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健康土壤的“十大性状” 2025年05月02日

□广东省科学院生态环境与土壤研究所陈能场

土壤是支撑植物、动物和人类生存的关键生态系统。随着我国农业绿色发展的发力推进,人们逐渐意识到健康的土壤是提高农产品产量和品质的重要保障。

健康土壤具有的性状

土壤是一个不均匀的多相开放体系,土壤健康涵盖多项物理、化学和生物学指标。总体来说,具备以下物理、化学、生物学特性的土壤是健康的。具体来说,健康的土壤呈现出以下“十大性状”:

1.土壤耕作特性良好。这是土壤具有生长出健康作物的能力的一般特征。土壤不容易压实,容易被空气和水渗透,同时具有足够的持水能力。

2.土壤排水良好。健康土壤具备良好的结构和孔隙空间,能够迅速排水,同时仍保留足够的水,用于植物生长。

3.耕层深度足够。表土有足够深度让根系能充分伸展。

4.营养成分足量但不过量。土壤营养应足够植物吸收利用。土壤应有良好的营养循环。如果营养过剩,容易出现养分浸出和径流,甚至危害土壤微生物生存。

5.植物病原体和害虫的种群可控。健康土壤所含的有益生物数量丰富,能够有效抑制有害生物的活动。

6.大量的有益生物。健康土壤含有大量有益生物,除可以抑制有害生物活

动外,对于有机物质分解,营养循环土壤结构及其他都非常重要。

7.杂草的压力小。经济作物和覆盖作物生产等适当的土壤管理有助于降低杂草繁茂给土壤带来的压力。

8.不含有害化学物质和毒素。健康土壤不含有害化学物质和毒素或具有中和毒素的能力,不会对植物和微生物生长产生不利影响。

9.抗退化。土壤抗风蚀、抗水蚀、和抗压实的能力强。

10.当出现不利条件时具有恢复能力。当遇到干旱或潮湿等不利条件时,健康的土壤在(机器)收获后能快速恢复。

有机质是健康土壤的核心

健康土壤有机质丰富且构成合理,具有良好的团聚体结构和非常强的生物活力,因而具有良好的吸附过滤能力。不但能够吸附空气中的二氧化碳,还能够通过过滤雨水及其他地表径流水分,改善周边水质,进一步改善周边环境。

土壤是有生命的,土壤中的微生物作为转化引擎,把进入土壤中的废弃物(包括各种有机无机肥料、病残体等)转

化为土壤中的养分,并产生各种胶质,将土壤中的粘粒、粉粒和沙粒粘合起来构成大大小小的稳定团聚体,为土壤的通气和水流创造条件,也为大大小小的土壤生物构建居住空间,还留下细菌等残体最终构成的有机质(腐殖质)。

腐殖质的大分子令土壤具备更好的保水能力,同时其表面充满带电基团能够吸附养分离子,让土壤具有更好的保肥能力。

此外,土壤中的有机质表面带有正副电荷,对于进入土壤(如酸雨)或土壤因施肥带来的酸碱度变化具有缓冲作用,而且对于进入土壤中的重金属,有机质具有很好的络合作用。

土壤是如何退化的

有机质是健康土壤的核心,而土壤的退化与有机质的减少或缺失紧密相关。

耕作促进土壤有机质的分解。耕作时如果没有适时补充土壤有机质,首先游离颗粒有机质被耗尽,然后随着团聚体被分解,受物理保护的有机物可供分解者使用。多年后,土壤有机质通常留下的只有被黏土矿物颗粒紧紧吸附

的部分。土壤结构被破坏,土壤通气性和透水性变差,容易遭受风蚀和水蚀,造成有机质减少,最终导致作物减产。

农资(化肥、农药)大量施用造成土壤退化。农药使用杀死病虫害,但也破坏了土壤生态系统。化肥(特别是氮肥)的大量施用导致土壤的酸化,酸雨会酸化土壤,改变土壤养分有效性的同时,也改变土壤中的微生物群落结构(酸化提高真菌/细菌比),同时也让土壤阳离子更容易流失而进一步造成土壤板结。因此,施肥需要遵守4R原则(正确的时间、正确的地点、正确的剂量和正确的肥料品种),轮作/间种/套种有助于改变土壤环境,所增加的地上、地下生物多样性有助于减少植物病害,提高土壤有机质。另外,采用低毒或生物学农药对于土壤健康也非常重要。

土壤裸露导致土壤退化。在南方多雨的山区,雨水对裸露土壤表面的冲击力很大,可打散团聚体,带走松散的土壤颗粒及土壤养分。北方干旱的平原地区,风蚀对土壤破坏性很强。因此,土壤覆盖是保护土壤的重要手段,秸秆覆盖、种植生草和绿肥覆盖都是保护土壤、促进土壤健康的好手段。