土壤有机质的管理方法

自然土壤中，有机质的含量反映了植物枯枝落叶、根系等有机物质的加入量与土壤有机质分解而产生损失量之间的动态平衡。自然土壤被耕作农用以后，这种动态平衡关系遭到破坏。一方面，由于耕地上除作物根茬及根的分泌物外，其余的生物量有相当大部分均作为收获物被取走，这样进人耕作土壤中的植物残体量比自然土壤少；另一方面，耕作等农业措施常使表层土壤充分混合，干湿交替的频率和强度增加，土壤通气性变好，导致土壤有机质的分解速度加快。适宜的水分条件和养分供应也促使微生物更为活跃。此外，耕作增加土壤侵蚀，使土层变薄，也是土壤有机质减少的一个原因。一般的趋势是对于原有机质含量高的土壤，随着耕种年数的递增，土壤有机质含量降低。据国外报道，由于耕作的影响，土壤有机质含量可以损失20%～30%,土壤开星初期有机质的损失很快，大约耕作20年后土壤有机质分解速率变慢，30～40年后基本达到平衡，这时土壤有机质稳定在一个较低的水平。我国黑龙江省的土壤调查资料表明，黑土开垦后20年土壤有机质含量减少1/4～1/3,开垦后20～40年土壤有机质含量又在原来的基础上减少1/4～1/3,在开垦60年后土壤有机质减少到不足原来含量的1/2。因此耕作土壤有机质含量实际上是经过一定耕种年限后其达到新的平衡时维持在一个更低的相对稳定值。土壤有机质含量降低导致土壤生产力下降已成为世界各国关注的问题。我国人多地少，复种指数高，保持适量的土壤有机质含量是我国农业可持续发展的一个关键因素。但对于有机质含量较低的土壤（例如侵蚀性红壤、漠境土等）,耕种后通过施肥等措施，进入土壤的有机物质的数量较荒地条件下明显增加，因而有机质含量将逐步提高。施用有机肥以提高土壤有机质水平是我国劳动人民在长期的生产实践中总结出来的宝贵经验。我国耕地土壤的现状是有机质含量偏低，必须不断添加有机物质才能将土壤有机质，尤其是土壤活性有机质保持在适宜的水平，这样既能保持土壤良好的结构，又能不断地供给作物生长所需要的养分。主要的有机肥源包括：作物秸秆、绿肥、粪肥、厩肥、堆肥、沤肥肥等，在我国有些地方还有施用饼肥、蚕沙、鱼肥、河泥、塘泥的习惯，各地可因地制宜选择施用合适的有机肥。对于水稻等农作物秸秆，直接还田或还地是提高土壤有机质水平的一项有效措施，但前面已经提到，农作物秸秆的碳氮比很高，为了防止秸秆分解过程中微生物与作物争夺土壤有效态氮，必须增施一些无机氮肥，以便有效地解决因秸秆还田引起土壤硝态氮亏缺等有效养分短期供给不足的问题。尽管因气候条件、土壤类型、利用方式、有机物质种类和用量等不同而使土壤有机质含量提高的凝度有显著的差异，但能用有机肥在各种土壤及其不同种植方式下都能提高耕地土壤有机质的水平。通常用腐殖化系数作为有机物质转化为土壤有机质的换算系数，它是单位质量的有机物质碳在土壤中分解1年后的残留碳量。表2-5是我国不同地区耕地土壤中有机物质的腐殖化系数，由于水热条件和土壤性质不同，同类有机物质在不同地区的腐殖化系数依次为东北地区》华北、江南地区》华南地区；同一地区不同有机物质的腐殖化系数依次为作物根>展肥>作物秸秆>绿肥。我国不同地区耕地土壤中有机物质的腐殖化系数

华北地区

东北地区

江南地区

华南地区

作物程杆

范围

0.25～0.65

0.17～0.3

0.15～0.28

0.19～0.43

平均

   0.42(9)    0.26(33)    0.21(53)    0.34(18)    

作物根

范围

0.30～0.96

0.19～0.58

0.31～0.51

0.32～0.51

平均

0.60(5)

0.40(14)

0.40(54)

0.38(14)

绿肥

范围

0.16～0.43

0.13～0.37

0.16～0.37

0.16～0.33

平均

   0.28(14)    0.21(46)    0.24(33)    0.23(31)    

厩肥

范围 0.28～0.72

 0.28～0.53

0.30～0.63

0.20～0.52

平均 0.40(21)    0.46(11)    0.40(38)    0.31(8)    

注：后号内数据为样品测定个数。施用生物质炭可以改善土壤结构、提高土壤保肥和供肥能力、降低温室气体排放、修复重金属或有机物污染的土壤等，也可以增加土壤有机质的含量。旱地改成水田后，土壤有机质含量明显增高。与单一作物连作相比，种植绿肥或牧草与作物轮作可显著提高土壤有机质含量。全国绿肥试验网在16个省份进行的定位试验结果表明，无论是我国的南方还是北方，旱地还是水田，连续5年翻压绿肥，土壤有机质含量均有明显提高，其增加量平均为1～2g/kg。但是土壤肥力不同，其积累有机质的效果有较大差异。在肥力高的土壤上，绿肥一般只能起到维持土壤有机质水平的作用；而在肥力低的土壤上，绿肥则有明显增加土壤有机质含量的良好效果。近年来，由于普遍应用化学除草技术，不少地方出现了免耕和少耕耕作技术。研究结果表明，免耕可以显著增加土壤微生物生物量和微生物碳与有机碳的比例，土壤有机质含量有提高的趋势，这主要是由于免耕有效地抑制了土壤的过度通气，减少有机质的氧化降解。此外，免耕还可以防止土壤侵蚀。由于土壤氮与有机质密切结合，因此适当施用一些氮肥也是将土壤有机质保持在合适水平的一项措施。氮肥对土壤有机质水平的影响是多方面的。首先，氮肥能增加作物生物量及由此增加进入土壤的作物残体量。其次，施用铵态氮肥可以导致土壤酸化，这也能降低土壤有机质的分解。在我国，对有机肥与无机肥配合施用开展了广泛和深入的研究，结果表明，有机肥与无机肥配合施用不仅能增产，提高肥料利用率，而且还能提高土壤有机质的含量。据研究，配合施用有机肥与无机肥，可在3～6年使我国南方土壤的有机碳含量由0.40%～0.77%提高到1.3%,并提高土壤的盐基饱和度、有效养分含量和pH等。当然，在注重耕地土壤有机质数量的同时，还必须强调土壤有机质中要有合适比例的不同生物活性的有机质组成。土壤有机质的动态研究表明，不同活性的有机质组成在土壤管理和碳循环中起着极不相同的作用。土壤腐殖物质占很大一部分，它在维持良好的土壤结构性和物理性质方面起着很重要的作用。而非腐殖物质分解速度快，在提供土壤养分方面起重要作用。要保持良好的土壤结构，又能源源不断地提供养分，就需要将不同活性的有机质维持在一定的比例。这是土壤有机质动态平衡中必须考虑的重要问题。从另一角度来看，通过调节土壤温度、湿度、通气状况、施肥等因素能调节土壤微生物的活性，这也同样能达到调节土壤有机质分解速率的目的。参考文献：[1]徐建明.土壤学[M].北京：中国农业出版社，2019:50-61.
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