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土壤有機質范文1
關鍵詞:土壤;有機質;現狀;耕作管理;問題 措施
中圖分類號:F301.21 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)07-0-01
一、有機質的功能與作用
土壤有機質能影響土壤的化學性質和物理性質,它是調節土壤性質提高肥力的重要因素,土壤有機質能保存供應植物營養元素。土壤有機質是為作物生長發育提供養分的倉庫,它是土壤養分中的大家族。另外,它還是判斷土壤肥瘦標準的重要指標之一。所以有機質在土壤中的地位和數量一定要保持一個相對穩定數才好。
1.土壤有機質是植物營養元素的來源,特別是磷和氮,而土壤中的氮主要存在于有機質的組成中,同時土壤有機質也含有磷和其他植物營養元素。
2.有機質促進植物生長發育。研究證明,微量的某些有一定化學組成的芳香族和非芳香族的化合物,特別是有機酸,能刺激植物的生長發育;腐殖質在低濃度的情況下也同樣具有這方面的作用。
3.土壤有機質是微生物的能量和養料來源:絕大多數的土壤微生物都是異養類型的,它們依靠與分解有機質來取得能量,同時釋放和利用其中的養分,所以,土壤有機質是微生物的能量和養分的來源,是微生物活動的基礎。
4.土壤有機質具有高度的保水保肥能力:土壤有機質特別是腐殖質屬于有機膠體它們疏松多孔,具有很大的表面能,親水力很強。土壤有機膠體表面能大,而且帶有負電核,所以又能吸收大量分子態或離子態養分。
5.土壤有機質增加土壤緩沖性能:土壤有機質能吸收和代換陽離子,能調節土壤的酸堿度,增加土壤緩沖性,有利于微生物活動和植物生長發育。
6.有機質能創造土壤團粒結構:新鮮的胡敏酸能浸潤土壤,并在鈣離子的凝聚作用下,膠結土壤,形成水穩性團粒結構。團粒結構能調節土壤空氣,水分和養分狀況,有利于作物生長發育。
7.土壤有機質能調節土壤物理性質和物理機械性質:土壤有機質可使土壤顏色加深,增加土壤的熱能力,易于提高土壤溫度。有機質能使土壤疏松和孔隙性質變好,土壤腐殖質能降低土壤的粘結力和粘著力,使土壤耕作性質良好,易于耕作。
二、目前耕作土壤有機質現狀及存在問題
據本地區多年的土壤化驗統計,耕層土壤有含量值在0.8%-1.2%之間與之前十年相比平均下降了0.3-0.6,屬于低含量水平,土壤有機質下降的原因主要有以下幾點。
1.多年不施有機肥:由于多數農戶家中畜禽養的少甚至不養,無肥源。
2.只種不耕:除草劑的大量施用和耕地費用上揚,農民養成了原壟播種,不耕不翻,形成掠奪式生產,嚴重破壞了土壤的耕性,更談不上提高土壤有機質含量。
3.單施化肥和水土流失:很多農民只看到無機化肥的肥效快,施用方便簡單,而忽視了化肥對土壤的破壞,再者氣象災害也造成了水土流失,得不到及時改良,使土壤衰竭。
三、提高土壤有機質主要措施
土壤有機質的高低是反映土壤肥力的重要指標,耕地是農民賴以生存的基本資源,為了子孫后代的生息可續,改良土壤提高地力是百年大計。我國的土壤有機質含量,一般旱地為0.5%-3.0%,水田為1.5%-6.0%,因為有機質的分解和轉化是在不斷進行的,所以土壤有機質在消長過程中,土壤肥力也相應地隨著不斷改變,如何提高和保持土壤有機質含量,提高農業作物產量,是農業生產的主要任務。
1.增施農肥:農家肥不但養分全還可以改良土壤的耕性,增加土壤有機質,如每667平方米耕地施入含達10%的農家肥6000千克,即可提高土壤有機質0.4%,如連續施用可大大改善土壤條件。
2.秸稈還田:秸稈還田是直接為土壤增加有機物,要改變在田間焚燒秸稈的習慣,因為焚燒秸稈既浪費有機物,而且使有機物變成二氧化碳跑到空氣中又污染環境。每667平方米還田玉米秸稈500千克,則相當于施用雜肥2500千克,氫銨11.7千克,硫酸鉀4.75千克,一年后土壤有機質相對提高0.05%-0.23%,全磷平均提高0.03%,速效鉀增加31.2ppm,土壤容重下降0.03%-0.16%,孔隙度提高2-4%。還田方法是收獲后機械粉碎,秋翻地,包括機械滅茬同時進行。
3.種綠肥:土地資源條件好的地方可搞糧草輪作,土壤資源有限的地方可搞糧草間作。這樣不但能增加土壤有機質含量,還能提高土壤各種主要營養元素,提高了肥力。
4.注意施用氮素肥料維持土壤有機質的平衡:由于作物的生長發育不斷從土壤中吸取大量氮素,如不及補充氮肥,不可避免地將導致化合態氮及土壤腐殖質含量的降低。
5.耕翻土壤熟化土層:春耕或秋翻都能起到熟化土壤作用,改善土壤結構,提高土壤蓄水能力,調節土壤通透環境,有利于土壤有機質的分解,同時為作物提供良好的生長條件。
參考文獻:
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土壤有機質范文2
關鍵詞:秸稈還田;農田土壤;有機質
中圖分類號:S156 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20160230023
1 分析秸稈還田對農業土壤有機質提升的意義
1.1 蓄積了土壤的水分
在實施秸稈還田以及秸稈翻壓的過程中,通過同步開展還田以及機械深耕的方式,不僅使大氣的降水得到有效蓄積,而且能夠使地下水在此過程中充分發揮其功效與價值。在秋季深耕30cm時可以促進大氣降水提升下滲深度,有效的避免了由于地表徑流較多而對部分水資源的損耗問題;秸稈還田的廣泛展開,對大氣降水也起到了一定的攔蓄作用。因此,整個農田的土壤可以接納到更均衡更有效的自然降水,并且也有效的抑制了農田土壤水分的蒸發。也就是說,秸稈還田技術的廣泛應用,為所在的土壤形成了有利的蓄水庫,在農田休整時期,積極的發揮著集水的功效,在農作物的生長時期,則有效的發揮著耗水的功效,從而使農田的土壤含水量得到了很大程度的提升。
1.2 改善了土壤的物理性狀
秸稈還田的技術主要有機械翻壓還田以及覆蓋還田,都能顯著提升土壤有機質的含量,并且使土壤內部出現許多五碳糖和六碳糖的成分,這些都會在很大程度上促進農作物更好的生長與發育,其功效甚至比直接使用化肥更顯著。值得特別說明的是,通過機械翻壓,可以使許多秸稈深埋在土壤內部,當土壤內部的有機質以及養分相當活躍時,會大大增加這塊土壤的礦化效率,從而為農作物的生長提供了充足的養分支持。
1.3 提高了土壤有機質的含量
在實施秸稈還田的過程中,周邊區域的微生物翻轉規模與速度都有了顯著提升,微生物加快繁殖速度會帶動土壤內部的微生物的活動也加劇,使得運轉速度有所提升,此時,秸稈中所含的養分便可以充分且及時的向土壤中釋放,通過這種方式,土壤的結構不斷被優化與改善,肥料、養分、水分與大氣之間的聯系相對來說更平衡,有利于形成良好的生態體系。
2 生態效益與經濟效益――以明水縣玉米秸稈還田為例
明水縣位于黑龍江省西南部,松嫩平原東北部,耕地面積0.14萬m2。明水縣地處高緯度地帶,屬中溫帶亞濕潤氣候,平均氣溫3.4℃,年日照達到2560h,年平均降水量476.9mm左右。明水縣的農作物種類很多,以玉米、水稻、大豆為主,近些年來玉米的播種面積不斷擴大,玉米秸稈的產量也在相應增加,對秸稈的利用上也發生了明顯變化,由此取得了顯著的生態效益與經濟效益。
2.1 玉米秸稈還田的生態效益
在多點進行試驗觀察后的結果表明,玉米秸稈還田幾年之后,土壤的有機質以及含水量都比之前有了明顯的提高。在還田3a后土壤的有機質提升了0.04%~0.08%,還田6a后提升了0.10%~0.11%,還田9a后提升了0.25%~0.29%。秸稈還田之后,微生物在分解初期,必須在土壤中吸取氮素來組成自身的細胞,從而使得土壤中的氮素生物被固定,也就暫時保存了土壤中的氮素,而當微生物死亡之后,這部分的氮素又被分解釋放,再回歸到土壤中來,從而達到了保墑調肥的效果。同期測定的土壤含水量在秸稈還田3a后增加了1.33%~1.86%,還田6a后增加了1.69%~1.92%,還田9a后增加了1.75%~2.16%。蚯蚓以及微生物的數量也有明顯的增加,秸稈還田還使得玉米的秸稈被充分有效的利用,并且避免了在田間大肆焚燒秸稈造成環境污染。有機質以及微生物的增加對土壤的結構也起到了很好的改善作用,水穩性的團粒結構增加了,土壤容重也有顯著的降低。由于土壤自身的肥力不斷提升,也對化肥的使用率有了明顯降低,從而對農作物的環境有了明顯改善,不僅提高了作物的質量,更大力發展了綠色生態農業。
2.2 玉米秸稈還田的經濟效益
除了生態效益,玉米秸稈還田還產生了顯著的經濟效益。根據多點的實驗觀測以及分析統計,把秸稈還田3a后的玉米地與未還田的玉米地相對照,產量平均增加了516kg/hm2玉米,增加率達到7.25%,增加了625元的收入;還田6a后產量平均增加了715kg/hm2,增加率達到9.34%,增加了853元的收入;還田9a后的產量平均增加了1225kg/hm2,增加率高達16.83%,增加了1486元的收入。秸稈還田之后土壤的肥力得到了提升,因而對化肥的使用量明顯減少,使用的肥料費用減少了100~1925元/hm2,還田的機械投入增加了140元/hm2,而在收割秸稈的費用上省了320元/hm2,因此節約了180元/hm2,總的來說,玉米秸稈還田后增值了815~1709元,玉米的生產成本降低了0.04~0.08元/kg。
土壤有機質范文3
[關鍵詞] 土壤有機質含量;下降原因;提高途徑
一、土壤肥力現狀及問題
滄州市位于河北東南部,隸屬黑龍港流域,全市耕地面積1140萬畝,其中水澆地490萬畝。近些年來,特別是“十五”以來,我市農業生產有了長足發展,農作物產量逐年提高。據統計,2010年全市糧食總產475萬t,棉花總產15.8萬t,油料總產10.3萬t,分別比2005年增加108萬t、2.2萬t和0.5萬t。但是,在這種大好形勢背后,卻出現了一種潛在的不利因素,即土壤有機質含量偏低,甚至出現下降趨勢。據2010年對部分縣市不同類型土壤抽查測定,耕層土壤有機質含量平均為11g/kg,比2005年下降0.3g/kg。速效磷為6.7mg/kg,比2005年下降1.9mg/kg,速效鉀為89g/kg,比2005年下降30mg/kg,堿解氮為66mg/kg,比2005年增加30.mg/kg。根據調查結果可以看出,我市土壤肥力較低,下降速度比較明顯,如不及時采取有效措施,必將影響到農業生產的可持續發展。
二、土壤肥力下降的主要原因
據調查,造成土壤肥力下降的原因是多方面的,但主要是近年來由于農業的過度開發,產量的大幅度提高,尤其是大量施用單質肥料,沒有適當給土壤補給有機肥料,造成土壤有機質含量下降和土壤微生物菌群多樣性及功能減弱,使土壤出現了“亞健康”狀態。一方面化肥施用與有機肥施用比例不平衡,導致土壤板結,農作物品質下降,瓜不甜,果不脆,米不香;另一方面大量秸稈、畜禽糞便等有機肥被丟棄、浪費,造成環境污染。雖然近幾年國家和省市采取了一些治理措施,農民焚燒秸稈的現象大幅度下降,但現在的農民,特別是青年農民缺乏對有機肥料重要性的認識,只顧外出務工經商,很少或根本不積造農家肥,目前,各地農村在路旁、村旁、田旁亂堆放秸稈的現象仍然比較普遍。此外,部分農民缺乏相關的科學施肥知識,有的缺磷補氮,有的缺鉀施磷,也有的農民采取加大化肥施用量的方法,其結果是施肥量越大,土壤越貧瘠,造成肥料比例失調,這也是土壤肥力偏低或下降的主要原因。
三、提高土壤肥力的建議
1.推廣秸稈還田
?實踐證明,秸稈還田可以改善土壤理化性狀,使土壤疏松,通透性良好,還可增加土壤有機質和三要素,特別是能使秸稈中的鉀素再利用,補充土壤鉀的不足,并能減少土壤水分蒸發,抑制雜草生長。據試驗,實行秸稈還田,小麥、玉米平均增產8%以上。因此,建議各級要采取必要的行政手段和經濟補貼措施,引導農民實施秸稈還田。重點推廣以麥秸覆蓋、玉米秸稈粉碎還田和小麥高留茬為主要措施的秸稈還田技術、需要注意的是,小麥收割時留茬高度不要超過20cm,這樣經過一個雨季的日曬雨淋,到秋季種麥時已變成半分解狀態,是良好的有機肥料。秸稈還田簡單易行,省工省力,但在還田時?應適當加施化學氮肥,避免微生物與作物爭氮。
2.實行糧肥輪作、間作,做到用地養地結合
?隨著農業科技的發展,農作物的復種指數越來越高,如果不能補足相應的有機肥料,土壤有機質含量就會降低,肥力下降。實行糧肥輪作、間作制度,不僅可以保持和提高有機質含量,還可以改善土壤有機質的品質,活化已經老化了的腐殖質。
3.廣辟農家肥料
?重點是搞好畜禽糞肥積造和雜草、秸稈的堆漚。農業部門要指導農民采取常年積肥與季節性積肥結合,改進積造技術,大力推廣腐熟劑、301菌劑和酵素菌秸稈快速腐熟技術,不僅可以延長積肥季節,而且可有效縮短腐熟時間,提高肥料質量。同時,要充分利用雜草、坑泥、河泥、沼泥等各種有機肥資源。
4.推廣統測統配技術
土壤統測統配是農作物施肥歷史上的一次革新,是配方施肥技術的完善和提高,目前,已成為提高化肥利用率,促進農業可持續發展的重要措施之一。其主要特點:一是經過取土化驗,可以確定土壤養分豐缺,克服施肥盲目性;二是量化施肥指標,避免肥料浪費;三是科學的提出有機肥和氮、磷、鉀以及微量元素施肥量及配比,能夠滿足作物需求;四是可以降本增效。據調查,采用統測統配技術一般畝成本降低20~30元,化肥利用率提高近10%,小麥平均畝增產12.4%,棉花平均畝增產13%。因此,各級農業部門要進一步轉變工作作風和服務方式,進一步擴大統測統配應用面積,以促進農業生產健康、穩步發展。
5.適當種植綠肥作物
種植綠肥作物可為土壤提供豐富的有機質和氮素,改善農業生態環境和土壤的理化性狀,目前,我市種植的主要綠肥品種有苜蓿、綠豆、田菁等。特別是苜蓿,春夏秋三季均可種植,一般每畝用種1~1.5kg,在盛花期進行翻壓。綠豆、田菁一般每畝用種3~5kg,在初花期翻壓,對培肥地力,增加作物產量效果十分顯著。
土壤有機質范文4
關鍵詞:地理信息系統;有機質;空間分析;因素
土壤有機質是土壤的重要組成部分,它是表征土壤肥力和土壤質量的一個重要指標,也是陸地生態系統中碳循環的重要來源。近年來,它被許多學者用于評價不同土地利用條件下的土壤肥力變化。同時,由于土壤有機質與未知碳匯的關系密切,也常被作為反映土壤對全球氣候變化響應的重要指標而引起廣泛關注,甚至被認為是環境變化的驅動變量之一。因此,土壤有機質常被公認為影響土壤肥沃程度的精華部分;其含量高低,可作為反映土壤肥力高低的指標之一。地理信息系統(Geographic Information System,簡稱GIS )作為傳統學科與現代科學技術相結合的產物,正在逐步發展成為一門處理空間數據的現代化綜合性學科。它不僅能滿足利用計算機技術來對地理信息進行可視化表達及空間查詢,而且具有較強的空間分析和模擬能力,并能解決地理數據、地理信息有關的其他一些理論問題。本研究在GIS技術的支持下,結合地統計插值方法對土壤有機質進行空間插值分析,利用GIS技術的疊置功能對土壤有機質含量分布規律的影響因素進行了深入地探討。
一、材料與方法
(一)研究區域的基本概況
增城市位于廣東省中南部,珠江三角洲東北部、廣州東部,南與東莞隔江相望,東臨惠州,北接從化、龍門,地處廣州、東莞、深圳、香港等發達區間,緊連廣州經濟技術開發區和廣州科學城。研究區域朱村鎮位于增城市中部,東距增城市中心14公里,西距廣州市45公里,南距深圳100公里;廣汕公路貫穿其中,交通十分便利。本研究區域界于東經113°36′7.1″~113°48′23.3″,北緯23°13′34.0″~23°21′17.4″之間。
(二)土壤樣品的采集及分析
本研究土壤樣品的采集是根據增城市土地利用現狀圖和土壤圖,充分考慮到研究區域的土地利用現狀和土壤類型,遵循均勻分布的原則下進行的。本研究于2006年4月在增城市朱村鎮進行土壤采樣,共采集102個樣點(其中菜地10個、旱地12個、林地20個、水田30個,園地30個),采用重鉻酸鉀-硫酸溶液-油浴法進行土壤有機質含量的測定。
(三)研究方法
本研究圖件資料包括:1:1萬地形圖、1:1萬土地利用現狀圖和第二次土壤普查土壤圖。首先將土壤圖和地形圖掃描后與1:1萬的土地利用現狀圖進行配準、疊加,將得到的底圖進行數字化,得到土地利用現狀圖和土壤母質圖。運用ArcGIS9.0中的統計學模塊得出所選插值模型土壤有機質含量的空間插值圖;并將數字化好的地形圖,運用ArcGIS9.0空間分析模塊生成數字高程模型,提取出坡向圖和坡度圖。將土地利用類型圖、土壤母質圖、坡度圖和坡向圖分別與土壤有機質含量進行空間疊置,分析其對土壤有機質含量空間分布的影響。
二、土壤有機質含量空間分析
(一)土壤有機質含量的空間插值分析
運用ArcGIS9.0的地統計模塊進行土壤有機質含量的插值分析,以圓形異向插值模型(C異)的擬合效果最好,根據該插值模型得出土壤有機質含量的插值結果,詳見圖1。研究結果表明該研究區域土壤有機質含量呈明顯的斑塊狀分布,按第二次全國土壤普查的分級標準來分級,整個區域土壤的有機質含量都處于三級20-30g·kg-1和四級10-20g·kg-1水平。處于三級20-30g·kg-1水平的范圍較大,其中以處于20-25g·kg-1范圍內的面積最大,占研究區域農用地面積的59.77%,主要分布于研究區域的中部和南部;處于四級10-20g·kg-1水平的土壤以15-20g·kg-1范圍的面積為主,占研究區域農用地面積的37.55%,主要分布于研究區域的東部、西北和西南部;而處于10-15 g·kg-1和25-30g·kg-1范圍所占面積很小,呈零星的斑塊狀分布。
(二)影響土壤有機質含量的空間變異因素分析
為了進一步探討土壤有機質含量的空間分布規律,本研究利用ArcGIS的圖層疊加功能,分析不同土地利用類型、母質類型、坡度和坡向等對土壤有機質含量空間分布規律的影響。
1.土地利用類型對有機質含量分布的影響
將土地利用現狀圖與土壤有機質空間分布圖進行疊加,得到不同土地利用類型有機質含量的分布情況(見表1,表2)。
由表1和表2可知,在有機質含量20-30g·kg-1范圍內,菜地所占面積比例最大,之后依次為水田、林地、園地和旱地;按各土地利用類型有機質含量的平均值,也表現出同樣的規律。人為的耕作施肥是導致菜地和水田有機質含量在20-30g·kg-1范圍內所占比例較高的主要原因,尤其是人們受經濟利益的驅動更加關注菜地的施肥管理,據調查研究區農戶對菜地的施肥習慣,其施有機肥水平明顯高于其他利用方式。近年來該研究區推廣稻-菜輪作也是導致水田有機質含量20-30g·kg-1所占比例較高的重要原因。林地凋落物是林地有機質的主要來源,由于林地受人為擾動少,植被覆蓋度和生物量相對較高,土壤有機質積累多分解少,這是林地土壤有機質含量在20-30g·kg-1范圍內所占比例較高的主要原因。園地和旱地土壤主要分布于地勢較高的丘陵坡地,施肥結構以化學肥料為主,水源較缺乏,通氣透水性較強,有機質分解快,肥水易于流失,保水保肥性能較差。
2.母質類型對有機質含量分布的影響
將研究區域土壤母質圖與土壤有機質空間分布圖進行疊加,得到不同母質類型有機質含量的分布情況(見表3,表4)。
從表3和表4可以看出,除坡積物發育的土壤以分布在有機質含量15-20g·kg-1范圍內所占面積最大,其他母質類型發育的土壤都以分布在20-25g·kg-1范圍內所占面積最大。在有機質含量在20-30g·kg-1范圍內,由河流沖積物發育的土壤所占比例最高,之后依次為洪積物、寬谷沖積物、花崗巖風化物和坡積物發育的土壤;按各母質類型有機質含量的平均值,由河流沖積物發育的土壤有機質含量最高,其余相差不大。這主要是由于由河流沖積物發育的土壤以水田和菜地為主。
3.坡度對有機質含量分布的影響
利用1:10000DEM數據生成坡度等級圖,將其與土壤有機質空間分布圖進行疊加,得到不同坡度級有機質含量的分布情況(見表5,表6)。
從表5和表6可以看出,按比例關系,有機質含量與坡度大小沒有表現出明顯的相關關系。而從各坡度級有機質含量的平均值看,坡度較大區域的有機質含量要高于坡度較小區域的有機質含量。這主要是由于坡度較大的地方主要分布著林地。據研究,在華南熱帶雨林中,枯枝落葉凋落物干物質達到1050kg·hm-2左右,凋落物中含灰分17%,氮元素1.5%,這種生物歸還的結果形成了富含有機質的A層。增城市朱村鎮的植物凋落物雖較之為低,但對土壤的影響是相似的。
4.坡向對有機質含量分布的影響
利用1:10000DEM數據生成坡向圖,將其與土壤有機質空間分布圖進行疊加,得到不同坡向有機質含量的分布情況(見表7,表8)。
從表7和表8可以看出,有機質含量在20-30g·kg-1范圍內,按各自面積比例,表現為平地>北坡>南坡;按平均值大小,也表現出相同的規律,但是其南北坡差異并不明顯??芍谘芯繀^域內,坡向對有機質分布的影響并不顯著。
三、結論
本研究在GIS的支持下,結合地統計插值方法對其土壤特性進行空間插值分析,利用GIS技術的疊置功能對土壤有機質含量分布規律的影響因素從量的角度進行深入探討,其主要結論如下:
第一,在本研究區域范圍內,利用方式對土壤有機質含量的分布影響最為顯著。利用方式不同引起了施肥和管理水平不同,進而影響土壤的有機質含量。
第二,母質類型對土壤有機質含量的分布影響較顯著。有機質含量的平均值顯示出由河流沖積物發育的土壤最高,這與由河流沖積物發育的土壤的利用方式以菜地和水田為主有很大關系。
第三,坡度與坡向對土壤有機質含量的分布影響較小。
第四,借助GIS的空間分析功能,對增城朱村鎮土壤有機質含量空間分布特征的研究,可以深入探討各種因素對土壤有機質含量的影響情況,并能夠快速有效地進行計算和分析,以期為土壤養分管理和精確施肥提供科學依據。
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土壤有機質范文5
【關鍵詞】土樣采集檢測;有機質分析;增施有機肥;配方施肥
北鎮市有耕地近141萬畝,其中玉米85萬畝、水稻22萬畝、高粱4萬畝、花生7萬畝、大豆5萬畝,其余為保護地蔬菜面積。北鎮是國家商品糧生產基地縣,平均糧食單產510公斤左右,為了提高糧食產量,實施好測土配方施肥項目,從06年起至今共采集12250個土樣,進行了土壤有機質含量等項目檢測分析,提出了提高土壤肥力,增加糧食產量的施肥措施。
1.有機質分析方法及變化狀況
根據全市草甸土、棕壤土、沼澤土、風沙土、水稻土、鹽堿土分布狀況和生產實際情況,于2006年至2009年對全市18個鄉鎮96%以上村的耕地,每百畝采集一個代表土樣,采用人工鉆取土壤、多點混合。具體方法是:按S型均勻采15個樣相混合,去掉雜質,然后用四分法取留0.5公斤,風干后經過磨篩處理,再由土肥站按常規化驗方法檢測有機質等項目。
有機質檢測方法,采用電熱板加熱重鉻酸鉀氧化容量法測定,其具體步驟是在加熱條件下,用定量的重鉻酸鉀—硫酸溶液氧化土壤中的有機碳,剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨標準溶液滴試,并以二氧化硅為添加物作成劑空白標定,根據氧化前后氧化劑質量差值,計算出有機碳量,再乘以系數1.724,即為土壤有機質含量。按照這種檢測方法對所有的土樣進行了有機質檢測,檢測結果同80年做了對比,并發生了一定的變化。見表1
表1 土壤有機質含量狀況變化情況
表2 北鎮市土壤有機質含量狀況對比表
從表2看出,經過二十多年的耕作,土壤有機質總的來說是上升趨勢,上升幅度最大的是“缺”級別,全市有機質含量低于0.6%的只有幾千畝。其次是較豐的級別上升的幅度也較大,比1980年上升7.95個百分點,占總耕地面積的8.26%,有機質中等含量的比例比較大,占總面積的一半。
2.耕地土壤有機質上升的原因
一是增施了有機肥料,畜牧業的快速發展,為農業生產提供了大量優質肥源。近幾年糧食價格穩張,經濟效益可觀,廣大農民堆積漚肥的積極性提高,在增施有機肥的同時相應減少了化肥的施用量,降低了生產成本,達到節本增效的目的。耕地增施有機肥料,能夠改良土壤,培肥地力,改善農產品品質;二是多年來大力推廣了根茬粉碎還田技術,全市96%的根茬都做到了根茬粉碎還田。個別鄉鎮實施了玉米秸桿直接還田,水稻高留茬耕翻還田措施,使土壤有機質增長幅度較大。三是對耕地施肥實行“配餐”制,進行測土配方施肥技術指導,實現農業生產節本增收、提質增效、減少污染。四是大力推廣了商品有機肥的使用,利用畜禽糞便、動植物殘體及富含有機質的副產品等有機廢棄物資源為主要原料,經發酵腐熟后制成的產品,氮、磷、鉀、有機質及水分含量指標經符合性檢測,達到《有機肥料》農業行業標準(NY525-2002),重金屬、有害病菌和蟲卵等必須達到無害化要求。確定合理的有機肥施用量,應用測土配方施肥成果,在確定糧食作物目標產量和需肥總量的基礎上,確定有機肥與化肥使用量。在施用有機肥的基礎上,對實現作物目標產量時需肥量不足部分通過施用化肥進行調節。原則上推薦玉米每畝基施商品有機肥200公斤,推薦花生每畝基施商品有機肥100公斤。
3.土壤有機質與產量的關系
土壤有機質的含量是土壤肥力的重要標志之一,有機質高地力就肥沃,產量就高。在正常情況下,土壤有機質含量與作物產量成正相關,有機質含量越高,糧食產量越高。2007年在有機質含量高中低等級地塊做了產量試驗,就說明了這個道理。見表3
表3 有機質高中低產量試驗
從表3看出,在施肥水平、作物品種一致,管理相同的情況下,有機質含量高的地塊產量相對也高,反之,有機質含量低的地塊產量也低。新立一分場試驗點有機質含量檢測值2.3%,其產量比有機質0.7%的高217公斤,比有機質含量1.2%的高74公斤。通過有機質的試驗,建議農民在土壤有機質較豐的狀況下,要適量降低氮、磷、鉀的施用量,土壤有機質較缺的地塊要在增施有機肥的前提下合理施用無機肥。并根據土壤檢測數據結果和土肥技術部門提供的施肥建議卡,結合自己的生產經驗,實施配方施肥,且使用配方肥料。此外,土壤有機質提升工作要常抓不懈,促進糧食產量不斷提高,增加效益。
土壤有機質范文6
中圖分類號:S572;S153.6+21 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)19-4601-04
近年來,隨著現代煙草農業建設的推進,對分散種植的煙田進行綜合整治,在全國范圍內建立了一大批現代煙草農業基地單元。由于對原來自然形成的土壤進行翻壓和客土填埋,導致土壤物理結構、土壤化學成分和土壤生態環境都發生了較大的變化,在一定程度上限制了土壤肥力的提高。有機質含量是反映土壤肥力水平的一個重要指標,它不僅是土壤的有機養分庫,而且是保持土壤團粒結構、改善土壤水分、通氣條件和微生物活性的重要組分。調查植煙土壤有機質含量及其空間變異特征,可以為整治區域土壤培育方向和合理施肥提供科學依據,因而成為現代煙草農業基地建設首要解決的問題之一。
采用地統計學方法可以比較準確地了解土壤養分的空間分布特征及變異規律,對農業生產中的土壤改良、精準施肥以及農產品的高產優質和高效生產都具有重要意義[1]。目前,地理信息系統(GIS)技術與地統計學方法在農業生產中尤其是在精準施肥等方面得到了越來越廣泛的應用[2-6]。本研究采用GIS技術與地統計學相結合的方法,研究恩施州清江源現代煙草農業科技園(以下簡稱清江源)、恩施市城郊現代煙草農業基地單元(以下簡稱城郊)和利川市柏楊現代煙草農業基地單元(以下簡稱柏楊)土地整治區煙田土壤有機質含量及其空間變異特征,并進行有機質肥力等級評價,以期為整治區域土壤培育方向和合理施肥提供依據。
1 材料與方法
1.1 研究地區概況
1.3 數據分析
用“平均值±3倍標準差”方法去除異常值,利用SPSS 13.0軟件對土壤有機質含量進行描述性統計分析;采用Cochran[8]和姜城等[9]的方法對取樣數量進行估計;用地統計學軟件GS+ 7.0進行半方差函數計算和模型擬合,對土壤有機質含量空間變異的影響因素進行分析,具體參考張淑娟等[10]和李強等[11]的方法;在ArcGIS 9.3平臺上制作有機質含量空間分布圖。
2 結果與分析
2.1 整治區植煙土壤有機質含量描述性統計分析
2.2 整治區植煙土壤合理取樣數量分析
根據Cochran[8]關于區域純隨機取樣數量的計算公式,計算出2個置信水平3個不同相對誤差下每個研究區域所需的取樣數量(表2)??梢钥闯?,置信水平越低,所需要的取樣數量就越少;在一定置信水平條件下,區域土壤有機質變異越大,達到相同精度所需要的取樣數量就越多;在相同精度下可允許相對誤差越大,所需要的取樣數量就越少。例如在95%置信水平和5%相對誤差條件下,如果針對土壤有機質含量進行取樣分析,城郊土壤需要采集121個土樣,清江源土壤需要采集86個土樣,而柏楊土壤只要采集42個土樣就足夠了。由此可以看出,在本試驗中,柏楊實際采樣數量基本達到95%置信水平和5%相對誤差條件,而清江源和城郊則分別相差15個和63個。
相對于土壤氮、磷、鉀等養分來說,土壤有機質含量是相對穩定的土壤屬性,其空間變異通常也相對較小,因此在實際工作中,由于常常需要對土壤氮、磷、鉀等養分同時進行分析,需要加大樣品采集密度,此時可以通過適當減少土壤有機質樣品分析數量的方法,以降低樣品分析成本。
2.3 整治區植煙土壤有機質含量半方差分析
半方差函數是描述土壤性質空間變異的一個函數,反映不同距離觀測值之間的變化。模型的選擇取決于變異函數理論模型的擬合參數,
一般認為,塊金值(C0)表示由隨機部分引起的空間異質性,基臺值(C0+C)表示系統內總的變異。塊金系數C0/(C0+C)表示由隨機因素所引起的異質性占總的空間異質性的程度[15,16]。按照區域化變量空間相關程度的分級標準,塊金系數小于25%說明變量具有強烈的空間自相關性,塊金系數為25%~75%說明變量具有中等空間自相關性,大于75%說明變量的空間自相關性較弱[17]。根據陳延良等[18]和于婧[19]的分析,土壤養分空間變異主要是由于成土母質、土壤類型、氣候及生物活動(包括人類耕種措施)等因素所致,而半方差函數中的參數從不同的角度揭示了土壤性狀產生差異的主導因素及其變異程度。在本研究中,城郊土壤有機質具有中等空間自相關性,說明土壤有機質含量在該區域內的空間變異是由成土母質、土壤類型等結構性因素和人類活動等人為因素共同決定的。
最大相關距離(變程)反映出屬性因子空間自相關范圍的大小,它與觀測尺度以及在取樣尺度上影響土壤屬性的各種生態過程、人為因素、自然條件等都有關[20]。表3結果表明,城郊土壤有機質含量的變程較大,在500 m以上,說明其變異以大塊狀變異為主,即有機質含量在較大的范圍內存在著空間自相關性。
2.4 整治區植煙土壤有機質空間分布及等級評價
土壤有機質的空間分布圖是土壤有機質空間異質性的具體表現,是土壤在不同區域的物理、化學和生物學過程相互作用的結果[21]。圖2表示清江源、城郊和柏楊區域土壤有機質空間分布規律。從圖2可以看出,清江源土壤有機質出現3個等級,且不同等級分布比較零散;城郊土壤只有2個等級,西部土壤有機質含量較高,而東部區域土壤有機質含量較低;柏楊土壤有機質含量也是2個級別,但低值等級所占比例較小,整體分布比較均勻。
表4表示清江源、城郊和柏楊區域土壤有機質含量等級及其所占比例。82.3%的清江源土壤、88.2%的城郊土壤和100%的柏楊土壤有機質含量均屬于偏低和低等級。城郊土壤有機質偏低等級(10~20 g/kg)所占的比例分別比清江源和柏楊低33.8%和46.3%,而低等級(6~10 g/kg)分別比清江源和柏楊增加2.65倍和2.30倍。整體而言,清江源、城郊和柏楊土壤有機質含量都較低,城郊最低,其次是柏楊,清江源最高。因此,在各區域進行推薦施肥時應增施或多施有機肥。
3 結論
3個區域土壤有機質含量均較低,其中城郊最低,分別比清江源和柏楊低36.4%和28.7%。不同區域土壤有機質含量變異系數為18.8%~33.2%。
恩施城郊土壤實際采樣數量不能滿足在95%置信水平和5%相對誤差條件下的空間變異性研究,其次是清江源,而柏楊實際采樣數量比較合理。
恩施城郊土壤有機質含量的半方差理論變異函數對實際的擬合最好,且F檢驗達到極顯著水平。
恩施城郊土壤有機質偏低等級(10~20 g/kg)所占的比例分別比清江源和柏楊低33.8%和46.3%,而低等級(6~10 g/kg)所占比例分別比清江源和柏楊增加2.65倍和2.30倍。
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