[科普中國(guó)]-土壤肥力

簡(jiǎn)介

肥力是土壤的本質(zhì)特征和基本屬性。有關(guān)土壤肥力的概念，世界各國(guó)目前仍無(wú)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。土壤肥力是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映，其中，養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，溫度和空氣是環(huán)境因素，水既是環(huán)境因素又是營(yíng)養(yǎng)因素。各種肥力因素(水、肥、氣、熱)同時(shí)存在、相互聯(lián)系和相互制約。因此，歸納起來(lái)可以將土壤肥力定義為：

土壤肥力(soil fertility)是土壤能經(jīng)常適時(shí)供給并協(xié)調(diào)植物生長(zhǎng)所需的空氣、溫度、支耀件和無(wú)毒害物質(zhì)的能力。

土壤肥力是土壤各種理化性質(zhì)的綜合目映，是土壤的主要功能和本質(zhì)屬性土壤肥力是土壤內(nèi)在的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)與外界環(huán)境條件綜合作用的結(jié)果。土壤肥力是一種屬性，并非土壤的物質(zhì)組成。肥力沒(méi)有結(jié)構(gòu)和尺寸大小，就像人的素質(zhì)和能力一樣是一個(gè)抽象的概念，但有具體的表現(xiàn)影響耕地土壤肥力的因素很多，如土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、水分狀況、溫度狀況、生物狀況、有機(jī)質(zhì)含量、pH等，凡是影響土壤物理、化學(xué)、生物性質(zhì)的因素，都會(huì)對(duì)土壤肥力造成一定的影響。1

土壤肥力分類自然肥力和人工肥力土壤肥力是土壤物理、化學(xué)、生物化學(xué)和物理化學(xué)特性的綜合表現(xiàn)，也是土壤不同于母質(zhì)的本質(zhì)特性。包括自然肥力、人工肥力和二者相結(jié)合形成的經(jīng)濟(jì)肥力。

自然肥力是由土壤母質(zhì)、氣候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力，是土壤的物理、化學(xué)和生物特征的綜合表現(xiàn)。它的形成和發(fā)展，取決于各種自然因素質(zhì)量、數(shù)量及其組合適當(dāng)與否。自然肥力是自然再生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)物，是土地生產(chǎn)力的基礎(chǔ)，它能自發(fā)地生長(zhǎng)天然植被。

人工肥力是指通過(guò)人類生產(chǎn)活動(dòng)，如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人為因素作用下形成的土壤肥力。土壤的自然肥力與人工肥力結(jié)合形成的經(jīng)濟(jì)肥力，才能用以為人類生產(chǎn)出充裕的農(nóng)產(chǎn)品。經(jīng)濟(jì)肥力是自然肥力和人工肥力的統(tǒng)一，是在同一土壤上兩種肥力相結(jié)合而形成的。僅僅具有自然肥力的土壤，不存在人類過(guò)去勞動(dòng)的任何痕跡。而具有經(jīng)濟(jì)肥力的土壤，由于其中包括人工肥力，則凝結(jié)有人類的勞動(dòng)。由于人工肥力是憑借人的生產(chǎn)活動(dòng)形成的，人們就可以利用一切自然條件和社會(huì)條件促使人工肥力的形成，并加快潛在肥力轉(zhuǎn)化，使土地盡快投入生產(chǎn)。

有效肥力和潛在肥力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，能為植物或農(nóng)作物即時(shí)利用的自然肥力和人工肥力叫“有效肥力”，不能即時(shí)利用的叫“潛在肥力”。潛在肥力在一定條件下可轉(zhuǎn)化為有效肥力。

理論上講，肥力在生產(chǎn)上都可以發(fā)揮出來(lái)而產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效果，但在實(shí)際生產(chǎn)中，因土壤性質(zhì)、環(huán)境條件和技術(shù)水平的限制，只有其中一部分能在當(dāng)季作物生產(chǎn)中表現(xiàn)出來(lái)，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，這二部分叫有效肥力(eitectlve iertility)或經(jīng)濟(jì)肥力，它可以用農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量來(lái)衡量。還有一部分沒(méi)有直接反映出來(lái)的肥力叫做潛在肥力。

有效肥力和潛在肥力兩者之間沒(méi)有截然的界限，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如黏質(zhì)土的有機(jī)質(zhì)含量高，N、P、K養(yǎng)分含量豐富，雖然潛在肥力較高，但因通氣不良、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化緩慢、有效養(yǎng)分含量低面影響作物生長(zhǎng)。對(duì)這種土壤應(yīng)采取客土或多施有機(jī)肥或勤中耕等措施，促使?jié)撛诜柿ο蛴行Х柿D(zhuǎn)化。1

影響因素養(yǎng)分因素指土壤中的養(yǎng)分貯量、強(qiáng)度因素和容量因素，主要取決于土壤礦物質(zhì)及有機(jī)質(zhì)的數(shù)量和組成。就世界范圍而言，多數(shù)礦質(zhì)土壤中的氮、磷、鉀三要素的大致含量分別是0.02～ 0.5%、0.01～0.2%和0.2～3.3%。中國(guó)一般農(nóng)田的養(yǎng)分含量是：氮0.03～0.35%；磷0.01～0.15%；鉀0.25～2.7%。但土壤向植物提供養(yǎng)分的能力并不直接決定于土壤中養(yǎng)分的貯量，而是決定于養(yǎng)分有效性的高低；而某種營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中的化學(xué)位又是決定該元素有效性的主要因素?；瘜W(xué)位是一個(gè)強(qiáng)度因素，從一定意義說(shuō)，它可以用該營(yíng)養(yǎng)元素在土壤溶液中的濃度或活度表示。由于土壤溶液中各營(yíng)養(yǎng)元素的濃度均較低，它們被植物吸收以后，必須迅速地得到補(bǔ)充，方能使其在土壤溶液中的濃度即強(qiáng)度因素維持在一個(gè)必要的水平上。所以，土壤養(yǎng)分的有效性還取決于能進(jìn)入土壤溶液中的固相養(yǎng)分元素的數(shù)量，通常稱為容量因素。在實(shí)用中，養(yǎng)分容量因素常指呈代換態(tài)的養(yǎng)分的數(shù)量（代換性鉀、同位素代換態(tài)磷等）。土壤養(yǎng)分的實(shí)際有效性，即實(shí)際被植物吸收的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，還受土壤養(yǎng)分到達(dá)植物根系表面的狀況，包括植物根系對(duì)養(yǎng)分的截獲、養(yǎng)分的質(zhì)流和擴(kuò)散三方面狀況的影響。

物理因素指土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)狀況、孔隙度、水分和溫度狀況等。它們影響土壤的含氧量、氧化還原性和通氣狀況，從而影響土壤中養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化速率和存在狀態(tài)、土壤水分的性質(zhì)和運(yùn)行規(guī)律以及植物根系的生長(zhǎng)力和生理活動(dòng)。物理因素對(duì)土壤中水、肥、氣、熱各個(gè)方面的變化有明顯的制約作用。

化學(xué)因素指土壤的酸堿度、陽(yáng)離子吸附及交換性能、土壤還原性物質(zhì)、土壤含鹽量，以及其他有毒物質(zhì)的含量等。它們直接影響植物的生長(zhǎng)和土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、釋放及有效性。一般而言，在極端酸、堿環(huán)境、有大量可溶性鹽類存在或有大量還原性物質(zhì)及其他有毒物質(zhì)存在的情況下，大多數(shù)作物都難以正常生長(zhǎng)和獲得高產(chǎn)。土壤陽(yáng)離子吸附和交換性能的強(qiáng)弱，對(duì)于土壤保肥性能有很大影響。土壤酸度通常與土壤養(yǎng)分的有效性之間有一定相關(guān)。如土壤磷素在pH為6時(shí)有效性最高，當(dāng)介質(zhì)pH值低于或高于6時(shí)，其有效性明顯下降；土壤中鋅、銅、錳、鐵、硼等營(yíng)養(yǎng)元素的有效性一般隨土壤pH值的降低而增高，但鉬則相反。 土壤中某些離子過(guò)多和不足，對(duì)土壤肥力也會(huì)產(chǎn)生不利的影響。如鈣離子不足會(huì)降低土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，使其結(jié)構(gòu)被破壞，土壤的透水性因而降低；鋁、氫離子過(guò)多，會(huì)使土壤呈酸性反應(yīng)和產(chǎn)生鋁離子毒害；鈉離子過(guò)多，會(huì)使土壤呈堿性反應(yīng)和產(chǎn)生鈉離子毒害，都不利于植物生長(zhǎng)。

生物因素指土壤中的微生物及其生理活性。它們對(duì)土壤氮、磷、硫等營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和有效性具有明顯影響，主要表現(xiàn)在：①促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用，增加土壤中有效氮、磷、硫的含量；②進(jìn)行腐殖質(zhì)的合成作用，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量，提高土壤的保水保肥性能；③進(jìn)行生物固氮，增加土壤中有效氮的來(lái)源。1

土壤肥力的評(píng)價(jià)方法土壤肥力指標(biāo)包括土壤營(yíng)養(yǎng)(化學(xué)）指標(biāo)。土壤物理性狀指標(biāo)、土壤生物學(xué)指標(biāo)和土壤環(huán)境指標(biāo)等多種因子，并且全部因子都以數(shù)值表示，這樣進(jìn)行土壤肥力評(píng)價(jià)時(shí)涉及到大量的數(shù)據(jù)，個(gè)人憑直觀從這些紛繁的數(shù)據(jù)中找出它們的內(nèi)部聯(lián)系很難，因此，必須借助數(shù)學(xué)方法，從多因素角度對(duì)土壤肥力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。通常采用的數(shù)學(xué)方法有因子分析法、聚類分析法、判別分析法、主分量分析法(主成分分析法、主因素分析法)、因子加權(quán)綜合法等。由于選取的指標(biāo)不同，分析目標(biāo)的差異，選擇的評(píng)價(jià)方法也不同。

土壤是一個(gè)復(fù)雜的類生物體，土壤肥力水平是諸多肥力因素綜合作用的反映，要想全面地、客觀地反回上上壤的這一基本屬性，還需要深人地研究和大量地實(shí)踐。對(duì)于土壤肥力指標(biāo)的選取方法還有待進(jìn)一步的探索。1