牛全根 金廣彥
一、什么是土壤生態(tài)
(一)土壤生態(tài)的概念
土壤環(huán)境中生存著各種生物,包括生產(chǎn)者(植物、藻類細(xì)菌)、消費(fèi)者(土壤中的各種動(dòng)物)和分解者(大量的微生物),共同構(gòu)成了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),通常稱為土壤生態(tài)。土壤生態(tài)是陸地生態(tài)系統(tǒng)最重要的構(gòu)成部分,其中,土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的中心。
(二)土壤生態(tài)的組成
土壤是由固體、液體和氣體三相物質(zhì)組成的疏松多孔體。固相物質(zhì)包括巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物,即土壤礦物質(zhì),土壤中植物和動(dòng)物殘?bào)w的分解產(chǎn)物和再合成的物質(zhì)及生活在土壤中的動(dòng)物和微生物。前者構(gòu)成土壤的無(wú)機(jī)體,后兩者構(gòu)成土壤的有機(jī)體。在土壤固相物質(zhì)之間是形狀和大小不同的孔隙。在孔隙中,充滿了水分和空氣。
(三)土壤生態(tài)的功能
土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的中心,土壤生態(tài)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的最重要的構(gòu)成部分,它具有5個(gè)方面的功能:
1.生產(chǎn)者功能,即維持植物生長(zhǎng)的能力(土壤肥力),并通過(guò)食物鏈養(yǎng)育著幾乎所有陸生生物。
2.消費(fèi)者功能。農(nóng)田中植物的枯枝落葉、人和動(dòng)物的排泄物和殘骸首先作為食物為土壤中的動(dòng)物所初步消化、分解,土壤動(dòng)物的代謝物及部分的枯枝落葉再由微生物所分解。通過(guò)土壤中動(dòng)物的生理活動(dòng),疏松了土壤,增加了土壤的孔隙度和通透性,防止了土壤板結(jié),促進(jìn)了微生物的生命活動(dòng)。
3.分解者功能。俗話說(shuō)”萬(wàn)物生于土而還于土”。植物的枯枝落葉、人和動(dòng)物的排泄物和殘骸最終都由土壤中的微生物分解,變成無(wú)機(jī)物之后再次通過(guò)生產(chǎn)者(植物)—消費(fèi)者—分解者實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷循環(huán)。
4.地球水循環(huán)的重要路徑。土壤可涵養(yǎng)水分,調(diào)節(jié)生物生長(zhǎng)和物質(zhì)循環(huán)。
5.通過(guò)與大氣圈之間進(jìn)行氣體交換(CO2、氮?dú)饧暗趸?、硫化物氣體等)有利于維持大氣組成的穩(wěn)定性。
二、土壤生態(tài)與土壤板結(jié)
現(xiàn)階段,我國(guó)實(shí)行秸稈還田,為土壤生物提供了大量的生活物質(zhì)和生物能量,有利于促進(jìn)土壤生物及土壤生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。通過(guò)土壤動(dòng)物的生命活動(dòng),疏通了土壤,消除了板結(jié),增加了土壤的通透性,促進(jìn)了微生物的生命活動(dòng)和農(nóng)作物根系的生長(zhǎng),提高了土壤的蓄水保肥能力、土壤的供肥性和供水性及土壤肥力。板結(jié)的土壤,土壤中的生態(tài)系統(tǒng)遭到了嚴(yán)重破壞,殺蟲(chóng)劑、殺菌劑和除草劑的濫用,土壤動(dòng)物和土壤微生物大量消失,土壤由活土逐漸變?yōu)樗劳粒雇寥赖纳a(chǎn)力逐年下降,產(chǎn)量下滑,農(nóng)業(yè)歉收,嚴(yán)重制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
三、培育生態(tài)型土壤的做法
根據(jù)土壤生物(動(dòng)物和微生物)在土壤中的分布特點(diǎn),即土壤動(dòng)物和大多數(shù)好氣性微生物多分布在土壤10 cm內(nèi)的表土層中,因此,培育生態(tài)型土壤就是要保證地表10 cm內(nèi)的動(dòng)物和微生物的正常生命活動(dòng)能夠得以維持和發(fā)展,不能破壞表層10 cm內(nèi)的生態(tài)環(huán)境,即不能破壞耕地表層的土壤結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單一句話就是免耕,在免耕的基礎(chǔ)上,進(jìn)行土壤管理。
(一)秸稈粉碎還田
前茬作物(玉米)收獲后及時(shí)粉碎秸稈覆蓋還田。
(二)種子包衣或拌種
選用高產(chǎn)抗逆多穗型小麥品種在播種前進(jìn)行包衣或拌種。
(三)備好小麥配方肥
建議采用配方為“20-15-13”的48%小麥配方肥。肥料用量為高產(chǎn)田60 kg/667 m2,中產(chǎn)田50 kg/667 m2。肥料、基肥一次性施足,苗期不再追肥。
(四)種肥同播
在適宜播種期內(nèi),小麥播種一次性完成種肥同播。麥種播深2~3 cm,肥料播深10~15 cm,田間小麥平均行距20 cm。適宜播種期內(nèi),小麥播種量控制在8~10 kg/667 m2。
(五)粉碎秸稈
小麥播種后,再粉碎一遍玉米秸稈,覆蓋小麥播種行耬溝,使玉米秸稈均勻覆蓋整個(gè)田間地表,可以達(dá)到保墑、防止土壤板結(jié)、促進(jìn)土壤昆蟲(chóng)和微生物的活動(dòng)、活化土壤、改善土壤理化性狀的目的。
(六)澆水補(bǔ)墑
根據(jù)土壤墑情,若墑情較差,可以用噴灌機(jī)噴灌、澆水1次,以利于小麥出苗。
(七)防治病蟲(chóng)害
春季綜合防治小麥病蟲(chóng)害,小麥出穗前不澆水,小麥揚(yáng)花后根據(jù)土壤墑情,若墑情較差,澆水1次;小麥后期進(jìn)行“一噴三防”;完熟期適時(shí)收獲。
(八)二次粉碎秸稈
小麥?zhǔn)斋@后,夏玉米播種前后,對(duì)小麥秸稈粉碎2次,第1次在夏玉米播種前,打開(kāi)“成堆”的小麥秸稈進(jìn)行粉碎,以利播種;第1次在夏玉米播種后,粉碎小麥秸稈,目的是為了覆蓋玉米播種的壟溝,保證玉米田的小麥秸稈無(wú)死角全覆蓋保墑,促進(jìn)土壤中的動(dòng)物和微生物活動(dòng),維護(hù)和促進(jìn)土壤生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。
(九)土壤深松
每3年用土壤深松機(jī)深松1次土壤,完成一個(gè)培育生態(tài)型土壤的管理循環(huán)。
四、生態(tài)型土壤的農(nóng)業(yè)特點(diǎn)
(一)提供生活物質(zhì)和能量
培育生態(tài)型土壤必須在秸稈還田的基礎(chǔ)上進(jìn)行,還田的秸稈必須粉碎且只能覆蓋于地表而不能翻于土下,可以為土壤生物的生命活動(dòng)提供生活物質(zhì)和能量。
(二)疏松土壤,增加孔隙度
生態(tài)型土壤依靠土壤動(dòng)物的活動(dòng)疏松了土壤,增加了土壤孔隙度,所以生態(tài)型土壤不會(huì)板結(jié)。土壤微生物由于體型過(guò)小,移動(dòng)能力不強(qiáng),依靠它們并不能達(dá)到松土的目的。
(三)減少澆水次數(shù)
生態(tài)型土壤因有秸稈覆蓋保墑,減少了澆水次數(shù),并且澆水后農(nóng)田在土壤動(dòng)物的活動(dòng)中可以疏松土壤,防止土壤板結(jié)。
(四)有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量
由于培育生態(tài)型土壤,土壤免耕,底土實(shí),播種淺,小麥苗壯、分蘗多、成穗多,土壤中水、肥、氣、熱調(diào)節(jié)效好,小麥?zhǔn)懿涣細(xì)夂虻挠绊懶?,長(zhǎng)勢(shì)穩(wěn)壯,不早衰,成熟落黃好,產(chǎn)量高。
(五)利用生態(tài)型土壤發(fā)展農(nóng)業(yè),節(jié)本增效收益高
由于實(shí)行了免耕技術(shù),每667 m2節(jié)省機(jī)耕費(fèi)50元;播種淺(底土實(shí),播不深),用種少,每667 m2可節(jié)約種子6 kg,節(jié)省種子費(fèi)用24元;減少了澆水次數(shù),每667 m2平均減少2次澆水,節(jié)約澆水費(fèi)用60元,3項(xiàng)合計(jì)每667 m2共節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用134元。小麥每667 m2產(chǎn)量提高50 kg,產(chǎn)值凈增120元。兩項(xiàng)合計(jì),每667 m2節(jié)本增效254元(見(jiàn)表1)。
五、培育生態(tài)型土壤的意義
(一)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)、生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品的科學(xué)模式是培育生態(tài)型土壤的客觀要求
生態(tài)型土壤節(jié)水、節(jié)肥、節(jié)農(nóng)藥,減少了澆水次數(shù),節(jié)約了水資源,實(shí)現(xiàn)了人類與土壤動(dòng)物、土壤微生物和協(xié)共存。
(二)生產(chǎn)無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品要求必須培育生態(tài)型土壤
無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品的生產(chǎn)要求化學(xué)肥料和農(nóng)藥不超標(biāo)超量施用,禁用、限用高毒農(nóng)藥,保障食品安全;化學(xué)肥料和農(nóng)藥超標(biāo)超量施用,對(duì)土壤環(huán)境的污染非常嚴(yán)重,土壤動(dòng)物和土壤微生物的減少,會(huì)使土壤板結(jié),地力下降,農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和品質(zhì)下降,效益下滑,嚴(yán)重影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,嚴(yán)重影響我國(guó)的糧食安全。
(三)培育生態(tài)型土壤可保護(hù)耕地、提升地力
土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是耕地地力高低的衡量指標(biāo)。秸稈覆蓋還田有利于土壤腐殖質(zhì)的形成,有利于提高土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),有利于提高耕地地力。
有機(jī)質(zhì)的腐殖化是在微生物的直接參與下,重新合成一類新的物質(zhì),這種新物質(zhì)稱為腐殖質(zhì)。形成腐殖質(zhì)的條件,一是具有能夠形成腐殖質(zhì)的特定的好氣性真菌微生物;二是環(huán)境潮濕、透氣、溫度適宜;三是環(huán)境中的有機(jī)質(zhì)豐富,不論南方還是北方,不論氣候是溫濕型或是干冷型,山上的原始森林中,地表覆蓋著一層植物的殘枝落葉,其下面覆蓋著一層松軟的黑黑的腐殖質(zhì),厚度不等,有薄有厚,薄的3~5 cm,厚的30~50 cm,其中的植物根系呈立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的保持水土、防止山體滑坡的作用。山上森林中的土層數(shù)千年來(lái)穩(wěn)定不動(dòng),其中產(chǎn)生的微生物種群經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展,形成了穩(wěn)定的微生物菌落,其中的土壤動(dòng)物也形成了穩(wěn)定的體系,即形成了穩(wěn)定的森林土壤生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)有利于土壤腐殖質(zhì)的形成,因此,森林土有著厚厚的腐殖質(zhì)層。
常年耕作的農(nóng)田則不利于土壤中生態(tài)系統(tǒng)的形成與發(fā)展,不利于土壤腐殖質(zhì)的形成。農(nóng)田的常年翻耕相當(dāng)于把土壤生態(tài)系統(tǒng)每年破壞一次,不能形成穩(wěn)定的土壤生態(tài)系統(tǒng)和微生物菌落,土壤動(dòng)物也不能形成穩(wěn)定的體系,因此,土壤腐殖質(zhì)難以形成。據(jù)調(diào)查,東北黑土區(qū)平均每年流失0.3~1 cm厚的黑土表層,土壤有機(jī)質(zhì)每年以1/1000的速度遞減,由于多年農(nóng)田深耕翻土,造成水土流失,黑土區(qū)原本較厚的黑土層現(xiàn)在只剩下20~30 cm,有的地方甚至已露出黃土母質(zhì),基本喪失了生產(chǎn)能力。
培育生態(tài)型土壤,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),是提升地力、保持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要方略,是實(shí)現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”的重要措施,是保障中國(guó)糧食安全的必由之路。
(四)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著
培育生態(tài)型土壤,發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),既增加了當(dāng)前效益,又兼顧了長(zhǎng)遠(yuǎn)利益,節(jié)本增效,對(duì)于中國(guó)農(nóng)業(yè),每667 m2增收節(jié)支250元左右,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著,未來(lái)社會(huì)效益更是不可估量。