土壤栽培器的裝置,準確地進入到核心土壤中,使核心土壤環(huán)境保持較好的田間持水量。同時為了改變傳統(tǒng)的澆灌方法,作者發(fā)明了“作物栽培器”(已獲中華人民共和國國家知識產權局專利授權,專利號:ZL200820302925.1)。把灌溉水設放在核心土壤的下方或周圍的裝置里,通過介質的毛細管作用把水運動到核心土壤中,并通過栽培器滲透和濕潤根系土壤環(huán)境里的土壤,使得核心土壤環(huán)境和根系土壤環(huán)境得到維持作物正常生長的水分。這樣避免了因大量灌溉水沒有進入根區(qū)范圍而因重力和土地表面蒸發(fā)造成的水資源浪費,通過“作物栽培器”使用,單株作物對比試驗結果顯示,節(jié)水效果顯著,可節(jié)水70%～80%。

4.3 核心土壤肥料

核心土壤肥料即放置在核心土壤和緊靠“核心土壤植物栽培器”外壁周圍的肥料。核心土壤肥料是根據作物生長特點和栽培目的以及大田土壤環(huán)境的特性、品質等因子而研制的高效肥料,是根據作物的整個生長周期的需求量一次性放于核心土壤中和栽培器外壁周圍的土壤里。通過快釋、緩釋、長效等方法,在作物生長周期內,集中、高效、持續(xù)不斷地向作物提供營養(yǎng)。對多年生的作物考慮到不能一次性地放置來滿足,可視作物生長情況通過栽培器的裝置給予追肥補充。

核心土壤肥料完全是在作物根系土壤環(huán)境里,不會造成閑置和浪費,肥料是埋放在核心土壤的中部和底部位置,不會因風蝕、雨水沖刷、水土流失而帶走肥料造成浪費,同時也最大限度地減少對土地環(huán)境的污染,試驗結果證明節(jié)肥效果非常顯著。

4.4 核心土壤溫度

核心土壤溫度是把經過加熱(溫)處理的灌溉水,灌溉到核心土壤中,以提高核心土壤環(huán)境的溫度、有利作物的生長培育縮短作物生長周期,降低作業(yè)成本,提高經濟效益。

4.5 核心土壤免耕栽培

核心土壤免耕栽培指不需要對栽種植作物的大田進行全層翻耕,只需在栽種作物的大田上,按照“核心土壤植物栽培器”或“作物栽培器”的幾何尺寸挖坑,把其埋入坑內,用原土回填坑滿,露出“栽培器”的表面管口,再把種子或幼苗栽種到核心土壤中的方法。

5 結語

人類賴以生存的土地是有限的,只有在有限的土地上,通過科技創(chuàng)新、愛護地球、珍惜土地、節(jié)約資源,增產高效,才能維持人類的持續(xù)發(fā)展,為此,作者提出了“核心土壤栽培”的理念,研發(fā)了“核心土壤植物栽培器”、“作物栽培器”,以期為實現高效、環(huán)保、節(jié)約的新型農業(yè)生產技術開發(fā)提供有價值的探索。

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