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第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(1)養(yǎng)地制度的地位耕作制度包括兩個(gè)方面相互依存的內(nèi)容,即種植制度(croppingsystem)與養(yǎng)地制度(systemofsoilmanagement),養(yǎng)地制度是耕作制度的重要內(nèi)容,是持續(xù)穩(wěn)定高產(chǎn)的基礎(chǔ)。(2)養(yǎng)地制度的概念養(yǎng)地制度是與種植制度相適應(yīng)的以養(yǎng)地為中心的一系列技術(shù)措施體系,它包括農(nóng)田建設(shè)、農(nóng)田培肥、農(nóng)田保護(hù)等方面,其中心目的是提高土地綜合生產(chǎn)能力(不是一季、不是一年,不是一種作物、不是一種種植方式)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(3)養(yǎng)地發(fā)展歷史①在農(nóng)業(yè)發(fā)展的初期,作物生長(zhǎng)主要靠的是土壤自然肥力,一旦自然肥力下降,就棄荒或休閑,故土地生產(chǎn)力很低。②隨著牲畜的飼養(yǎng)和豆科作物的種植,添加了一部分入工養(yǎng)地與生物養(yǎng)地的因素,作物生產(chǎn)力有所提高。③18、19世紀(jì)以后,隨著化學(xué)肥料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,再加上灌溉面積的擴(kuò)大,土地生產(chǎn)能力大幅度提高,耕作制度也朝著集約化方向發(fā)展。④今后,我國(guó)入均耕地日益減少,集約高產(chǎn)的耕作制度對(duì)土地提出了更高的要求,用地與養(yǎng)地的緊密結(jié)合將具有越來越重要的意義。
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(4)人類活動(dòng)在養(yǎng)地中的兩面性①破壞地力,惡性循環(huán)不合理的干預(yù),不尊重自然與經(jīng)濟(jì)規(guī)律,結(jié)果是造成農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的破壞,如森林消失、水土流失、土壤退化、土地生產(chǎn)能力下降。②提高地力,良性循環(huán)科學(xué)的增加投入,結(jié)果是形成比原來自然生態(tài)系統(tǒng)還要更高級(jí)的入工生態(tài)環(huán)境,土地生產(chǎn)能力不斷提高。這就是用地與養(yǎng)地同步發(fā)展的良性演進(jìn)后果。為此,從理論上要強(qiáng)調(diào)用地與養(yǎng)地的結(jié)合,生產(chǎn)與生態(tài)的結(jié)合,自然生態(tài)與入工的結(jié)合。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
第一節(jié)耕地土壤現(xiàn)狀及存在的問題一、耕地現(xiàn)狀
1.耕地面積逐年減少根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)部門的數(shù)字,從1957-1986年累計(jì)減少耕地4073萬hm2,除開荒造地2513萬hm2,29年間凈減少1560萬hm2,平均每年減少53.8萬hm2。而在此期間人口卻急劇增加,凈增4億多,人均占有耕地面積也因此減少到了0.092hm2,約有1/3的省份人均耕地面積下降到了667m2以下。近年來又實(shí)行了基本農(nóng)田保護(hù)制度,耕地面積減少的勢(shì)頭得到了一定程度的控制,但每年減少量仍在30萬hm2以上,土地的連年大量減少,已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的主要限制因子之一。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.耕地減少的原因①農(nóng)業(yè)用地內(nèi)部調(diào)整,如把大塊農(nóng)田改為果園或改挖為魚塘等,大多數(shù)年份由于農(nóng)業(yè)內(nèi)部用地調(diào)整減少的農(nóng)田面積約占總農(nóng)田面積減少量一半;②城市建設(shè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和農(nóng)民建房及開發(fā)區(qū)建設(shè)占地嚴(yán)重;③工礦用地面積增加,受開發(fā)熱的影響,許多地方亂開采亂占地,使耕地遭到破壞;④交通用地增加,如高速公路建設(shè)及其他道路修建占地等。應(yīng)當(dāng)指出,非農(nóng)業(yè)用地一般具有不可恢復(fù)性,耕地一旦改為它用,很難再?gòu)?fù)原為農(nóng)田。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
二、農(nóng)田土壤存在的問題(一)水土流失
1.水土流失面積我國(guó)水土流失面積呈逐年增加趨勢(shì),新中國(guó)成立初期我國(guó)水土流失面積150萬km2,目前已增加到183萬km2,約占全國(guó)土地面積的1/5;我國(guó)每年因水土流失侵蝕掉的土壤總量達(dá)到50億t,大約占全世界土壤流失量的1/5。耕地水土流失以黃土高原地區(qū)最為嚴(yán)重,該區(qū)耕地水土流失面積占其總耕地總面積的70%以上;西南地區(qū)其次,耕地水土流失面積占50%以上;第三是東北地區(qū),水土流失耕地面積占40%以上。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.水土流失危害在土壤被大量侵蝕的同時(shí),水分得不到涵養(yǎng),生態(tài)條件不斷惡化。我國(guó)每年土壤養(yǎng)分流失的數(shù)量大約相當(dāng)于同期化肥的生產(chǎn)量,養(yǎng)分流失導(dǎo)致土壤肥力下降。而且,農(nóng)田被切害得支離破碎,或被淤積掩埋,使農(nóng)田招致致命的破壞。水土流失還造成河道淤塞,道路和水利設(shè)施等建筑物被毀,引發(fā)多種生態(tài)環(huán)境災(zāi)害,給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(二)土地沙化 我國(guó)沙化土地面積約為33.4萬km2,占全國(guó)土地面積的3.5%O還有具有沙漠化潛在危險(xiǎn)的土地160.7萬km2。我國(guó)土地沙漠化的形成除自然因素外,人為造成的草原植被破壞是土地沙漠化的直接原因。因此,沙漠化以農(nóng)牧交錯(cuò)帶最為嚴(yán)重。地處我國(guó)西北內(nèi)陸的新疆沙漠化面積最大,約占其總土地面積的1/4;而內(nèi)蒙古自治區(qū)、甘肅省部分地區(qū)沙漠化面積增加迅速,目前整個(gè)西北地區(qū)沙漠化面積以約每年10萬km2的速度擴(kuò)展,其擴(kuò)展方向是自西北向東南蔓延。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(三)土壤次生鹽漬鹽堿化 我國(guó)鹽漬化(堿化)耕地面積已從1976年的706萬hm2增加到了1992年的763hm2,約占總耕地面積的6%。土地次生鹽漬(堿)化的原因:
1.北方干旱半干旱地區(qū)的灌溉農(nóng)田面積擴(kuò)大,這一地區(qū)用于灌溉的水量有限,但蒸發(fā)量大,鹽分向上移動(dòng)大于下向淋洗的數(shù)量;
2.灌溉不合理,過量灌溉不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源,也引起地下水位上升,地下水借助毛管作用能夠上升至地表,水分被蒸發(fā)掉后鹽分留在了土壤中,導(dǎo)致表層土壤鹽分積聚;
3.近十多年來水利設(shè)施特別是農(nóng)田水利工程設(shè)施老化,排灌不暢,地下水位難以得到及時(shí)有效的控制;
4.農(nóng)田耕作、土壤培肥不合理,土壤物理化學(xué)性質(zhì)劣化,肥力下降導(dǎo)致土壤鹽堿危害加重。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(四)耕地土壤貧瘠化耕地土壤貧瘠化是指耕地在利用過程中,投入到耕地中的養(yǎng)分物質(zhì)數(shù)量不足以彌補(bǔ)同期由于作物收獲、水土流失等原因造成的從耕地中移走的養(yǎng)分物質(zhì)數(shù)量,從而導(dǎo)致土壤肥力和土地生產(chǎn)力下降的現(xiàn)象。
1.土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤肥力的基礎(chǔ)物質(zhì),在協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱各肥力因子之間關(guān)系方面起著十分重要的作用,它的含量高低在一定程度上代表著土壤肥力的高低,決定著土地的生產(chǎn)力水平。然而,燃料短缺,人們將秸桿等物質(zhì)大量地用做燃料而導(dǎo)致向農(nóng)田有機(jī)物質(zhì)投入減少,土壤培肥變得很困難。
2.施入農(nóng)田的肥料品種單一,表現(xiàn)出氮肥多、磷肥少、鉀肥不足,導(dǎo)致作物對(duì)土壤中某些營(yíng)養(yǎng)元素如何素等的耗竭。
3.由土壤侵蝕引起肥沃的表土流失,也是導(dǎo)致土壤肥力水平下降的另外一個(gè)重要原因。特別是在貧困地區(qū)。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(五)土壤污染土壤污染不僅對(duì)農(nóng)作物及農(nóng)田生態(tài)環(huán)境造成危害,污染物通過食物鏈最終進(jìn)入人體,還會(huì)危害人體健康。造成農(nóng)田土壤污染的原因主要有:
1.工業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)排放的各類廢棄物;
2.農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)的過量使用;
3.畜禽糞便和生活垃圾的不適當(dāng)堆放等;
4.污水灌溉;
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法一、農(nóng)田建設(shè)目的提高農(nóng)田的綜合生產(chǎn)力。
1.農(nóng)田綜合生產(chǎn)力:
是指農(nóng)田種植農(nóng)作物獲得持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的能力。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.具有綜合生產(chǎn)力農(nóng)田應(yīng)具備的條件(1)多宜性、多用性;多樣生產(chǎn)力(適宜種植多種作物、水旱適宜)(2)土層深厚,土地平整,基礎(chǔ)肥力高;肥力狀況好(厚、平、肥)(3)自我調(diào)節(jié)能力強(qiáng),抗逆性好。穩(wěn)定生產(chǎn)力表現(xiàn)(自我協(xié)調(diào)力、養(yǎng)分平衡、有機(jī)質(zhì)平衡、結(jié)構(gòu)良好、水旱適應(yīng),抗劣性)耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法二、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田建設(shè)的基本要求
1.高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)田目標(biāo):(1)旱澇保收(2)水旱兩用(3)土肥泥活(4)環(huán)境良好(5)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田建設(shè)要“以治水、改土、防護(hù)為中心、實(shí)行山、水、田、林、路、渠、電為主要內(nèi)容的綜合治理”。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田的要求是一個(gè)整體,各地的氣候、土壤、地形、地貌、水文條件不同,生產(chǎn)水平、管理水平也不一樣,這些要求應(yīng)有各自的建設(shè)重點(diǎn)和具體的標(biāo)準(zhǔn)要求。而且,農(nóng)田建設(shè)不能是一勞永逸的,要經(jīng)常、持久地堅(jiān)持下去。如:南方旱澇保收農(nóng)田的一般標(biāo)準(zhǔn):連續(xù)3日降雨200-250mm不受澇,連晴70-90天無雨不受旱。北方噸糧田的需求是:
1.土地平整,土層深厚;
2.能灌能排;
3.無障礙性因素;
4.農(nóng)田田塊整齊,配套設(shè)施完善。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法二、農(nóng)田水利建設(shè)與土地規(guī)劃
1.重要性農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)劃是農(nóng)田基本建設(shè)的核心,也是改變當(dāng)?shù)厣a(chǎn)面貌的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。
2.水利規(guī)劃的原則考慮農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和種植業(yè)內(nèi)部調(diào)整,考慮防洪、除澇、灌溉、降漬工程的合理配置和布局,考慮鄉(xiāng)村道路、農(nóng)田林網(wǎng)、水產(chǎn)養(yǎng)殖及村鎮(zhèn)建設(shè)等需要。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法3.水利規(guī)劃的步驟
(1)先根據(jù)當(dāng)?shù)厮Y源狀況,作物全年需水量以及畜牧、水產(chǎn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)工礦企業(yè)、群眾生活用水等進(jìn)行周密匡算,初擬水利規(guī)劃;(2)再根據(jù)當(dāng)?shù)氐呢?cái)力、人力、物力情況,經(jīng)過詳細(xì)勘查,提出分期實(shí)施的工程項(xiàng)目,包括蓄水、引水、提水、排水及田間灌排渠系的規(guī)劃和建設(shè)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
4.不同類型地區(qū)水利建設(shè)規(guī)劃(1)平原水網(wǎng)地區(qū)實(shí)行旱、澇、漬、堿綜合治理,建立和健全相互聯(lián)通、交織成網(wǎng)的排水系統(tǒng)。(2)低漬圩(wei)區(qū)在鞏固防洪堤前提下,治水改土,主攻澇漬,搞好灌溉。按照“四分開,三控制”的要求,即內(nèi)外分開、灌排分開、高低分開、水旱分開,控制內(nèi)河水位、控制地下水位、控制土壤適宜含水量。實(shí)行高筑圩、雙配套(閘、站配套),兩改造(改造老河網(wǎng)、改造低產(chǎn)田),建設(shè)新水系,逐步實(shí)行擋得住,排得快,降得下,灌得好。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(3)丘陵山區(qū)洪旱兼治,蓄泄兼籌,保持水土,建塘筑庫,庫塘相連,長(zhǎng)藤結(jié)瓜,余缺調(diào)度。(4)北方地區(qū)千方百計(jì)增加蓄水,擴(kuò)大灌溉面積,平原井灌地區(qū),要合理布井,同時(shí)做好農(nóng)田灌水排水系統(tǒng),合理采水,合理灌溉,防止土壤鹽演化。西北干旱半干旱地區(qū)治理水土流失,修筑梯田,攔蓄雨水,有條件的地方也要千方百計(jì)增加蓄水,適當(dāng)發(fā)展井灌。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
三、改造低產(chǎn)田,建設(shè)高產(chǎn)田
土壤改良是一項(xiàng)提高農(nóng)田土壤肥力,改善土壤結(jié)構(gòu),使土壤能同時(shí)滿足農(nóng)作物對(duì)水、肥、氣、熱的需要,使農(nóng)作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法1.建設(shè)高產(chǎn)田(1)高產(chǎn)農(nóng)田的一般表現(xiàn):地面平整保水、保土、保肥土層深厚結(jié)構(gòu)良好養(yǎng)分豐富溝渠路林配套旱澇保收高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)
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(2)高產(chǎn)水田基本性狀:①良好的土體結(jié)構(gòu),水、肥、氣、熱諸因素協(xié)調(diào)②養(yǎng)分含量豐富,供肥保肥性能好③質(zhì)地適中,結(jié)構(gòu)性好,滲漏量適當(dāng)④土壤環(huán)境適宜,旱澇保收耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(3)高產(chǎn)旱地的基本性狀:1.耕作層深厚,土壤熟化度高2.土質(zhì)疏松,土體構(gòu)造良好3.養(yǎng)分充足,土壤肥力高4.土壤酸堿度適宜,不含毒質(zhì)5.環(huán)境良好,旱澇保收耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.改造中低產(chǎn)田低產(chǎn)農(nóng)田一般是有嚴(yán)重土壤障礙因素,使土壤性狀不良,影響農(nóng)作物產(chǎn)量提高的一類農(nóng)田,一般產(chǎn)量要比當(dāng)?shù)仄骄a(chǎn)量低20-50%,甚至更多。不良土壤性狀主要包括:土壤漬水潛育或缺水干旱、耕層淺薄、土質(zhì)過粘或過沙、土性過酸或過堿、土壤侵蝕、水土流失、土壤污染,含有毒物質(zhì)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法低產(chǎn)土壤的改良的一般經(jīng)驗(yàn):
::要查清低產(chǎn)土壤的類別和病根,統(tǒng)一規(guī)劃,采取針對(duì)性措施,可以起到事半功倍的效果;
::實(shí)行綜合治理。低產(chǎn)地區(qū)一般經(jīng)濟(jì)比較貧困,或是交通不便,條件較差,或是地勢(shì)低洼等。改造低產(chǎn)田要治山、治水、治田結(jié)合,農(nóng)、林、牧結(jié)合,農(nóng)工商結(jié)合,發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì),增強(qiáng)力量;
::在具體措施上要做到工程措施、生物措施、農(nóng)業(yè)措施密切配合起來;
::加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),進(jìn)行多部門的協(xié)作,這是做好低產(chǎn)田改良的保證。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法第三節(jié)農(nóng)田土壤培肥土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本資料,肥力是土壤的基本特性。在生產(chǎn)實(shí)踐中,往往是水分和養(yǎng)分等土地因素限制光能的轉(zhuǎn)化利用。即或是地力較高,如果只用不養(yǎng)或用多養(yǎng)少,也會(huì)逐漸變低。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法一、農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)與養(yǎng)分平衡
(一)農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)是開放型的
農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)的研究涉及到土壤、肥料、降水、作物等許多因素,必須把作物、土壤條件與措施聯(lián)合起來。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
1.輸入包括:
1)有機(jī)肥料和礦質(zhì)肥料;
2)降水;
3)土壤礦質(zhì)分解;
4)生物固氮;
5)根系和殘茬歸還;
6)塵埃的沉降;
7)灌溉;
8)播種與幼苗移栽。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
2.輸出包括:
1)植物收獲物對(duì)養(yǎng)分元素的移出;
2)土壤的淋失;
3)土壤的沖刷;
4)揮發(fā);
5)土壤固定。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
3.輸入輸出結(jié)果(1)如果連年輸出大于輸入,也就會(huì)越種地越瘦;(2)若能通過各種途徑將收獲物帶走的歸還給土壤,使輸入大于輸出,那么地就越種越肥;(3)若輸出等于輸入,地力則呈相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法4.農(nóng)田物質(zhì)循環(huán)與平衡在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中,每種元素都有自己獨(dú)特的循環(huán)途徑,因此,必須弄清養(yǎng)分轉(zhuǎn)移路線和循環(huán)途徑,通過各種途徑促進(jìn)和擴(kuò)大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán),才能保證土壤能力的提高和技術(shù)高產(chǎn)。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法大氣7000億噸巖石2億億噸海洋357億噸植被1萬億噸固定300億噸燃燒60億噸人類釋放200億噸農(nóng)田20億噸1000億噸植物腐爛170億噸碳平衡=75億噸(150)總量無限直接進(jìn)入食物鏈氣相循環(huán)快、均勻、充足大氣二氧化碳年增1ppm。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法農(nóng)田應(yīng)保持碳和有機(jī)質(zhì)消長(zhǎng)平衡華北每畝農(nóng)田玉米消耗30公斤,小麥消耗15公斤碳需投入150-170公斤秸稈,還田50%可保持平衡全球應(yīng)保持二氧化碳和有機(jī)質(zhì)合成之間的動(dòng)態(tài)平衡開礦、燃燒、生物生理消耗=植被固定、碳酸鹽沉積耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法碳素不平衡對(duì)農(nóng)業(yè)的影響二氧化碳濃度的升高,全球氣候變暖(溫室效應(yīng))干旱加劇淹沒城市種植面積向高緯度擴(kuò)展季節(jié)延長(zhǎng)生長(zhǎng)加快光合作用加強(qiáng)增產(chǎn)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法大氣38000億噸地殼14萬億噸海水200億噸海洋生物9億噸海底40000億噸生物7.7億噸生物固氮5400萬噸反硝化燃燒8300萬噸人工固氮5500萬噸大氣火山780萬噸總量無限生物小循環(huán)為主半氣相型進(jìn)入食物鏈需耗能生物固氮、閃電和宇宙射線、工業(yè)固氮生物小循環(huán)有口耗散就是耗能過量投入污染環(huán)境。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法生物小循環(huán)含氮鹽——土壤——植物——?jiǎng)游铩⑸铩}地質(zhì)大循環(huán)大氣——生物固氮、閃電和宇宙射線、工業(yè)固氮——土壤——植物——?jiǎng)游铩⑸?、燃燒、反硝化、氨化——大氣。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法大氣15萬億噸巖石2520億億噸海洋132億億噸陸地3億億噸蒸發(fā)71萬億噸降水412萬億噸降水108萬億噸徑流37萬億噸蒸發(fā)449萬億噸氣相型循環(huán)大氣中水循環(huán)快總量無限、實(shí)際量?jī)H百萬分之0.5降水后非氣相型主要為環(huán)境因素大部分運(yùn)輸能量,調(diào)節(jié)環(huán)境,小部分光合作用所同化區(qū)域不平衡季節(jié)不平衡水利是農(nóng)業(yè)命脈,耗水量劇增。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地中國(guó)水資源耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地世界水資源耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法土壤固定150億噸海洋357億噸生物26億噸開采5000萬噸土壤活性15億噸10萬噸流失1400萬噸礦藏198億噸沉積1390萬噸典型沉積型循環(huán)單向流動(dòng)土壤固定和水土流失儲(chǔ)量有限全球總量840萬億噸生物小循環(huán)為主生物有機(jī)質(zhì)和食物鏈為主土壤庫多,活性低,流動(dòng)慢持續(xù)性受威脅。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法浮游植物0.04剛毛藻0.08螺類0.26魚1.24燕鷗3.42河鷗18.5鷺鷥26.4銀鷗75.5ppm,150萬倍海水中0.00005ppm有毒物質(zhì)一旦進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng),參與物質(zhì)循環(huán),沿著食物鏈通過生物富集作用,不斷富集、濃縮。食物鏈富集作用又稱生物學(xué)放大作用。人類與動(dòng)物在食物鏈中處在最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)狂貓癥水俁病耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法二、不同種植制度下農(nóng)田物質(zhì)平衡動(dòng)向(一)地力在自然植被下的變化1.撂荒地上碳、氮的變化(英國(guó)洛桑試驗(yàn)站,1950)耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.在自然情況下,肥力狀態(tài)在變好(1)自然植被覆蓋度大,覆蓋時(shí)間長(zhǎng),風(fēng)雨對(duì)土壤的侵蝕作用?。唬?)自然植被就地生,就地死,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)閉合循環(huán),即沒有人為的投入能量和物質(zhì),也沒有取走任何產(chǎn)品。(3)在氣候、地形、水分等條件有利的地方,土壤中的養(yǎng)分可以保持循環(huán),并處于緩慢擴(kuò)大的狀態(tài),年復(fù)一年不斷增多的植物殘?bào)w將促使土壤中有機(jī)物質(zhì)及養(yǎng)分元素得到積累,良好的土壤結(jié)構(gòu)亦得以保持和發(fā)展。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(二)荒地開墾后的養(yǎng)分動(dòng)態(tài)荒地開墾以后,一般規(guī)律是土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分迅速下降。(1)栽培作物形成有機(jī)質(zhì)中,有70-90%以收獲物及產(chǎn)品形態(tài)移出田外,而以殘茬、落葉和根的形式遺留在農(nóng)田中的數(shù)量不多。(2)種植中耕作物土壤有機(jī)物損失最多,麥類作物消耗的有機(jī)質(zhì)少,而栽培牧草則有利于有機(jī)質(zhì)的積累。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(三)常耕地有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分動(dòng)態(tài)
1.特點(diǎn)有機(jī)質(zhì)分解較慢,有些已開墾千百年的常耕地土壤有機(jī)質(zhì)已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),肥力狀況決定于投入與移出的平衡狀況。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法C、N、P、K在不同人工投入取出情況下的平衡耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法2.一般規(guī)律(1)多出少入是耗地之因,而多入少出則為養(yǎng)地之本,產(chǎn)量越高,氮、磷、鉀移出越多,但可歸還的有機(jī)質(zhì)源也越多;(2)沉淀元素磷、鉀一般是負(fù)平衡(不入時(shí));(3)氮一般是負(fù)平衡,但種豆科作物時(shí)則有正有負(fù);(4)碳多數(shù)情況下是正,但完全不入時(shí)則以負(fù)平衡居多耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(四)多熟制下的養(yǎng)分動(dòng)態(tài)多熟種植產(chǎn)量增加,從土壤中移走的物質(zhì)增多。
1.若耕種培肥措施失當(dāng),便會(huì)使生態(tài)系統(tǒng)和土壤的能量和物質(zhì)平衡遭到破壞,土壤中水肥氣熱狀況失調(diào),導(dǎo)致肥力下降。
2.多熟高產(chǎn)本身留給土壤的作物根茬以及可能直接產(chǎn)接歸還土壤的有機(jī)物也相應(yīng)增多,同時(shí)多熟制往往有較充足的水分養(yǎng)分補(bǔ)給良好和耕作管理,使土壤的環(huán)境條件不斷得到改善,水肥氣熱諸肥力因素不斷得到調(diào)節(jié)。因此,只要在措施上保持整個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)和土壤的能量和物質(zhì)平衡,加強(qiáng)肥水養(yǎng)氣熱諸肥力因素的合理調(diào)節(jié),土壤肥力和作物產(chǎn)量是能夠提高的。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地有機(jī)質(zhì)歸還量與平衡狀況耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地一熟二熟養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)平衡耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
三、土壤培肥的途徑(一)生物養(yǎng)地生物養(yǎng)地的主要作用:固氮;增加土壤有機(jī)質(zhì),為土壤中的生物提供能源;分解有機(jī)態(tài)養(yǎng)料;保持水土;松土耕地;生物排除鹽堿等。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(二)化學(xué)養(yǎng)地化肥施用水平與產(chǎn)量水平密切相關(guān),糧食增產(chǎn)額中約有50%靠的是化肥。在增產(chǎn)的同時(shí),化肥還直接保持土壤中的N、P、K、Ca等的平衡,還可間接促進(jìn)碳循環(huán)。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(三)有機(jī)與無機(jī)結(jié)合有機(jī)肥料(包括秸桿還田)是一種全肥,它的某些作用是化肥難以替代的。
1.有機(jī)肥與秸桿中磷鉀返還比例大
2.有機(jī)肥中含有多種微量元素
3.有機(jī)肥料還可能改善土壤的理化和生物學(xué)性質(zhì),培肥地力,使施用的化肥效果更高
4.提倡有機(jī)肥與化肥合理配合施用,是制訂施肥方案的一個(gè)重要原則。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地化肥與廄肥對(duì)谷類作物產(chǎn)量的影響圖1894-19061907-19221923-19481949-1972化肥廄肥耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法第四節(jié)農(nóng)田保護(hù)
一、農(nóng)田保護(hù)的重要性在自然生態(tài)系統(tǒng)中,土壤的消失與更新速度相同,土壤處于一種平衡狀態(tài)。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在廣大面積上以農(nóng)田取代了森林、草原以后,則改變了自然界的生態(tài)平衡。不合理的開發(fā)利用常常引起土壤的風(fēng)蝕和水蝕,土壤的消失可能比更新要快,致使優(yōu)越的自然環(huán)境隨著植物被的變化而破壞。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部估計(jì),由于土壤鋟蝕,美國(guó)1.67×108ha農(nóng)田平均每公頃流失16.8t,超過了允許流失的限額。在自然情況下,形成25.4mm表層土壤,需歷時(shí)300-1000年,甚至還更長(zhǎng),土壤的消失是最難以挽回的。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
坡地土壤在一般情況下大氣降雨落至地表后,其中一部分滲入土體,大部分沿余坡徑流,特別在降雨強(qiáng)度較大與覆被率極低的情況下,地表徑流的出現(xiàn)尤為迅速。不同坡地上的水土流失與坡度成正比,坡度愈大,水土流失也愈大。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
由于水土流失,坡地土壤水分狀況惡化,干旱就成為坡地低產(chǎn)的重要原因。因此,對(duì)坡地農(nóng)田必須采取水土保持措施,控制“三跑”,增強(qiáng)“三?!保幢K?、保土、保肥能力),從而使坡地土壤的有效肥力不斷提高。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
二、保護(hù)性作物種植(一)保護(hù)性作物布局
農(nóng)作物按它們的水土保持效能分為三大類:
1.中耕作物如玉米、高粱、棉花、馬鈴薯、煙草等,行株距離較大,植株對(duì)地面的覆蓋度小,經(jīng)常中耕松土,連年種植常促使土壤結(jié)構(gòu)破壞,導(dǎo)致徑流量和沖刷量加大,而引起土壤侵蝕。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
2.密植作物如小麥、大麥、莜麥、谷子、糜子、大豆、花生等禾谷類和豆類作物,保持水土的作用較好。
3.二年生與多年生牧草如草木榍、苜蓿、沙打旺、小冠花等,覆蓋面積大,時(shí)間長(zhǎng),能緩沖雨滴沖擊地面,根系能穿插擠壓土壤,形成團(tuán)聚體,有大量有機(jī)質(zhì)還田,改良土壤結(jié)構(gòu),使土壤具有良好的滲透性,水土保持作用最大。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
在種植制度中栽培密植作物,多年生牧草等有利于水土保持,在作物布局中,應(yīng)盡可能避免防侵蝕能力差的中耕作物長(zhǎng)期連作。在可能條件下,最好把防侵蝕作用強(qiáng)的牧草同一年生作物結(jié)合起來。在一個(gè)山區(qū)坡地上,為了保持水土,一般是坡上部造林,中下部種植果樹,坡底種植一年生作物。
耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(二)間作、混作和套作間混套作可以增加地面覆蓋度,延長(zhǎng)覆蓋時(shí)間,減輕水土流失,是山區(qū)丘陵保持水土的重要措施。實(shí)行糧、經(jīng)、菜、肥間作輪作,建立起林草農(nóng)復(fù)合層片生物結(jié)構(gòu),增加植被覆蓋,利用植物防風(fēng)固沙,改善田間小氣候,穩(wěn)定近地面大氣層水熱動(dòng)態(tài),是風(fēng)沙區(qū)農(nóng)田保護(hù)的根本措施。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法
(三)帶狀種植
帶狀種植就是條帶種植,是沿著坡地等高線劃分成若干條帶,在各條帶上交互和輪流種植密生作物與蔬生作物或牧草。帶狀種植在空間上是帶狀間作,在時(shí)間上是草田輪作。保護(hù)性作物覆蓋著地面,能防止雨水對(duì)地面帶的沖擊,減緩徑流,攔截泥沙,阻疏生作物帶沖下來的水土,防止土壤侵蝕。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法三、保護(hù)性土壤耕作(一)等高耕作法在坡耕地上,耕作播種沿等高線進(jìn)行,所形成的等高小壟與作物作為減緩水向下流動(dòng)的障礙物,可以減少?gòu)搅鳎瑴p小水蝕,增加土壤水分,起到保土保水的作用,在緩坡上應(yīng)用效果顯著。美國(guó)早期許多研究資料表明,等高耕作比順坡上下耕作水蝕減少25-76%。(二)溝壟耕作法就是通過耕作在地面上形成較大的溝和壟,能更有效地控制土壤侵蝕的一類耕作法。它一般也是按等高線進(jìn)行,適于在較大坡度的耕地采用。此法需深耕起壟,順溝種植,深播淺蓋,播后鎮(zhèn)壓。通過中耕破壟、倒壕、換壟,能攔淤泥,蓄水保墑,加深耕層,改良土壤。耕作學(xué)第六章養(yǎng)地耕作學(xué)第六章養(yǎng)地概述和方法(三)殘茬覆蓋耕作法在地表保留足夠數(shù)量的作物殘茬或秸桿,以保護(hù)
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