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“测土配肥”有科学依据吗?
作物,养分,肥料“测土配肥”有科学依据吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
一般来说,由于土壤类型不同,供应各种营养元素的能力也有差异。各种作物也因其营养特性和产量水平不同,对土壤中各种营养元素的需要量也各不相同。在生产实践中,往往存在这样的供需矛盾,即在各种营养元素中,除碳、氢、氧外,作物对土壤中氮、磷、钾的需要量较高,而一般土壤中能为作物吸收利用的氮、磷、钾数量均较少。为满足作物对它们的需要,解决这种养分供需矛盾,惟一有效的办法就是人为地施用肥料。长期的农业生产实践证明,因土制宜地施用氮、磷、钾肥,往往可以收到显著的增产效果。为此,人们称氮、磷、钾为“肥料三要素”,由此可见,氮、磷、钾无论在植物营养方面,还是在农业生产方面的作用都很重大。
(二)有益矿质元素
除了上述已经确定的16种营养元素以外,目前还有几种矿质元素,如钠(Na)、硅(Si)、钴(Co)、镍(Ni)、硒(se)等,虽然不为所有植物所必需,但它们为部分植物所必需。对某些植物种类或在某些特定条件下是必需的。因此,人们将这些矿质元素称为有益元素。例如,钠作为一种微量营养元素,对某些盐土植物(如盐蓬)、甜菜和某些C4植物是必需的,Na+在植株中能部分取代K+的功能。又如,硅对水稻和毛竹,镍对蚕豆,硒对紫云英也是必需的。水稻吸硅能力最强,其SiO2含量约占地上部干重的10%~15%。当水稻缺硅时,营养生长和谷物产量都严重下降,并发生缺素症。
现已证实豆科植物的根瘤固氮需要钴。在田间条件下,钴能诱导增加结瘤豆科植物的生长和含氮量。应当指出,豆科植物的种类对缺钴的敏感性有很大差异。
此外,有报道认为,在特定条件下,钒(V)、铝(Al)对某些植物也有一些有益作用,有益元素有助于某些作
物生长,对特定作物的某个生理过程,还可能很重要,但按三条严格的标准衡量,它们不是作物必需的营养元素。事实上,一些微量元素要区分是必需还是有益,是非常困难的。
二、植物矿质营养学说
德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希在1840年提出了“矿质养分学说”,为化肥的生产与应用奠定了理论基础。矿质养分学说的主要内容为:土壤中矿物质是一切绿色植物的养料,厩肥及其他有机肥料对植物生长所起的作用,并不是其中所含的有机质,而是这些有机质分解后所形成的矿物质。该学说的确立,驳斥了过去占统治地位的腐殖质营养学说,建立了植物营养学科,明确了作物主要以离子形态吸收养分,无论是化肥还是有机肥其营养对植物同等重要,从而促进了化肥工业的兴起。然而,该学说对腐殖质作用认识不够,这是在实践中应该注意克服和避免的。
三、养分归还学说
该学说也是由李比希提出的。作物在生长发育过程中,要从土壤中吸收各种营养物质,由于人类在土壤上种植作物并将这些农产品(包括籽粒和茎秆)收获走,就必然会导致土壤肥力逐渐下降,土壤所含的养分从而会愈来愈少。因此,要恢复地力就必须归还从土壤中拿走的东西,不然就难以指望再获得过去那样高的产量;同时,为了增加产量就应该向土壤施加养分。
归还养分并不是要求全部归还作物从土壤中带走的所有养分,绝对的全部归还是不必要的,也是不经济的。例如,非必需元素可以不归还,作物吸收量少的、土壤中相对含量较多的元素,也可以不必每茬作物收获后立即归还,可以隔一定时期归还一次,具体表现在一些微量元素肥料的施用可以隔几年施用一次。另外,作物生长不但消耗土壤养分,同时消耗土壤有机质,坚持使用有机肥,不仅可归还作物所需的大量元素养分,还可归还其他种类的元素,可以均衡土壤养分,做到用地与养地相统一,是维持和提高土壤肥力的重要措施。
养分归还学说的发展,为作物稳产高产和均衡增产开辟了广阔前景。为了增产必须以施肥方式补充植物从土壤中取走的养分,这就突破了过去局限于生物循环的范畴,通过施加肥料,扩大了物质循环,为农业的持续发展提供了物质基础。
四、营养元素同等重要与不可替代律
植物所需的各种必需营养元素,包括大量元素、中量元素和微量元素,不论它们在植物体内含量多少,均具有各自的生理功能,它们各自的营养作用都是同等重要的。每一种营养元素具有其特殊的生
理功能,其作用是其他元素不可替代的。
作物体内各种营养元素的含量,从高到低相差可达十倍、百倍,甚至万倍,但它们在作物营养中的作用并无重要与不重要之分。以大量元素中的氮、磷为例,作物体内氮素不足时,不仅蛋白质的合成受到阻碍,而且会降低叶绿素含量,当氮缺乏时,叶片变黄,甚至枯萎早衰,施用除氮以外的任何元素均不能解除这种症状。如果作物供氮充足时,只有磷素缺乏,由于核蛋白不能形成,影响细胞分裂和糖代谢,就会导致作物茎叶停止生长,叶色由绿变紫,只有补充磷肥才能促使作物正常生长。需要特别注意的是,尽管作物对某些微量元素养分的需求量甚微,但缺乏时也会导致作物生长发育受到抑制,严重者甚至死亡,与作物缺乏大量元素所产生的不良后果是完全相同的。因此,在作物施肥时要有针对性,凡土壤缺乏的,不能满足作物生长发育和丰产优质的营养元素,都必须通过施用相应肥料来补充,而不能用一种肥料去代替另一类肥料,必须遵循因缺补缺的原则进行平衡施肥。
五、最小养分律
作物为了生长发育需要吸收各种养分,但是决定作物产量的,却是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素,产量也在一定限度内随着这个因素的增减而相对地变化,因而无视这个限制因素的存在,即使继续增加其他营养成分的投入也难以再提高作物的产量。(图)是最小养分律示意图,图中标明的氮、磷、钾的柱状图高度表示土壤对作物的养分需求的满足程度,而不是土壤中相应养分的绝对供应量。图
(1)表明氮的供应满足程度最低,氮是限制作物生长的养分因子,作物产量水平受氮的限制;图
(2)表明氮的供应增加后,它不再是限制作物生长的养分因子,而磷成为新的养分限制因子;图
(3)表明增加氮和磷的供应后,钾的相对供应量最低而成为养分限制因子,作物产量受钾养分供应状况限制。如图,当氮是养分限制因子时,即使大量增施磷、钾肥作物产量均不能提高,只有施用氮肥增加氮的供应,作物产量才能提高。
需要注意的是,最小养分律中所提的最小养分不是指土壤中绝对含量最低的养分,而是指土壤中某种对作物需要来说相对含量最小养分。例如,在华中地区某土壤速效磷含量为25毫克/千克,速效钾含量为60毫克/千克,油菜正常生长需要的土壤速效磷含量为20毫克/千克即可满足丰产的需要,而土壤速效钾含量需达到100毫克/千克才能满足需求,所以尽管该土壤中的速效钾含量高于速效磷,但就两种养分而言,限制油
菜丰产的不是磷,而是钾。
对同一块地、一个种植区域,作物的最小养分并不是固定不变的,而是随条件变化而发生变化,这一规律已被我国的农业生产实践所证实。在20世纪50年代,我国当时农作物产量相对较低,土壤中的磷、钾养分及有机肥提供的磷、钾基本能满足作物所需,而土壤中氮的含
量相对较低,农田土壤普遍缺氮,氮是当时限制作物产量的最小因子。因此,施氮具有显著的增产作用。到20世纪60年代,随着农业生产水平的提高和氮肥的普遍施用,不少地区继续增施氮肥并不能明显提高作物产量,土壤中磷的含量逐渐下降,磷成为限制作物产量提高最小养分。因此,从60年代起在施氮基础上,增施磷肥显著地提高作物产量。到了20世纪70年代后期,随着高产品种的应用和氮、磷肥的推广普及,作物产量大幅度提高,部分地区尤其是我国南方地区,土壤中钾的耗竭加剧,仅施用氮、磷肥的增产效果不再显著,只有在钾肥与氮、磷肥配合施用的基础上才能保证丰产优质,结果表明钾已转化为新的限制作物产量提高的最小养分。进入20世纪90年代后,氮、磷、钾平衡施肥技术在全国大面积推广应用,作物产量水平又上新台阶,有机肥在肥料投入中的比例越来越小,通过高产作物收获从土壤中带走的养分也显著增加,部分地区土壤养分又出现新的不平衡,中、微量元素养分缺乏的耕地面积增加,全国许多地区作物生产中在施用氮、磷、钾肥的基础上施用中、微量元素肥料效果显著,说明中、微量元素养分已成为当前一些地区的最小养分。因此,在现代农业生产中要充分考虑土壤中的各种营养元素的平衡问题,要根据具体情况确定限制作物产量的最小养分,做到有的放矢。
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