不同有机肥连续施用对土壤质量的影响

2021-12-24 22:19
农村科学实验 2021年26期
关键词:土壤结构有机肥重金属

王 刚

(新疆塔城地区额敏县额玛勒郭愣蒙古民乡人民政府农业(畜牧业)发展中心,新疆 塔城 834605)

随着工业经济的发展,我国耕地面积在不断减少,为满足对作物的产量的实际需求,应使用合理的技术对土壤质量进行改良。长期使用化肥对于土壤有着较强的破坏作用,因此,应使用绿色改良技术手段,在提高作物产量的同时,增加土壤中微生物和养分的含量,保护土壤质量,维护生态环境,从而促进农业的可持续发展。

1.有机肥的优势

有机肥是一种利用动物和植物的代谢物或者残体,如牛羊等牲畜粪便、秸秆等,通过堆肥或者沤肥等发酵方式,将其中的有害细菌等物质杀灭,形成能够为植物提供营养,并且能够有效改善土壤质量的肥料。有机肥具有较多优点,首先,其内部具有较为丰富的营养物质,不仅能够为植物生长提供充分的养料,同时能够改善土壤中微生物状态,避免发生土壤板结的情况。微生物群的状态直接影响植物的正常状态,降低病虫害的发生概率。其次,有机肥经过腐熟处理,其中不含有毒有害物质,在施用时,不会发生烧苗的情况。并且腐熟方法简单,技术含量低。最后,有机肥的价格相对较低,适用于多种地质环境,有机肥中的有益菌容易在土壤中存活,并改善土壤质量,长时间的使用有利于优化土壤结构和质量。

2.土壤质量概述

土壤质量不仅关系到作物的产量和农业的发展,还与生态环境有着密切的关系,现代化农业的生产中,过多使用农药化肥,导致土壤质量受到较大的影响和破坏。土壤质量主要由肥力、环境、健康情况等因素决定,如土壤提供养分的能力、土壤降解环境污染物的能力以及土壤自主修复的能力等。土壤质量对于生产和发展有着重要的意义,因此,应通过合理的方式进行维护,提高土壤质量,减少对土壤的破坏。

3.不同肥料连续施用对比

目前,我国在提升农作物产量时,第一选择仍为化学肥料,这导致在增产的同时,对土壤质量和环境产生了非常严重的破坏。为加强对土壤的保护,应使用有机肥料来代替化学肥料,加强对土壤的修复。本文对不同有机肥料在田地中长期使用的效果进行实验分析,了解土壤质量变化情况,以期为农业的可持续发展提供相应的科学支持。

3.1 实验过程

在新疆地区选择合适的试验地,该地区夏季炎热,冬季寒冷,春季升温不稳定,秋季气温下降迅速;降水量差异较大,年际变化大。根据肥料的不同,准备相应的试验田,使试验田之间保持一段距离,避免土壤中微生物或者其他营养物质产生影响,不利于提高实验的准确性。在种植时,应种植同一种作物,减少种植过程中不同因素的影响。

设计实验,使用腐熟的鸡粪、猪场粪水、牛粪肥、羊粪肥、秸秆等有机肥作为实验肥料,连续几年种植相同作物,对作物生长状态和产量检查,并检查施加不同肥料的土壤质量,针对结果进行对比和分析。

3.2 测量项目

主要对土壤质量进行分析,在作物生长状态相差不大的情况下,主要对土壤质量进行测量和分析。在对土壤质量进行测量时,首先测量土壤物理性质,包括腐殖质含量、土壤团聚体数量、土壤微结构类型等;其次,土壤中化学性质变化的测量,包括土壤中有机质含量以及其他营养元素,并对土壤酸碱度进行测量,计算土壤的酸碱调节能力;再次,土壤中微生物含量测量,主要对微生物群落结构、种类丰富度、数量等进行测量;最后,对土壤中重金属含量进行测量,如内部的镉、镍、锌、铅等的含量。根据不同测量项目中数据变化情况进行对比分析,得到不同有机肥量连续施加对土壤质量的影响情况。最后针对实际情况提出简单的改善土壤质量对策,以便为相关种植人员提供几点建议。

3.3 有机肥使用对土壤质量的影响

3.3.1 对土壤物理条件的影响

土壤的物理性质直接影响到土壤的吸水性、透水性和透气效果,土壤物理性质良好的情况下,土壤的蓄水保肥能力能够得以增加,土壤物理性质多由内部团聚体和腐殖质等决定,在长时间施加不同种类有机肥料后,其物理性质发生了一定的变化。简单测量后可以了解:有机肥料中的秸秆有机肥料和猪粪水有机肥料对于土壤的结构变化有较为明显的影响,通过肥料的施加,能够明显提高大团聚体数量,并且使土壤的结构趋于稳定。二者相比较来说,猪粪水的效果更加明显,其能够增加土壤中腐殖质的含量,并促进内部结构的稳定,使土壤质量得到改善。因此,在长时间施加有机肥料时,能够发现土壤结构稳定性得到加强,其中猪粪水肥料的效果最为明显。

但由于在新疆地区猪类的养殖相对较少,对于牛、羊等牲畜的养殖数量相对较多,在选择有机肥料的过程中,应结合当地的实际情况。该区域在对田地进行管理时,可以使用牛羊粪便进行沤肥和施加,或者将秸秆还田,利用秸秆有机肥来增加土壤中的腐殖质和微生物的含量,从而对土壤结构进行调整和改善,增加土壤中大团聚体数量,使整体土壤质量得到提升,进而使作物的生长状态和产量得到提升。

3.3.2 对土壤中化学性质的影响分析

土壤中化学性质主要由土壤中有机质含量以及土壤中的酸碱性调节能力决定,有机质含量大,则内部的营养成分相对较多。有机质能够帮助实现巩固氮、磷、钾等元素的效果,但不同肥料中有机质的实际作用效果有一定区别。在对不同有机肥料施加实验结果进行测量时,可以发现,其中有机质的含量得到明显提升,但不同肥料中的提升效果存在差异。其中羊粪中有机质为32%,含量最高,其次是牲畜粪肥,平均在25%左右,再次是秸秆堆肥,含量最少的为人粪尿沤肥。有机肥中氮、磷、钾元素含量最多的为鸡粪堆肥。因此,在管理田地时,可以在其中适当添加有机肥,或者直接将秸秆还田,提高土壤中有机质的含量。

土壤的酸碱性调节能力越强,土壤质量越好。在土壤中过量使用化学肥料会造成土壤的酸化或盐碱化,影响土壤的正常种植。提高土壤中有机物含量,有利于加强其抗酸碱能力,合理调节土壤的酸碱度,在土壤中有机质分解过程中,其中化学物质的分解与重组,使土壤中离子含量减少,从而避免土壤向酸碱化趋势发展。因此,可以选择羊粪或者牲畜粪肥腐熟后施加,提高土壤中有机质含量,改善土壤质量。

土壤的化学性质对于土壤质量有着重要的影响,不仅会影响作物的生长状态,还会对土壤结构等产生破坏性。为提升作物产量,一方面应提高土壤中有机质的含量,新疆区域养羊较为普遍,收集羊粪后制作成为有机肥料,能够有效降低肥料的成本,同时提高土壤中有机质的含量,从而促进作物的生长,达到增产增收的效果。也可以使用鸡粪有机肥或者秸秆等进行堆肥,该方式较为简单,并且成本低廉。另一方面,土壤中影响作物生长状态和产量的主要因素之一为土壤的酸碱度,土壤pH值过大则证明土壤有碱化趋势,反之可能存在土壤酸化的情况,酸碱度不合理直接影响作物产量,因此应加强对土壤酸碱度调节能力的重视,提高酸碱度调节能力,土壤的质量更强,种植人员应选择羊或牛的粪便作为堆肥材料,有利于提高土壤中有机物的含量。

3.3.3 对土壤中微生物的影响

土壤中的微生物具有非常重要的作用,微生物的种类越丰富、含量越高,土壤的质量越高。在土壤中,微生物的生命活动能够使土壤结构更加良好,在微生物的代谢作用下,增加土壤中氧气含量,并代谢有机酸,使土壤中的大团粒结构数量不断增加,优化土壤结构。同时,土壤中的有机物能够对有机质进行分解,使其真正发挥出相应的作用,有效为作物提供养分,并对土壤质量进行进一步改善。另外,增加土壤中微生物还能够起到病虫害防治的效果,部分作物的病害为土壤中致病菌导致,增加微生物种类的丰富度,能够有效对病原菌进行控制,降低病害发生的概率。

土壤中微生物生命活动需要充足的氮源和碳源,因此,有机肥料中碳和氮元素含量越高,其对保护土壤中微生物效果越好。通过对比可以了解到,秸秆中含碳量较多,其中氮元素的含量在0.5%左右,该肥料的综合效果相对良好。在实际的作物种植过程中,可以使用多种肥料进行混合使用,在进行秸秆还田后,可以配合鸡粪肥,提高其中氮元素的含量。此外,有机肥中腐殖质同样对土壤中微生物含量有一定的影响,可以使用牲畜粪肥与秸秆配合使用,增加土壤中腐殖质含量和碳源含量,从而为微生物提供良好的生长环境,同时促进土壤质量的提升。

新疆地区的全年气温偏低,并且降水量较少,土壤中的微生物种类相比其他亚热带气候区域中较少,土壤质量相对较低,因此,为对土壤进行调整和养护,应增加土壤中微生物的种类和数量,增加微生物种群丰富的能够使土壤结构和内部营养物质的数量得到改善和提升。在选择有机肥时,可以使用秸秆与羊粪堆肥进行混合施加,提升内部碳源和氮源,为微生物的生长和繁殖等提供合理的生活环境。通过施加有机肥来提升塔城地区的土壤质量。

3.3.4 对土壤中重金属的分析

土壤中重金属含量超标是一种较为严重的土壤污染,由于重金属无法被分解,并且在土壤中富集后,不仅会影响土壤质量,还会对作物的生长存在不良影响,最终会对人体产生毒害作用。常见的重金属污染物主要有:铜(Cu)、镉(Cd)、镍(Ni)、汞(Hg)、锌(Zn)、砷(As)等。有机肥中含有一定量的重金属污染物,由于食物链的原因在生物体内富集,并随粪便排出,在腐熟过程中微生物无法进行分解,导致肥料中含有大量的重金属元素,长期施加大量有机肥料时,可能会发生重金属污染的情况。在对土壤中重金属含量进行检测时,可以发现,其中猪粪水肥中的金属污染物含量最高,并且在长时间使用单一肥料时,重金属污染会不断扩散延伸,污染区域扩大。

一般情况下,土壤中的重金属除了对土壤产生破坏,还会随着植物的生长在植物中富集,被人类或牲畜食用后,在生物体内富集,如猪、牛、羊等较大型牲畜在日常饮食中对植物的摄取量较多,因此其体内的重金属含量相对较多,其粪便中的重金属污染物也更多,从而形成不良循环。为降低重金属污染程度,应切断食物链,增加土壤中微生物含量,改善土壤结构,降低重金属污染的活性,减轻金属污染的循环。

4.结论

综上所述,在对不同有机肥料对土壤质量影响的实验和分析中,通过实验和对已有材料数据的分析,可以了解到不同有机肥料在长时间施用过程中对土壤质量的影响,从而找到合理调节土壤的有效方式。通过增加腐殖质、有机质以及微生物种群数量等方式,改善土壤内部结构和养分含量,减少重金属污染的影响,增强土壤质量。相关人员可以根据当地田地中土壤情况合理选择相应的肥料,促进农业的可持续发展。

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