2015年国际土壤年期间,全球关注健康土壤的重要性。联合国粮食及农业组织强调的一个关键事实是,可持续的土壤管理可以使粮食产量增加58%(粮农组织,2015年)。土壤养分组成在决定土壤肥力方面起着关键作用。健康的土壤将以适当的比例包含所有必要元素,以支持植物在整个生命周期中健康生长。然而,当土壤被耕种时,可能需要添加有机或无机肥料。
土壤的养分组成、这些养分的来源以及影响其有效性的因素。
土壤是植物生长的主要养分来源。土壤提供的养分称为矿物养分。光合作用过程中,碳(C)、氢(H)和氧(O)等非矿物质营养素来自空气和水。土壤矿质养分分为宏观和微观两类。宏观营养素进一步分为两组:初级营养素和中级营养素。植物需要的主要营养素比例相对较大。这些都是最有名的;氮(N)、磷(P)和钾(K)通常称为NPK。植物需要中等数量的中间营养素,即钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)。
微量营养素的需求比例相对较小。它们包括铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、镍(Ni)和氯(Cl)。需要注意的是,尽管土壤养分分为不同的组(基于植物所需的数量),但每种养分都同等重要。任何营养素的缺乏都会限制植物的生长和产量。这符合利贝格斯最小定律。
土壤养分来源
土壤养分来源包括:
1、有机物分解
2、降水量
3、生物固氮
4、无机肥施用
5、土石、矿物风化
什么影响土壤中养分的有效性?
影响土壤养分有效性的因素包括淋溶、土壤侵蚀、土壤pH、反硝化、挥发、氮固定和作物养分吸收。本文将讨论其中的一些因素。为了详尽地讨论所有因素,
土壤侵蚀
土壤侵蚀破坏了土壤结构,冲走了土壤中的有机质,从而降低了土壤肥力。这通常会增加对额外且昂贵肥料的需求,以补偿养分损失。
土壤侵蚀的一些原因包括:
1、土壤坡度:土壤坡度越陡,越容易受到土壤侵蚀。
2、土壤可蚀性:土壤可蚀性越强,对侵蚀越敏感。这受土壤特性和性质的影响。以前经历过侵蚀的土壤将有更高的侵蚀机会。
3、植被覆盖:土壤植被通过在土壤上形成植被覆盖,保护土壤免受风蚀或水蚀。
浸出
这是对根区下方土壤中养分的向下冲刷。影响浸出的一些因素包括:
1、养分的流动性:当土壤中有足够的水分时,土壤溶液中的养分很容易被冲到根区以外。例如以硝酸盐形式存在的氮;一种高度流动的带负电离子。
2、土壤质地:水分入渗率高、养分保持能力低的土壤会发生淋溶。例如砂土和粘土。
反硝化作用
这一过程导致氮气气态流失到大气中。反硝化作用发生在通常硝酸盐含量较高的温暖和厌氧(饱和)土壤中。在此过程中,土壤微生物分解硝酸盐以获得呼吸所需的氧气。最终产物是释放到大气中的氮气。避免脱氮损失的方法包括适当的有机或无机肥料施用时机;这样,土壤在真正需要的时候就会接受它。建议作物生产者分次施肥,以满足作物对氮的需求和供应。
挥发
这一过程还涉及氮气向大气中的气体损失。