絕大多數(shù)農(nóng)作物的生長、發(fā)育、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)都需要有一個良好的土壤結(jié)構(gòu)狀況,以便能保水保肥、及時通氣排水,調(diào)節(jié)水和氣矛盾,協(xié)調(diào)肥水供應(yīng),并有利于根系在土體中穿插等,大多數(shù)農(nóng)業(yè)土壤的團粒結(jié)構(gòu),因受耕作、施肥等多種因素的影響而極易遭到破壞。因此必須進行合理的土壤結(jié)構(gòu)管理,以保持和恢復(fù)良好的結(jié)構(gòu)狀況。其主要途徑有如下幾方面。
一、增施有機物料
有機物料除能提供作物多種養(yǎng)分元素外,其分解產(chǎn)物多糖等以及重新合成的腐殖物質(zhì)是土壤顆粒的良好團聚劑,能明顯改善土壤結(jié)構(gòu)。即使在有機質(zhì)含量大于30g/kg的水稻土中,增補有機物料仍有明顯的改土增產(chǎn)作用。有機物料改善土壤結(jié)構(gòu)的作用取決于物料的施用量、施用方式以及土壤含水量。一般來說,有機物料用量大的效果較好,秸稈直接還田(配施少量化學氮肥以調(diào)節(jié)碳氮比)比漚制后施入田內(nèi)的效果好;水田施用有機物料還要注意排水條件,在囊水條件下施用有機物料,由于土壤含水量過高,往往得不到良好的改土效果。
二、實行合理輪作
作物本身的根系活動和合理的耕作管理制度,對改善土壤結(jié)構(gòu)性有很好的作用。一般說來,不論是禾本科作物還是豆科作物,不論是一年生作物還是多年生收草,只要生長健壯,根系發(fā)達,都能促進土壤團粒形成,只是它們的具體作用有相當大的區(qū)別。例如多年生牧草每年供給土壤的蛋白質(zhì)、糖類及其他黏結(jié)物質(zhì)比一年生作物多;一年生作物的講作比較頻繁,土壤有機質(zhì)的消耗快,不利于團粒的保持。在水稻與冬作(紫云英、首槽、蠶豆、腕豆、油菜、小麥及大麥)的輪作中,冬季種植一年生豆科綠肥,能增加土壤有機質(zhì)含量,其中以紫云英最好,直徑為1~5mm的團粒含量有顯著增加。冬作禾谷類(小麥、大麥)或油菜對于土壤中1~5mm的團粒均有破壞作用。
三、合理的耕作、水分管理及施用石灰或石膏
在適耕含水量時進行耕作,避免爛耕爛耙破壞土壤結(jié)構(gòu)。采用留茬覆蓋和少(免)耕配套技術(shù)也可避免對土壤結(jié)構(gòu)的破壞。在推行這項措施時必須與當?shù)氐臍夂?、土壤、作物種類以及農(nóng)作制度相適應(yīng)。合理的水分管理亦很重要,尤其在水田地區(qū),采用水旱輪作,減少土壤的淹水時間,能明顯改善水稻土結(jié)構(gòu)狀況,促進作物增產(chǎn)。此外,酸性土施用石灰,堿土施用石膏,均有改良土壤結(jié)構(gòu)的效果。
四、土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用
土壤結(jié)構(gòu)改良劑(soilconditioner)是改善和穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的制劑。按其原料的來源,可分成人工合成高分子聚合物、自然有機制劑和無機制劑3類。但通常多指人工合成聚合物,因它的用量少,只需用土壤質(zhì)量的千分之幾到萬分之幾,即能快速形成穩(wěn)定性好的土壤團聚體。它對改善土壤結(jié)構(gòu)、固定沙丘、保護提坡、防止土壤流失、復(fù)層工礦廢棄地以及城市綠化地建設(shè)具有明顯作用。
1、人工合成高分子聚合物制劑
它于20世紀50年代初在美國問世。較早作為商品的有4種:①乙酸乙烯酯和順丁烯二酸共聚物(VAMA),又稱為CRD-186或克里利姆8,為白色粉末,易溶于水,溶液pH為3.0,屬聚陰離子類型;②水解聚丙烯質(zhì)(HPAN),又稱為CRD-189或克里利姆9,為黃色粉末,水溶性,溶液pH為9.2,屬聚陰離子類型;③聚乙烯醇(PVA),為白色粉末,溶于水,水溶液呈中性,屬非離子類型;④聚丙烯酰胺(PAM),屬強偶極性類型,為銀灰色粉末,水溶性好。上述4類制劑中以最后一種制劑較有推廣前途,因其價格較便宜,改土性能亦較好。
2、自然有機制劑
土壤結(jié)構(gòu)改良的自然有機制劑由自然有機物料加工制成,例如醋酸纖維、棉紫膠、蘆葦膠、田菁膠、樹脂膠、胡敏酸鹽類、瀝青制劑等。與合成改良劑相比,自然有機制劑施用量較大,形成的團聚體的穩(wěn)定性較差,且持續(xù)時間較短。
3、無機制劑
土壤結(jié)構(gòu)改良的無機制劑有硅酸鈉、膨潤土、沸石、氧化鐵(鋁)硅酸鹽等,利用它們的某項理化性質(zhì)來改善土壤的結(jié)構(gòu)性。例如膨潤土的膨脹性強,施入水田可減少水分滲漏;氧化鐵(鋁)硅酸鹽制劑的孔隙多,施入土中可改善土壤的通透性。據(jù)中國科學院南京土壤研究所在黃棕壤上進行的水解聚丙烯睛試驗,施用量為耕層土壤質(zhì)量的0.01%時,>0.25mm的水穩(wěn)定性團粒含量由對照的10.9%增至30.1%,而當用量為0.1%時,水穩(wěn)定性團粒含量便增至82.9%。該研究所在江蘇省銅山縣孟莊的砂板地上施用聚乙烯醇,用量為0.05%時,>0.25mm水穩(wěn)定性團粒的含量,在0~10cm土層從對照的7.4%增至38.5%,而在10~20cm土層從4.3%增至17.6%。
5、鹽堿土電流改良
電流改良鹽堿土和促進鹽漬性低洼地排水有明顯效果。特別在重黏質(zhì)鹽土通直流電后,由于電極反應(yīng)和電滲流,促使膠體吸附的鈉離子被代換并淋洗掉,明顯地產(chǎn)生碎塊狀結(jié)構(gòu),原來不透水的緊實土體變得疏松透水,土壤迅速脫鹽。