农田土壤管理.ppt

农田土壤管理SoilManagement•农田建设•农田养分管理•农田水分管理•农田保护农田土壤管理的内容目的1.改善和保持良好的土地状况，改良土壤物理性质，保持良好的结构;2.建立良好的土壤有机质状况，保持有机质平衡；3.保持土壤养分平衡，保证各种养分充分、协调供应，既要保证作物各个生长阶段的养分需要，又要保证作物持续增产的需要；4.保持农田水分平衡，保证适宜的水分供应；5.保持良好的农田生态环境。达到一、农田建设目的：提高农田的综合生产力。农田综合生产力是指农田种植农作物获得持续高产稳产的能力。(不是一季、不是一年，不是一种作物、不是一种种植方式）高质量农田的标准：田面平整，方便排灌；土层深厚，旱涝保收；土壤健康，高产稳产。1、田面平整、排灌自如水田5厘米，旱地20厘米，坡度3度。灌溉全田上水，排涝全天无积水。2、土层深厚、土肥泥活15-20厘米以上，养分齐全，有机质丰富，团粒结构好3、坡地梯田，等高耕作25度以下，5度以上4、抗御灾害，旱涝保收5、环境保护，生态平衡不流失，无病源物、有害因子6、园田绿化，高产稳产防风林，吨粮田，多作高产稳产高产田（旱地）耕层深厚耕层20－30厘米，土层100厘米以上抗旱力强土质疏松上虚下实养分充足有机质1-1.5%，全氮0.1%左右全磷0.1%以上全钾1.5%以上盐基饱和度80%以上土壤环境适宜无毒，旱涝保收因地制宜，制定标准高产田（水田）：良好的土体结构耕作层深、软、肥，18－22厘米犁底层紧密适度，5-10厘米保水爽水，斑纹层（心土层）40-50厘米，底土层70-80厘米以下丰富的养分含量有机质2.5-5.0%，全氮0.15-0.25%、全磷0.1-0.2%，全钾1.0-2.5%阳离子代换量10-25毫克当量/100克土盐基饱和度70-80%质地适中，中壤、重壤、轻粘日渗透量10-15毫米，淹水期间日渗透量2-4毫米有害微生物（硝化细菌），变形虫、滴虫、轮虫少氧化还原电位高，淹水期120mv以上，湿润期200-250mv以上土壤环境适宜无毒，无污染、旱涝保收，亩产500公斤以上农田水利建设：打井修渠，建造梯田，平整土地。中低产田改造：旱、涝、薄、粘、漏、盐碱、酸、跑、毒等。二、养地制度养地制度（SoilManagementSystem）是与种植制度相适应的以养地为中心的一系列技术措施体系，它包括农田建设、农田培肥、农田保护等方面，其中心目的是提高土地综合生产能力。人类活动的双重性：提高地力，良性循环；破坏地力，恶性循环。养地的途径养地手段主要包括两条途径：一是增加肥力因素，主要靠农田培肥、农田灌溉来实现；二是改善肥力条件，主要由土壤耕作来完成。两者关系紧密相连不可偏废。三、农田土壤培肥（一）土壤肥力土壤肥力是土壤的属性，也是区别于自然界其他任何物质的本质特征。俄罗斯：土壤肥力是植物在生活的全过程，土壤能同时不断地供给植物以最大量有效养分和水分的能力。美国土壤学会：是供应植物所必需养料的能力。肥力是土壤的本质，是土壤为植物生长提供并协调营养条件及环境条件的能力。土壤肥力是土壤能经常适时供给并协调植物生长所需要的养分、水分、空气、温度、支撑条件和有无毒害物质的能力。自然肥力、人工肥力潜在肥力、有效肥力（二）地力（土壤生产力）“地力”是农田培肥的调控中心。“尽地力之教”、“多粪肥田”、“地力人助”、“地力常新壮”。近代经济学和农学角度，认为地力是比土壤肥力更为广泛、更具综合性的概念。地力是在特定的种植制度和气候条件下，由土壤物理、化学、生物特性与作物生长相适应而具有的生产能力，或称土地生产力。除了水、肥、气、热诸肥力因素外，把土壤特性与气候、作物的适应性联系起来，构成土壤一气候一作物系统，这就强调了地力的综合性、可培育性和可控性。地力包括两个方面的含义：第一，地力要通过作物生产来反映，同时受众多因素制约；第二，地力是在人为控制和管理下实现的，是自然与人为干预综合作用的结果。可见，地力不只是土壤的自然肥力，更重要的是人为肥力。从这一概念出发，地力与土壤肥力既有共同点，也有不同意义。共同点在于二者均具有能够生长植物的能力；不同之处在于，地力仅限于农田，是自然土壤长期经人类耕种后形成的生产能力。地力评价是估价农田的生产能力、适宜性以及地力发展变化特征过程，是建立合理农田培肥制度的基础。地力评价要客观顺映地力的基础条件，地力因素的相互关系和限制地力的障碍因素。在评价方法上定性、定量的方法都是重要的，二者结合采用效果更好。（三）地力的评价1．潜力评价潜力评价是通过建立气候一土壤一作物间相互作用的数学模型，来研究一定条件下的土地生产潜力，大体上包括3个方面：（1）以气候因素为主的评价：（2）以土壤为主的评价：主要通过诸肥力因素的相关分析，利用土壤生产力指数模型、土壤潜力率、土壤养分生产潜力等方法研究在一定气候背景下的土壤生产潜力。（3）综合评价：加拿大莫斯（Moss）等人将气候生产潜力与土壤生产潜力相结合，进行土地生产潜力评价，之后发展成为将气候、土壤、作物相结合而进行潜力评价土地生产潜力＝气候生产潜力×土壤特性指数×作物特性指数2.适宜性评价不同的地力条件对作物生产的适宜特性和适宜采取的培肥措施的技术特性不同。适宜性评价主要是分析不同地力条件能栽培什么作物，应该采取什么样的培肥措施等等。此类评价多依据土壤理化、生物状况分析和作物的生理生态特性分析，为因土种植的制定提供技术依据。同时，把农田培肥措施协调统一起来，为作物生产创造良好的地力环境。另外，在较大的地域内，适宜性评价为确定宏观的作物布局提供技术依据。3．效益评价主要通过技术、经济、生态的方法评价地力的经济和生态效益，分析农田培肥的技术经济效果、生态效果与合理性，包括地力的投入产出分析、地力平衡分析、物质能量循环转化分析、农田培肥措施的技术分析等。此类评价为判定科学有效的农田培肥体系提供技术依据，用来指导现代化的物质、能量和技术投入的量化问题。（四）不同种植制度下地力变化自然植被下的变化自然情况下，肥力状态变好。撂荒地上地碳、氮变化（英国洛桑试验站）土层cmC（%）18811964N（%）188119640-230.982.790.1070.26023-460.590.810.0780.098荒地开垦后地地力变化一般规律是土壤有机质和养分迅速下降。常规地地力变化常规地与新开荒地大不相同，有机质分解较慢,有些已经开垦千百年的常耕地已达到稳定状态，肥力状况决定与投入和输出的平衡状态。多熟制下的养分动态一方面，产量增加，从农田中带走的物质增多，如果耕作栽培措施失调，会造成生态系统和物质平衡遭到破坏。另一方面，多熟高产本身留给土壤的作物根茬以及可能直接间接归还土壤的有机物增多，同时多熟制往往需要充足的水肥和管理，使土壤环境条件不断改善，水肥气热矛盾不断得到调节。四、农田物质循环与养分平衡农田生态系统的物质循环是开放型的输入：1）有机肥料和矿质肥料；2）降水；3）土壤矿质分解；4）生物固氮；5）根系和残茬归还；6）尘埃的沉降；8）播种幼苗移栽输出：1）植物收获物对养分的移出；2）土壤的淋失；3）土壤的冲刷；4）挥发；5）土壤固定农田养分循环流动植物库动物库土壤有机亚库土壤矿物亚库土壤有效养分亚库无效化矿质化固定风化饲料田间放牧大气摄取种子种苗农产品输出畜产品输出厩肥损失饲料垫圈褥草气态氨径流有机物反硝化尘土径流淋溶厩肥输入有机废弃物输入生物固氮施化肥灌溉水带入干湿沉淀物土壤库生物地球化学循环各种化学元素和营养物质在不同层次的生态系统内，乃至整个生物圈里，沿着特定的途径从环境到生物体，从生物体再到环境，不断地进行流动和循环，就构成了生物地球化学循环，简称生物地化循环。地质大循环物质或元素经生物体的吸收作用，从环境进入生物有机体内，生物有机体再以死体、残体或排泄物形式将物质或元素返回环境，进入大气、水、岩石、土壤和生物五大自然圈层的循环。时间长、范围广，是闭合式循环生物小循环环境中的元素经生物体吸收，在生态系统中被多层次利用，然后经过分解者的作用，再为生产者吸收、利用。时间短、范围小，是开放式的循环地质大循环生产者（绿色植物等）消费者（动物）分解者（微生物）空气水土壤岩石生物小循环地质大循环生物小循环生物小循环生物小循环土壤陆地生态系统中元素的生物小循环与地质大循环气相型循环其贮存在大气圈或水圈中，即元素或化合物可以转化为气体形式，通过大气进行扩散，弥漫了陆地或海洋上空，在很短的时间内可以为植物重新使用，循环比较迅速。由于有巨大的大气贮存库，对于干扰可相当快地进行自我调节，因此，从全球意义上看，这类循环是比较完全的循环。有：C、N、O、H等沉积型循环许多矿物元素其贮存库在地壳里，经过自然风化和人类的开采冶炼，从陆地岩石中释放出来，为植物所吸收，参与生命物质的形成，并沿食物链转移，然后动植物残体或排泄物经微生物的分解作用，将元素返回环境。除一部分保留在土壤中供植物吸收利用外，一部分以溶液或沉积物状态随流水进入江河，汇入海洋，经过沉降、淀积和成岩作用变成岩石，当岩石被抬升并遭受风化作用时，该循环才算完成。循环缓慢，受到干扰，成为“不完全”的循环，受到生物作用的负反馈调节，变化较小。有：P、S、K、钠、钙等。（一）几种重要的物质循环1.碳循环大气CO2碳水化合物土壤中CO2有机质河泥、野草等土壤有机质农田土壤分解移出（商品）移入移出碳循环与平衡总量无限，直接进入食物链，快、均匀、充足，大气二氧化碳年增1ppm。气态型循环，植物通过光合作用固定大气中的CO2和小部分土壤中释放出来的CO2，形成有机质，然后又通过动植物残体与排泄物再施入土壤经微生物分解，释放CO2，回到大气。输入：秸秆、根茬、落叶及各种有机肥输出：有机质分解农田应保持碳和有机质消长平衡华北每亩农田玉米消耗30公斤，小麦消耗15公斤碳需投入150－170公斤秸秆，还田50％可保持平衡全球应保持二氧化碳和有机质合成之间的动态平衡开矿、燃烧、生物生理消耗=植被固定、碳酸盐沉积碳素不平衡对农业的影响二氧化碳浓度的升高，全球气候变暖（温室效应）干旱加剧淹没城市种植面积向高纬度扩展季节延长生长加快光合作用加强增产。温室效应指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，即太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。温室效应的影响直接结果是温度增加，全球温室效应使得南北极冰山融解、海平面上升。极端气候将增加（干旱、暴雨等）。但是，温室效应也并非全是坏事。因为最寒冷的高纬度地区增温最大，因而农业区将向极地大幅度推进。CO2增加也有利于植物光合作用而直接提高有机物产量。全面禁用氟氯碳化物保护森林的对策方案采用清洁能源（风能、太阳能），提高能源利用效率，对石化燃料的生产与消费，依比例课税开发替代能源采用保护性的农业技术措施实行碳贸易政策等解决对策氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行，大气中的氮进入土壤和植物有以下几种方法：①人工固氮。人类通过工业手段，将大气中的氮合成氨或铵盐，即合成氮肥，供植物利用；②非生物固氮。如雷雨天气的闪电现象而产生的电离作用，能将大气中的氮氧化成硝酸盐，随降雨过程进入土壤，以及火山喷发出的岩浆所固定的氮，植物吸收这些进入土壤的氮；③植物固氮。寄生的豆科植物和其他少数高等植物根部的根瘤固氮菌具有固定大气中的氮的能力。2.氮循环•总量无限•生物小循环为主•半气相型•进入食物链需耗能生物固氮、闪电和宇宙射线、工业固氮•生物小循环有口耗散就是耗能•过量投入污染环境。生物小循环含氮盐——土壤——植物——动物——微生物——含氮盐地质大循环大气——生物固氮、闪电和宇宙射线、工业固氮——土壤——植物——动物——微生物、燃烧、反硝化、氨化——大气。土壤中被固定的氨或铵盐，经硝化细菌将其转化为亚硝酸盐或硝酸