第七章农田土壤保护与培肥(NXPowerLite).

1、第七章农田土察保护与塔肥耕地土壤现状及存在的问题农田保护农田培肥节水抗旱技术农田建设耕作学的两个主要内容：种植制度：养地制度；与种植制度相适应的以养地为中 心的一系列技术体系其心仔吕是提高土地 综合生产能力.土壤耕作农田土壤培肥农田土壤保护农田基本建设等第一节耕地土壤现状及存在的问题 一.耕地现状农田土壤存在的问題1. 水土流失 2. 土壤沙化3、土壤盐碱化4、土壤贫瘠化5、土壤污染1、水土流失我国水土流失面积达183万平方公里每年流入江河的泥沙量为50亿吨，相当于全国 耕地被刮去1厘米厚的土层流失的氮、構、钾相当于4000万吨化肥后果：作物减产、灾害频发邊成这科椅况的主要斥因是我圏缺少淼 抹

2、植枚道刊产空枝坏。2、土壤沙化2005年,全国沙化土地面积达174. 3万平方公里，占国土面积的18%,涉及全国30个省（区、市）841个县（旗）70年代，我国土地沙化扩展速度每年1560平 方公里，80年代为2100平方公里，90年代达2460 平方公里，21世纪初达到3436平方公里，相当于 每年损失一个中等县的土地面积.草原植被破坏是直接原因.中国沙漠化土地分布图庄：砂虑0於W上至P6#腎沙尘暴沙尘来源及其路径从全球苑圈来看，眇尘天气多发生在内陆沙漠地区.源地主要有非洲的撒令拉沙董，北矣中西部和澳大利亚也長沙尘鼻夭气 的操地之一.亚洲沙尘妖活动中心主要在约旦汝漢、巴格达与海湾北部沿岸之

3、间的下美索不达米受、阿巴斯附近的伊朗南部海滨，稗路支到阿 富汗北祁的平原地带.祈苏联的中亚地区哈萨克斯坦、乌兹别克 斯坦及土库叟斯坦都是沙尘 ( 15/#-) 响艮但其中 心在里海与咸海之何沙质平康及阿姆河一帶.我国西北地区由于独特的地理坏境，也是沙尘暴频發发生的地区 ,主要薄地有古尔班通古转沙浇.塔克拉玛干沙演、巴丹吉林沙 溪、胯格里沙澳、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等.经统计，60年代伶大沙尘鼻在我国发生过8次，70年代发生过13 次，80年代发生过14次，而90年代至今巳发生过20多次，并且波 及的范圈愈来翕广.造成的摘失愈来愈 1993： 4月至5月上句.北方多次出现大风天气.4月19日至

4、5月g B甘肃.宁JL内蒙古相继遭大风和沙尘晟袭击其中5月5日 至6曰，一场特大沙尘暴歿击了新甘肃.宁夏大部.内 蒙古西部地区，适成严重损失. 1994： 4月6日开始，从蒙古国和我国内蒙古西都刮起大风，北都 沙漢戈壁的汐尘陵风而起，顒浮到河页走廊上空，漫天賛土持镇 数日. 1995年：11月7日，山东40多个县（市）遭受暴风袭击 35人死 亡,121人失踪320人受伤.直接处济损失10亿多元 1?96! 5J122旦至3OB,自1965笔以来最尸篁的强沙尘暴爰據 河西走席西部，黑风麋起，天地闻合，沙尘弥漫，拥木聂然倒下 ,人们呼吸困难，遭受破坏最严賣的酒泉地区直接经济損失达两 亿多元. 19

5、984： 4月19日.新舉北部和东部吐榔托金地遭瞬问风力达屹 级，有6人死亡.44人失踪.256人受伤 1999年：4月3日至40,呼和浩特地区接连两天发生持竣大风及 沙尘暴天气.这次沙尘暴的范围从内演古自治区的西部地区一直 到东部的通辽市南部.瞬时凤速为毎秒16来.伊克昭良达拉特欢 风力最髙达到10圾.-2000年：3月22B至230 内象古自治区出现大面积沙尘暴天气,部分汐尘被大风携至北京上空，加至了扬沙的程度.3月27日,沙尘暴又一次袭击北京城，局部地区瞬时风力达到8至9级，正 在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下，两人 当场死亡一些广告牌按大风刮倒，砸伤行人，用坏车辆.

6、2002年：3月18日到21日.20世纪90年代以来范围最大、逼度最 强.场响最严篁.持续时何最收的沙尘天气过程製击了我国北方 140多万平方公里的大地.形响人口达13亿.3、土壤盐碱化资料统计表明：我国土壤盐减地耕地面积有逐年增 加的趋势原因：北方干旱半干旱地区滚溉农田面积扩大，灌溉水不足, 而熬发量大，盐分向上移动大于向下淋洗的数量.-濯溉不合理局部过量灌溉，地下水位上升，地下水上 升到地丧,水分蒸发后盐留在土填中.水利工程老化-土壤耕作、培肥不当，土壌物理化学性质恶劣，肥力 下降导致盐减化危害加重.4、土壤贫瘠化土圾肥力下碎、，土圾生产力下降原因；畫用缺界，不合理丸舵，土垠後住普5、土壤

7、污染我圏土堆汚染总体形费柏占严玻.受活亲的 耕地约有1.5亿亩，约占全耕地的1/10以上，笹 年也成的直摟经济损失翅过200亿元。工业污杀生涪汚染化学芬制过苣祓用第二节农田保护农田土壤水蚀与治理农田土填风蚀与治理农田土壤盐戚化治理X 土壤污染治理农田保护，是农田不受自然与人为的破坏，防止跑土 崑水跑肥，保护作物正常生育。在自然系统中，土壤的消失与更新速度相同，土壤处 于一种平術状态.农业生态系统受人为形响，人们不合理的开发利用， 使土地受到侵蚀，成为逆境土填.逆境土壊；是指对植物生长存在着各种限制因素的 土壤.是自然因素和人为因素综合作用的结果.包括 沙漠及沙漢化土地、受侵蚀的土壊、盐琥土.受

8、各种 污染的土壤及养分严重缺乏的土壤.P216.农田土壤水蚀与治理(一) 、土壤侵蚀概念美国土垠保持学会：土壤侵蚀是水、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨损，或者造成土壤、 岩屈的分散与移动.英国N.W哈德逊：土壤侵蚀是使土壤和岩 石颗粒在重力的作用下发生转移、滾动或流失的过 程，风和水是使颗粒变松和破坏的主要营力。土壤侵蚀：分为水蚀和风蚀.(二) 农田土壤水蚀卜上：是土壊徽粒在水的作用下可产生垂直或沿地来的横 向运动.在多雨地区土壤颗粒在水力的作用下，被冲 积到江河、湖泊和海洋中去.:土壤肥力下降、耕地减少、堵塞河道.灾害频繁， 作物产量低而不稳.坡地农田“三跑”是低产的主要原因.“匏水、窺土

9、、跑 肥”的主要方面是“跑水” 水土过失与放度的关系坡度水分流失泥沙流失录M比率(%)K0亩比率(%)e5L562402.4815*114.433221.924214.151049.002T117.32722&艸5543.151380.CN)（三）、影响水土流失的自然因素气候：降水、风、温度地形：坡度、坡长、坡形 土壤：透水性、抗蚀性.抗冲性植被植被在水土保持中的功能：一拦截雨水；调节地面径流；一固结土体；改良土壤性状；T低风速，防止凤蚀.）水土流失的治理水土流失严靈区在西北黄土高原和南方丘陵山地1、保护性种植2、保护性耕作3、梯田种植法-4、僉林结合，建立农田防护林1、保护性种植、保护性作物

10、布局中耕作物（水土沆失型）；棉花、玉米、高乗、烟草等密植作物（水土保持中等型）：麦类、大豆、花生、水稻等多年生作物（水土保持最强型）：草木樨、苜蓿等中耕型作物与水土保持型作物相结合.丘陵坡地：坡上适林、中下部种果树、坡底种一年生农作物.间.混.套作可增加地面履盖度，延长覆盖时间，城轻水土流失，是 山区丘陵保持水土的重要措施.如建丈农田防护林、* 哀同作.系讹単结金、克林早结金、徹呢同作孑。、带状种植条带种植:沿著坡地等高线划分成若干条带，在各条带上交 互和轮流种植密植植物与中無作纯或牧草.坡度为1275度时，可设置10-20米宽的条带，坡度为1520 度时，条帶宽度宜5-10米.匸注期作胡菽僅

11、处 AtiM 旳也轧性ft 0木 辛冈15個月 力怯懾眾外 上中罪津貧坡地贏場一例g JvgiicuItvwl Lane IccLinoljgy)2、保护性耕作等高耕作淮放粉地上，耕作播种沿年髙线进行，所形成的等高小 垄与作物作为减缓水向下流动的障碍物，可以减少径流，减小水蚀， 増加土壤水分，起到保土保水的作用，在製坡上应用效果显著沟垄耕作:通过耕作在地百上形成较大的沟和垒，能貝有效地控制 土壤侵蚀的一类耕作注.它一般也是按尊高姣进行，适于在较大坡度 的誹地采用地血 厦盖:拄地袤保留足够数量的作物残隹或秸杆，以保护土填， 疸夕大量的土壊损失.植物残留物缓和了雨滴冲击地面的力量，戎少 了地面板结

12、的可能性.残8?物吸收大量地面水，延迟了地表水流，使 水分有更多的时间潘入地下免耕：由于留有作物残茗保护地面，可降低地表风速，防止土壤迅連 干操，又不创动土层，土壇受风蚀形响轶少.防蚀耕作：垂直主风向耕翻、留高茬壮等高耕作梯田在山区、丘陵坡耕地 上沿等高线修筑而成 的平坦地块，因在坡 地上呈阶梯状分布而 得名。是最基本的水土保持 工程措施梯田历史悠久.隔坡梯田竹节水平沟在坡面上沿等高线开挖水平蓄水沟，沟内每隔一定距离培筑横向档水堤，水平沟被截成竹节样的长方形蓄水坑，分段拦截坡面径流.沟垄耕作地面覆盖耕作地膜覆盖冬小麦地膜覆盖、玉米地膜覆盖、全程两元覆盖 技术蓄住天上水.保住地下埔黄土高原实验表

13、明:覆膜穴播和垄膜沟播较露地条心71免耕增渗.增温、抗蚀、砂石覆盖减蒸，提高降水利用效率 保温，活化土壤潜在肥力 减尘，生态防护效果明显AM，r.Km老化砂田转残存生态功腿土填含水虽土壤养分含最020cm20-40cm4-0- 60cm60 80c m平均相当于 版生地有机 质 (gg )碱解(mg/k g)速效 磅 (盹)速效钾 (g/Xg)AM 砂田101315.419152269.857.92.3143康生It地6.56.5100埃m年田一111210.679.511131093梯田种植法梯田种植法在一底程度上消除了坡度的彩响，因而有较高的 水土保持

14、能力，据牛文元（1981）报道，黄土高原坡耕地上 的水土流失量为梯田的7. 7倍.修筑梯田应根据地形进行规划，一般以25。以上的陡坡地， 原则上应退耕还林还牧，但在人多地少的地区，也可修筑梯 田.水平梯田是沿等高线，把坡地修成台阶式的水平地.4、农林结合，建立农田防护林森林对近农田的主要有益作用；*在山区坡地上保护水土.城低风速，抗御风沙灭害改变了农田小气侯.不利形响：胁地作用小气候变化.林带的结构以通风结构较紧密结构为好.朋纵横交错的农田林网二、农田土壤风蚀与洽理风蚀：指在气流的冲击下，细土粒、细沙粒脱离地表被搬 运和堆积的过程.它受风力强弱、地表状况、粒径大小等形响 当地表30ci高度的风

15、速达到5.8m/s时，.风可将土粒带走. 直径小于0. Imm的土粒常以悬浮状被帶走.直径0. 1 -0. 5的土 粒呈“跳跃”状态移动，直径Ino以上的颗粒则在土面呈现端 动状态慢慢变动位置.当土壤没有植物保护时，风蚀彫响将会 加剧.1、增加損盖度:残茬覆盖.地旗覆盖等2、改变地形:如梯田、水平沟、垄作种植等3、改良土壤性状：可提高土壤的抗风性和抗冲性三、农田土壤拴碱化治理主要分布在华北、西北、东北地区.1、防止地下水位抬高2、农林结合：既可降地下水位，又可改善农田小气候3、水利改良：洗盐和排水等猎施来改良和利用盐碱土4、种水稻：通过排、退水洗脱土壤盐；根系呼吸产生的二氧化 碳及有机质在厌氧

16、条件下分解产生的有机酸可中和土壤緘.5、其它农业改良措施：平整土地、种植绿肥、草田轮作、抗盐 保苗、管造农田防护林网等四、土壤污染洽理K工程措施、法法理学 土离洗处化 客隔清热电2、生物措施：蚯蚓分解农药、伴矿景天、南景天.皖景天.娱蚣单都是修 复镉、碑等重金属污染的好手，将它们种植在轻度污染的土 壤中，大约襦要一年多的时间，就能将镉污染控制在一个相 对合理的水平内.此外，菽菜对重金属有很强的吸收作用.3化学措施：如用石灰等碱性物质提高土壤PH能降低作物对 重金属的吸收；利用元素的拮抗作用，如铁对 镉与锌有拮抗作用.4、农业措施增施有机肥提高土壤环境容量控制土壤水分可改变土壤的还原状况，在还原

17、条件 下，有些金属元素与硫结合形成硫化物沉淀.选择合适形态的化肥选种抗污染作物品种：如小麦、菽菜、大豆吸镉多 ,不宜在含镉高的土壤种植.改变种植方式或改为非农业用地.如在污染严重的 地可改种非食用植物。“第三节农田土壤培肥一、土壤有机质下降的原因分析 土壤有机质的来源：作物残体、秸秆还田、MB 土填有机质下降原因：A大憧有机物不还田A绿肥播种面积不大厂V %匕化学氮肥大量使用，C/N 亠比降低，有机质矿化fil二、养分平衡（一）农田养分物质的循环与平衡干渔K帜恂I 2而渝咦U恣实失反的优.NM3搏发尊农业生恋系続养分循环一離模型养分输入输出平衡哀目 项N3入输 投入项目)苗-田N入 肥肥还固带

18、 机秆物子水水 化有秸生种濯降If出 输产出项目出 的 定 砂秆水砂F时 籽秸井氨氨淋上值 平K农田物质循环是开放型的如果连年输出大于输入，也就会越种地越瘦若能通过各种途径将收伏物带走的0还给上壤, 使输入大于输岀，那么地就越种越肥若输出等于输入，地力则昱相对稳定状态农田生态系统中碳的循环属于气恋型循环，它是由植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳和一小部分土垠放出的 二氧化碳，形成有机质，然后又通过动檀物我体与排泄物再 施入土壤，经微生物分解，放出C02,再回到大气.“以大 气C02 动植物（包祐残体与排泄物）-分解者”途径进行 循环农田土壤中碳的输入和输出决定有机质的消长：”输入：秸秆.根茬

19、、落叶及各种有机兀汗输出：土壤中有机质的分解高产多熟土壤有机质一定会减少？ ！农田应保持碳和有机质消长平衡华北毎亩农田玉米消耗30公斤，小麦消耗15公斤碳常投入150 - 170公斤秸秆，还田50%可保持平衡全球应保持二氧化碳和有机质合成之间的动态平衡开矿、魅烧、生物生理消耗植被固定、碳酸盐沉积碳素不平衡对农业的影响二氧化裁浓度的升高.全球牝侯变暖（温宣比宜） 种植的积向鬲纬度扩机 孚节延长 -生长加快丸合作用加强增产.（2） 氮循环图16-6 氨的備环（引自孙1球、孝博等.13）农田氨循环与平衡输入；施入的化祀，生物固気.自然固氮有机质我茬（土壤生物遗体、排泄物、秸秆还田、绿肥等随灌水进入农

20、田的氮输出：随水流出淋溶进入地下水反硝化、氨的挥发随产品帶走谷物的籽粒一般含氮占全部植物的60-70%, 一旦籽粒移走 .土壤中N的消耗就很大.故必须加强生物固氮和人工能氯.农田氮素的平衡例：输入（每公坝）：降雨约7.5kg、自生固氮约7.5kg、共生固氮 且进入土填的约3kg输出：每公顷水稻产量为10200kg,稻谷含氮约1.5%合 153kg,占植株的50%.稻草还田时应补充氮素- 153 - 7. 5 - 7. 5 - 3 - 135kg稻草不还田时应补充氮素 153 x 2-7.5-7.5288kg农田的P循环与平衡输入岩石、土填风化释放出的磷素施入农田的确肥 一部分秸杆、根茬、秸枝落

21、叶归还土壤，通过还原者 的分解作用，转变为可溶性确酸盐，输出：植物产品帶走磷在土填中沉积为不溶态在植物体中确大部分（约80%）存在于籽粒中，而籽粒最 容易披移出农田以外.同时，磷在土填中常转化成不溶态，不 能为植物吸收，以致农田土壤确循环不充全，造成农田确索的 亏损和确肥“饥荒”缺磷已成为我国土環中普遍性的问题， 因此，婁便越素保持循环平衡，必须开源节流.注意确戾的合 理施用.（4）钾循环与确循环相似，也为沉积型循环但流动性大以作物茎秆居多输入：岩石凤化；人工施钾；有机物燃规的灰分及有机体分 解返回土壤输出：植物吸收移走；淋溶；沉积钾在土壤中流动性极大，易被淋溶而失去；另一方面， 植物体中的钾

22、大部分在茎杆中（2/3）,如地上部分移走的 话，钾就大时亏损.故我国南方土壤缺钾问题日益央出. 秸秆还田对保持农田钾素平衡非常重耍.浹（-）、不同种植制度下农田物质平衡动向自然植被:新垦地：常耕地： 多熟制： 1 地力在自然植被下的变化挥荒地上碳.氮的变化级（用米）C%N%18811964188119640-230.982.790.1070.26023 460.590.810.0780.098柱自然情况下，肥力状态柱变好.原因：闭合循环系统，c、N不浙固定、P、K的活化.2 荒地开垦后的养分动态 一般规律是土壤有机质和养分迅速下降。 原因：营养元素的大量移出黒龙江省富含有机质的黒钙土，在开垦后

23、的头io年，有机质摘失了 35%。一般来说，栽培作枚形成有机质中，有70- 90%以收我埶及产 品形杰移出田外，而以我茬、落叶和根的形式遗關在农田中的数置 不多。在一定条件下，科植中耕作物土填有机物找失最多，麦类作 物清耗的有机质少，而栽焙牧草則有利于有机质的积累。3常耕地有机质养分动态有机尿分解较慢，有些常耕地有机质达到稳定状态，肥力 状况取命投入与移出的平衡状态。应注意补充N、P、Ko原因；有机质丰富而稳定。C、N、P、K在不问投入产出悄况下的平衡只出不入不入不出尙出有入C或微+ N十+或PK44或1）多出少入是耗地之因.而多入少出则为养地之本.严it越高，氯、确、钾移出腿多，但可归还的有

24、机战源也越多；2）沉涙元責确.钾一般是负平會（不入时）；3）氮一般是戻平循，但种豆科作物时则有正有戻；4）碳多数悄况下是正，但宪全不入时则以负早詹居多. 4 多熟制下的养分动态结果：养分投入与轮出量大，有机质增加明显（稻草.秸秆还 田）,N、P、K消耗严重（二熟比一熟多消耗养分1倍）。建议：加强养分管理。多熟种植产量增加，从土填中移走的初质增多，若耕种 培肥措施失当，便会使生态系统和土壊的能量和物质平衡遭 到破坏，土壤中水肥气热状况失调，导致肥力下降。但只娶 在措施上保持整个农田生态系统和土壤的能量和物质平循， 加强肥水养气热诸肥力因素的合理调节，土壇肥力和作物产 量是能够提高的。-熟二熱养分

25、与有机质平衡（刘巽浩等，1986）投入 IF较入/事百比RP必KjOHPS：0S. 274. 411. 400. KJ1. n0. 31297r=-一r - -112. 614. 841. 400. 610. 550. Ot4. 53I受大且11. 0J4. 141. 400. 750. 990. 232. mn三、土壤培肥的途径与措施:就是科用生物及其力載改ft*.（一）生物养地作囲:1. it2. 堆土褰有机境$3. 港亿土嚴秦分：4.4. 戎快土皐s6.播施:1. 合理安作骑玲场.f JL2. 金腹轮件3犷丈筛填循环：4.农玫第合。种枚侧度有札ft/御全負 (lAg)速效4 （|/ks）

26、试0,h 11S.9口務稻冬阳1S0.3197755.268.357J57.867.54931979-198158.078.1Q15X165.351.9198758.77.655655.662.85131;第四节农田水分管理目的：使农田的土壤水分状况适宜于生长发育 和增产增收的需要，提高作物対水分的利用效 率(water use efficiency, WUE)因此，水 分件理不仅仅是灌溉+排水。窓田朮分平新AS + AV- (P+l + R+U). (E+T+R + D)比中： V-植体內水分上化置；P IRF吕况良入农眾dhU地下求（JLT上升丿补冷dhET-MMtiR一仪况出农本童）D根

27、4#水事海丿!102农田水分华常旳W擢狡田水分举常的I擢一、早田节水技术（-）开源k水利工程2、贮存利用天撚降水3、污水处理4、咸水淡化：蒸冊法、冷冻法、反港透法5、人工增雨（二）节流发展节水灌溉技术（方法.途径）；防沟案港漏、滴3L喷精确灌溉（三）提高水论源的利用效率増加土壞根层对降水林水的潅入，純少无效燕发提高作物的燕腾效率 农田保培耕作措施农业结构调整、水资源优化分配）二、农田抗旱技术（一适水生产1、农业结拘调整2、遗水种植：作物布局、捨种期的调整（二）抗早育种咒同位素丰度与水分利用率呈星著负相关（三）节水港册技术（产量与灌溉水量呈非线性关果）（B）*技术：耕作保绩：垄作，夕免耕，夏盖，

28、深耕深松、甬后及时耙将减少蕪 发、早春夜凌耙II可防燕发尊化学节水技术：押制土壊離发制利包括保水剂、吸水刑和抗旱剂， 抗燕胯剂等（五培肥地力，水肥吻合敷应增施有机质可改善土填的理化性状，增强土填的持水量；增施肥料 可促进作物根系的生长，充分利用土填採展的水分.中罔水密渝I （IUOQM华鬲地乞年水量妁为一千千亳余；长H売底的弟一千鬥一千JL笛笔 *1华此地任釣并百亳象左右际比电直险长&山地外人*玉百州兴T 亳耒。初鬲為的舟一千月一千JLT臺以曷北内第五节农田理设养地制度包括农田建设、农田培肥和农田保护等方 面，其中心目的是提高农田综合生产力农田综合生产力：农田种植农作物荻得持续高产稳 定的能力

29、。这种土壤应具备：-多样生产力（适宜种植多种作物、水旱适宜） 一肥力状况好（厚.平、肥）-稳定生产力表现（自我协调力、养分平衡、有机 质平衡、结构良好、水旱适应，抗劣性）一、高产稳产农田建设的基本要求 高产稳产田目标：-旱涝保收-水旱两用-土肥泥活-环境良好（生物生长环境良好）-高产稳产簫誌行山.水.对农田的具体要求：1. 田百平整 排灌自如谨溉全田上水.井涝全天无积水.2. 土足深厚.土肥泥活-15-20屋来以上，养分齐全，有机质丰富，田粒结构好3. 坡地梯田.等离耕作 25度叹下.5度以上4. 抗押夹害，甲诱保收-各地可定具体标准：南方连集降雨3日200-250亳米不受涝，连 晴70-90

30、天不受早.5. 环境保护，生杰平仿环境安全：不波失.无病源物.有啻因子农产品安全J园田竦化，高产稳产防风林.吨粮田.多作高产稳产旱涝保收农田的标准省抗旱标准排涝除渍标准防洪标准湖南90天10年一遇的3日暴雨，湖区平 原降低地下水位1米以上20年一遇的洪 水加6级大风广东100510年一遇的3日暴雨，地下 水位降低。5米20年一遇洪水， 级台风加暴 潮江苏1001日降雨150-200米，地下 水位控制在1T.5米以上圻堤趙过历史 最高水位1-1.5 米因地制宜，制定标准1.高产田（水田）：良好的土体结构耕作层深.软、肥，18-22屋米犁底层紧密适度，5-10屋米保水夷水，斑纹层（心土层）40-50厘米,底土层70-80厘米以下丰富的养分含量-有机质25-5. 0%,-全氮0. 15-0. 25%、-全确01-0.