土壤生态保护

土壤生态保护（共12篇）

土壤生态保护 篇1

由于人口的不断增长, 人们对土地资源的数量和质量的要求日益提高, 而且土地利用的综合性很强, 因此, 为了保护土地资源, 使其永续利用, 为人类造福, 必须重视土壤生态优化的综合技术。在目前条件下尤其应该重视以下几个方面。

一、积极发展生态农业, 保护土壤生态环境

生态农业是指从系统思想出发, 依照生态学原理、经济学原理和生态经济学原理, 运用现代科学技术成果和现代管理手段, 从生产上做到宜农则农、宜林则林、宜牧则牧, 因地制宜地进行各业适当地配合, 从而达到相互促进、共同发展的目的;从经营上, 做到使各业所获得的物质和能量得到最充分的利用, 为此, 必须建立以物质与能量循环再利用的流通渠道。如加工业与商业体系, 从而取得较高的经济效益、生态效益、环境效益和社会效益的现代化农业发展模式。必须认真抓好以下五个要点:

1. 高度重视光合作用, 提高太阳能转化率

生态农业的首要任务, 是使绿色植物的光合作用将太阳能转化为生物能的功能尽可能高。因为太阳能是农业生态系统的基本能源, 但目前农业生产对光能的利用率很低, 生态农业将在合理利用土地的基础上, 选用高光效良种植物, 在时间和空间上, 充分合理地安排农作物的轮、间、套种植方式, 与科学的水、肥、农药管理措施, 从而获得尽量多的生物能和有机质。

2. 提高生物能利用率, 多层次利用生物能

这是推动生态农业顺利运行的驱动环节, 把生物能进行多次、综合地利用, 既利用可食的部分, 又利用不可食部分;既利用产品, 又利用其废料, 从而建立起利用率最高且无污染的农业。农业第一次生产获得的有机物质, 真正能为人类直接利用的仅一小部分, 大部分变成“废物”, 它们包括作物秸秆、树叶、杂草、菜屑, 也包括人畜粪便、生物废弃物, 它们蕴藏着丰富的生物能。传统处理方法是直接把它们燃烧或作肥料直接还田, 仅利用一次, 浪费很大。如果把作物秸秆、树叶等“废物”用来发展牧业, 牲畜粪便再制沼气, 沼渣、沼液是很好的肥料。或者利用农作物残体培养食用菌;菌糠作饲料喂猪, 猪粪产沼气;沼液养鱼, 沼渣养蚯蚓→喂鸡→鸡粪→喂猪, 残渣作肥料;也可用人畜粪便产沼气, 沼液养鱼, 鱼粪塘泥作肥料。这样, 既为农村提供了饲料和能源, 又为农业生产增加了肥源, 提高了生物能的利用率。

3. 全面规划, 相互协调, 整体生态平衡农业

生态农业的出发点和落脚点都着眼于系统的整体功能, 要求维护和提高整个系统的生态平衡, 这也是生态农业的先进之所在。系统是可大可小的, 可大到一个流域、一个国家, 也可小到一个地区、一个村落, 甚而一家农户或一块农田。生态农业要求不管哪个等级的系统, 均必须全面规划、统筹兼顾、因地制宜、合理布局, 使系统内部的全部资源都得到合理利用, 使各级系统相互协调、协同发展, 实现农、林、牧、渔各业协调发展与农、工、商一体化。

4. 有机与无机农业结合, 取长补短相得益彰

生态农业是在充分认清有机农业和无机农业的利弊的情况下发展起来的, 取其利, 避其害, 使两者得以最佳组合。因此, 生态农业既不排斥有机农业的观点, 也不否定无机农业的做法, 但又不是两者有利方面的机械合成, 而是在系统生态学理论指导下有机与无机农业相结合的新型农业。有机农业强调按自然生态规律, 完全不用或基本不用合成的化肥、农药、生长调节剂、家畜饲料添加剂, 而用农家肥、生物源农药、病虫害天敌、饲料粮、饲草等;而无机农业则以机械化工具代替传统工具, 大量施用合成的化肥、农药和除草剂, 以维持农业生态平衡, 这样的农业虽有集约化程度高、效率高的优势, 但也存在系统结构单一, 稳定性差, 造成食品和环境污染等问题。

5. 保护和改善农业生态环境和农业自然资源

这是生态农业所追求的重要目的之一。因为生态农业是致力于通过自身内部机制的调节, 提高光能利用率, 丰富系统的物质与能量来源, 加速并改善物质与能量的流通周转渠道, 提高系统的生产和经济效益, 减少系统的污染, 从而保护自身的生态循环趋于平衡水平的稳步提高。其中最重要的是稳定系统内的水、热平衡, 在这方面最具有控制力与持久性的是森林的作用, 其次是适当的水、陆比例, 它们是宏观控制生态农业发展前景的环节。在这个环节上, 土地的合理规划, 土壤的合理利用, 对于巩固生态农业的基础具有举足轻重的地位。

综上所述, 生态农业充分利用土壤, 同时又保护和培肥土壤, 使土壤的功能水平不断提高, 农、林、牧、渔各业也自然得到顺利的发展。

二、重视土壤合理区划, 最佳利用土壤资源

土壤区划是合理利用土壤资源, 因地制宜发展区域农、林、牧业生产的重要基础工作, 是因地因时进行作物配置和采取相应生产措施不可缺少的重要步骤。不同的土壤是在不同的环境条件和生物因素影响下形成的, 其生产潜力与农、林、牧业发展的适宜性也各不相同, 因而利用方式与改良途径显然不能强求统一。例如紫色土比黄泥土肥沃, 但是, 在四川盆地及长江中下游的紫色土种植双季稻却不容易高产, 特别是晚稻产量低, 而黄泥土则能种双季稻, 原因是紫色土壤胶体品质好, 持水力强, 土壤含水力高, 土温稳而低, 在相同的亚热带气候条件下, 对双季稻的适应性反而不如胶体品质差的黄泥土。因此, 紫色土在利用上宜种中稻而不宜种双季稻, 而黄泥土种植双季稻则较好。同一类型土壤处于不同的微域生态环境中, 可以具有明显不同的利用方式。沟田不宜水旱轮作而宜半旱式栽培, 田则不宜半旱式栽培而宜水旱轮作, 这是由于沟田地势低洼, 排水困难, 而田水源差, 往往又无足够多的水供给所致。这些事实说明, 土壤特性及其所处的生态环境条件决定着土壤的利用方式。土壤区划就是根据土壤特性及其生态环境条件等, 决定的土壤利用和农业生产特征的相似性归类, 并划分出不同的单元, 把每一单元的生态特征与其土壤利用所要求的生态条件进行匹配, 从而指出最佳利用途径和方法及存在的问题。

三、重视土壤普查成果, 搞好低产田土改良

土壤普查是对土壤资源进行全面的科学调查, 通过这一工作, 查清了土壤资源的类型、分布、土壤理化性状、肥力水平, 找出了土壤的障碍因素, 总结了农民识土、用土和改土的经验, 同时了解到土壤退化的严重性等。这些成果都是因地制宜地利用土壤资源, 发展生态农业的科学根据。

1. 因地制宜利用土壤, 合理进行作物布局

不同土壤具有不同的肥力水平、生产性能及作物的适宜性。例如, 沙土不宜种玉米而适种花生, 泥土类种玉米良好而种花生则差, 其原因是玉米需要持续的大水大肥, 而花生既耐旱, 又有根瘤菌起到自肥的作用。倘然使玉米生长在沙性土中, 但环境水热条件优越, 则仍可能获得高产, 这说明在环境水热较差的地方, 作物“择土”的习性表现得特别明显, 一旦人工控制能力提高以后, 这一问题自然能得到很好的解决。但是目前在广阔地域上人工控制能力还是很有限的, 尤其在水文条件方面, 土壤的生产性能仍起主要作用, 依照土性布局作物更是必要的。根据土壤的属性, 调整作物配置, 改革不合理的耕作制度, 是一项不用投资, 当年获益的措施。

2. 科学施肥, 集约经营, 防止浪费

本刊常用计量单位符号

1.长度:m (米) 、cm (厘米) 、mm (毫米)

2.面积:m2 (平方米) 、667m2 (亩) 、hm2 (公顷) 3.体积:m3 (立方米) 、L (升) 、ml (毫升)

4.质量:t (吨) 、kg (公斤) 、g (克) 、mg (毫克)

5.浓度:mg/L、mg/kg (百万分浓度, 以前用ppm、1×10-6表示) 注:为方便读者, 本刊仍保留习惯面积“亩” (1亩=1/15公顷) 。

和污染环境施肥在于补充物质循环中的损耗或缺乏, 解决土壤供肥与作物需肥之间的矛盾。科学施肥应根据土壤养分存量与释放供肥规律结合植物的需要进行, 否则造成浪费和环境污染。有机肥不仅具备养分的作用, 同时具有缓冲与周转养分的能力, 因为它所含蓄的能量与承载的微生物, 都在植物的土壤营养过程中展示出无与伦比的、持久的营养效益。针对土壤成分和植物需要的缺素进行施肥, 这也是集约化经营中的重要环节, 但它必须贯彻因时、因地、酌量等系列原则。鉴于几十年来偏施化肥、氮肥, 耕地有机质含量逐年下降, 土壤缺磷、缺钾以及微量元素缺乏等日趋突出。

3. 针对土壤低产原因, 采取措施改良土质

土壤普查分辨了土壤肥力等级, 查出了肥力特征及低产原因。其中有些原因是难以改变的, 如地势、海拔高、地形陡峭所带来的植物生长量低, 水热环境恶劣等, 这类环境以保持与改善自然植被为佳。另一些是属于环境条件基本正常而土质存在待改造的因素, 例如土壤过肥过瘦、过酸过碱、过沙过粘等等。解决这些问题, 有的可借助环境水文调节加以处理, 如黄淮海平原的综合治理;有的可采取施肥补充, 洗盐碱改良, 如滨海和干旱地区的盐碱土改良等等。

4. 推广先进科技成果, 应用配方施肥技术

配方施肥是近十几年发展起来的一项实用而尚未完全推广的先进的施肥技术, 其基本原理是根据作物对养分的需求及土壤供肥特点, 进行平衡施肥。不同土壤种植同一作物, 施肥的配方是不一样的。同样, 不同的作物对营养成分的需求也是有差异的, 施肥上也应有所区别。例如, 小麦与油菜作物, 其配方是不同的。油菜对氮、磷肥需要量都比小麦高, 因为油菜属油料作物, 籽粒蛋白质含量高, 氮、磷需求量也相应地高;而小麦籽粒以碳水化合物为主, 氮、磷主要作为建造营养体之所需, 故氮、磷肥用量较低。因此, 配方施肥技术的应用必须因土壤类型而异, 离不开土壤普查的成果应用。

(通联:四川省荣县科学技术局643100)

土壤生态保护 篇2

(1)发现学习：

皮亚杰关于儿童认知发展阶段的理论告诉我们：“儿童通过与环境的自发的相互作用来发现自我。”本课首先给学生提供形象、直观的黄河录像。学生通过观察、想象，猜测：黄河水为什么这么黄?①可能是因为没有树。②可能是因为许多树都被砍了。③可能是没有种草。④可能是没有花草树木的保护。┄┄学生联想已有经验分析问题与现象之间的关系。激活学生的思维，捕足学生的闪光点。老师不是口头上教给孩子一些现成的知识，而是给他们提供丰富多彩的画面，让他们自由选择，促进发现和探索的能力。

(2)重视儿童的学习意愿

皮亚杰主义者不试图加快认知的发展。皮亚杰认为：“学习经验是建立在儿童现有的思维水平之上的。”本课在探究黄河水为什么变黄?老师有意让学生用自己的方法进行探究，各小组汇报实验结果。并找出各小组的实验结果不一样原因出在哪里?老师只是听学生介绍他们实践新计划的经历，这些新计划对那些错误地看待世界的想法提出挑战。新技能的学习不是强制性的，而是由儿童的兴趣和意愿决定的。虽然这导致他们对黄河水为什么变黄?只做出肤浅的而非深刻的理解。

(3) 承认个别差异

生态文明从土壤修复开始 篇3

由此可见，水、大气、土壤这三大污染是环境防治的重中之重。在这三大污染中，土壤污染通常被称作“隐身杀手”，其损害程度不仅不易被发现，而且其严重程度更不亚于空气和水污染。

环保部早在2006年公布的数据已表明，中国的土壤污染现状严峻，且是全球最严重的国家之一：据不完全统计，目前中国受污染的耕地耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩。三者合计1.85亿亩，已占中国18亿亩耕地的1/10以上。此外，据估算，全国每年因受重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。

土壤污染问题的严重程度，引起了党和国家的高度重视。2012年10月31日国务院常务会议已经部署了土壤综合治理工作。

为此我们专门走访了河南农业大学资源与环境学院在教学第一线工作已近30年的杨素勤副教授。2012年12月20日，她刚刚给本科生讲完两节课，便急匆匆地从教室赶往办公室。头上丝丝白发，昭示出经年累月的科研历程。

了解杨素勤的人说，她除了长年累月给学生上课，就是呆在实验室。实验室太小，她把做实验用的水培作物都搬到了办公室，本来就小的空间显得更加拥挤。这天，为了不影响在办公室工作的其他老师，我们的采访地点改到了学院的会议室。

杨素勤一直从事环境监测方面的教学和科研工作，主要从事农业资源环境监测、土壤环境质量评价、土壤与植物营养等方面的科研工作。用她的话说，就是一辈子和土坷垃打交道，是一个真正“修地球”的人。

然而，现实中，“地球”还真的不好“修”。

土壤作为环境的主要组成要素之一，也是我们人类所需食物的主要生产场所，其质量的好坏直接影响到人类的健康。

土壤污染物从大的方面来说，基本上分为两大类，一类是无机污染物，一类是有机污染物。无机污染物多为重金属元素如汞、镉、铬、铜、锌、铅、镍、砷、硒、氟等放射性元素，以及盐、酸、碱等；有机污染物则主要指有机农药、石油烃、多环芳烃等。这些污染物一旦进入土壤，就会在土壤中残存、积累和迁移，进而影响土壤中微生物的活动，导致土壤理化性质恶化，影响农作物生长发育，最终造成农产品安全危害。

由于人类常常将土壤作为纳污场所，而且污染物在土壤环境中积累的初期不易被人们所觉察，一旦超过正常的量，其毒害作用比较明显地表现出来时，就很难被消除，也就是說土壤污染具有隐蔽性、积累性和难以消除的特点。

土壤污染的来源主要有：一是工业污染源，如工业的三废排放，其中，矿业和工业固体废弃物污染最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于风刮日晒、雨淋和水洗，重金属以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。日本著名的“骨痛病”就是锌冶炼厂排放的三废造成土壤镉污染，并在稻米中富集，最终对人体健康产生危害的一个例子。二是农业污染源，如农药、化肥和地膜等农用物资的长期的不合理利用，也可导致土壤污染。绝大多数的农药为有机化合物，少数为有机—无机化合物或纯矿物质，个别的农药在其组成中含有汞、砷、铜和锌等重金属。长期的不合理利用必然造成土壤的重金属污染。三是交通污染源，据有关报道称，汽车运输可对大气和土壤造成严重污染。主要是以铅、锌、铜、镉等污染为主，它们来自含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘。造成的污染呈带状分布，因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异。四是生活污染源，主要是人类在生活中不经意造成的土壤污染，以电池为例，据有关资料显示：电池中含有大量的重金属，如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一粒废旧的纽扣电池能污染600立方米水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。废旧电池如果与生活垃圾混合处理，电池腐烂后，其中的汞、镉、铅、镍等重金属溶出会污染地下水和土壤，再渗透进入鱼类、农作物中，破坏人类的生存环境，威胁人类的健康。

土壤遭到破坏，是弃之不用呢，还是不管不顾呢？事实上，国内外都有很多遭受污染的土壤，很多科学家也都在想方设法进行治理和修复的试验。杨教授介绍说，目前世界上一般采用物理、生物和化学三种手段进行土壤修复，即工程修复、生物修复和化学修复。

工程修复手段主要有排土法、客土法、淋洗法和加热法等，排土法、客土法、淋洗法较为简单快速，但只是实现污染物的机械转移或相对降低，并不能从根本上解决土壤污染问题，同时修复费用很大；加热法就是利用加热的方式将污染物分离或玻璃化（固化），但其成本高，操作比较烦琐，不能大范围应用。

化学措施主要是靠施用有机物和碱性（碳酸钙、石灰）物质改变土壤pH值的方法来改变重金属形态，降低其毒性和有效性，从而减少重金属对植物的毒害作用。利用化学改良剂稳定土壤中的重金属，减少重金属在作物中的积累，也是一种可行的土壤污染治理方法。在沈阳张士污灌区进行的大面积石灰改良实验表明，每公顷施用1500～1875kg，籽粒中镉的含量下降50%。化学措施是在土壤原位上进行的，简单易行。但并不是一种永久的修复措施，因为它只是改变了重金属在土壤中存在的形态，金属元素仍然保留在土壤中，容易再度活化危害植物。杨教授说，从农学的角度来说，肯定不主张使用这种方法，因为土壤的形成周期非常慢，破坏时容易，修复起来太难了。真正从修复这个原意上来讲，植物修复更具操作性，不仅费用低，而且它更像是治病的时候，用中药来治疗，以达到治本的功效。

生物措施是利用微生物、动物或植物来富集或吸收重金属。一些细菌细胞壁带有负电荷而呈现出阴离子特征可以络合和富集重金属，蚯蚓也能富集重金属。生物修复成本低，易于实行，特别是植物修复，具有治理效果永久性、治理过程原位性（对土壤环境扰动小）、治理成本低廉性、环境美学兼容性、后期处理简易性等经济技术优势，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。

目前，我国在利用植物修复手段上也取得了不小的试验成果。以中科院地理生态研究所陈同斌为代表的科研团队研发的以超富集植物蜈蚣草提取污染土壤中的砷、铅等重金属污染物，并在广西环江进行示范，在因尾矿库泄漏导致寸草不生的农田中，通过种植超富集植物蜈蚣草和东南景天，将重金属砷和镉从土壤中间提取出来，并进行无害化处理。目前已实现种植的桑叶达到养蚕的标准，蚕茧中间的重金属也实现了达标。

杨素勤介绍说，也可以利用阻断技术来防治污染土壤对农作物的污染。它是利用植物的基因差异去阻断农作物对污染物的吸收，达到土壤的安全利用。不同基因型作物品种对土壤污染物的响应能力不同，在同等条件下不同品种的小麦籽粒中重金属铅的含量可以相差3～7倍，同时污染物在同一植株内的不同部位积累也有很大差异。据研究，玉米对土壤中铅的吸收具有很强的分异特性，对铅吸收最强的根系，根系中铅含量大约是秸杆的4～60倍、玉米秸杆中铅含量大约是籽实的20 倍。而筛选几种主要粮油作物品种，选择那些耐性强、籽粒积累少的品种，可以在一定程度上保证农产品的安全生产。

杨素勤说，目前河南农业大学资源与环境学院的科研小组正在对小麦、玉米进行抗重金属性能品种筛选，力争为河南省的粮食安全生产提供一项新的保障措施。

不为人知的是，这个项目的试验并没有专门的经费支持，而是杨教授从其他项目的经费中挤出来、省出来的。他的学生说，杨教授出门能坐火车基本不坐飞机，能省就省，为的就是能多省点经费好补贴到这个项目上，而跟着她，做得最多的就是呆在实验室里做试验。

土壤保护性耕作技术 篇4

1 覆盖耕作技术

覆盖耕作是使作物秸秆、残茬留在地表或接近地表层的耕作技术。该技术可以增加地表植被覆盖, 减少土壤水分蒸发, 减轻土壤风蚀强度, 增强土壤渗水能力, 防止土壤板结和水土流失, 增加有机质含量, 提高土壤保水、保肥能力。其主要方法为: (1) 秸秆根茬整株或粉碎还田后, 不再进行耕作, 直接进行播种, 药剂灭草, 免中耕, 直到收获。 (2) 秸秆粉碎还田后, 进行耙地作业, 使部分秸秆和残茬混于表层土壤, 然后进行播种、药剂灭草, 免中耕或行间除草、中耕培土作业。 (3) 前茬垄作地块, 在播种前, 将秸秆残茬耢到垄沟, 然后在垄上直接播种, 或在播种机上安装除障、推平装置, 同时进行播种, 药剂灭草, 免中耕。 (4) 种植覆盖植物。除与残茬覆盖具有同样的工效外, 还有固氮作用。可在作物收获后利用农闲季节, 在作物间种植, 可作为绿肥培肥地力。覆盖耕作的保证条件:一是必须配备免耕精播机、药剂喷雾机和秸秆根茬粉碎还田机;二是应选择前茬有深翻或深松基础、土壤通透性较好的地块, 可连续2~3年使用;三是为防止土壤碳氮比失调, 应增施纯氮67.5kg/hm2, 使碳氮比保持在25∶1水平上。

2 免耕技术

免耕是指在地面没有覆盖物的条件下, 在前作原茬上直接进行播种, 作物生长过程中仍需进行中耕管理。与传统耕作相比之下, 免耕可以在土壤通透性较好的干旱、半干旱地区应用。主要方法有: (1) 玉米茬耢茬, 原茬卡种大豆, 中耕垄沟深松或培土作业。 (2) 小麦茬原茬播种玉米或大豆, 中耕深松培土作业。 (3) 大豆茬耢茬, 原茬播种玉米、谷子或高梁。免耕技术保证:一是应选择前茬有深松或深耕基础、土壤通透性较好的耕地;二是免耕应与其他耕作方法轮换使用, 即免耕1~2年, 然后再用其他耕法1~2年, 并与作物轮作相结合;三是必须配套免耕播种机, 以保证播种质量。

3 少耕技术

少耕技术将耕作程序减少到作物生长所必需的、适时而又不致于破坏土壤, 风蚀和水蚀程度又有很大减轻的耕作措施。它是土壤保护性耕作中应用最广泛、最适用、最可行的耕作方法。其主要方法有: (1) 松土少耕法, 在秋季或春季用耕耘机或松土铲, 进行全面疏松土壤作业, 然后春季播种, 夏季中耕管理或免中耕, 这种方法产生粗糙的地表, 可有效地防止风蚀。 (2) 耙茬少耕法。在秋季或春季, 用圆盘耙或钉齿耙、流动针刺耙、驱动耙等机具进行耙茬作业, 然后春季播种, 中耕管理或免中耕。但潮湿土壤不宜耙地, 易产生板结层和土块。 (3) 旋耕少耕方法。旋耕同时播种, 然后进行中耕管理或免中耕。要求旋耕深度为7~8cm, 其经济性好, 并且减轻对土壤结构的破坏, 利于春季保墒, 该方法适于中壤土。 (4) 垄作少耕法。在播种前进行耢茬、灭茬, 然后进行播种, 中耕管理。该方法适宜在沟灌地区和春季易返浆的土壤。 (5) 免中耕。即播种后不再进行中耕管理的方法, 采用药剂灭草。该方法适用于玉米免中耕, 大豆免中耕有减产趋势。 (6) 带状少耕技术。仅对间隔的带状土壤进行耕作的方法, 可减少动土量60%~70%, 主要方法有垄台深松、带状旋耕、灭茬耕作法等。带状宽度可根据作物行距确定, 一般为15~25cm。耕作深度可视土壤条件确定, 可在10~30cm内选择。

4 深松技术

深松是用窄幅工作部件来破碎、松动土壤的耕作方法。深松不翻转土层, 保持原有土壤层次, 可打破犁底层, 加深耕作层、熟化土壤、提高土壤通透性, 增强蓄水保水能力, 减少水土流失, 抗旱防涝, 增产效果显著。主要方法有: (1) 全面深松。深松间距小于35cm或V型全方位深松, 松后形成全虚型耕层构造, 耕层全部疏松。该法适于湿润、半湿润和低温易涝区;半干旱地区必须在伏秋季进行, 接纳秋雨, 春旱秋防。 (2) 间隔深松。深松间隔于70cm, 松后形成虚实相间的耕层构造, 耕层横向虚实并存, 可实现蓄水供水, 用地养地结合。该法适于干旱、半干旱和丘陵漫岗区。 (3) 浅翻深松。即在铧式犁的每个犁铧侧后方安装一个深松铲, 实现上部浅层翻垡, 下层深松。耕后形成耕层上部全虚、下部虚实相间的耕层构造。该法适用于白浆土、黑土层薄和脊薄型土壤区。 (4) 底土深松。底土深松是一种特定耕作深度的深松方法, 要求深松深度必须大于40cm以上。适用于土壤压实特别严重和底土层板结通透性差的地块, 或用于土壤改良。 (5) 中耕深松。要求在中耕时期, 雨季到来之前进行。该法适用于中耕作物的行间深松作业, 可接纳降雨, 抗旱防涝, 减轻水土 (上接第224页) 流失。

5 防止坡耕地水土流失技术

垄作区田法, 是在垄沟或行间中每隔一定距离做出1道横向埂, 使垄沟形成一段段浅穴, 在降雨时可以把未来得及渗入土壤中的雨水就地蓄留在浅穴中, 形成无数个田间地表水库。

6 合理用水、用药和施肥技术

采用先进的节水灌溉技术, 可防止土壤板结, 减轻水土流失;发展自控精确喷药技术和按需施肥及液态施肥技术, 最大限度地节省农药和化肥用量, 保护土壤环境, 防止肥、药污染, 也是保护性耕作的重要组成部分。

7 作物合理轮作轮耕技术

通过作物的合理轮作轮耕, 可改变病虫草生存的土层环境, 减少病虫草害发生;同时通过土层的交换和位移调节土壤结构, 改善土壤肥力。

参考文献

[1]赵兰芳.保护性耕作探析[J].现代农业科技, 2008 (9) :209-210.

[2]刘学军.保护性耕作技术[J].农业开发与装备, 2007 (8) :42-43.

[3]李红霞.保护性耕作技术的实践与探讨[J].科技情报开发与经济, 2007 (21) :279-280.

[4]蔡晨, 马丽丽.保护性耕作技术的推广应用[J].现代化农业, 2007 (6) :22.

[5]陈球.我国保护性耕作的实践与发展探讨[J].科技信息 (科学教研) , 2008 (23) :981.

[6]李传弟, 陈林东, 陈艳秋.发展保护性耕作促进绿色农业发展[J].吉林农业, 2008 (11) :16-17.

《保护土壤》小学科学教案 篇5

教学目标：

1、知道土壤为人类所作的贡献；了解我国的土壤资源；知道人类的许多行为是破坏土壤的；知道垃圾等对土壤的危害。

2、意识到土壤的`重要，能够感激土壤；能够在自己的行动上为保护土壤做出一份努力。

3、培养学生良好的环境意识。

教学准备：

1、有关土壤的资料，记录表格。

2、收集自己进行土壤研究的所有资料和卡片。

教学过程：

（一）导入新课

今天我们来学习土壤和我们的关系。（板书课题）

（二）自主学习

1、了解土壤为人们做了什么

（1）小组交流：你认为土壤能为人们提供什么？

（2）学生拿出自己准备的资料，分小组交流、讨论

（3）把你知道的填写在书上。

（4）小结：土壤是植物的母亲，植物又为食草动物提供了食物，食草动物又为食肉动物提供了食物。动植物死后，土壤中的微生物又将

它们的尸体还原成土壤中的养料，土壤就这样周而复始地为生命提供着无尽的营养，正是有了土壤，才有这美丽可爱的世界。

2、讨论人类的哪些活动破坏了土壤

（1）小组交流：你认为人类的哪些活动破坏了土壤？

（2）学生分小组交流、讨论

3、讨论假如地球上没有土壤会怎么样

（1）小组交流：你认为假如地球上没有土壤会怎么样？

（2）学生分小组交流、讨论

4、讨论我们能为保护土壤做什么

（1）小组交流：你认为我们能为保护土壤做什么？

（2）学生分小组交流、讨论

（3）小结：我们小学生能做的就是搞好宣传工作。

（4）指导学生自办土壤小报，搞好宣传工作。

（三）拓展创新：

引导学生写出或画出他们的建议，指导学生办好土壤小报。

教学反思：

土壤生态保护 篇6

一、保护地土壤酸化的原因

土壤pH值取决于成土母质和立地条件，同时受到年降水量、耕地深度、施肥量以及施肥种类等因素影响。保护地种植业的发展壮大，改变了传统的种植模式，大量肥料特别是酸性化肥的大量施用，加速了土壤酸化的进程。土壤酸化的发生原因主要有以下几个方面。

1. 年降水量过少的土壤易酸化 夏季保护地一般不再种植作物，多露天休耕，降雨量大的地区或年份，土壤不易酸化或酸化速度慢。这与土壤中的酸离子和水解后的金属离子形成难以溶解的化合物有一定关系;同时，酸离子被雨水稀释后沉积到犁底层以下，难以对作物造成危害。

2. 土壤有机质含量过低加重酸化 土壤有机质中的腐殖质有着巨大的比表面积和表面能，具有较强的吸附性，以及较高的阳离子代换能力，在很大程度上能缓冲土壤中H+的浓度。目前山东省邹城市保护地春茬马铃薯种植面积有2万亩，在肥料使用上复合肥占80%左右，商品有机肥占20%左右，农家肥几乎为零，由于常年大量使用化肥以及质量参差不齐的商品有机肥，土壤有机质含量逐年降低，很多地块有机质含量小于28克/千克，土壤缓解H+能力不强，致使土壤酸化趋势加重。

3. 旋耕的耕作方式造成土壤酸化 调查发现，保护地常年采取旋耕的方式，耕层浅，90%以上的为冬季种植经济作物，很难实现冻垡，致使土壤板结，通透性差，土壤中嗜酸有益菌活性降低，导致H+长期在土壤中累积，造成土壤酸化。

4. 不合理的施肥方式加快土壤酸化 调查发现，90%的保护地种植户，种植作物的产量与效益主要依赖各种各样的化肥，酸性肥料如硫酸钾或硫酸钾型复合肥常年大量使用，是导致土壤酸化的另一个因素。种植户偏爱的磷酸二铵所含的五氧化二磷与水反应生成磷酸，磷酸在土壤中大量积累，加快了土壤酸化的进程。还有有机肥——鸡粪，由于其含有大量的84消毒液、呈现酸性，据大量的调查结果，施用鸡粪的地块土壤酸化严重。

二、土壤酸化对作物的影响

1. 影响作物的正常生长 土壤中的中微量元素如钙、镁、钠等在酸性土壤中会显著减少且易随水淋失，影响作物的正常生长，致使保护地经济作物综合抗性逐年降低，投入产出比缩小。

2. 重金属中毒 土壤中铁、锰、锌、铝等重金属化合物，在酸性土壤环境条件下，极易水解成重金属阳离子，这些阳离子在土壤中达到一定浓度后就会对作物产生毒害作用。主要表现为植株生长不良，叶片出现重金属中毒症状，如叶片失去光泽呈现灰白色或边缘焦枯等。

3. 导致微生物活性降低 土壤有益菌都适宜在中性土壤中生长发育，如硝化细菌适宜的pH值为6.5～7.9，自生固氮菌为6.6～7.5，纤维素分解菌为6.8～7.5。随着土壤环境的酸化，土壤中有益菌活性降低，直接影响有机质的矿化和氮的固定。

4. 影响作物对肥料的吸收与利用 土壤酸化直接影响作物对各种元素的吸收与利用，当土壤pH值降低至4.0左右时，即使施肥作物也难以利用，表现出生长不良、缺素症状，严重时根系生长受阻，主根短而细，呈黄褐色，后期变成黑褐色，植株生长不良或停止生长，直至死亡。

5. 对种子发芽势有影响 种子发芽势与土壤pH值有一定的相关性，土壤pH值小于2时种子不发芽，当pH值在2～2.5之间时种子发芽异常，在2.5～7范围内，发芽势随着pH值的上升呈显著的正相关。如2010年山东省邹城市北宿镇菜农侯以安所育的越冬黄瓜苗，由于苗床土pH值低，造成出苗困难，出苗后根系不伸长。

三、酸化土壤应对措施

1. 配方施肥 配方施肥不仅表现在农作物增产效应上，而且在培肥土壤、提高土壤肥力的同时，能够在一定程度上避免因盲目大量施用化肥造成的土壤酸化现象。配方施肥是在科学测土的前提下，根据作物种类、需肥特点以及土壤中可利用的养分，合理搭配“三要素”与中微量元素之间的合理比例，规避化肥对土壤的污染，提高肥料的最大利用率。

2. 分阶段施肥 对于采收期长、产量高的保护地作物如嫁接黄瓜、嫁接茄子，可采取分次施肥方法，减少底肥使用量，在作物生长发育阶段根据作物的形态表现，有针对性地施用相应的肥料。可采取冲施、叶面施肥方式，满足作物对养分的需求。

3. 增施有机肥 长期以来，化学肥料由于施用后效益高、见效快，受到保护地种植户的普遍偏爱;商品有机肥在一定时期备受农民青睐，但由于生产原料的参差不齐，质量差的有机肥往往引起对土壤的二次污染。保护地所使用的鸡粪一定要腐熟并晾晒7～10天后再施用，防止残留在鸡粪里的84消毒液对土壤造成污染。

4. 施用生物菌肥 生物菌肥是以优质有机质为基质发酵而成的新型肥料，除了具有增加土壤有机质的作用外，还具有平衡土壤菌落、提高作物综合抗性等多种效果。该肥具有一定的吸附能力，能够吸附游离在酸性土壤中的重金属离子成为难以溶解的化合物，不再对农作物造成危害。2013年我们在邹城市看庄镇前疙村、滕州市界河镇西万院村早春保护地马铃薯上进行了菌肥施用试验，主要做法是在马铃薯种植前沟施木质素菌肥，每亩用量为80千克。经定点观测马铃薯的生长势、综合抗性，收获时测产，以及马铃薯收获后对种植的夏玉米跟踪调查，施用木质素菌肥的处理马铃薯生长势、综合抗性均优于未施用菌肥的地块（CK），夏玉米在生长发育期间没有出现停止生长现象;施用木质素菌肥的地块比对照平均增产15.3%;土壤pH值由原来的5.8提高到6.3。

5. 化学措施 酸性和强酸性土壤同时存在着钙、镁、硅等中微量元素失调现象，此类保护地除了采取上述技术措施外，还应当采取化学措施，包括施用生石灰和碱性肥。生石灰每亩用量为100千克。生产实践表明，施用生石灰极易引起土壤有机质的迅速流失，造成土壤板结、通透性差，不利于作物根系生长，因此施用时最好增加有机肥的用量，一般增加30%～40%。碱性肥料包括钙镁磷、硅钙肥等，这些肥料在施用时最好与腐熟的有机肥混合，以起到相互促进的效果。

6. 秸秆生物反应堆技术的运用 秸秆生物反应堆就是以秸秆为原料在腐熟菌剂的作用下为保护地种植的作物提供所需要养分的同时提高地温。内置式生物秸秆反应堆与酸性土壤形成一个隔离层，避免酸性土壤对作物的危害，确保植物的安全生产。山东省兖州区兴隆镇刘学才的日光温室连续种植8年，由于连年施用大量的化肥，造成土壤严重酸化（土壤pH值为4.9），出现严重死棵现象。2010～2013年我们在黄瓜生长发育期间采取了内置式秸秆生物反应堆处理，深冬季节植株没有表现节间短、叶片硬等低温症状，常见的霜霉病、灰霉病、黑星病等发病率低，黄瓜口感好。由此可见，采用内置式生物秸秆反应堆技术是能够在酸性或强酸性土壤中确保作物安全生产的有效措施之一。

（作者联系地址：山东省邹城市农业技术推广站 邮编：273500）

土壤对植物的生态作用 篇7

“万物土中生”。除了极少数水生植物和寄生植物之外,植物生长发育所必须的水分、养料、温度和空气都由土壤供给,土壤是植物生长发育的基地。植物要在土壤里扎根和进行呼吸作用,需要土壤有适宜的温度和通气条件;作物正常生长发育,要从土壤中吸收水分和养料[1]。土壤及时满足植物对水、肥、气、热等要求的能力称为土壤肥力。肥力是土壤最本质的特征,通常说土壤肥瘦、好坏,主要是反映土壤肥力的高低。肥沃的土壤同时能满足植物对水、肥、气、热的要求,是植物丰产的基础。土壤之所以重要是因为它是植物生存的重要生态环境。在研究土壤和植物的关系中,要了解土壤性状及其对植物生长发育影响,从而能动地去改良土壤,合理施肥,提高土壤肥力,创造适合于植物生长发育的土、肥条件,为夺取作物的高产稳产创造条件[2]。

1 土壤性状与植物的关系

土壤包括以下各种成分:土壤空气、土壤水分、土壤有机体和土壤无机体、还有各种不同的生物特别是物生物及其活动的产物—腐殖质。土壤中的所有这些成分以及它们之间的相互关系都影响着土壤的性质和土壤肥力,从而影响植物生长[3]。

1.1 土壤空气

土壤空气是植物生长发育不可缺少的因素。它影响植物根系的呼吸作用,进而影响整个植物的生理机能;同时也影响着土壤微生物的活动,归根结底是影响植物营养条件的重要因素。

土壤的空气基本来源于大气,只有很小一部分气体来源于土壤本身的生化反应。土壤空气中N含量占80%;O2和CO2占20%。由于微生物、动物和植物根系的呼吸作用和大量有机质的分解,土壤中O2的含量大大减少(大气中O2为20%;土壤中为10%~12%),同时又使土壤中CO2的含量大大增加,超过空气中CO2含量的几十倍到几百倍(大气中CO2含量为0.03%;土壤则高大2%以上;通气不良的情况下,还会增高到5%以上)。

1.2 土壤水分

植物生长发育所需要的水分必须是土壤环境中的水分。它来自降雨、降雪或地下水上升以及水蒸气的凝结。养分只有溶于水中才能被植物吸收。养分的运输也只有通过水的运行才能输送到植物体的各个部分。矿物养分的溶解和转化,有机物的分解与合成等等,也都只有在水分存在并且直接参与下才能进行[4]。同时,水分还能调节土壤温度。

土壤水分过少,则不能满足植物正常生理活动的需要,并且好气性细菌分解活动过于旺盛,造成土壤有机质含量贫乏。如果土壤水分过多,尤其是地下水位过高时,土壤空气不流通,氧气缺乏,助长嫌气细菌活动,产生硫化氢等有毒物质,阻碍根系的呼吸和养分的吸收,使根系腐烂,种子不能萌发。此外,水分过多还引起养分流失,降低土壤的肥力。因此保持土壤水分的平衡,适时调节土壤水分和空气的关系,对于植物的生长是十分重要的。如何才能建立起合理的土壤水分关系呢?关键是改良土壤。具备团粒结构的土壤才能自动调节土壤水分的均匀,改善土壤水、肥、气的矛盾,为植物的生长发育提供了良好的生活条件。

1.3 土壤温度

土壤温度一方面制约着各种盐类的溶解速度,土壤气体的交换和水分的蒸发,土壤中各种微生物的活动以及土壤有机质分解的速度和养分的转化等,因而影响到土壤的各种性状而间接影响植物生长。另一方面,土壤温度对植物也有直接的影响,如影响植物种子萌发和扎根出苗。各种种子发芽要求一定的土温,如小麦发芽的最低温度为1℃~2℃,最适28℃;玉米和南瓜发芽的最低是10℃~11℃,最适是24℃。土温还影响根系生长和呼吸以及根系的吸收能力,根系的呼吸能力一般是随土温减低而减弱,这是因为低的土温抑制根系的生长和降低其代谢,从而减弱其吸水作用;同时低的土温使根系的呼吸强度降低而影响对矿质的吸收。

1.4 土壤酸碱度

土壤酸碱度是指土壤溶液的酸性和碱性,常用PH值来表示。

土壤过酸或过碱都会引起植物蛋白质的变性和酶活性的迟钝而使植物死亡;另一方面,土壤酸碱度影响无机盐分的溶解和土壤微生物的活动,而间接影响植物的营养。此外,土壤酸碱性还影响微生物的活动。通常硝化细菌和好气性固氮细菌都不能在酸性较大的土壤里共存,所以酸性反应不利于硝化作用,许多豆科植物的根瘤菌也会因土壤酸性增加而死亡,自生固氮菌在土壤p H4.5~5时虽可生存,但实际上已失去了固定分子氮的能力。

因此,植物不能在过酸或过碱的土壤里生长,一般植物能生长的范围在土壤酸度3.5~9之间,最适宜的范围是在5~8之间,常见的农作物大都适宜于中性土壤。

1.5 土壤生物

土壤中微生物的数量非常庞大,据计算,在一克土壤里,微生物的数目可达数千万乃至数十亿个;种类也相当复杂,主要有细菌、防线菌、真菌、藻类等。

土壤微生物的作用非常大,除了担当物质循环中的还原者外,固氮菌能把土壤中游离的80%以上氮分子固定成为植物肥料;有的植物没有真菌(菌根)的共生便不能生存。此外,微生物生命活动中产生的有机酸、生长素、氨基酸等,可成为植物的营养物质。有些微生物所合成的胡敏酸及有些微生物所产生的吲哚乙酸和其他的生长刺激物质对植物的生长有明显的刺激作用。有些细菌可使硫化氢、甲烷等有毒气体氧化成无毒的物质。

2 土类与植物的关系

我们常见的生态土类有盐碱土、砂土、酸性土、钙质土。长在不同类型土壤上的植物由于长期适应,产生了相应的植物生态类型。例如盐碱地环境里生长的是盐生植物和碱生植物;酸性环境中生长的是酸性植物;钙质土环境里生长的则是喜钙植物。

2.1 盐碱土植物

盐碱土是盐土和碱土的总称。所谓盐土,是指土壤中可溶性盐含量相当于土重的%以上,有的可打3%以上。对于植物生长来说,土壤含盐量在0.2%以下,对植物无妨碍;在0.2%~0.5%之间仅对幼苗有危害;在0.5%~1%之间,大多数植物不能生长,只有一些耐盐性强的植物,如棉、西瓜、甜菜等可以生长;1%以上,则只有特殊适应于盐土的植物才能生长。在生理上,根据抗盐能力的强弱可分为积盐性植物、排盐性植物、不透盐性植物[5]。

盐土和碱土对植物的害处有以下几反面[6]:a)盐分浓度过大,植物的根或种子均不能在土壤盐溶液中吸取足够的水分,甚至细胞中的水分还向盐溶液中倒渗,引起植物生理干旱而枯萎死亡;b)直接伤害植物组织,尤其是碳酸钠和碳酸钾,常常引起植物死亡;c)盐分浓度过大,原生质受害,蛋白质合成受损,致使含氮中间产物的积累,出现“自身中毒”现象;d)高盐浓度下,气孔不能关闭,使植物枯萎死亡;e)碱土的碱性过大,破坏了土壤结构,植物无法生存。

对于盐碱土植物生态的研究是生物脱盐,改良盐碱土的重要方面。盐碱土的改良有水利和农业措施,如洗盐排水,用有机肥或酸性肥料中和碱性,改良土壤结构等。此外,通过植物改良盐碱土也是重要的一环,如中国北方不少地区有用种水稻结合排水洗盐等来改良盐碱土的,一般说,种水稻2年至3年后,盐分大多洗去,这样,在改土过程中同时可得到收益。

2.2 沙土植物

在荒漠、半荒漠海滨及草原分布的地带性或非地带性的沙丘上,由于具有温度变化剧烈、基质贫瘠、流动性大、表层干旱等特点,因而限制了许多植物在这样的生境生长和分布,只有那些有特殊适应能力的植物才能在这样的生境中生存、发展。这类植物通常称之为沙生植物。

沙的流动性是沙生植物适应于当被沙淹没时能在被沙埋没的基干上长出不定根;在暴露的根系上也能长出不定芽。沙生植物的根系特别发达,水平根和根状茎有的可以长达几米,十几米或二十几米以上,紧附着沙土,这就是沙生植物的固沙作用。利用沙生植物固沙和改造沙生生阱特点,是根治沙地的最有效办法。例如用沙竹、沙米、沙拐枣、籽蒿、绵蓬等来固定流动沙丘,这些植物借其强大的根系固着沙丘,减少沙的流动性,使流动沙丘逐渐固定为半固定或固定沙丘。再在其上种油蒿、沙荠、花棒等,以进一步固定沙丘,其枯枝落叶并增加了沙丘有机质和蓄水保水的能力。当这些植物形成郁闭时,这种植物小环境更起了改变沙地气候的作用。以后就可以逐步在上面造林治沙,种植庄稼。

2.3 钙土植物

这类植物是与酸土植物相对而言的,两者对土壤钙盐的要求是两个极端。钙土植物只有在石灰性含钙丰富的土壤中才能生长,所以又称喜钙植物。

石灰性土壤的特点,主要是富含碳酸钙,土壤呈碱性反应,钙对植物的生态作用,在于钙直接影响植物的代谢,同时钙对土壤的物理结构、化学反应、营养状况以及土壤微生物发生影响。南天竹、柏、西伯利亚落叶松等都是著名的钙土植物,蜈蚣草、铁钱蕨、野花椒、黄连木等亦属此类。

2.4 酸性植物

这一类植物能生长在酸性土壤上,也就是说它们生长在土壤却钙、多铁铝的环境里,所以又称为非钙植物。在土壤缺钙的情况下,土壤坚实、通气不良、容易缺水、水温较低、呈酸性或强酸性。越橘、杜鹃、酸模、茶、马尾松、芒萁以及许多兰科及酸沼中的植物是典型的酸性植物。它们在钙土上是不能生长的。

3 土壤污染与植物的净化作用

工业“三废”不仅污染大气、水域、也同样污染土壤,影响植物的生长,甚至严重影响农、林、牧业的发展,并进而影响人体健康。

土壤被污染后,土质变坏,结构被破坏,土壤变板结,并使土壤贫瘠化和盐碱化,甚至不能生长植物,成为不毛之地。就是生长在上面的植物也因为吸收了土壤中的有毒元素而受到污染,人、畜食后发生病害,严重的会致死。日本神岗山开采铅锌矿排放含镉废水是第二次世界大战的事,到50年代已采取废水治理措施,此后河水中含镉很少。但事隔十几年的今天该地区骨疼病人反而日渐增多,原因就是土壤受镉污染20年后仍然含镉并转移到稻米中,而人吃了给地区稻米受到严重毒害之故。重金属元素如镉、砷、铅等对土壤的污染特别严重。

如何净化被污染的土壤?除了消除污染源、调换已被污染的土壤;调整土壤的酸碱度,如对被污染而反碱的土壤可施磷酸等,也可以通过控制土壤酸度来降低土壤中镉的活性,并抑制土壤对镉的吸收等办法外,利用植物对重金属元素或有毒元素的选择吸收作用来消除土壤中的有害元素也是重要的一方面。因为植物对元素具有选择吸收的能力,有的植物吸收和积蓄这种元素,有的则选择吸收另一种元素。有的植物甚至能把某些稀有元素或者在土壤中含量极少的元素积累在身体中,如蕨类植物中的横须贺蹄盖蕨(Athyrium yokoscense)能吸收镉,如干种紫云英积累硒,许多毛莨属及菊科植物体内积有锂,在松体内积蓄铝,浮萍能积累金、镭等等,植物的这种能力一方面可以作为找矿时的参考,用作为指示植物;另一方面也可以作为植物吸收和净化土壤污染之用。

4 结语

做为万物生长的根基,生命的摇篮。土壤对植物有重要的生态作用,它不仅提供了植物生长发育所必须的水分、养料、温度和空气,同时植物生命活动所需要的各种不同矿质元素的吸收和运输也与土壤环境密不可分。土壤是植物生存的重要的生态环境。

长在不同类型的土壤上的植物,由于长期适应,可以产生出相应的植物生态类型,这说明植物对土壤因子的变化可以作出不同的反应和适应,同时植物对受污染的土壤还有改造和恢复的能力。

土壤仅作为影响植物的一个方面的因素,还有阳光、空气、水分、温度等重要生态因子。因此,在研究中,我们要注意把各个因子综合起来,又要全力找出一定条件下的主导因子,从而为我们采取相应的管理措施提供依据,这是研究植物生态的一个重要方面。

参考文献

[1]云南大学生物系生态地植物学组.植物生态与植物群落基本知识[M].北京:科学出版社,1976:101-102

[2]唐廷贵.植物生态浅说[M].上海:上海科学技术出版社,1984:63-65.

[3]赵儒林,洪必恭,高兆彬,等.植物生态学概要[M].江苏:江苏科学技术出版社,1983:135-136.

[4]张大勇.植物生活史进化与繁殖学[M].北京:科学出版社,2004:89-90.

[5]王晓燕.松嫩平原南部地区盐碱植被的初步研究[J].中国草地,1989,03:32.

土壤生态保护 篇8

1 我国农业土壤污染现状

1.1 农田即耕地质量下滑

据国土资源部2009年发布的全国耕地质量等级调查与评定成果显示, 全国耕地质量平均等别为9.80, 级别总体偏低。据农业部测算 (高于当地平均单产20%为高产田, 低于20%为低产田, 其余为中产田) , 对农田情况分县调查统计结果, 在中国1.22亿hm2耕地中, 高于当地平均单产20%的高产田约为0.37亿hm2, 其余0.85亿hm2为中低产田, 占比近70%。而中低产田中易于改造的约为0.58亿hm2。直到今天, 中国因各种原因耕地退化面积, 已占耕地总面积40%以上, 如水土流失、贫瘠化、次生盐泽化、酸化等。根据国家第2次全国土壤普查的数据, 全国大部分地区有机质含量为0.5%~2.5%, 属于较低水平。

1.2 农田土壤污染严重

根据环保部第1次全国污染源普查, 2007年中国农业源化学需氧量 (COD) 1324.09t、总氮270.46万t、总磷28.47万t, 分别占全国污染物总排放量的43.7%、57.2%和67.3%;农业源化肥需氧量 (COD) 、总氮、总磷排放量成为水体的主要污染源。调查初步表明, 全国受重金属污染的土地约2500万km2, 每年被重金属污染的粮食多达1200万t。最近, 由中国国土资源部土地整治中心和社科文献出版社发布的该蓝皮书显示, 中国耕地受到中、重度污染的面积约333.33万hm2, 很多地区土壤污染严重, 特别是大城市周边、交通主干线及江河沿岸的耕地重金属和有机污染物严重超标, 造成食品安全等一系列问题。

1.3 肥料的投入比例不当导致土壤肥力下降

自20世纪80年代以来, 中国粮食总产量提高了41%, 单产水平提高了56%, 增长约4399kg/hm2, 而化肥投入量实际增长了225%。目前, 中国耕地氮素化肥平均施用量已达到191kg/hm2 (按粮食作物播种面积计算) , 分别是法国、德国、美国的151%、159%和329%, 但耕地作物粮食作物单产水平仍然较这些国家低10%~30%, 按播种面积计算则低20%~40%。由于施肥方法、施肥量、施肥时间的不合理, 肥料利用率很低, 被植物利用的部分很少。化肥的过量使用, 不能被植物利用, 大量停留在土壤中, 造成对土壤严重的污染。

2 国外发达国家的实践经验

发达国家如美国、英国、和韩国是世界上重视土壤保护且土壤保护中投入资金最多的国家。注重农田土壤土质退化和保护土壤被污染以及土壤肥力的保护, 其显著的特点是通过政府的积极政策干预和立法来保护农田土壤, 以及试行在土壤养殖和种植相互搭配。

2.1 政策的干预

在美国, 政府提供种田补贴, 减免税租, 给予货贷等经济措施鼓励农场主积极土壤保护。另外, 政府来投资建造大规模的标准的土壤保护示范工程, 免费向农场主推广对耕地的保护措施, 通过“三结合”即教育、科研和培训, 开展技术类咨询和政策措施, 努力提高务农生产者的技术水平、文化素质和环保意识, 尽力促使公共也参与到土壤保护行动中。

英国环境、食品及农村事务部于2008年3月31日发布了新的土壤战略计划草图——《英国土壤战略草案征询意见稿》, 这是2004年发布的第一个《土壤行动计划 (2004—2006) 》的延续, 其目的旨在通过改善相关的土壤管理措施, 保持第一个行动计划所取得的成绩, 确保土壤的可持续管理。该战略计划是“保护环境, 以维持碳储存 (减缓气候变化) 和土壤质量”;建立有机肥料投入土壤的风险度评估, 以及评估其对人类、动物、植物健康及环境产生的影响。

2.2 法律法规的保障

以美国为例, 2000年以来, 美国在原有和新引进项目的同时农场主们得到了逐步增加的土保津贴。如, 2007年《农场安全和农村投资行动计划》保护资金都用于土地退耕或休耕。《2002—2007环境质量激励计划》投入资金高达58亿美元, 增加了保护安全项目和农场耕地保护项目。投入则会有更高的产出, 一个明显的优势美国农业的2/3产量只占1/4美国耕地总面积。

英国环境、食品及农村事务部出版了《推荐施肥手册》, 用于指导农户施肥。在一般耕作区, 政府不要求严格按手册上的施肥量施肥, 但氮肥必须按规定的施肥量施肥。

2000年以来, 韩国政府农业部也采取了一系列政策措施, 促进亲环境农业的发展, 政策包括:制定专门法律, 引进先进的制度, 制定和实施了一系列刺激计划, 提出了几大任务:建立亲环境农业发展基础;促进综合性农地培养及畜产粪尿资源化;支强化国际协作;改善山林环境等。制定了加强基础建设、强化标准管理、倡导循环经济、加强示范引导、促进多方参与、强化国际接轨等一系列相应措施。

2.3 农田土壤养殖和种植相互结合

在这方面发达国家也走过不少弯路。如韩国在20世纪70年代民间团体发起的实践活动, 旨在遵守农药安全的使用标准和施肥标准, 使用添加剂等, 直接导致化肥、农药使用过量, 土壤退化和土地生产力降低, 影响了农业可持续发展又危及食品安全。美国重视农业投入管理, 树立农产品安全意识。农场注重养殖业与种植业之间在饲料、肥料等方面的相互促进与相互协调关系。养殖和种植是为了在饲料、肥料等方面协调发展, 环境的协调和生态协调。养殖场的动物粪便或通过输送管道或者直接干燥固化成有机肥归还农田, 既防治环境被破坏又提高了土壤肥力。

3 启示和建议

针对我国现实状况, 农业土壤污染范围广、程度深, 农村环保机构的缺失及以政府主导的农村环境管理体系的不完善, 在土壤治理中, 转变思路尤为重要。在考虑技术的同时, 也要考虑农民增收, 提高农民的环保意识, 让农民成为保护的主体, 且从保护中受益, 走农业和农村经济的可持续发展之路。

3.1 发展种植业与养殖业相互结合的循环农业

在农业生产主产区转变其发展方式, 改变依赖农资投入取得高产的粗放生产方式, 发展绿色、有机食品生产模式。如在平原地带和三角洲地区, 把种植业和畜禽养殖业相结合, 发展以农田—养殖场—沼气池型生态循环农业;在平原地区种植业和养殖业相结合, 以养殖决定种植, 以种植促进养殖, 循环利用和发展, 既提高了粮食的安全又可实现多处增收。

3.2 建立耕地质量监管机制

政府应该加强对农田污染和对农业投入品的重点监管, 根据耕地质量和粮产主区, 把耕地划分为几个标准, 加大财政专项扶持, 实时对土壤质量经行监控和专项保护。对非农业占地占补平衡验收时, 数量和质量必须保持一致。在土地流转时, 也要实行按耕地质量定价转让价格。为确保国家粮食安全, 建议在基本农田制度的基础上, 建立并完善基本粮田制度, 以各类项目建设和补贴资金予以重点支撑和保障。

3.3 合理粮食生产布局, 发展西部生态经济

我国西部土壤污染严重, 生态环境严重恶化对中部和东部地区社会经济发展构成严重威胁, 必须加强对西部环境的重视, 从大局出发合理安排粮食生产的布局。如西南地区贵州、广西、云南等地, 植被覆盖度低、水土流失严重、石漠化面积大。重度石漠化地区应封山育林, 发展种草养畜和经果林, 防治石漠化和水土流失。西北省区, 包括甘肃、陕西、宁夏、内蒙古等地, 过度开垦使土壤遭受严重侵蚀, 实施退耕还灌还草还林, 发展林果业, 退化严重的草场应实行禁牧轮牧, 控制水土流失和恢复林草植被。

摘要：本文在阐述了当前我国国内土壤面临的严峻形势, 即农田土壤污染和质量下降, 指出了加强土壤质量管理的必要性, 并借鉴以美、英、韩发达国家的农田土壤保护措施, 分析和总结国外土壤质量管理的经验, 结合中国新农村建设中农田土壤的现实性问题, 提出了关于中国农田土壤保护的若干建议。

土壤改良暨粮食高效生态生产模式 篇9

我国农业正处在由传统农业向现代农业过渡的转型期, 进入了全新的发展阶段, 各地正在积极探索其发展路径, 高效生态生产是今后发展的方向。北票市农业中心在这方面一直在努力跟踪国内外玉米生产前沿领域技术发展动态, 不断引进新成果和现代生态农业技术, 并吸取传统农业精华, 经过3年的研究和试验、示范, 取得了明显的经济效益和社会效益。2007~2009年在巴图营和泉巨永示范146公顷, 平均单产900毫米/公顷, 比对照增产30%~40%, 纯收入增加6000元/公顷。已逐步完善成今天较为成熟的集成技术体系-粮食高效生态生产模式, (即:玉米/大豆//小麦交互换带立体少耕种植高效生态生产模式) 。

粮食高效生态生产模式属现代农业范畴, 它坚持走“资源节约、高效生态、绿色低碳和可持续发展”的道路, 符合北票市情, 具有很强的方向性, 是辽西山区粮食生产的必然选择。

二、关键技术

采取四项措施 (工程、生态、农机、农艺) 应用九大主推技术。

1. 推广高产专用品种, 加大种植密度

品种在农业生产要素中始终处于最为先决、最为关键、最为核心的生产要素。首先要选对品种, 优化品种结构, 推广株高适中、耐密、中晚熟靠群体增产的优良品种。把最好的品种种植到最适宜的地方。主推的品种是丹科2151, 保苗60000株/公顷左右, 比常规均匀垄种植, 普遍提高密度15000株/公顷左右。大豆选择丰产性好、株矮、分枝少、结荚多的新品种东单50, 密度120000株/公顷。

2. 采取玉米/大豆//小麦交互换带立体少耕, 高效生态种植形式玉米/大豆 (50+50厘米:

50+50厘米) 玉米//小麦 (90厘米:90厘米) 它的好处是:

(1) 高矮棵作物搭配, 形成立体种植, 立体采光。提高了复种指数, 实现了一地多收。

(2) 充分发挥了边际效益, 玉米都是边行, 通风透光, 光合效率高。特别是对处于玉米中部对产量形成起关键作用的“穗三叶”光合生产环境得到改善, 光合生产率明显增强。群众说“玉米不减产, 大豆是白捡”。

(3) 玉米、大豆、小麦不仅当季作物高产, 最为重要的是为下一年再创高产打下良好的基础。因为大豆、小麦茬免耕, 来年要铁茬直播玉米, 特别是大豆茬的根瘤固氮作用, 为土壤留下了氮肥, 是典型的环境友好型作物, 豆科作物在提倡低碳经济的今天, 应大力发展。大豆茬的土壤微生物还有改良土壤的作用, 有利于形成团粒结构, 豆科作物对磷的需求敏感, 我们可以利用实现以磷调氮, 以水调肥, 减少来年下一季作物用氮总量, 实现低碳生产模式。控制面源污染, 由于一深一浅, 一高一低的作物搭配, 也能实现种地养地相结合。

3. 隔年隔带旋耕深松生态整地技术

隔年隔带旋耕深松是耕作制度的一项改革。大豆茬免耕明年铁茬直播玉米, 摒弃了传统的全田翻耙压畦整地, 而是只旋耕玉米带, 深松40厘米, 打破犁底层, 形成虚实并存的土壤结构, 防止地表水径流, 增强了土壤持水能力。形成“土壤水库”。

大豆茬铁茬越冬, 可起到对农田防风固沙的作用, 豆科作物固氮本身就是低碳经济, 降低边际成本, 因此, 这项技术, 能实现资源节约、高效生态和绿色低碳的目标。

4. 测土配方平衡施肥技术

“民以食为天, 土以肥为本”, 沃土是实现高产的基础, 保持这个基础的核心就是持续不断的向农田施入大量的有机肥。土地施化肥犹如人类抽大烟, 地只能越种越瘦, 而且农产品质量差。我们的目标是把农肥增上去, 把化肥降下来, 总的原则是“多施农肥, 限量化肥, 稳氮、增磷、补钾、调微”并做到以磷调氮和以水调肥。2011年目标产量15000毫克的投肥指标是: (1) 农肥45000毫克/公顷, 底肥氮、磷、钾复合525毫克/公顷, 追肥尿素375毫克/公顷, 锌肥15毫克/公顷。 (2) 大豆:底肥施二胺150毫克/公顷, 尿素75毫克/公顷, 硫酸钾195毫克/公顷, 锌肥7.5毫克/公顷。亩追施尿素150毫克/公顷。要求底肥深施, 种肥隔离。

5. 生态防治病虫害技术

玉米大豆立体栽培, 田间通风透光条件好, 本身就降低了玉米病害发生的风险, 生育期田间基本不感病。北票市玉米主要病害是玉米螟, 全省目前重点推广人工饲养赤眼蜂防治技术, 每30米放一卵块, 杜绝了农药污染。

6. 节水灌溉技术

在全面完成土地整理的基础上, 打井配套水利设施, 采取地下管灌节约用水, 因需供水, 以水调肥, 特别要注意中后期水肥管理。

7. 化控技术

(1) 为了防止徒长大豆在出花期一定要喷施15%的多效唑, 以控制徒长, 施可湿性粉剂750克/公顷, 对水750毫米喷雾。矮化植株, 防止倒伏, 提高成荚率, 效果很好。

(2) 玉米在9~12片叶时, 根据田间长势, 如有徒长现象, 也可用多效唑控制。

8. 秸秆还田技术

沃土是实现粮食高产的基础, 保持这个基础的核心是建立农业生态内部的物质流和能量流的良性循环, 形成循环农业经济。也就是说把人类从土壤取走的东西, 再通过农业生态链补偿回来。一是间接通过养殖业过腹还田;二是把秸秆直接粉碎, 结合旋耕还田, 秸秆还田的好处是, 既增加土壤的有机质, 又还予农田急需的钾肥。

9. 提倡机械化种植

向精准农业发展, 做到机整地、机播、机管、机收等全程化机械作业。

综上所述, 可概括为一个充分发挥;两个建立结合;三个改善提高;三个实现。

一个充分发挥:充分发挥了边际效益。

两个建立结合:建立了“土壤水库”, 用地养地相结合。

三个改善提高:改善了玉米生长的外部环境, 提高了通透性, 解决了高秆作物, 玉米海问题;改善了土壤结构, 提升了有机质, 供肥能力增强;改善了田间光、热、水、气、肥等资源条件, 增加了种植密度, 提高了复种指数, 实现了一地两收或三收。

草地土壤微生物生态研究概况 篇10

1 牧草与土壤微生物的相互作用

草地土壤微生物是草地生态系统的重要组成部分,是土壤有机复合体的一个重要组成部分[1],在草地生态系统中,土壤微生物具有巨大的生物化学活性,在物质转化和能量流动过程中起主导作用,它被认为是评价土壤肥力的重要生物学指标。在草地生态系统中,微生物在土壤中的分布与活动可以反映土壤中各种因素对微生物分布、特性、功能的影响,同时也反映了微生物对植物生长发育、土壤肥力和物质循环与能量转化的影响和作用。对于土壤微生物生态学研究来说,有必要查明土壤中微生物的数量及其组成情况。

2 草地土壤微生物研究方法

2.1 微生物平板培养方法

微生物平板培养方法是一种传统的试验方法。这种方法主要是利用培养基分离和筛选出土壤微生物,再根据微生物的菌落形态及菌落数量来判定微生物的类型及其数量。但由于土壤微生物种群和生活习性的多样性,实际上只有很少一部分微生物能够在培养基上生长,因此,此方法不可避免地会低估土壤微生物的种类和数量[2];但该方法在一定程度上能够准确地反映出土壤微生物的结构和数量特征,而且许多微生物资源的开发与利用还是要依赖这种传统技术,这是目前利用率较高的一种分析方法。

2.2 磷脂酸(PLFA)法

磷脂酸(PLFA)法是一种较新的生物化学方法[3],是应用磷脂类化合物的脂肪酸组成来研究微生物群落结构。采用该方法分析微生物群落的多样性是基于不同微生物具有不同PLFA种类,而且微生物的PLFA含量与微生物生物量具有一定的比例关系。但PLFA模式并不能给出一个实际的微生物种类组成,仅是群落结构的概况。PLFA分析结果有时要结合生态因子进行综合评价,才能获得准确的信息。在对微生物的研究中,有时怀疑总生物量没发生变化时微生物群落结构是否发生变化,而传统分析方法很难证实或观察到这种变化,但PLFA方法能用于这种情况下微生物群落结构的检测,因此,PLFA方法是一种较好的评价广谱群落差异的分析方法。

2.3 Biolog方法

Biolog系统是Garland和Mills于1991年建立起来的一套用于研究土壤微生物群落结构功能多样性的方法。Biolog的原理是微生物在利用碳源过程中产生自由电子,其与四唑盐染料发生还原显色反应,颜色的深浅可以反映微生物对碳源的利用程度。由于微生物对不同碳源的利用能力很大程度上取决于微生物的种类和固有性质,因此,在一块微平板上同时测定微生物对不同单一碳源的利用能力就可以鉴定纯种微生物或比较分析不同样点的微生物区系的差异[4]。Biolog方法具有快速而可再现的特点;然而,Biolog方法也存在一定的缺点。研究表明,底物的氧化取决于所用接种物的组成和密度。接种微生物的生理状态可能影响底物利用的动力学和模式[5],在测定过程中,微生物只在含有适合其利用碳源的孔中生长,所观察到的底物利用模式可能只反映了那些在Biolog微孔板中能够生长的微生物的功能特性,且很可能不是所有的微生物都对Biolog反应特征有贡献。另外,目前的数据库中菌种资料不完善,有些只能得到相似的类群。因此,对于微生物的分类鉴定仅靠Biolog方法是远远不够的,需结合其他方法(如微生物生理生化和表型分析等)进行。

2.4 分子生物学方法

自从1980年Torsvik第1次从土壤中提取细菌DNA以来,分子生物学方法在土壤微生物群落功能评价和方法的研究上取得了很大进展。因为土壤微生物在基因水平上的多样性可以通过微生物中DNA组成的复杂性表现出来,因此这种方法首先要从土壤微生物体中有效提取DNA或RNA,经过纯化后结合PCR扩增、分子克隆等分子生物技术进行分析。分子生物学方法可以克服传统培养法造成的信息大量丢失的缺点,能够更全面、更客观地对样品进行分析,更精确地揭示土壤微生物种类和遗传多样性。

目前,应用较多的方法包括扩增rDNA限制性分析(ARDRA)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、随机扩增多态性DNA标记(RAPD)、限制性片段长度多态(RFLP)、单链构象多态(SSCP)、光原位杂交技术(FlSH)和末端限制性片段长度多态(T-RFLP)[6]等。这些技术和方法的采用使得在土壤微生物多样性、微生物种群的结构和功能、土壤微生物的系统发生和分类等多领域的研究得以突破,发挥了传统方法不能替代的作用。

3 不同季节对草地土壤微生物的影响

草地土壤微生物数量、生物量的分布具有一定的季节性变化。一般来说,微生物总生物量在春夏季较高,秋季略减少,冬季达到最低。微生物生物量的季节变化也会因各年度气候因素,特别是水分动态的不同而有差异。不同类群微生物量的季节变化总体趋势与上述相似,但也有各自类群的特点[7]。

曾智科[8]的研究表明,真菌数量的季节变化遵循先减再增的变化规律,即生长季初期土壤真菌数量较少,6月中旬之后真菌数量逐渐升高,9月份达到最高值。而放线菌数量随生长季的开始稳步递增,于7月中下旬达到最大值而后迅速下降,9月份又有所回升。赵吉[9]的研究表明,芽孢型细菌生物量冬季相对增加;真菌生物量在春秋季相对增加,而放线菌的峰值多出现在夏季。这种季节性动态与土壤的水热状况等密切相关。

高雪峰等[10]研究表明,3月份草地土壤中的细菌数量最低,3—8月份逐渐增加,8月份达最高值,之后到10月份降低;放线菌数量5月份最少,之后到10月份逐渐增加,10月份最高,以后逐渐降低;真菌数量5月份最低,3月份最高,5—8月份逐渐增加,之后到10月份降低。可见,三大类群微生物的季节变化趋势并不一致,这可能是由于它们的生长习性及营养要求不同导致的。

王少昆等[11]对科尔沁沙质草甸土壤微生物数量的季节变化进行了研究,结果表明,细菌和放线菌数量5月份较多,6月份最少,到7月份增加至最多,之后减少;而真菌数量则表现出不同的趋势,即5—8月份一直逐渐升高,到9月份回落至最少。

4 放牧对草地土壤微生物的影响

放牧对土壤微生物数量的影响因草地类型、管理措施等而异,因为各类草原的土壤水热条件、肥力状况及生产力不同。不同放牧强度不仅对微生物各类群的数量产生影响,而且也影响各类群的种类组成。适度放牧有助于草地土壤微生物总数和三大类群数量的增加;但过度放牧时由于牲畜的践踏作用,使土壤变得紧实,孔隙度减小,同时还造成土壤肥力和微生物活性降低,导致土壤中细菌大量减少、放线菌相对增加,真菌减少,此时土壤菌化能力比较低,有机质含量少,pH值升高,土壤已转向盐渍化。退化草地中土壤微生物区系随着退化程度增高,微生物种类减少。

赵吉等[12]对自然放牧梯度下草地土壤中芽孢杆菌和丝状真菌的种类组成进行了分析,结果表明,羊草地土壤中芽孢杆菌和丝状真菌的多样性指数都是中牧区最大,符合Connell 1977年提出的“中度干扰假说”。重度放牧会导致多样性降低。放牧条件下土壤微生物的多样性变化与其他生物类群的变化相协同,是草地生态系统功能变化的基础。

1994年,刘世贵等[13]对川西北退化草地土壤微生物数量与区系进行了研究,结果表明:退化程度高的草地土壤微生物不仅种类少,而且数量也少;不同退化草地中起主导作用的微生物种类有所不同;不同退化草地土壤微生物主要生理类群在数量上有较大差异。

不同放牧率对土壤微生物数量也有较大的影响。赵吉[9]的研究表明,围栏放牧4年后,大部分微生物类群的数量有所增多,微生物总数在放牧强度为0,4,12羊单位的试验区分别增加31.1%、15.6%、21.3%。因此,合理放牧有助于土壤养分的转化,对退化草场恢复、促进土壤养分转化有积极意义[7]。

张成霞等[14]的研究表明,真菌和细菌对放牧的响应比放线菌更为敏感。土壤真菌和放线菌的数量在2. 7轮牧分区上最高,但随着牧压的增加其值下降,这与赵吉[9]、马爽等[15]的研究结果一致。

J.A.Holt[16]发现,澳大利亚东北部2个半干旱草原重度放牧(0.5头牲畜/hm2)6年和8年后,2个草地土壤微生物量显著下降,分别降低24%和51%。

5 施肥对牧草土壤微生物的影响

由于施肥量、肥料类型、施肥时间、草地初始氮水平的不同都会对土壤微生物量产生影响,因此, 关于草地土壤微生物量对施氮的响应目前还没有得出一致的结论。目前较为统一的看法是,长期施氮会降低土壤微生物量;但短期施氮则有可能提高、降低或是对草地土壤微生物量没有影响。

R.D.Lovell等[17]对英国一个低地草地进行的研究表明,施氮虽然在1年内对土壤微生物量没有影响,但连续10年有规律地施氮降低了土壤微生物量。M.D.Wallenstein等[18]、M.C.Fisk等[19]、J.E.Compton等[20]在森林生态系统的长期试验也印证了这一结果。

此外,氮肥的不同施用量对土壤微生物量的影响也不同。N.L.Zhang等[21]对中国内蒙古温带半干旱草地的施氮研究表明,土壤微生物量在每年氮素为16 g/m2时最高,高氮(32 g /m2、64 g/m2)降低草地土壤微生物量,而且高氮水平下微生物量的下降部分归因于土壤pH值的毒害效应。Q.S.Zhang等[22]发现,短期内施氮5 g/m2对微生物量没有影响,但施氮50 g/m2却显著提高了微生物量,原因在于施氮导致土壤有机物分解,促进了微生物量的形成。

6 不同草地类型对牧草土壤微生物的影响

不同草地类型对土壤微生物量、微生物群落的影响均存在显著差异,主要原因是不同草地类型植被结构类型不同,对土壤表面的覆盖程度不尽相同,造成了土壤温度、湿度的差异,加之不同植被群落结构植物的生长发育、枯枝落叶物多少有别,从而影响了土壤微生物数量和活动状况。

不同类型草地和荒漠区的土壤微生物数量和生物量在草甸草地和典型草地均高于荒漠化草地和草地化荒漠,这与各类草地所处地区的土壤水热条件、肥力状况及牧草生产力有关[20]。

文都日乐等[23]等对呼伦贝尔不同草地类型土壤微生物量进行了研究,结果表明,5种草地类型土壤中3种微生物菌群分布特征均为细菌>放线菌>真菌,这与大多数学者的研究结果一致。

韩芳等[24]对皇甫川流域不同草地类型土壤微生物多样性进行了分析,结果表明:恢复草地芽孢型细菌、放线菌及真菌多样性指数大于人工草地和退化草地;3种不同草地类型土壤中,恢复草地的土壤质量高于退化草地和人工草地。

7 展望

土壤各类微生物生理群在土壤形成及土壤物质循环和土壤养分供给中起着重要的作用。但目前的研究相对较少,且研究结论差别较大。虽然近20年来对微生物量的测定方法研究较多,但以当前的技术真正直接地测定土壤微生物量仍是难以实现的。因此,开发能快速、简便而直接地测定土壤微生物量的新方法,在进一步提高土壤微生物量测量的速度和精度的同时为生态模型提供更多有意义的参数估计和模型验证是未来土壤微生物量研究领域值得关注的问题;另外,草地土壤微生物是一个十分复杂和庞大的系统工程,研究需要不断地从各方面积累,并应有多学科的渗透与加入。

摘要：土壤微生物在草原生态系统物质转化和能量流动中起着非常重要的作用,文章从牧草与土壤微生物相互作用、草地土壤微生物研究方法及不同季节放牧、施肥和不同草地类型对土壤微生物的影响等方面进行了综述和浅评,并对未来研究进行了展望。

土壤生态保护 篇11

1果园生草技术

1.1生草种类与播种时期

苹果园的草种选择应遵循耐寒、耐旱、耐阴、耐践踏及须根性、生态兼容性等原则。适宜苹果园种植的草种主要有豆科和禾本科两大类。在冀南太行山区目前主要推广三叶草、紫花苜蓿、草木犀、黑麦草等草种。其中以白三叶草最为优良，为苹果园生草的主导草种。春夏秋季均可播种，多年生草种一般在秋季播种小麦时播种最好。白三叶草最佳播种时间为春、秋两季。春播可在4月初至5月中旬，秋播以8月中旬至9月中旬最为适宜。

1.2播种方法

播种前，先将果园内的杂草清除，深翻地面20cm，墒情不足时，翻地前要灌水补墒，翻后要用耧耙整平地面。采用带状生草方式，即果树行间有生草带，如3m×5m定植的果园，5m的行间有2～2.5m的生草带，播种4～6行。播种宜浅不宜深，以0.5～1.5cm为宜。白三叶草每667m²果园播种量为500～650g。

1.3生草管理

种草当年的管理是种草成功的关键。春季播种的，如遇到天气干旱，要适量补水或少量覆草，确保出苗整齐，防止伏旱造成死苗；秋季播种的，冬季可覆盖农家肥或黄土，利于幼苗安全越冬。在幼苗期，要勤除杂草，成苗后，需要补充少量磷钾肥，促进草体健壮生长。后期与刈割覆盖相结合。生草第2年后，当草长至20～30cm时，应及时进行刈割，刈割留茬5～10cm。将割下的草覆于果园内，这样既可减少水分蒸发，又可增加土壤有机质含量。生草4～6年后，在秋季结合施基肥，及时翻压，使土地休闲1～2年后，再重新生草。

2免耕栽植

免耕栽植要求一定要规范化栽植，最关键的是按一定株行距，开挖定植沟或定植穴(定植沟宽应在80～100cm，定填穴直径应在80cm以上)，深度至少应达60cm以上。回填时表土填心，心土覆外，以优化深层土壤结构。有条件的在回填时填入切碎的作物秸秆、麦糠或杂草等，采用一层作物秸秆一层土的方法填埋，以增加土壤有机质含量。栽植最好在秋季丰水期进行，栽后要埋土越冬。翌春土壤解冻后除去防寒土，树盘或树行覆土、覆草或覆膜，留1m宽的果树带。行间可间作低秆、生长期短、矮冠、与苹果没有共同病虫害的豆类、花生及蔬菜，以提高果园早期土壤的利用效率和前期收入。

3扩穴深翻

扩穴深翻是土壤耕作的重要内容之一。深翻就是利用机械，加深耕层，疏松深层土壤，基本上不破坏土壤结构和地面植被。其主要作用是疏松土壤，打破原来坚硬的犁底层，增强降水人渗速度和数量，提高土壤含水量，减少由于翻耕后裸露的土壤使水分蒸发的损失。扩穴深翻的关键是保护根系，在幼树期(栽后1～5年内)根系较小，应逐年进行扩穴深翻，争取用4～5年的时间将全园深翻1遍，以创造疏松的土壤条件，促进根系生长，形成强大的根群，提高树体的吸收能力，保证树体健壮生长。扩穴深翻时应做到以下几点：①每年在树冠外围进行，尽量少伤根系，同时注意将土壤翻透，不留夹层。②深翻应结合秋施基肥进行，以减少用工量，降低生产成本。③深翻的同时进行局部土壤改良，尽可能用表土填埋，心土摊平以加速熟化。④深翻后填埋时，要在沟内填埋杂草、作物秸秆等，以增加土壤有机质含量。⑤每年扩穴深翻部分要及时覆盖，留作营养带，不再间作。除营养带外可间作，在间作物收获后，用微型旋耕机对种植过问作物的土壤旋耕，以疏松土壤保墒灭草。

4果园覆盖技术

4.1秸秆覆盖

4.1.1覆盖时期及覆盖物种类

秸秆覆盖一年四季均可进行，但以秋季为好，此时覆盖物来源广泛。可用玉米、小麦、高梁、大豆、稻草等作物的秸秆和杂草等进行覆盖。覆盖应连年进行。

4.1.2覆盖方法在留足种草行间(宽度1～1.5m)情况下，其余地面用作物秸秆、青草等覆盖。通常距树干30cm以内不覆盖，以防病、虫、鼠为害及冬季根颈受冻。覆盖厚度保持在20cm左右，每株果树树盘覆盖70～100kg秸秆，树行及行间每667m。需覆盖作物秸秆1250～1500kg，如用杂草则需4000kg左右。为了防风、防火，覆盖后应压土。

4.2地膜覆盖

4.2.1覆膜时期及地膜的选择覆膜一般在春季或秋季进行，春季土壤解冻前，在进行顶凌追肥后覆膜。秋季覆膜一般在9月下旬施完基肥后，趁浇水或雨后覆膜。根据不同目的选用不同的地膜材料，如在幼树定植后，为了增加早春地温和防止水分蒸发，宜选用白色地膜；为了保湿和防草可以选用黑色地膜；为了增加果实着色均匀，可以铺银色反光膜。

土壤生态保护 篇12

本文以不同放牧干扰程度的羊草草原土壤生态系统为研究对象, 对其中衡量土壤肥力的重要的三个方面的因素——养分含量、微生物以及土壤酶进行了测定分析, 试图进一步探讨放牧对草原土壤生态系统的影响, 进而为草原保护以及可持续利用提供一定的参考。

一、研究区概况

试验样地位于内蒙古自治区达里诺尔自然保护区内, N43°33′, E 116°33′。属中温型大陆性气候, 昼夜温差大, 年平均气温为1.5℃, 年降水量350~400毫米, 气候干燥, 日照时间长, 太阳辐射强, 该区风沙大, 热能及风能资源丰富, 植物生长期4~9米, 草地类型为羊草+大针茅+糙隐子草草原, 草地利用方式以放牧为主。土壤类型为暗栗钙土, 草甸土。降水是水资源的主要补给来源。

二、研究方法

在试验区内从距居民点距离由近及远的方向, 通过调查草地植被的生态学特征 (盖度、高度、重要值等) , 将样区划分为轻牧干扰区 (LG) 、中牧干扰区 (MG) 、重牧干扰区 (HG) , 以及不放牧的围封区为对照区 (CK) , 于2007年10月份进行土样采集, 在每个样区 (如CK) 分别选取3个样点, 在每个样点用土钻按五点取样法取0~20厘米的土样。装密封袋带回实验室, 去除植物根系和石块, 用四分法将土样分为两部分, 一部分放4℃冰箱保存, 供土壤微生物分析测定, 一部分自然风干, 用于土壤酶活性以及养分含量的测定。

土壤中微生物生物量碳、氮采用氯仿熏蒸浸提法[11];微生物数量采用稀释涂布平板法计数法。其中, 细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基;放线菌采用高氏1号培养基;真菌采用马丁氏孟加拉红培养基[12];脲酶采用靛酚比色法;过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法;蛋白酶采用Folin-Ciocalteu比色法, 转化酶用硫代硫酸钠滴定法【13, 14];有机质用重铬酸钾容量法, 全氮用半微量凯氏定氮法, 全磷用钼锑抗比色法, 全钾用Na OH熔融—火焰光度法[15]。

三、结果与分析

1. 草原土壤肥力对放牧干扰的响应

测定了不同放牧强度干扰下土壤的基础肥力——有机质、全氮、全磷和全钾的含量。结果见图1。可见, 草原土壤中四种养分含量受放牧干扰的反应趋势基本一致, 与对照区CK相比, 随放牧干扰强度的增加, 四种养分含量均为先增大, 后降低的趋势, 即轻度放牧干扰导致草地土壤肥力增加, 而随着放牧干扰强度的继续加大, 土壤肥力则逐渐降低。表明了草地的适当放牧有助于土壤养分的增加, 而且草地对放牧干扰具有一定的承载力。当放牧强度超过草地的最大承载力后, 草地土壤养分含量随外界干扰度的增加而降低。张静妮等对贝加尔针茅草原土壤养分对放牧干扰的响应中也表明, 不同强度的放牧干扰对贝加尔草原植物多样性及土壤养分状况的影响有着显著的差异, 适度放牧干扰土壤养分资源得以提高并得以维持, 草地生态系统处于健康稳定状态。而中度和重度放牧草地土壤容重增加, 养分含量降低, 草地出现退化迹象[16]。与本研究结果基本一致。

2. 草原土壤中微生物对放牧干扰的响应

土壤微生物是土壤的重要组成部分, 是土壤物质转化的重要参与者, 同时又是生态系统维持平衡不可缺少的、重要的组成部分[17]。土壤生态系统的功能主要由土壤微生物的转化机制所控制, 土壤微生物是目前可用的最敏感的土壤健康生物指标/生物标记之一。土壤微生物对环境变化反应十分迅速, 其指标已被公认为土壤生态系统变化的预警及敏感指标。土壤微生物量是土壤生物活性大小的标志。因此, 微生物量C、微生物量N已成为国际土壤与植物营养学研究的热点问题。

本试验测定了各样区土壤中微生物生物量C和生物量N含量以及三大类群微生物——细菌、放线菌和真菌 (主要为霉菌) 的数量, 结果见图2和图3。

由图2可见, 草地土壤中微生物生物量C和生物量N对外界放牧干扰的反应趋势一致, 均为轻度放牧干扰较CK增加, 而随放牧干扰强度的增加又逐渐降低的趋势。且生物量C比生物量N对放牧干扰的反应更敏感。三大类微生物中, 细菌和真菌数量的变化趋势与微生物生物量一致, 亦为先增大后降低。而放线菌数量是随放牧强度的增大而降低的趋势。三类微生物表现不完全相同可能与各自的特点相关, 放线菌喜欢干燥的环境, 随放牧强度的增加, 土壤受家畜的践踏而变得紧实, 通气性降低, 故其数量逐渐降低。总体上, 微生物量C、微生物量N对放牧干扰的响应与土壤养分含量的变化趋于一致。这与微生物的生存和繁殖所需的营养直接来源于土壤养分直接相关。

3. 草原土壤中酶活性对放牧干扰的响应

土壤酶在土壤生态系统的物质循环和能量转化中起着非常重要的作用, 它催化土壤中的一切生物化学反应, 其活性大小是土壤肥力的重要标志。

本试验测定了不同样区土壤中四种酶活性的强度——脲酶、转化酶、蛋白酶以及过氧化氢酶的活性, 结果见图4。

由图4可以看出, 转化酶活性的变化趋势为, 轻度放牧升高, 随放牧干扰程度继续加大而降低的趋势。与微生物生物量以及细菌、真菌对放牧的响应一致。脲酶、蛋白酶以及过氧化氢酶的酶活性与CK相比, 在放牧干扰区均有增加, 只是轻度放牧区增加幅度最大, 而随放牧干扰强度的增加, 增加越来越小的趋势, 知识蛋白酶与过氧化氢酶的活性变化不明显。表明放牧干扰强度对土壤中的酶活性有一定的影响, 只是不同的酶活性响应的敏感程度不同。四种土壤酶中, 脲酶与转化酶的响应较灵敏, 且转化酶活性对不同放牧干扰程度的响应与前面的养分含量以及微生物的变化趋势基本一致。这与李艳红等的研究稍有不同, 他们的研究结果为放牧对土壤中脲酶、过氧化氢酶影响显著, 蛋白酶活性受放牧的影响变化幅度较小。

四、结论