第六章 旱农地区土壤培肥

2、土壤氮磷水平低 土壤有机质是氮素的主要贮存库，干旱和半干旱地区土壤有机质含
量低，氮素贮量不大，一旦草地草原被开发利用发展种植业，初期能够 提供较多易分解的土壤有机质，在若干年内营养物质比较丰富；随着种 植年限的延长，氮素供应就会很快减少（与利用方式有关），成为再生 产的养分限制因素。
同样磷素含量也很低。旱农地区土壤多为石灰性土壤，土壤中无机磷 多以磷酸二钙或磷酸三钙的形式存在。土壤有效磷主要靠有机质来提 供，所以当有机磷水平下降，缺磷现象明显地表现出来，有的地方甚至 比缺氮更为严重。
在地下水位高的下湿地，由于蒸发作用强烈，极易出现土壤盐渍化现 象。由此可见旱农地区土壤的肥力基础要比湿润地区差，这与成土条件 有密切的关系。但是也有有利的方面，如淋溶作用小，养分不易淋失， 土壤中钾的含量比较高等等。
（二）旱农地区土地利用现状对土壤肥力的影响 旱农地区的生态环境是比较脆弱的。所以在土地利用上更应持谨慎态 度。如果利用不当，一旦生态环境恶化，就很难在短期内恢复和改善。 大部分旱区的土壤有机质含量大多在1％以下，全氮量0.04—0.09％。速 效磷含量常常少于10ppm。旱农地区土壤肥力长期处于十分低下的水
74.5
0.4
马铃薯
278
1.6
85.5
0.5
（二）培肥土壤与提高水分生产效率 土壤肥力较高和合理施肥的土壤，—般均能较明显地提高水分生产 效率，提高产量。这是因为： 1、肥沃土壤与施肥有利于作物根系的生长。 有资料表明，根系伸长是与根细胞获得必需的氮和磷而加速细胞分 裂有关；同时也由于植物生长激素的增加，促进了根的分枝作用。土壤 肥力较高或合理施用有机肥和无机肥的旱地上生长的作物多具有较深的 根系，分枝也多，从而扩大了根系吸收水分的范围，提高了作物的抗旱 能力。在水分不饱和的土壤中，水分移动很慢，连续供给植物水分主要 靠根的向水生长。当土壤缺肥时，根的伸长也减弱，致使植物根找水的 能力受到影响，吸水逐渐困难。一旦与其紧密接触的土壤中水分不足 时，作物就会受害。所以凡是促进作物苗期根系生长下扎的土壤环境和 农业措施都有利于作物抗旱。如根系生长深入下层，即或上层土壤已接 近或达到萎蔫湿度，根系仍能从深层土壤中吸收水分，连续供给作物地 上部分的需要。如扎根受阻或深层根受到损伤而上层土壤水分又亏缺 时，作物产量必将严重降低。
应指出的是施肥对根系生长和水分利用的影响是比较复杂的问题。 对化肥的作用，在某些方面还有争议。如施肥时期的早晚，施用量的多 少也对土壤水分消耗的动态和植物生长发育均表现不同结果。可见旱区 施肥问题不论从理论上和实际生产上均应进一步进行细致的研究和试 验。不根据具体的作物需要，土壤状况和墒情，盲目地滥用化肥从生产 效益和经济效益上都是不可取的。施氮过多也容易对作物产生水胁迫， 从而降低水分生产效率。这是因为：
（1）施高氮的作物易形成庞大的地上部和蒸腾表面，从而增加了 作物蒸腾潜势，引起相对较高的蒸腾量和土壤耗水，为此在土壤贮水量 有限和遇到干旱的情况下，施高氮的作物会比施低氮的作物受干旱的威 胁更大，作物水胁迫更严重，产量下降幅度更大。
（2）由于旱地农田大都缺少足够的土壤水分，过多的施氮易大幅 度增加土壤溶液浓度，降低土壤总水势，引起作物根系吸水难度的增 加。
一、土壤肥力与作物用水效率 （一）土壤肥力与作物水分利用效率的关系 旱农地区降水不足乃是农业生产的主要限制因素。但水生产潜势可
达150—350kg／亩的，实际产量只有50—100kg／亩，后者仅为前者的1 ／3或小于1／3。分析其原因，除了由于地面径流和土面蒸发减少了自 然降水在土壤中的储量外，和农田肥力状况亦紧密相关。据李玉山等的 试验研究，于小麦收获时测定不同产量水平下各层土壤含水量（表62）。高产地
第四章 旱农地区土壤培肥与土壤耕作
第一节 旱区土壤肥力特征
半干旱与半湿润偏旱地区农业生产的产量低而不稳，固然由于降水 量少，年际间与季节间的变化较大，使水分成为主要的限制因素。但以 目前的实际情况分析，土壤肥力低下，养分的亏缺与失调，水分利用率 的降低，却在很大程度上成为农业生产的重要限制因素。本节主要介绍 土壤肥力与水分利用效率、旱农区土壤肥力现状及影响因素、培肥土壤 的关键及土壤培肥途径等。
+浇水 362.2 —— 39.8 22.1 38.2 71 不断根 +浇水
抽 断根 123.5 54.5 35.4 12.4 26.2 60 穗 不断根 271.6 —— 37.3 18.9 36.5 65 期 断根 195.6 46.0 36.2 14.1 36.7 60
+浇水 362.2 —— 39.8 22.1 38.2 70 不断根 +浇水
表6-4 切断深层根对小麦产量的影响 （潘辛来，1981）
处 处理
产量
亩穗数 穗粒数 千粒重 株高
理 时
（104） （个） （g） （㎝）
期
㎏/亩 减产
（%）
起 断根 167.9 22.8 25.4 18.5 33.4 61 身 不断根 217.6 —— 31.6 17.3 33.7 63 期 断根 322.9 10.9 36.9 21.7 38.3 67
91.0
197.7
88.7
亩）
比低产地0—100cm土层的湿度少1.3—1.7％，100—150cm土层的少3.7— 4.9％，150—200㎝的少5％，呈现明显差异。低产地，养分状况差，作 物生育不良，根系无力利用深层土壤水分，即土壤瘠薄又进一步限制了 旱地的农业生产水平的提高，这是带有普遍性的问题。
表6-4说明，冬小麦起身期切断深层根，引起供水不足，使亩穗数 减少，减产达23％，小麦抽穗期断根引起的供水不足，则造成穗粒数与 穗粒重的明显下降，减产高达55％，即使采取浇水措施亦难以弥补断根 所造成的损失。由此可见深层根对小麦有效地利用土壤下层水分有重要 意义。
表6-5 施用氮肥对冬小麦产量、蒸散量、土壤含水量和水分利用 效率的影响 （布朗，1972）
1、土壤有机质含量偏低 土壤有机质是保持良好土壤物理性状的必要条件，又是植物营养的重 要来源，所以土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要标志。土壤有 机质含量决定于有机质归还给土壤与有机质分解之间的平衡。这主要决 定于温度和水分条件。 旱农地区土壤由于降水量少，植被稀疏，因此土壤有机质含量低。— 般土壤有机质含量随降水量增加而增加，但是有机质的积累还受温度的 影响，年平均温度高，虽然植物的生长量大，但有机质分解的时间也 长，分解也加剧。因此在寒冷半干旱地区土壤有机质含量高于温暖地 区。东北的土壤有机质高于南部边缘的旱农地区。
旱农地区氮、磷不足是普遍问题，经常成为植物生长的限制因子。 3、盐基含量较高，石灰含量较高，在地下水位高的地方，常出现盐 碱土
旱农地区土壤因雨量少，淋溶作用弱，土壤多呈石灰性。钙含量 高，直接影响磷的有效性。当土壤的pH值由中性到钙饱和，会导致微 量元素的溶解度下降，特别是铁、锌、锰和铜的溶解度下降，有可能造 成对这些营养敏感的作物缺乏所需要的元素。
旱农地区土壤有机质含量低，说明土壤肥力潜势低。由于旱农地区 土壤环境有利于有机残留物的分解，一旦开发后如利用不当，有机质含 量很快被消耗掉，使土壤物理性状恶化，养分水平下降。这是旱农地区 土地资源利用时要特别注意的问题。但是有机质分解速度快，有机质活 性强，不完全都是坏事。因此不能把有机质含量低看作是限制生产力的 严重因素，关键是要注意补充，保持有机质的不断更新。
2、农田生态系统的恶性循环 旱农地区长期以来滥伐滥垦滥牧，其结果是山上无树坡面无草。不仅 不能涵养水源，保持水土，也不能提供必需的烧柴和饲草，从而形成对 农田的过度依赖，不得不把亩产量不高的作物秸秆作燃料烧掉。即使这 样，也不能满足需要，还要将地里和荒坡上残留的枯枝落叶一扫而光； 其次，由于饲草的严重不足，必然限制畜牧业的发展。因此积肥量很 少，致使大部分农田无肥可施；第三，单一经营，不仅忽视林、牧、副 业，而且在农业生产中也只重视粮食生产，压缩豆类作物和苜蓿等牧草 固氮作物的种植面积。由于以上种种原因，造成农田生态系统养分循环 严重不平衡，甚至连原有系统内的物质再循环都难以做到。还田物质越 少，土壤可提供的养分则越来越少，土壤的贫瘠化是必然的。 3、化肥施用量有限
2、肥沃土壤有机质含量较高，土壤结构和持水能力均优于贫瘠土 壤。因此有利于多接纳雨水和蓄水保墒，减少水分的土面蒸发。并为作 物创造一个较为良好的土壤环境，有利于根系生长及吸收水分和养分。 山西省运城地区农技站测定。在同样降水条件下，连年施用有机肥的地 块较多年不施肥的，播前2m深的土壤贮水量，每亩多50mm。
表6-2 不同小麦产量水平下收获时的土壤湿度剖面
水分含 量
（%） 土壤深度 （㎝）
第一组
高产地
低产地
第二组
高产地
低产地
0—50
7.1
8.6
5.3
6.8
50—100
10.0
11.3
7.4
9.1
100—150
10.1
13.8
8.8
13.7
150—200
12.1
17.1
12.0
16.9
产量（㎏/
338.0
0.65 1000 0.2
㎏/亩 水分生产 ㎏/亩 水分生产
率
率
1981（旱 粮食单产
49
0.3
22.5
0.13
作）
小麦
68
0.725.5源自0.3谷子70.5
0.5
33.5
0.2
马铃薯
250
1.7
69.5
0.5
1983 粮食单产 146
0.7
74
0.3
小麦
159.5
0.6
83.5
0.8
谷子
126
0.7
（3）施氮作物叶水势较高，若在相同作物根水势和相同作物体内 水运输阻力的情况下，大气水势与叶水势、叶水势与根水势差值的增 大，无疑使作物体内水运输加快和加速蒸腾，若遇旱地作物用水高峰 期，土壤有限水不能满足其需要时，易产生作物水分胁迫现象。