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什么是土壤肥力?估计很多小羊羔最先想到的就是有机质,但土壤肥力高低与土壤中的有机质含量真的能完全画等号吗?有机质、土壤养分、土壤肥力之间是什么关系?如何正确理解土壤肥力?今天我们把这些问题讲清讲透! 土壤肥力 = 土壤中的有机质含量?
有机质含量是衡量土壤肥力的重要标志,有机质的多少确实在一定程度上可以指示肥力的高低,但二者不能完全划等号。土壤养分,是土壤为植物生长所提供的 必要的营养元素,包括氮、磷、钾、钙等等。而这些营养元素主要来自于土壤中的有机质和矿物质。 到底什么是土壤肥力?
养分和水分是肥力的物质基础,而肥力是一种能力。有了养分和水分才能有肥力,不过只有物质基础是不够的,还需要协调热量、空气等其他要素,才能使养分和水分能被植物充分吸收。例如,土壤缺氧时,植物吸水和吸肥能力会大大减弱,即使有再多的养分和水分也难被吸收利用。从这个角度来说,土壤肥力就是协调土壤水分、养分、热量、空气等因素,进而供应植物生长的能力。所以,水、肥(指代养分)、气、热也被称为土壤肥力的四大因素。土壤肥力从来不是由单一的养分要素决定,而是多种要素综合影响的结果。接下来,我们把四大肥力因素分为养分系统和水气热系统分别来说。土壤养分储量是一个动态变化的量,弄清楚其来源、支出和循环的过程,才能掌握分析它的一般角度和方法。根据来源,土壤养分可划分为矿物养分(无机养分)和有机质养分(有机养分)。来源/收入:成土母质(风化物)中的矿物元素是土壤中矿物养分的主要来源。其次,溶解于降水、地下水中的矿物质也是土壤矿物养分的部分来源。支出/损失/去向:外力的侵蚀搬运作用。如流水的淋溶作用或风力的侵蚀等。【淋溶作用】降水或灌溉水进入土壤,土壤中的可溶性物质被水溶解,顺着地势随水发生侧向迁移,或是因重力作用自上向下运动。这个过程中,导致表层土壤养分发生损失,土壤肥力下降。淋溶作用的详细资料→淋溶作用,22年山东卷和天津卷都考了,还没搞懂的速进!
土壤中的有机质在微生物的作用下,一部分彻底分解为无机物,被植物吸收利用;另一部分重新合成土壤腐殖质。【腐殖质】是有机物经微生物分解转化形成的胶体物质,一般为黑色或暗棕色,是土壤有机质的主要组成部分。
腐殖质是有机质存在的一种特殊形式,它不能被植物直接吸收,需要进一步被微生物分解为无机质才能供植物利用。因此,有机质的腐殖化其实是将有机质储存在了土壤中,腐殖质含量高的土壤,储存有机质养分的能力就更强。土壤中水分、空气和热量相互影响,密不可分,因此,我们将其放到一个系统中来讨论。水分—空气:共同存在与土壤孔隙中,是此消彼长的关系。也就是说,在孔隙空间一定的前提下,土壤含水量多了,水分占据了更多空间,空气含量就较少,土壤中可能氧气含量不足;如果土壤含水量较少,那孔隙中空气的占比就会较大。土壤水分对热量的影响:土壤水分越多,土壤的导热性越差;土壤水分越多,土壤的热容量也较大,土壤升温和降温的速度较慢。土壤热量对水分的影响:温度高的土壤蒸发强,土壤水分条件差;温度低的土壤蒸发弱,土壤水分条件可能相对较好。 什么样的土壤肥力条件好?
其实远没有这么简单。好的肥力条件,不仅有充足的养分和水分,更能“稳”、“匀”、“适”地向植物提供养分和水分。土壤要想“稳匀足适”地提供养分和养料,需要的是养分系统和水气热系统的协调平衡。案例对比
我们都知道,东北黑土地的肥力条件比热带砖红壤要好得多,这是为什么呢?我们还是得从养分系统和水气热系统中去找答案。东北地处温带季风气候,该区黑土养分和水分的来源多,支出少,物质基础充足。【养分】温度较低,微生物活性较弱,分解土壤中有机质的速度较慢,有利于有机质积累。
【水气热】适宜的降水又提供了适宜的水分和空气条件。
热带砖红壤主要分布在热带雨林气候区,土壤中水分和养分的来源较充分,但也正因为热带雨林地区降水量大,流水侵蚀作用明显。再加上气温高,微生物活性强,分解土壤中有机质的速度快,所以养分损失多,难以保肥。温带草原土的有机质含量一般大于温带森林土,这是为什么呢?草原上草类根系浅,多集中在表土,且草类生命周期短,死亡后植株全部进入土壤,为表层土壤提供了大量的有机质来源。森林虽然植被数量多,但乔木灌木的生命周期长,土壤中的有机质的来源主要靠枯枝落叶。因此,从有机质的“收入”来看,温带草原要优于温带森林。再看“支出”,草原气候偏干,相较于湿润的地方微生物活性偏弱,所以分解有机质的速度较慢。而且因降水较少,淋溶作用较弱。所以,有机质支出少。