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我国果园土壤有机质的现状与提升途径

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2018.07.13
信息摘要:
我国果园土壤有机质的现状与提升途径
土壤有机质泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。包括土壤中的动物、植物及微生物残体的不同分解、合成阶段的各种产物,其中,土壤中特殊的含碳有机化合物——腐殖质是土壤有机质的主体。土壤有机质含有植物生长所需要的各种营养成分,随着有机质的矿化,不断地释放出来供植物和微生物利用,同时释放出微生物生命活动所必需的能量,并通过提高土壤颗粒的稳定性、改变土壤的热学特性、影响土壤中阳离子交换量等功能从而最终影响土壤的物理和化学作用。

果园土壤有机质是果园土壤肥力的重要指标。土壤有机质可直接为果树生长提供相当数量的营养元素和生理活性物质,与果树产量、果实品质密切相关,是果园能否高产、稳产及优质果品生产的基本条件。因此,提高果园土壤有机质含量是提高果园土壤肥力的关键。


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土壤有机质与果树生长

土壤有机质不仅可以为果树生长提供营养、增加养分的有效性,保水、保肥及缓冲土壤对酸碱的缓冲能力,还可以促进土壤团粒结构的形成、改善土壤物理性质等。土壤有机质可降低土壤容重,增加孔隙量和通透性,提高土壤贮备、供应和保持水分能力。另外,有机质也有很好的阳离子交换能力,一方面可提高土壤对酸碱变化的缓冲能力;另一方面,腐殖质也可以吸附阴、阳离子,而被吸附的离子,就可避免随水流失,同时,根系附近的H+或其它阳离子还能随时将其交换出来,供给果树Na+、K+、Ca2+、Mg2+和某些微量养分。同时,土壤有机质可提高土壤酶活性。

土壤有机质是组成土壤肥力的核心物质,含有果树所需的大量元素 N 、P 、K 、S 、Ca 、Mg 及许多微量元素等养分,其含量高低是衡量土壤肥力的重要指标之一,也只有在土壤有机质的作用下,才能形成具有肥力的土壤。土壤有机质可提供植物生长所需 95%以上的氮、20%~70%的磷、95%以上的硫。随着有机质的矿质化,营养元素都成为矿质盐类,并以一定的速率不断释放,供果树利用。

有机质是影响果树根系生长发育的重要因子。腐殖质能增强根细胞膜的透性,提高果树对养分的吸收能力,加速细胞分裂,促进根系发育。土壤有机质增加后,果树根系活力增加,根系对养分的吸收和向果实中转移能力加强,也可促进根系生长,使根系在深层土壤中的分布增加,延缓衰老。腐殖质还能提高土壤酶活性,增加果树对养分的吸收能力,从而促进果树生长。另外,腐殖质还含有一些生理活性物质,如胡敏酸、聚酚和醌类物质,刺激果树的生长。

土壤有机质在果树优质高效生产中具有重要作用,提高果园有机质含量不但能实现稳产高产,还可提高果品品质。有机质含量高,则果树生长旺盛、病虫害少,产量高且稳定,品质好。一些研究表明,果园土壤有机质提高后,苹果的果个大,优果率高,且硬度及可溶性固形物含量显著提高,果实去皮硬度增加,苦痘病及皱皮、裂果率降低。相反,有机质缺乏,则果树生长缓慢、化肥利用率低,产量低而不稳,抗逆性差。


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我国果园土壤有机质现状

果园土壤有机质偏低是我国果园目前存在的普遍问题。研究表明,制约我国苹果产业可持续发展的主要问题就是土壤有机质含量低。丰产稳产果园的土壤有机质含量应在 2%以上,国家无公害苹果技术规程要求,果园土壤有机质含量应在 1.5%以上,最好达到 5%~8%,但我国多数果园土壤有机质含量平均不到 1%。






不同的种植地区果园土壤有机质含量不同。在苹果园中,山西省中南部生产优势区 13 个县土壤有机质平均值为 1.02%;陕西省果园土壤有机质含量平均为 1.23%;北京为 1.68%、甘肃省天水市为 1.13%;山西省吉县为 1.22%。赣南脐橙主要分布区,土壤有机质含量约 0.9%~1.4%,81%的果园土壤表现为有机质缺乏。

在北京地区,苹果园土壤有机质含量最高为 1.68%,其次是葡萄园和桃园,分别为 1.58%和 1.5%,最低为梨园仅 1.04%。

不同的果园随着种植年限的变化,土壤有机质的增减不一,这种变化与果园的管理及施肥方式有直接的关系。随着种植年限的增加,不同土壤深度土壤有机质变化也有所差异。






土壤有机质的变化和果园的管理方法、果农对土壤的重视程度等密切相关,多数果园土壤有机质减少的主要原因是只注意化肥的大量施加而忽略了有机肥的使用。一些简单的农业措施,如果园种草、青草还田、施用有机肥、开沟压入麦草、玉米秸秆等,均可使果园土壤有机质得到明显提高。另外,在盛果期时,大量的肥料投入利于土壤有机质的积累;但当果树进入衰老期后,由于施肥量的减少,加上果树与土壤之间的相互协调能力减弱,将导致果园土壤肥力急速下降。同时,果园土壤管理方式也影响有机质的含量,对苹果园不同土壤管理条件下有机质的研究表明,中耕和深耕管理的土壤有机质含量均高于免耕。


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土壤有机质含量偏低的原因

影响果园土壤有机质含量变化原因较多,主要包括肥料投入数量与结构、种植方式、土壤类型、农产品市场行情和农业技术等方面。


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施肥结构不合理
大量施用化肥、有机肥投入不足是造成土壤有机质偏低的主要原因。我国耕地土壤有机质年矿化率约1%~4%,每年只有增加的有机质量与矿化的量相等时,才能保持平衡。但是,随着农民经济条件的改善,农村劳动力大量外出,加上施用有机肥较为费工,导致化肥倍受青睐,有机肥受到忽视。

果园有机养分投入不足,氮磷肥的过量施用,钾肥投入相对不足,含铜杀菌剂的过量、频繁使用等是造成果园土壤质量变化的主要原因。这种化肥的大量连年使用,使果园土壤全氮增加,而土壤C/N比下降,造成土壤板结、酸碱失衡、肥力下降。随着种植年限的增加,果园土壤性质明显退化。





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有机肥源严重不足
近年来,由于农村产业结构的调整,牲畜的饲养逐渐由家庭转变为专业大户或企业,因此,可提供给果园的农家肥非常有限,而现有的肥源主要靠厕、圈提供,数量有限。虽然商业化生物有机肥厂迅速增加,但远远不能满足需求,同时还存在价格、质量等问题。以陕西省为例,2011 年共有精制有机肥料企业 40 多家,且多数是小型企业,年实际生产总量仅 10 万吨。但如果陕西 1/3 苹果园施精制有机肥,每亩按施 150 公斤计算,每年大约就需要 30 万吨。因此,商品有机肥远远不能满足果园实际需要。同时,市售商品有机肥价格偏高,多数果农不愿施用,限制了商品有机肥的大面积应用。





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果园生草栽培模式未能有效推广应用
果园生草栽培模式虽然是改善果园生态条件、培肥地力、增加土壤有机质、生产优质果品,使果园健康、良性发展的有效方法,但是这一技术在我国却没有大面积推广应用,究其原因:一方面,是果农对果园生草的迫切性与重要性认识不到位,传统观念是果园清耕除草,片面地将果园生草与果树争肥争水相联系,不愿意生草,而没有充分认识到大量施化肥而导致土壤退化和果实品质下降的严重问题。另一方面,生草果园科学管理技术及其研究缺乏,对生草果园的管理不到位,种植牧草的管理和利用跟不上,导致果园牧草闲置,而没有发挥其提高果园肥力的关键作用,更加剧了果农果园草与果树争肥水的错误思想,所以,在果园牧草的管理及利用方面,如割草时间确定、割草机械化、割草前后的病虫害防治及天敌保护、刈割牧草的科学利用、所生牧草更新复壮等方面应进一步加强研究和完善技术。





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生物降解加剧了土壤贫瘠
充足的光照、合适的温度、适量的降水,这些有利于果树生长发育的气候条件同样也利于土壤中好气微生物的活动。这些微生物的活动加剧了土壤中有机质的降解进程,使其转化为二氧化碳从土壤中逸出,从而导致有机质更低,如不及时进行补充,则会加剧土壤的贫瘠化。


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土壤有机质提升的途径

科学施用有机肥、果园覆草、果园埋草、果园种草、自然生草等措施是提高果园土壤有机质的有效措施。


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施用有机肥
果园中增施有机肥是提高果园土壤有机质状况,培肥地力,提高果园土壤质量的重要措施。施用有机肥能显著提高土壤有机质含量,且有机质的增加幅度与施用量直接相关。有机肥源种类较多,主要包括人畜粪便、植物残体(如作物秸秆)、各种饼肥(如菜籽饼、棉籽饼、豆饼等)、堆肥、沤肥、厩肥、沼肥、绿肥等农家肥料以及商品有机肥。随着施肥年份的增加,施用有机肥的土壤有机质、全氮、全磷及速效磷、速效钾含量均提高,土壤中的碱解氮含量一直处于比较稳定的状态,而施用化肥的土壤碱解氮却呈逐年下降趋势。





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果树凋落物
将果树凋落物(枝、叶)经过一定的处理,返还果园也是提高土壤有机质的重要措施。如果果树凋落物直接覆盖在树下,其中携带的病虫源可能对果园造成危害,可将凋落物集中收集起来制成堆肥,经高温堆腐杀菌后,再施到果园中。


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果园覆草
果园覆草即是将农作物秸秆、果园内杂草、果树的枯枝落叶等作为覆盖材料,通过这些材料腐烂是增加果园土壤有机质的一种常用办法。杂草枯叶与枯根、刈割的牧草等经深翻后主要分布在0~20 厘米土层中,在土壤中降解、转化,形成腐殖质,可使土壤中有机质含量提高。研究表明,连续 3 年树盘覆草后,0~20 厘米土壤有机质含量比“清耕”园提高 0.38 个百分点。苹果园覆盖麦草  5 年后,0~20 厘米 土壤有机质含量由 0.85% 提高到 1.18%,20~40厘米土壤有机质由 0.43% 提高到 0.52%。葡萄园覆盖麦草3年后,0~20 厘米土壤由 0.92%提高到 1.25%,20~40厘米土壤由 0.5% 提高到 0.6%。





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果园生草
果园生草是提高果园土壤有机质最经济、有效的途径,所生牧草的根或枝叶等残体大量进入果园,并在土壤中降解、转化,使土壤的有机质不断提高。无论是人工生草还是自然生草,均可增加土壤中有机质的含量,且增幅为 2.4%~57.5%。

果园所生牧草,尤其是豆科牧草是培肥地力的有效途径,这一研究结果已得到广泛认可。豆科绿肥具有生长快、产量高、养分全面丰富、粗纤维含量少、利用价值大的特点,而且易于腐烂,供肥及时。目前,南方果园主要的草种为宽叶雀稗、格拉姆柱花草等,北方果园主要为白三叶、多年生黑麦草、毛苕子、草木樨等。不同草种的混播种植使果园土壤有机质的提高较单播更为明显。另外,果园自然生草也是重要的途径。





土壤有机质含量还与进入土壤中的有机物量有关系。在山西 3 个苹果园连续 3 年的生草覆盖试验发现,生草后刈割覆盖可以明显提高苹果园土壤有机质,且有机质的增加幅度与覆盖的草的用量成极显著的正相关。

生草果园土壤有机质含量逐年提高,生草覆盖果园第1年,0~20 厘米土层中有机质含量没有增加,第2年开始增加,至第3、4年明显提高,并逐渐稳定。尤其在种草的前5年,有机质含量由 0.87%提高到 1.71%,提高了近1 倍。在0~30厘米土层有机质含量为 0.5%~0.7%的果园,连续3年种植白三叶,土壤有机质含量可以提高到 1.6%~2.0%以上。


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建立生态型果园
果园生草+适宜的家畜(家禽)建立生态型果园,也是提高土壤有机质的有效方法。研究发现,在枇杷、石榴、李子和橄榄树等果树下,套种绿肥植物紫云英、苜蓿、白三叶和多年生黑麦草,喂养牛、黑山羊、猪和兔、鸡、鸭、鹅等生态型畜禽,可有效提高土壤有机质含量。




结束语

针对目前我国果园土壤有机质偏低,有机肥施入不足,有机肥源缺乏,劳动力短缺等问题,加强果农科学管理意识,增加果园有机肥投入,开辟绿色肥源,实现果园生草,重视果园所种草种的利用,强化果草复合系统的研究,是改善果园肥力退化现状,提高果实品质,实现果园健康可持续利用的有效途径。


来源:花果飘香

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