周至幅員遼闊,周至土地資源豐富,农田是土壤通气關中平原著名的農業大縣之一。農業高產優質依靠健康的性监土壤,土壤性能中有兩個重要的测技传指標是土壤的肥力和通氣性。筆者經過實地調研、术开對比分析,发科篩選出了適合周至農田土壤通氣性的普宣監測技術,並提出了改善農田土壤通氣性及科普宣傳的周至一係列措施,以期為周至探索農民增收致富打開思路、农田提供借鑒,土壤通气促進周至鄉村振興和綠色農業經濟發展。性监
1 研究背景
周至是测技传一個農業大縣,現已形成了南部沿山旅遊觀光帶、术开中部獼猴桃經濟帶、发科北部沿渭河苗木花卉蔬菜帶的產業發展格局。這些特色產業帶來的經濟效益為縣域經濟社會的發展起到了非常重要的作用。為使這些經濟效益逐年提高,一方麵要依靠先進的種植技術,另外還要取決於土壤的性能。土壤性能中有兩個重要的指標是土壤的肥力和通氣性。農民常常關注前者而極易忽視後者。
土壤通氣性是指土壤空氣與大氣進行交換的能力,以及土壤內部氣體擴散的特性。土壤通氣性能的好壞,直接影響土壤肥力的有效利用,進而影響作物生長。
2 通氣性監測方法
土壤空氣是影響土壤肥力的主要因素之一,土壤中的生物活動及物理化學過程大都與土壤空氣密切相關。從種子發芽、根係發育到開花結果的作物生長發育過程與土壤空氣狀況直接相關[1]。土壤空氣主要存在於土壤孔隙中,在土壤孔隙中不斷運動,並與大氣間空氣進行氣體交換[2]。土壤通氣良好時,加強了好氣性微生物的活動和繁殖,土壤有機質分解較快,礦質化明顯增強,土壤有效氧氣將得到充分供應,有利於作物對養分的吸收利用。土壤通氣不良時,土壤中各種有利菌類活動受到抑製,不利於作物對養分的吸收,甚至產生有毒氣體,危害作物生長,進而影響作物產量[2]。
土壤導氣率是指單位時間內單位麵積土體上透過的氣體數量[1]。它反映了氣體透過土體的能力,是土壤通氣性的綜合影響指標。土壤導氣率通常是在研究土體一端施加一定的氣壓,測定通過土體的穩定氣體通量,由土壤空氣對流通量方程獲得[3,4,5]。目前國內外相關專家學者提出了不同的土壤導氣率測算方法與模型,且根據模型供氣裝置不同分為瞬態法和穩態法;根據測量過程中氣體運動邊界條件不同,分為一維和三維兩大類型。目前較為成熟的土壤導氣率模型包括瞬態一維、瞬態三維、穩態一維和穩態三維4種形式。
瞬態一維測量裝置是將待測土樣裝入土柱管,記下管內土體高度。用鐵架台固定土柱管,測量時拆下土柱管底部密封物。土柱管及儲氣筒上端用插有兩小節導氣硬管的橡皮塞密封,土柱管上兩導氣硬管插上導氣軟管後分別連接U形管壓力計和儲氣筒,測定時應時刻保持U形管與地麵垂直,裝置如圖1所示。
穩態一維土壤導氣率測量裝置供氣部分為空氣壓縮機,壓縮機上連有減壓閥,用於調節壓縮機輸出氣壓,將氣壓控製在合理有效的範圍之內。此外,還有調節輸出氣體流速的氣體流量計,使氣體輸出速率保持在合理有效的範圍內,方便數據記錄,測量裝置如圖2所示。
若拆掉圖1和圖2中的鐵架台,倒出土柱管中土體,將土柱管垂直插入地麵以下一定深度處,即構成了瞬態三維和穩態三維土壤導氣率測量裝置。顯然,瞬態法測量裝置簡單,造價低廉,操作方便;而穩態法測量裝置相對複雜,還要頻繁通電給空氣壓縮機充氣,搬運也相對麻煩。關於這些裝置的操作,可查閱郭慶[6]和李陸生[7]已發表的碩士畢業論文,在此不一一贅述。
除此之外,國內外相關專家學者還研發了大量測量土壤導氣率儀器的電子設備,這些設備大多相對比較昂貴。考慮到周至縣特殊的地形、農民的經濟條件以及儀器操作的便捷性,筆者建議周至農田土壤通氣性監測采用瞬態法進行。
3 土壤通氣性改善措施
通常,不合理的耕作方式可能會導致土壤板結,過量的降水或灌水會導致土壤處於飽和狀態,這些都會使土壤通氣性變差。目前大多數學者隻是對土壤導氣率的模型和影響因素做過相關的研究,而對於改善土壤導氣率方法的研究相對匱乏。筆者根據多年經驗積累,總結出以下措施:
(1)增施有機肥。土壤中的微生物分解有機肥中的有機質,形成腐殖質,從而促進土壤中形成更多的團粒結構,使土壤疏鬆,防止板結,提高土壤通氣性。
(2)秸稈還田。農作物秸稈是重要的有機肥源,粉碎的秸稈可提高土壤中有機質含量;還可增加土壤孔隙度,協調土壤中的水肥氣熱,為土壤微生物活動提供有利條件,從而有利於有機質軟化、分解,改善土壤理化環境,提高土壤通氣性。
(3)通氣與深耕。借助在作物根區預埋的管道或者直接通過地下滴灌管道,將空氣輸送到作物根係周圍,這些氣體溢出土壤的過程中就能增加土壤的通氣性。經常鬆土,深度超過30cm,改善耕層構造,從而防止土壤板結。
(4)測土配方施肥。依據土壤化驗結果配方施肥,做到土壤中缺什麽補什麽,這樣就可以避免盲目大量施肥,不會使土壤板結。
(5)控製灌水量。平時澆水一定要注意灌水量不宜過大,切忌大水漫灌,最好使用滴灌和噴灌。遇到暴雨時,要及時排水。
(6)清除農田殘膜。地膜和塑料袋使用後若大量殘留在土壤中,會形成有毒物質並破壞土壤結構,造成土壤板結,嚴重影響土壤的通氣性。
(7)適當使用土壤改良劑。用於改善土壤通氣性的土壤改良劑有鬆土精、聚丙烯酰胺(PAM)、石灰和石膏等。這些改良劑施入土壤,使土壤結構鬆散,能夠增加了土壤團粒結構,改善土壤的通氣性。
(8)施用蚯蚓糞。蚯蚓糞中富含大量有機物質,能改善土壤理化環境,提高土壤通氣性。
結合周至縣的實際情況建議使用增施有機肥、秸稈還田、適度深耕、測土配方施肥及施用蚯蚓糞等方法改良土壤。
4 科普宣傳
科普,顧名思義就是科學普及。它指的是利用不同媒介,以公眾易於接受的形式宣傳自然、社會和科學知識的一種教育覆蓋[8]。在周至地區要進行土壤通氣性科普宣傳,可以從以下幾個方麵著手:
(1)加強新媒體內容製作。隨著“互聯網+”信息技術的飛速發展,新媒體技術的傳播方式多樣、傳播內容豐富,可以將文字、圖片、視頻、虛擬現實技術等社會流行元素結合起來,從而實現傳播模式一對多向多對多的轉變[9]。目前,微博、微信、手機APP、抖音、快手等一係列社會化媒體正在周至農民中飛速普及;可以將土壤通氣性方麵的知識在這些媒體平台進行傳播。
(2)豐富宣傳作品的樣式。科普宣傳作品可以是圖書、畫冊、科普展板、折頁、活頁教材,也可以更多地采用微視頻、微電影、動漫、AR、VR等。內容上多側重於土壤物理化學、土壤通氣性及最新行業成果等內容。
(3)加強基層人員的培訓。對周至地區的縣級、鎮級農業部門、及職業農民、村幹部、鄉土專家及農業創客等進行農田土壤通氣性科普培訓。使他們真正成為適應新時代農村發展有文化、懂技能、善經營、會管理、能致富的鄉村人才。以傳幫帶的形式幫助越來越多的農民了解和掌握土壤通氣性,使他們真正成為新時代的新農民。
5 結語
周至特色農業產業帶來的經濟效益為縣域經濟社會的發展起到了非常重要的作用。為使這些經濟效益逐年提高,一方麵要依靠先進的種植技術,另外還要取決於土壤的性能。隻有將土壤通氣性等一係列研究成果應用於農業生產中指導實踐,建立周至農田土壤通氣性監測評價體係及科普宣傳,才能提升周至農民科學文化素質,提高特色農業產業的經濟效益,促進農業增效,農民增收。
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