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1、土地耕作制度篇一：耕作制度及土壤管理耕作制度及土壤管理任何耕作措施或土壤管理计划的主要目的都是保持生产能够持续获利。自1935年开始，美国土壤保持局（Soil Conservation Service）在这方面给予了很大关注。土壤保持实质是良好的土壤管理，其内容远不止防止土壤流失。无论是植物养分不足，还是耕作制度不合理，土壤侵蚀都是土壤管理不良的症状。侵蚀是土壤破坏的症状而不是原因，主要原因是缺乏养分，尤其是缺氮。第一节 产量趋势美国作物产量自1900年以来逐步提高，但其显著增长起始于1950年代（参见第一章图1-1）。1982年美国三种主要作物，玉米、大豆和小麦的平均产量各为480公斤/亩、
2、144公斤/亩和159公斤/亩。玉米和小麦是创纪录的高产，而大豆产量平了1979年达到的高产水平。改良品种、增加密度、防治病虫、改进耕作和增加施肥等，都对增产有贡献。19301979年美国明尼苏达州农民种植玉米所采用的一系列技术和管理措施汇入表14-1中。各种技术改进对玉米增产的贡献见于表14-2。表14-1. 50年间美国明尼苏达州每十年玉米生产措施所发生的变化资料：Cardwell. Agron. J., 74: 984 .表14-2. 1930-1979间美国明尼苏达州生产措施的变化引起的玉米增产资料：Cardwell. Agron. J., 74: 984 .1950年以前产量增长缓慢
3、的部分解释见图14-1。根据美国俄亥俄州的估计，18701930年这60年中土壤生产力下降了40%。这大体上与对18901950年间美国衣阿华州土壤生产力所做的估计相符，且与肥力水平关系密切。土壤有机质以及供氮已呈现下降趋势。磷、钾、钙、镁和硫等元素的取走一般大于以粪肥和商业化肥形态归还的数量。图14-1. 1950年以前产量增长缓慢的部分原因美国俄亥俄州自1870年以来改良措施本应使1930年单位面积产量提高40%-60%，但累计增产却低于15%，改良措施仅稍高于补偿土壤生产力的降低，只有采用合理的土壤管理计划才能提高产量。Ohio State Agr. Ext. Serv. Bull. 1
4、75 补偿因素的结果，如改良品种、栽培措施、机械、排水，增加施肥和施石灰，防治病虫害等，使18701930年间美国俄亥俄州的玉米产量增长了约15%。假如保持了土壤肥力，使用这些开发的技术，作物产量本应增加40%60%。俄亥俄州的资料表明，仅用某段时期的产量趋势来衡量土壤肥力是错误的。19301982年间，俄亥俄州的作物产量增加了2倍。在全美国具有同样显著的增长。技术迅速进步使产量显著增长，肥料只是其中一项。美国农业部1964年估计，如果取消氮、磷肥料，伊利诺斯州的玉米可能减产37%，佛罗里达州的葡萄柚可能减产94%，亚利桑那州的苜蓿可能减产34%。现在这些数值可能还会更大。假若对衣阿华州的玉米
5、不施肥，就可能需要再多29%的土地。这将意味着由于不适宜的土地投入生产，遭受侵蚀的可能性更大。在发展中国家报道过更令人震惊的结果。墨西哥小麦产量从1943年的公斤/亩增加到19781980年的240公斤/亩（80%灌溉）。虽然干旱地区水比肥更是限制因子，但包含频繁夏休闲的种植制度使土壤肥力和生产力严重下降。在干旱地区改进管理措施，尤其是在不好的年景，同在较湿润的地区一样重要。例如，美国大平原的9个州19301939年和19501956年间年降雨量极低，分别只有518毫米和526毫米。但小麦产量差别很大，30年代为公斤/亩，而19521956年为公斤/亩。大多数低雨量地区土壤生产力的下降多与风蚀
6、和水蚀以及休闲期易移动养分向深层的渗漏有关，并非真是作物耗竭了肥力。与之相反的是东南部的土壤，本身肥力较低而且已经集约耕种了100200年。实验站小区和先进农民的产量不断增长至关重要，因为他们对应该怎样做起着引导作用。在那里种植在试验田的作物产量不断增加，州平均产量也会不断增长（尽管仍比试验站的低得多）。这表明了继续集中研究以克服产量限制因子影响的重要性。第二节 耕作及土壤的管理目标所有耕作制度的目的均应是为农业措施维持最高的利润。评价作物和土壤管理制度维持高产的效果时，有几个因素必须牢记在心：有机质和土壤耕性； 植物养分供应；草、虫、病害发生率； 水分吸收和土壤侵蚀。由于土壤特性不同，因此需
7、要不同的管理措施。比如，有一种富含有机质的粉粘壤土可能耕性良好，采用降低耕性的管理措施在短期内不致发生问题。另有一种粉壤土，有机质含量低，可能耕性不良，用同样的管理措施马上引起麻烦。最重要的是按照管理的需要来评价土壤。应该利用试验数据来说明管理措施对不同土壤的影响。图14-2表明，不能认为侵蚀理所当然，重要的是必须以尽量减小水蚀、风蚀破坏性影响的方式进行生产。美国1/3以上的耕地都遭受严重侵蚀，这足以使土壤生产寿命大大缩短。表14-2表明，侵蚀抵消了美国明尼苏达州为达到更高玉米产量所取得的进步。图14-2. 1977年美国土壤保持局所进行的国家资源调查发现的土壤侵蚀Fraedrich. Far
8、m Futures, 8: 第三节 土壤有机质一度曾特别强调土壤有机质含量是土壤生产力的一项指标。随着氮肥用量增加，依赖有机质释放氮来获得玉米、小麦等作物的高产是不必要甚至不明智的。曾几何时，加拿大草原上夏休闲地被认为供氮自足，但现在其中20%以上需要化肥氮。Bradfield（1963）对此总结如下：对大多数农民来说，在他们的土壤中得到更多有机质惟一的经济办法是在他们自己的农场上生长更多的有机物质。更大的作物意味着更多根、更多茎秆和残茬及更多牲畜饲料，因此有更多有机肥料还田。种植这些较大作物最便宜的办法是用更充足的化肥和良好培肥的轮作，土壤经过如此管理得以从化肥中取得最大效益。这需要最好的种
9、子、最合适的栽培措施和最有效地利用全部有机残留物。有机农业加上化肥将在我们的丰产土壤上获得更高的产量和更多的有机质。应该维持还是提高有机质含量?回答这个问题有必要考察有机质的一些功能： 具有养分（如氮、磷、硫、硼、锌等）库的作用； 提高离子交换量；为微生物活动提供能量； 释放CO2； 提高持水量；稳定结构、改善耕性；提供表面保护从而减少结块和增加渗透； 减轻压实影响；缓冲土壤酸度、碱度和盐度的急剧变化。有趣的是，有机质的这些功能，除保护表面和防止压实外，大多数都依赖其分解。因此，生产大量残茬及其随后的分解对良好的作物和土壤管理必不可少。很明显，北极地区作物营养问题之一是低温阻止有机质分解，有机
10、质甚至积累在砾石脊上。相反，亚热带和热带虽产生大量有机质，但其分解极快。仅仅为了维持而维持有机质不是农业的实用方法。应用保持最高利润生产的管理系统更现实。土壤有机质最大的是当季作物提供的残茬。因此，选择种植制度和残茬处理的方法同等重要。合理的管理和施肥能提高产量，这是农民关心的主要问题。高产还会产生大量副产物-有机残茬。所以，为达到高产而管理土壤的同时也改良了土壤。美国密执安州立大学的工作人员指出：“我们用来夺取高产的措施最好地保护和培肥了我们的土壤”。一、耕作制度的影响耕作制度通过以下几种方式影响土壤有机质。耕作可增加通气性，因而促进微生物活动，增加土壤有机碳的损失据报道，有机质下降最快的是
11、在开垦耕种后最初的10年，尔后几十年继续以逐渐递减的速率减少，最后达到表观平衡，在美国大平原北部盛行的耕作条件下大约为40年后达到。因此，行播作物比例大的耕种制度比密植作物或草皮植物为主的耕作制度使有机质损失快得多。在一些情况下，耕作增加了富含有机质而施氮不足的土壤上非豆科植物的产量。这可能部分地与通气改善对有机质分解和随后氮释放的影响有关，而且新的表面不断暴露，使土壤有更多湿润和干燥的机会。当然，所有这些都造成土壤氮的逐渐耗竭，增加了土壤有机碳的损失（表14-3）。表14-3. 美国北部大平原不同土壤上残茬覆盖和常规管理制度下耕作引起的处女草地碳损失资料：Bauer和Black. Soil
12、Sci. Soc. Am. J., 45: 1166 .耕作过度有促进土壤侵蚀的趋势耕作过度导致有机质和其他组分的物理损失。但在耕种或休闲期开始的最初耕作通常可改善土壤结构、孔隙度和粗糙度，增加水分渗透和土壤抗侵蚀能力。各种耕作制度提供不同的作物残茬量粒用玉米每亩可向土壤提供吨茎，吨根。青贮玉米茎叶和籽粒都被取走。禾本科-豆科饲草可生产大约同等数量的残体，但大部分都在刈草中和放牧时被取走了。小粒谷物产量高时，如果禾草留在田里可返还吨残茬，但取走禾草就只有吨还田。花生的地上部、仁果和许多根都被移走，这是一种促使有机质更快损失的耕作制度。在养畜计划中，牲畜消费籽粒和植株部分，只有部分有机质能还田，
13、然后粪肥施在最靠近畜舍的地里。各种耕作制度中植物残茬含氮量与土壤有机质的积累密切相关如果翻下的残茬含氮低，大部分碳将分解为CO2逸走，直至碳氮比达到101或121。施足氮肥的玉米茎叶中可能至少含氮%，虽然认为含%的更典型。反之，施少量氮肥的玉米秸中也许含量低于%。从这点和产出更多有机物来看，施足肥比少施肥的玉米禾茎在维持有机质方面更有效。大多数含氮%的作物残体无需增加氮量使之更迅速地分解转变为腐殖质。第五章已讨论过残茬分解需要足够的氮。已有不少加入额外的氮对加速残茬分解和促进土壤有机质形成的影响的讨论。表14-4中的数据表明，给分解的麦秸增加供氮，在增大含氮百分比和提高边际碳浓度的同时，也能大
14、大降低C/N比。表14-4. 无土培养63天麦秸分解中施硝硫酸铵对C/N比和氮及碳浓度的影响资料：Cochran等. Soil Sci. Soc. Am. J., 44: 978 .在某些条件下，缺硫可阻止有机残茬分解。这在第八章中已做过讨论，该章指出一些条件下必须施用硫肥促使施用的有机物分解。土壤有机质已在许多地区不同土壤上做了大量工作来确定耕作制度对土壤有机质的影响。总的来说，处女地土壤上开始的试验即使用最好的耕作制度也难维持其土壤有机质。在试验开始前有机质已被耗尽的土壤上，草地或密植作物以及中耕次数少的作物比例大的种植制度可能造成有机质和含氮量的增加。年均温度高的地区，如美国南部，分解可
15、在1年大部分时间连续进行。在这种环境下难以提高有机质含量。反之，美国北部土壤有机质含量即使耗尽也较易通过某些种植制度来增加，尤其是以少耕并归还较多作物残茬为特点的耕作制度。表14-5的例子很好地说明，在减少休闲频度并增加还田有机残体的制度中，土壤有机质和全氮均增加了。表14-5. 耕种37年后耕作制度和粪肥对土壤氮和有机质的影响资料：Ridley和Hedlin. Can. J. Soil Sci., 48: 315 .许多因素决定种植制度到底增加还是减少土壤有机质。关键问题是保持大量作物残体（茎叶和根）通过土壤循环。连续的良好管理，包括施足肥，有助于这一点。二、施用植物养分的效果种植制度中石灰和肥料用量不仅影响收获的作物产量及其组成，也影响作物残体生产量。更大量的植物养分带篇二：标准耕作制度分区耕地制度分区调查（1）以街坊为单元，各外业组调查后绘制基本地籍图分幅图，包括面积平差和图面整饰。各组绘制的分幅图按图幅结合表排序作为基础成果资料集中保存。（2）以调查区（街道）为单位，内业人员将分幅图绘编，各地籍要素包括地籍号、地类号、界址点编号等绘到图。行政界线、地类界线等各种跨图幅界线，由内业
