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關(guān)鍵詞 鹽堿土壤;改良;技術(shù)措施;酸性肥料;水旱輪作
中圖分類號(hào) S156.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1007-5739(2014)07-0261-01
長(zhǎng)嶺縣位于吉林省西部,土地肥沃,盛產(chǎn)玉米、大豆、葵花、高粱、馬鈴薯、辣椒、西瓜等。長(zhǎng)嶺縣在吉林省糧食生產(chǎn)中占有重要地位,是全國(guó)商品糧生產(chǎn)基地縣、吉林省玉米出口基地縣和全國(guó)油料生產(chǎn)重點(diǎn)縣。影響長(zhǎng)嶺縣農(nóng)作物產(chǎn)量提高的主要因素是土質(zhì)因素。長(zhǎng)嶺縣土質(zhì)以鹽堿土為主,嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。如何改良土壤、降低土壤鹽堿性,提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)是擺在農(nóng)業(yè)科技工作者面前的首要任務(wù)。
1 施用酸性或生理酸性肥料,定向中和土壤堿性
1.1 硫酸銨
硫酸銨水溶液呈微酸性,其溶解于土壤溶液中,解離成銨離子(NH4+)和硫酸根離子(SO42-),由于作物的選擇性吸收,吸收的銨離子多于硫酸根離子,土壤中殘留的硫酸根離子與氫離子結(jié)合,使土壤變酸,稱之為生理酸性。因此,硫酸銨為生理酸性肥料。硫酸銨適用于一般土壤和各類作物,可作基肥、種肥和追肥。在硫銨數(shù)量較少的情況下,最好用作追肥和種肥。硫酸銨施在堿性土壤上可以降低土壤的鹽堿性,起到改良土壤的作用。
1.2 過(guò)磷酸鈣
過(guò)磷酸鈣又叫過(guò)石或普鈣,一般為灰白色粉末狀或顆粒狀,屬速效性磷肥。產(chǎn)品中因含有游離酸而呈酸性。過(guò)磷酸鈣施在堿性土壤中的效果比施在沙性土壤中效果好。
1.3 硫酸鉀
硫酸鉀易溶于水,屬速效性鉀肥,其吸濕性小,不易結(jié)塊,物理性狀優(yōu)于氯化鉀,為生理酸性肥料。硫酸鉀可作基肥、追肥、種肥和葉面追肥。作基肥應(yīng)采取深施覆土,能減少鉀的晶格固定,提高其利用率。作追肥一般采用條施或穴施,集中施到作物根系密集的濕土層。硫酸鉀盡量施在輕堿地和二洼地上,效果明顯。
2 增施有機(jī)肥,增強(qiáng)土壤親和性能
2.1 有機(jī)肥的作用
腐熟的糞肥、泥炭、鋸木屑等有機(jī)肥含有多種養(yǎng)分供作物吸收,除了含有氮、磷、鉀,還含有氨基酸、糖類和脂肪等,是作物營(yíng)養(yǎng)的重要來(lái)源。增施有機(jī)肥可增強(qiáng)地力、培肥土壤。有機(jī)肥中的腐殖酸對(duì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、改善土壤結(jié)構(gòu)、保肥保水有重要作用。有機(jī)肥和化肥配合施用,可以提高化肥的利用率,消除化肥的不良影響[1-2]。施用有機(jī)肥都有不同程度的增產(chǎn)效果,特別是有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用,增產(chǎn)效果更加明顯。有機(jī)肥還能改善產(chǎn)品的品種,例如蔬菜上施用有機(jī)肥,可增加維生素的含量,而且口感好。充分利用有機(jī)肥可減少化肥用量和生產(chǎn)化肥所需能源,減少環(huán)境污染。
2.2 有機(jī)肥的施用方法
有機(jī)肥必須經(jīng)過(guò)充分腐熟。家畜糞便含有大量尿酸,會(huì)造成燒種、燒苗、熏葉,同時(shí)含有大量蟲卵、霉菌,如不腐熟會(huì)對(duì)作物造成傷害。多施有機(jī)肥,使土壤具有更強(qiáng)的緩沖性能,有機(jī)肥在土壤中分解產(chǎn)生有機(jī)酸,也能一定程度降低土壤堿性。應(yīng)用堿性土壤改良劑,其組成主要包括石膏、尿素等。這種利用作物秸稈混合石膏等,將化學(xué)改良與物理改良相結(jié)合的方法,能從根本上改善土壤板結(jié),效果顯著[3]。
3 施用腐殖酸類肥料,調(diào)節(jié)土壤的酸堿度
3.1 腐植酸肥料的作用
一是營(yíng)養(yǎng)全面。缺啥補(bǔ)啥,螯合肥添加了35%的經(jīng)螯合反應(yīng)后的鈣、硫、鎂、鐵、鋅、硼等中微量元素,能直接被作物吸收。二是緩釋控釋。腐植酸肥料添加了脲酶抑制劑和聚合氨基酸,是一種集有機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)和控釋肥的高效于一體的螯合型控釋肥料,對(duì)氮肥具有緩釋、控釋作用。三是提高肥效。螯合肥能促進(jìn)農(nóng)作物的光合作用和各種養(yǎng)分的互補(bǔ),促進(jìn)根系發(fā)育,提高植物對(duì)各種養(yǎng)分的均衡吸收能力,使氮、磷、鉀綜合利用率提高20%~35%。
3.2 黃腐酸鉀的應(yīng)用
黃腐酸鉀是腐植酸肥料之一。含微量元素、稀土元素、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、病毒抑制劑等多種營(yíng)養(yǎng)成分,使養(yǎng)分更充足、補(bǔ)給更合理,從而避免了作物因缺少元素而造成的各種生理性病害的發(fā)生,使作物株型更旺盛、葉色更濃綠、抗倒伏能力更強(qiáng)[4-5]。黃腐酸鉀能及時(shí)補(bǔ)充土壤中所流失的養(yǎng)分,使土壤活化、具有生命力,減少了土壤養(yǎng)分被過(guò)度吸收引起的重茬病害,產(chǎn)品完全可以代替含量相同的硫酸鉀、氯化鉀及硫酸鉀鎂,而且天然、環(huán)?!,F(xiàn)在國(guó)內(nèi)天然礦物質(zhì)黃腐酸鉀以歐華化工生產(chǎn)的最為優(yōu)質(zhì)。
4 水旱輪作,有效改良鹽堿地
水稻種植是改良鹽堿地的一個(gè)有效途徑。特別是把種稻與水旱輪作結(jié)合起來(lái),其增產(chǎn)改土效果更為顯著。這項(xiàng)措施對(duì)于把水源較好地區(qū)的鹽堿地建設(shè)成為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田起了很大作用[6]。近幾年來(lái),長(zhǎng)嶺縣在澇洼嚴(yán)重的幾個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行試點(diǎn),效果較好。在學(xué)習(xí)、總結(jié)、推廣水旱輪作、以水治堿的過(guò)程中積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn),今后可在全縣大力推廣。
5 種植耐鹽堿作物
種植耐鹽堿作物,如棉花、豆科作物、麻類、地下結(jié)實(shí)作(下轉(zhuǎn)第263頁(yè))
(上接第261頁(yè))
物、麥類等,邊利用邊改造。對(duì)于鹽堿性特別嚴(yán)重的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn),水源條件不足。土壤改良也是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,不能急于求成,在推廣種植耐鹽堿作物的同時(shí)積極開(kāi)展秸稈還田,實(shí)現(xiàn)邊種植邊改良。
6 參考文獻(xiàn)
[1] 楊毅.常見(jiàn)作物病蟲害防治[M].北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[2] 徐映明.農(nóng)藥施用技術(shù)問(wèn)答[M].北京:北京化學(xué)工業(yè)出版社,2009.
[3] 劉俊峰,侯俊奎.粘土地免耕栽培技術(shù)[J].華北農(nóng)業(yè)報(bào),2003(5):56-57.
[4] 熱汗古麗?阿不拉.新疆鹽堿棉田的改良與施肥[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2008(8):157.
【關(guān)鍵詞】:土壤改良 措施
中圖分類號(hào):S2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914x(2014)26-01-01
1.土壤改良的階段
土壤改良工作一般根據(jù)各地的自然條件、經(jīng)濟(jì)條件,因地制宜地制定切實(shí)可行的規(guī)劃,逐步實(shí)施,以達(dá)到有效地改善土壤生產(chǎn)性狀和環(huán)境條件的目的。土壤改良過(guò)程共分兩個(gè)階段:
①保土階段,采取工程或生物措施,使土壤流失量控制在容許流失量范圍內(nèi)。如果土壤流失量得不到控制,土壤改良亦無(wú)法進(jìn)行。對(duì)于耕作土壤,首先要進(jìn)行農(nóng)田基本建設(shè)。
②改土階段。其目的是增加土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量,改良土壤性狀,提高土壤肥力。改土措施主要是種植豆科綠肥或多施農(nóng)家肥。當(dāng)土壤過(guò)砂或過(guò)黏時(shí),可采用砂黏互摻的辦法。。
2.土壤改良的意義
(1)苗木培育周期長(zhǎng),而且是全株利用,土壤養(yǎng)分消耗大,需要通過(guò)土壤改良來(lái)補(bǔ)充。
(2)育苗活動(dòng)及土壤天然缺陷產(chǎn)生的土壤養(yǎng)分不足和結(jié)構(gòu)不良,需要通過(guò)土壤改良來(lái)調(diào)節(jié)。
(3)樹(shù)木正常生長(zhǎng)所需要的有益生物,苗圃中常缺乏,需要人工添加。
(4)合理施肥可以有效調(diào)節(jié)土壤肥力,有效促進(jìn)苗木產(chǎn)量和質(zhì)量的提高。
3.土壤改良的幾點(diǎn)措施
3.1合理使用化肥
根據(jù)農(nóng)作物的目標(biāo)產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分的測(cè)定值,確定施肥量、施肥種類、施肥時(shí)期等,這樣有利于土壤養(yǎng)分的平衡供應(yīng),以避免盲目施肥,減少浪費(fèi),減少對(duì)環(huán)境的污染;化肥應(yīng)與有機(jī)肥合理混用,在肥效上達(dá)到互補(bǔ),提高肥料利用率,改善土壤結(jié)構(gòu),防止土壤板結(jié);由于微生物肥料具有無(wú)污染、提高作物品質(zhì)、改良土壤、增加土壤肥力等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)大力推廣和施用,從而減少對(duì)化肥的需用量;施用長(zhǎng)效氮肥和氮抑制劑。長(zhǎng)效氮肥由于供氮比較緩慢,不會(huì)造成土壤中無(wú)機(jī)氮素的快速升高,使施氮周期符合作物需肥規(guī)律,尤其在蔬菜作物上可大大降低硝酸鹽的累積和施用次數(shù),經(jīng)濟(jì)效益顯著。氮抑制劑是一種可使有效氮緩慢釋放的化學(xué)品,如氮吡啉、雙氫胺等,可顯著減少蔬菜中硝酸鹽含量,從而改善其品質(zhì)。
3.2施用土壤調(diào)理劑和新型植物生長(zhǎng)素
農(nóng)藥在作物體內(nèi)殘留問(wèn)題,已引起人們的高度重視。減少農(nóng)藥用量,首先選擇施用免深耕土壤調(diào)理劑。該劑是一種生物化學(xué)制劑,對(duì)作物無(wú)毒、無(wú)副作用,可打破土壤板結(jié)、疏松土壤、提高土壤透氣性、促進(jìn)土壤微生物活性、增強(qiáng)土壤肥水滲透力、減少病蟲害發(fā)生,從而減少農(nóng)藥的用量。在保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的中、后期,由于大水漫灌、人工踩踏等原因而發(fā)生土壤板結(jié),極不利于根系對(duì)水分、營(yíng)養(yǎng)的吸收。因此,該調(diào)理劑尤其適用于保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)。其次施用一些新型植物生長(zhǎng)素來(lái)增加作物的抗逆、抗病性能,從而減少農(nóng)藥在土壤中的殘留,以達(dá)到改善作物品質(zhì)的目的。
3.3推廣應(yīng)用可降解農(nóng)用地膜
自覺(jué)清除農(nóng)田殘膜,把收集到的廢膜統(tǒng)一進(jìn)行合理的回收利用,同時(shí)減少有毒農(nóng)膜的購(gòu)買使用,可用黑色藥膜或黑色可降解膜。
3.4采用微灌工程合理灌溉
目前微灌形式有滴灌、滲灌、微噴和涌泉灌4種。在保護(hù)地生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)不同作物選擇與之適應(yīng)的微灌方式。
3.5施用充分腐熟的有機(jī)肥
未腐熟或腐熟不夠的有機(jī)肥,由于碳氮比(C/N)過(guò)高,土壤微生物難以分解,作物很難利用,而且新鮮的禽畜糞含鹽較高,作物不但不吸收,還容易加劇地下害蟲的為害。腐熟的有機(jī)肥是一種養(yǎng)分較齊全的肥料,大量施用可改善土壤的理化性狀,具有改良土壤、培肥地力的作用,有益保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)。
4.土壤改良的具體方法
4.1酸性土壤改良方法
使用石灰中和酸性,每畝每次施40~50千克石灰,以后每次施用量減少1/2,直至改造為中性或微酸性土壤。施綠肥,增加土中有機(jī)質(zhì),達(dá)到改善土壤酸性的效果。增加灌溉次數(shù)(水田可串灌),沖淡酸性對(duì)作物的危害。種植耐酸作物,如油菜、水稻、茶、桑、紅苕、果樹(shù)等,邊利用邊改造。增施堿性肥料,如碳酸氫銨、氨水、石灰氮、鈣鎂磷肥、磷礦石粉、草木灰等,對(duì)提高作物產(chǎn)量有好處。
4.2堿性土壤改良方法
所謂鹽堿土也叫鹽漬土,是指土壤中含有過(guò)量可溶性鹽類的土地,包括鹽土和堿土兩種性質(zhì)不同的土壤。所謂鹽土,主要是指土壤內(nèi)含有過(guò)量水溶性鹽分的土壤,多屬中性鹽,呈堿性反應(yīng),pH值在7―8之間。因此,我們應(yīng)使用酸性肥料,如硫酸銨、硝酸銨、氯化銨、過(guò)磷酸鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鉀等,定向中和堿性。種植耐堿作物,如棉花、豆科作物、麻類、地下結(jié)實(shí)作物、麥類等,邊利用邊改造。加深耕層,三溝配套,降低水位,逐年洗堿(鹽)。多施農(nóng)家肥,改良土壤,培肥地力,增強(qiáng)土壤的親和性能。
4.3黏性土壤改良方法
摻沙質(zhì)土,改善土壤耕作性。經(jīng)常清理三溝,增加土壤通透性,協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱、菌的矛盾。多施有機(jī)肥料,促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成。勤中耕松土,加速肥料的分解釋放能力,為作物幼苗及時(shí)供給有效養(yǎng)分。
4.4沙質(zhì)土壤改良方法
砂性重的土壤一般表現(xiàn)為過(guò)分疏松,漏水漏肥,有機(jī)質(zhì)缺乏,蒸發(fā)量大,保溫性能低,肥勁短,后期易脫肥。一是大量施用有機(jī)肥料。這是改良砂質(zhì)土壤的最有效方法即把各種廄肥,堆肥在春耕或秋耕時(shí)翻入土中,由于有機(jī)質(zhì)的緩沖作用,可以適當(dāng)多施可溶性化學(xué)肥料,尤其是銨態(tài)氮肥和磷肥能夠保存在土中不流失。二是大量施用河泥、塘泥,這也是改良砂土的好方法。如果每年能每畝施河泥4~10噸。結(jié)合耕作,增施有機(jī)肥,使肥土相融:由于在日光溫室新建過(guò)程中富含有機(jī)質(zhì)的表層土大多被取走,故此新建溫室首要的問(wèn)題是增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量。土壤有機(jī)質(zhì)具有提供作物所需要的養(yǎng)分和提高養(yǎng)分的有效性,改善土壤的理化性狀,增強(qiáng)土壤的保肥性能和緩沖性能的作用。幾年后土壤肥力必然能大幅度提高,過(guò)度疏松漏水,漏肥的情況將有改善。三是在兩季作物間隔的空余季節(jié),種植豆類科蔬菜,間作、輪作,以增加土壤中的腐殖質(zhì)和氮素肥料。四是對(duì)砂層較薄的土壤可以深秋壓砂,使底層的粘土與砂土摻合,以降低其砂性。
4.5冷涼土壤改良方法
增施農(nóng)家肥,改善土壤結(jié)構(gòu)。三溝配套,降低水位,排明水、濾暗漬,經(jīng)常中耕破板(水田則泥腳薅草),提高土溫。.多施磷鉀肥(因冷浸田多缺有效磷肥)和暖性肥(如牛馬騾糞、渣肥、火糞土、稻草及作物莖葉等),促根壯稈奪高產(chǎn)。水旱輪作(3~5年輪換1次),減少病、蟲、草害。
4.6瘦土壤改良方法
種植豆科或綠肥作物,提高土壤含氮量,如紅花草子、箭舌豌豆、草木樨、黃花苜蓿、檉麻、蠶豆、油菜等。增施氮素含量高的肥料,如尿素、硝酸銨、硫酸銨、氯化銨等,提高土壤肥力。逐年加深耕層,促進(jìn)土壤熟化,同時(shí)施足農(nóng)家肥料作底肥,則改造力度更大,效果更好。清除土中的砂礫石塊,減少“吊氣”死苗,確保密度和穩(wěn)產(chǎn)。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:移栽 成活率 技術(shù)措施
苗木移植成活率是評(píng)價(jià)綠化工程成敗的重要指標(biāo)。經(jīng)常因?yàn)橐浦布夹g(shù)不到位而使苗木“假活”直至枯死,嚴(yán)重?fù)p害景觀效益和經(jīng)濟(jì)利益,浪費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力。為提高苗木移植成活率,必須嚴(yán)格規(guī)范苗木移植各重點(diǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)措施。
一、苗木移栽前準(zhǔn)備
規(guī)劃先行,落實(shí)責(zé)任,嚴(yán)格按照規(guī)劃要求的數(shù)量和規(guī)格選苗、定苗,并落實(shí)到人。為了保證苗木成活,避免疏漏,分工具體,要明確責(zé)任,層層落實(shí),將任務(wù)落實(shí)到每一個(gè)環(huán)節(jié),每一個(gè)人,形成一條線管理。任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,都能找到責(zé)任人,確保移植苗木成活率。
二、整地及土壤改良
城鎮(zhèn)建設(shè)中,殘留較多的建筑垃圾和生活垃圾,甚至有些施工單位就地挖坑將建筑垃圾掩埋。在整地時(shí)一定要全面清除,并按標(biāo)高整地,避免對(duì)掩埋的垃圾不清除,致使綠地長(zhǎng)期澆水造成地基塌陷。整地深度一般不得低于40cm,原為耕地的可酌情考慮。深翻的土壤可用50%多菌靈可濕性粉劑拌入土中消毒,或通過(guò)太陽(yáng)照射消毒使土質(zhì)疏松。
一般樹(shù)種都是喜酸性植物,若遇堿性土壤,可用硫酸亞鐵進(jìn)行改良;若遇喜堿性植物,可用石灰改良酸性土壤。
三、移植時(shí)間
在無(wú)特殊要求的前提下,移栽苗木一般應(yīng)選擇停止生長(zhǎng),處于休眠狀態(tài)至萌動(dòng)前這一時(shí)期進(jìn)行。反季節(jié)移植苗木的,要對(duì)移植苗木加以特殊管護(hù)。
四、苗木起挖
苗木起挖的時(shí)間及數(shù)量要視移植苗木的準(zhǔn)備情況和天氣狀況等適當(dāng)確定。盡量做到當(dāng)天挖、當(dāng)天運(yùn)、當(dāng)天栽,縮短土球或根系暴露在外的時(shí)間;移植苗木應(yīng)盡量選擇假植苗或袋苗,少用或不用地栽苗和裸根苗;選擇抽枝力、成枝力快的苗木和主側(cè)根、毛細(xì)根發(fā)達(dá)的苗木;選擇有標(biāo)記無(wú)病蟲害的苗木。
開(kāi)挖前在保證苗木樹(shù)形的前提下,大致要疏剪、縮剪苗木枝條,主要剪除徒長(zhǎng)枝、過(guò)密枝、重疊枝和交叉枝;對(duì)根部進(jìn)行修剪時(shí),將劈裂根、病蟲根、過(guò)長(zhǎng)根剪除,保持地上地下生長(zhǎng)平衡。如落葉喬木的主枝可剪取枝條的1/5~2/3;有頂芽的喬木應(yīng)保留頂芽,只能疏剪、不能回縮;常綠針葉樹(shù)只剪除病蟲枝、枯死枝、衰弱枝、過(guò)密枝和下垂枝;灌木主枝短截不超過(guò)1/2;行道樹(shù)的苗木按定干要求縮剪,剪口封漆。
苗木土球的大小要根據(jù)苗木的胸徑確定,一般是土球直徑為苗木胸徑的8~10倍。土球要光滑,包裝嚴(yán)實(shí),嚴(yán)禁松散脫落,對(duì)于大的根要用手鋸鋸斷,不能用鐵锨硬性處理,以免弄壞土球傷及根系。
五、苗木運(yùn)輸
苗木在裝車時(shí)應(yīng)輕拿輕放,不得損傷苗木和人為造成散球。人力搬不動(dòng)的土球必須用吊車起吊,起吊時(shí)應(yīng)用網(wǎng)兜,不得用繩索綁縛樹(shù)干起吊,起吊超過(guò)1t的大型土球,應(yīng)在樹(shù)干綁縛處纏裹草繩或麻袋等,吊索應(yīng)用帆布袋吊起,并把握好重心,輕吊輕放,土球朝向車頭方向,樹(shù)冠朝向車尾方向擺放整齊。對(duì)于裸根苗木運(yùn)輸,根部應(yīng)蘸0.5%尿素漿,保持根系濕潤(rùn),裝好后上蓋蓬布綁扎結(jié)實(shí)。
六、定植
苗木運(yùn)到移植現(xiàn)場(chǎng)后,一定要精心組織,科學(xué)種植,精細(xì)管護(hù),嚴(yán)把質(zhì)量。裸根苗應(yīng)當(dāng)天種植,確實(shí)種不完的苗木應(yīng)及時(shí)進(jìn)行假植澆水保濕。帶土球的苗木卸苗和裝苗同樣應(yīng)輕拿輕放,利用吊車一次性放入樹(shù)坑中。最好隨起隨栽,不能立即栽植的應(yīng)適當(dāng)灑水保持土球和枝條濕潤(rùn)。
樹(shù)坑要規(guī)范,提前挖好,規(guī)格80cm×80cm,上下大小一致,帶土球的樹(shù)坑寬和深應(yīng)比土球大20~50cm。樹(shù)坑底部應(yīng)回填適量好土,土壤干燥時(shí)應(yīng)提前用水浸坑,使苗木種植后有水分吸收。
種植前必須檢查苗木,發(fā)現(xiàn)有機(jī)械損傷的應(yīng)及時(shí)處理,栽植時(shí)深淺適宜,一般比苗木原地徑深栽5~10cm。常綠樹(shù)帶土球栽植深淺一樣,栽前剪除土球上包裝物或綁扎繩,以利根系和土壤結(jié)合生根,樹(shù)干基部多堆土,使土球穩(wěn)固不動(dòng)搖,過(guò)高的樹(shù)要用支架穩(wěn)固,隨后做好護(hù)欄。
七、苗木管理
1、澆水
苗木移栽前澆水,樹(shù)坑澆滿水,切忌澆半坑水,若發(fā)現(xiàn)水下漏,應(yīng)及時(shí)填土,直到土不再下沉為止,否則根系懸空透氣與土壤結(jié)合不上,導(dǎo)致苗木死亡。栽植后3d內(nèi)再澆第2次透水,10d內(nèi)澆第3次透水,以后澆水次數(shù)視天氣、土壤和樹(shù)種等情況而定,每次澆水都要培土、處理裂縫和做護(hù)欄。
2、適量施肥
施肥以有機(jī)肥為主,有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配合施用,每坑施農(nóng)家肥10~20kg、磷酸二銨200~300g、碳銨200g。
3、撒生根粉
移栽前根系蘸生根粉,或撒生根粉,以提高苗木成活率。
4、覆膜
在有條件的地方,苗木移栽好后最好覆膜,以起到保濕、保溫的作用。
5、苗木后期管護(hù)
俗話說(shuō)“三分造,七分管”,苗木移栽結(jié)束后,苗木的后期管護(hù)也不能忽視,特別是第1年管護(hù),要落實(shí)到專人加強(qiáng)監(jiān)督檢查,保證苗木旺盛生長(zhǎng),并做到以下幾點(diǎn):
(1)用手輕推樹(shù)干,看苗木根系與土壤是否結(jié)合良好,若有明顯的裂縫或松動(dòng),則說(shuō)明栽植不到位,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救。
(2)觀察樹(shù)坑。土壤疏松有利于根系的萌發(fā),為此,一方面看樹(shù)坑有無(wú)積水,另一方面看澆水后是否松土、有無(wú)裂縫要處理。
(3)觀察苗木是否栽植到位。若根系在外,會(huì)造成苗木死亡,應(yīng)及時(shí)重栽。
(4)觀察大樹(shù)支架是否穩(wěn)固,以免風(fēng)吹擺動(dòng)使根系不能與土壤很好地結(jié)合,導(dǎo)致死亡。
(5)觀察新萌發(fā)幼芽長(zhǎng)勢(shì),看葉片是否有卷曲、枯萎或非正常落葉的現(xiàn)象。
關(guān)鍵詞:生物炭;性質(zhì);酸性土壤;改良機(jī)制
中圖分類號(hào):X71;S156.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2013)05-0997-04
Biochar and Research Advances of Biochar in Acidic Soil Improvement
ZHANG Xianga,WANG Diana,JIANG Cun-canga,PENG Shu-angb
(a.College of Resources and Environment;b.College of Horticulture and Forestry Science,Huazhong Agricultural University,Wuhan 430070,China)
Abstract: In recent years, increasing attention has been paid in many disciplines to biochar which has special properties and potential beneficial effects to environment and ecosystem, especially in the improvement of acidic soil. With the changing of agriculture cropping patterns and structure in China,the phenomenon of the soil acidification in some regions has gradually increased. The biochar’s properties and the latest research results on the improvement of acidic soil by biochar are reviewed, and the outlook of the future research on biochar is put forward.
Key words: biochar; property; acidic soil; improvement mechanism
酸性或弱酸性土壤主要分布在熱帶和亞熱帶地區(qū),土壤酸化會(huì)直接導(dǎo)致耕地土壤理化性質(zhì)變差,并打破原有的適宜作物生長(zhǎng)的土壤生態(tài)環(huán)境條件,使土壤pH下降,導(dǎo)致土壤中有效硼、鉬等含量下降,而土壤中有效鐵、鋁、錳等含量增加,使作物產(chǎn)生錳、鋁中毒等,進(jìn)而導(dǎo)致土壤中鈣、鎂等元素的缺乏,使作物生長(zhǎng)發(fā)育不良,產(chǎn)量和品質(zhì)下降[1]。鋁毒和土壤肥力低是酸性土壤限制作物生長(zhǎng)的兩個(gè)重要因素[2]。為改善土壤酸性和提高作物產(chǎn)量,石灰曾被廣泛運(yùn)用,但是石灰應(yīng)用有很多限制條件,作用不長(zhǎng)久并易產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)[3]。
近年來(lái)人們對(duì)生物炭的研究愈來(lái)愈多,其作為土壤改良劑、肥料緩釋載體及碳封存劑備受重視。生物炭添加到土壤中能改善土壤理化性質(zhì),影響土壤肥力。筆者主要對(duì)生物炭的性質(zhì)及其對(duì)酸性土壤的改良進(jìn)行了闡述,并對(duì)其今后的研究方向進(jìn)行了展望。
1 生物炭及其性質(zhì)
生物炭最早起源于巴西亞馬遜流域,它是古代人們?cè)诎l(fā)展熱帶酸性土壤農(nóng)業(yè)管理實(shí)踐中創(chuàng)造出的人工土壤[4]。早期的歐洲殖民者將這種土稱為黑土,其上部的富碳層厚達(dá)35 cm,含有大量生物來(lái)源的黑炭,這與周邊棕紅色的氧化土有明顯區(qū)別?,F(xiàn)代科學(xué)家從這種土壤性質(zhì)出發(fā),希望能夠通過(guò)類似古人的管理理念在貧瘠土壤上培育出高碳庫(kù)的土壤[5]。黑土中的關(guān)鍵成分是炭,也稱為生物炭,它是作物秸稈等有機(jī)物質(zhì)及其衍生物在限制供氧的條件下加熱而成的。
1.1 生物炭的制備
生物質(zhì)原料在裂解爐限氧的環(huán)境條件下燃燒發(fā)生裂解反應(yīng),產(chǎn)生的煙氣在真空泵的抽引下經(jīng)過(guò)冷卻分離設(shè)備除了可以得到生物油、木醋液和可燃?xì)怏w3種產(chǎn)品外,其裂解反應(yīng)的剩余物質(zhì)就是生物炭[6]。制得生物炭的性質(zhì)取決于制備生物炭的材料和制備條件如溫度、氧氣含量和時(shí)間等[7,8]。而生物炭的產(chǎn)量則取決于高溫分解過(guò)程的快慢??焖俑邷胤纸饽軌虻玫?0%的生物炭、20%的合成氣和60%的生物油,而慢速高溫分解可以產(chǎn)生50%的生物炭和少量的油[9]。
1.2 生物炭的性質(zhì)及其應(yīng)用
生物炭的功能主要決定于其理化性質(zhì)。而生物炭的理化性質(zhì)又決定于制備生物炭的材料和制備條件如溫度、氧氣含量和時(shí)間等[7,8]。因此,制備生物炭的原料不同,制備條件的差異導(dǎo)致獲得的生物炭的性質(zhì)也存在很大差異。
生物炭含有一定量的堿性物質(zhì),一般呈堿性。研究發(fā)現(xiàn)生物炭表面的有機(jī)官能團(tuán)和生物炭中的碳酸鹽是堿的主要存在形態(tài),碳酸鹽對(duì)生物炭堿的貢獻(xiàn)隨制備溫度的升高而增加,有機(jī)官能團(tuán)的貢獻(xiàn)呈相反的趨勢(shì)[10]。X射線衍射圖譜和生物炭中碳酸鹽的量表明在較高溫度條件下制備生物炭時(shí),碳酸鹽是生物炭中堿性物質(zhì)的主要存在形式。紅外光聲光譜和Zeta電位則表明生物炭有豐富的含氧官能團(tuán)[11]。
生物炭主要由芳香烴和單質(zhì)碳或具有石墨結(jié)構(gòu)的碳組成,含有60%以上的碳元素[12],具有高度羧酸酯化和芳香化結(jié)構(gòu)[13],使其與其他任何形式的有機(jī)碳相比都具有更高的生物化學(xué)和熱穩(wěn)定性[14],可用于碳的封存固定。此外,生物炭可溶性極低,擁有較大的孔隙度和比表面積[15]。這些基本性質(zhì)使其具備了吸附能力、抗氧化能力和抗生物分解能力強(qiáng)的特性,可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、能源、環(huán)境等領(lǐng)域[12]。
2 生物炭與酸性土壤的改良
2.1 土壤酸化及其改良方法
土壤酸化是指土壤中氫離子增加的過(guò)程或者說(shuō)是土壤酸度由低變高的過(guò)程,它是一個(gè)持續(xù)不斷的自然過(guò)程。土壤中存在一些天然酸的形成過(guò)程,但這一過(guò)程的速度非常緩慢,而人為的影響使得這一過(guò)程大大加速。影響土壤酸化的人為因素主要有兩方面,一是酸性氣體的大量排放,導(dǎo)致酸沉降的增加;二是不當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)措施[16]??刂扑岢两凳强刂仆寥浪峄母就緩健5珜?duì)于已經(jīng)發(fā)生酸化的土壤,必須采取一些措施來(lái)改良,目前主要有兩種改良方法,一是運(yùn)用化學(xué)改良劑進(jìn)行改良,另一種是采取一定的生物措施來(lái)達(dá)到改良的效果[16]。
目前,適當(dāng)加入石灰石或白云石被認(rèn)為是防止土壤酸化同時(shí)提高土壤養(yǎng)分的有效方法,此法在歐美等國(guó)家得到一定程度的應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)是可以較為快速地緩解或消除土壤酸化及其影響[17],但其副作用也不容忽視,特別是會(huì)導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)含量的下降[3]。因而,尋找和施用合適的改良劑以中和土壤酸度、提高土壤肥力、恢復(fù)酸性土壤的生產(chǎn)力對(duì)農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有雙重意義[18]。
2.2 生物炭改良酸性土壤的機(jī)制
生物炭中含有堿性物質(zhì),加入土壤后這些堿性物質(zhì)可以很快釋放出來(lái),中和部分土壤酸度,使土壤pH升高[19]。生物炭能夠顯著提高土壤pH、改變土壤質(zhì)地、增大鹽基交換量,從而引起土壤陽(yáng)離子交換量增加。袁金華等[19]研究表明,稻殼炭含有一定量的堿性物質(zhì)和鹽基陽(yáng)離子,能夠顯著降低土壤酸度,增加土壤交換性鹽基數(shù)量和鹽基飽和度,它可使土壤交換性鋁、可溶性鋁和有毒形態(tài)鋁含量降低,從而有效緩解酸性土壤地區(qū)鋁對(duì)植物的毒害。
生物炭作為石灰替代物,可通過(guò)提高土壤堿基飽和度降低可交換鋁水平、消耗土壤質(zhì)子來(lái)提高酸性土壤pH,同時(shí)可改良酸性土壤一些養(yǎng)分的有效性[20]。生物炭中含有大量植物所需的必需營(yíng)養(yǎng)元素,除C含量較高外,N、P、K、Ca和Mg的含量也較高,且在制備過(guò)程中C和N的含量由于燃燒和揮發(fā)的原因隨溫度的升高而降低,而K、Ca、Mg和P的含量隨溫度的升高而增加[21]。此外,也有研究發(fā)現(xiàn)生物炭中營(yíng)養(yǎng)元素的含量和其來(lái)源物料中元素的含量呈直線相關(guān)[22]。Yuan等[23]比較了由油菜秸稈、小麥秸稈、玉米秸稈、稻草、稻糠、大豆秸稈、花生秸稈、蠶豆秸稈和綠豆秸稈制備的生物炭的元素含量,發(fā)現(xiàn)由于4 種豆科植物秸稈中的Ca、Mg和K含量高于5種非豆科植物殘?bào)w中的含量,4種豆科秸稈制備的生物炭中這些養(yǎng)分的含量也明顯高于5種非豆科植物殘?bào)w制備的生物炭中的含量。生物炭含有的礦質(zhì)養(yǎng)分可增加土壤中的礦質(zhì)養(yǎng)分含量,如P、K、Ca、Mg及N素,生物炭通常對(duì)養(yǎng)分貧瘠土壤及沙質(zhì)土壤的一些養(yǎng)分補(bǔ)充作用較明顯[24]?;ɡ騕25]研究發(fā)現(xiàn),土壤中的生物炭有利于提高土壤陽(yáng)離子交換量、pH、總P和總N含量,陽(yáng)離子交換量的增幅可達(dá)到40%,而pH可以提高一個(gè)單位左右。黃超等[26]的研究表明,紅壤施用生物炭不僅可提高土壤碳庫(kù),還可降低土壤酸度,增加土壤pH和鹽基飽和度,增加土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體數(shù)量,增加土壤的速效磷、速效鉀和有效氮,增強(qiáng)土壤保肥能力,改善生長(zhǎng)環(huán)境,從而促進(jìn)黑麥草生長(zhǎng)。
生物炭富含有機(jī)碳,可以增加土壤有機(jī)碳含量以及土壤有機(jī)質(zhì)或腐殖質(zhì)含量,從而可提高土壤的養(yǎng)分吸持容量及持水容量[24]。施用生物炭能夠促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)水平的提高[27],一方面是由于生物炭能吸附土壤有機(jī)分子,通過(guò)表面催化活性促進(jìn)小的有機(jī)分子聚合形成土壤有機(jī)質(zhì),另一方面生物炭本身極為緩慢的分解過(guò)程有助于腐殖質(zhì)的形成,能夠通過(guò)長(zhǎng)期作用促進(jìn)土壤肥力的提高。
生物炭能夠有效調(diào)控土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)。首先,生物炭獨(dú)特的表面特性使其對(duì)土壤水溶液中的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、K、P及氣態(tài)氨等不同形態(tài)存在的營(yíng)養(yǎng)元素有很強(qiáng)的吸附作用。同時(shí)施加生物炭后土壤持水能力和供水能力得到顯著提高[28,29]。其次,生物炭能通過(guò)調(diào)節(jié)硝化和反硝化作用來(lái)避免N素?fù)p失。最后,生物炭與其他有機(jī)或無(wú)機(jī)肥料配合使用會(huì)使作物增產(chǎn)效果更佳[30]。
生物炭的孔隙度對(duì)保持養(yǎng)分離子的能力有很重要的作用,生物炭對(duì)養(yǎng)分的保持能力是通過(guò)對(duì)水分的保持實(shí)現(xiàn)的。生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)能降低水分的滲濾速度,增強(qiáng)土壤對(duì)溶液中移動(dòng)性很強(qiáng)和容易淋失養(yǎng)分元素的吸附能力,如高pH條件下的NO3-和低pH條件下的鹽基陽(yáng)離子等[30]。生物炭具有強(qiáng)大的吸附能力,其可吸附NH4+、NO3-等多種水溶性鹽離子,具有良好的保肥和去污能力[31]。生物炭具有較強(qiáng)的吸濕能力,從而影響土壤的持水能力。生物炭所具有的強(qiáng)吸附性可以吸附大氣中的一部分水分和減少降雨時(shí)雨水的流失,最大程度地將雨水吸附到它所在的可耕層,供作物的生長(zhǎng)需要,使干旱缺水地區(qū)的土壤能夠長(zhǎng)出植被,防止沙漠化[7]。土壤水分含量和有效性是世界范圍內(nèi)衡量土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)。生物炭可以吸附和保持水分,并且可以增強(qiáng)土壤水分的滲透性[32,33]。而且土壤的田間持水量隨施入生物炭數(shù)量的增加而增加[33]。在亞馬遜河流域的某些地區(qū),施入生物炭可使土壤的保水能力提高18%[30]。
此外,生物炭的孔隙結(jié)構(gòu)及水肥吸附作用也使其成為土壤微生物的良好棲息環(huán)境,其多孔性和表面特性能夠?yàn)槲⑸锷嫣峁└街稽c(diǎn)和較大空間,為土壤有益微生物提供保護(hù),特別是菌根真菌,可提高有益微生物的繁殖能力及活性,增強(qiáng)泡囊叢枝菌根菌(VAM)對(duì)植物的侵染,同時(shí)調(diào)控土壤微環(huán)境的理化性質(zhì),影響和調(diào)控土壤微生物的生長(zhǎng)發(fā)育和代謝,進(jìn)而增強(qiáng)土壤肥力。因此生物炭可作為微生物肥料接種菌的載體,增加接種菌在土壤中的存活率及對(duì)植物的侵染[24]。
生物炭也能改變有毒元素的形態(tài),降低有毒元素對(duì)作物及環(huán)境的危害,有助于植株正常發(fā)育。許多學(xué)者認(rèn)為,施用生物炭能顯著增大土壤pH,由此降低Al、Cu、Fe等重金屬可交換態(tài)的含量,與此同時(shí)增加Ca和Mg等植物必需元素的可利用性,一方面可減輕有害元素對(duì)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的傷害,另一方面可增加植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的攝取,從而促進(jìn)植株的生長(zhǎng)[34]。Jin等[35]的研究表明,生物炭可以有效去除土壤中的Cd和Pb等重金屬元素。
3 生物炭研究存在的問(wèn)題與展望
目前,生物炭已成為最新研究熱點(diǎn),其在全球碳的生物地球化學(xué)循環(huán)和緩解全球氣候變化研究領(lǐng)域、在農(nóng)業(yè)土壤改良和作物栽培領(lǐng)域以及在土壤污染物質(zhì)的生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域等都有重要意義,在環(huán)境科學(xué)和土壤學(xué)方面有更廣闊的應(yīng)用前景[34]。然而,也有人認(rèn)為生物炭固碳只是某些人的“美好愿望”而無(wú)法實(shí)現(xiàn)[10]。生物炭應(yīng)用仍需解決的問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面:國(guó)外農(nóng)場(chǎng)規(guī)模大,作物秸稈等生物炭制備原材料的收集和運(yùn)輸?shù)募s化經(jīng)營(yíng)成本較低,處理率較高,而中國(guó)農(nóng)田規(guī)模小、經(jīng)營(yíng)分散、收集和運(yùn)輸成本高,嚴(yán)重限制了生物炭的獲得與應(yīng)用。另外,生物炭對(duì)酸性土壤改良有效果,但其最佳用量及機(jī)理尚不清晰,其對(duì)中性或堿性土壤是否有效也有待探討。生物炭研究還停留在實(shí)驗(yàn)室和田間的理論階段,對(duì)于在生產(chǎn)上的推廣以及具體應(yīng)用過(guò)程中所需要的技術(shù)支持還處于起步階段。同時(shí)要考慮大量施用生物炭可能存在一些不利的方面,如生物質(zhì)在熱解過(guò)程中可能產(chǎn)生少量有毒物質(zhì),且生產(chǎn)的高溫分解過(guò)程也會(huì)增加溫室氣體的排放等[9]。
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水稻缺鈣癥狀先發(fā)生于根及地上幼嫩部分。根系生長(zhǎng)很差,莖和根尖的分生組織受損,根尖細(xì)胞腐爛、死亡,植株矮小呈未老先衰狀。幼葉卷曲且葉尖有粘化現(xiàn)象,葉緣發(fā)黃,逐漸枯死。定型的新生葉片前端及葉緣枯黃,老葉仍保持綠色,結(jié)實(shí)少,秕粒多。
植物缺鈣往往并不是土壤缺鈣,而是由于植物體內(nèi)鈣的吸收和運(yùn)輸?shù)壬砉δ苁д{(diào)而造成的。我國(guó)土壤的全鈣含量,不同的地區(qū)差異很明顯。高溫多雨濕潤(rùn)地區(qū),不論母質(zhì)含鈣多少,在漫長(zhǎng)的風(fēng)化、成土過(guò)程中,鈣受淋失后含鈣量都很低,如紅壤、黃壤的全鈣含量在4克/千克以下;而在淋溶作用弱的干旱、半干旱地區(qū),土壤全鈣含量通常在10克/千克左右,一般不缺鈣。
1、防治方法:
施用鈣肥酸性土壤缺鈣,可施用石灰,既提供了鈣營(yíng)養(yǎng),又中和了土壤酸性。對(duì)于中性、堿性土壤,鑒于原因都出于根系吸收受阻,土壤施用無(wú)效,應(yīng)改用葉面噴施,一般用0.3%~0.5%氯化鈣液,連噴數(shù)次。
2、由于大量施用氮、鉀肥,土壤溶液濃度增高,抑制了作物對(duì)鈣的吸收,銨態(tài)氮肥尤其如此。因此,控制用肥,防止土壤鹽類濃度過(guò)高,是防治水稻缺鈣的基本措施。
3、高溫干旱而土壤溶液濃縮,尤其是在作物需鈣較多的時(shí)期,如遇干旱極易誘發(fā)缺鈣,應(yīng)及時(shí)灌溉。
二、水稻缺鉀的診斷與處理
近年來(lái)擴(kuò)大雜交稻的種植以及偏施氮肥和雨量沖刷的原因,是缺鉀增多的重要原因。除了土壤本身缺鉀以外,還有排水不良,排水過(guò)度和降雨量多,從濕潤(rùn)突變干旱等等。
1、缺鉀癥狀
稻株早期缺鉀跡象多為植株矮化,葉顏色暗綠,在田間通常生長(zhǎng)不整齊,根系氧化力降低,并變黑色、爛根等,相反,足鉀植株根系呈棕褐色。而且缺鉀老化早衰,重缺鉀的較老的葉片葉尖失綠。褪綠部位下面,出現(xiàn)不整齊的褐色銹斑病變,尤其容易發(fā)生褐斑病,其病斑的大小形狀與水稻的品種等表現(xiàn)差異。
2、處理
一般腐殖質(zhì)少的沙質(zhì)淺腳田類和崗旁紅壤低肥田類,畝施用15公斤左右的氧化鉀,較肥的田類畝施用10公斤左右。同時(shí),要注重土配方施肥和水分、植保等管理措施配合當(dāng),一般鉀的施用宜作底肥,均可使鉀在本田發(fā)揮它的功能效應(yīng),最終能促進(jìn)和提高作物產(chǎn)量等功效。
三、水稻葉片發(fā)黃的識(shí)別與防治
1、缺素發(fā)黃 缺氮發(fā)黃
先從老葉片的尖端開(kāi)始發(fā)黃,后逐漸由莖葉延及心葉,最后發(fā)展至全株成黃綠色。秧苗生長(zhǎng)緩慢,遠(yuǎn)看秧苗綠中帶黃。嚴(yán)重時(shí)由葉尖、葉緣向內(nèi)枯焦。應(yīng)及時(shí)追施速效性氮肥如碳銨及尿素等。缺鉀發(fā)黃。主要發(fā)生在大量施氮、磷的高產(chǎn)稻田。病苗初期表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢,株型矮小,分蘗少,葉片挺直,頂端葉片叢生狀。新葉暗綠無(wú)光澤下部老葉尖端首先發(fā)黃,有大小不等的赤褐色斑點(diǎn),后沿葉脈向基部擴(kuò)展,最后整體葉片變成赤褐色枯死,遠(yuǎn)看像被火燒焦一樣,這種典型的缺鉀赤枯癥,要立即排水,采用間隙灌溉及時(shí)追施鉀肥,如氯化鉀、草木灰等。缺鋅發(fā)黃。主要發(fā)生在山區(qū)的冷浸田,一般在插秧后20天左右出現(xiàn)發(fā)病高峰。葉基部中脈先黃化,后面黃紅色或紅褐色斑,葉片變窄,葉脈發(fā)脆易斷,葉片老化較快,新葉出葉速度慢而細(xì)窄基部和。中脈失綠褐色,可用.硫酸鋅等肥料進(jìn)行補(bǔ)救,如用0.1%的硫酸鋅進(jìn)行多次葉面噴施。
2、中毒發(fā)黃 硫化氫中毒
根系發(fā)黑,并有臭雞蛋氣味冒出,白根少而細(xì)羽;基部老葉呈黃褐色,葉尖枯焦,隨后老葉枯死,上部?jī)H剩1―2片綠色新葉。有機(jī)酸中毒。稻株根系萎縮,很少發(fā)生新根,植株根系表皮發(fā)生脫落。葉色顯黃,或產(chǎn)生萎縮現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)下部葉片枯黃而死。救治的辦法是凡發(fā)生中毒性發(fā)黃的稻田立即排水曬田,改善土壤的通透性,增氧排毒。并結(jié)合中耕,在曬田復(fù)水時(shí)施用氮、磷鉀速效肥料,改善稻株的營(yíng)養(yǎng)條件。在有機(jī)酸過(guò)多的田塊,施用土壤改良劑,如生石灰等以中和酸性,消除有害物質(zhì)。
3、病害感染發(fā)黃 白葉枯病黃葉
在葉片的葉尖或葉緣上,先是產(chǎn)生,黃綠色或暗綠色斑點(diǎn),后沿著葉脈擴(kuò)展成斑條,呈灰白色,病部與健部分界明顯,病斑上常有黃膠色的“菌膿”。細(xì)菌性條斑病黃葉。心葉黃褐色枯死似假枯心苗、葉片、葉鞘上有褐色條斑,病斑上折斷中脈后可見(jiàn)黃色“菌膿”,后期感病時(shí),葉片頂部至半片葉以上枯白,遠(yuǎn)望一片火紅。水稻細(xì)菌性基腐病黃葉。心葉凋萎卷縮,有的已經(jīng)變黃枯死,似三化螟危害所造成的枯心苗,但莖基部常發(fā)黑,莖節(jié)變硬變脆,易折斷且有一種腐臭味。生理早衰黃葉。由下向上蔓延,病葉多表現(xiàn)為橙黃色,有一定金屬光澤,成片或全田發(fā)生。黃葉上沒(méi)有病斑,沒(méi)有菌膿物。
4、肥害或藥害發(fā)黃
【關(guān)鍵詞】重度鹽堿地;綠化施工;技術(shù)和策略;科學(xué)管理
一、綠化工程的難點(diǎn)
1.1土壤鹽堿化嚴(yán)重
由于濱海地區(qū)地勢(shì)低平,地下水位淺,當(dāng)氣候干旱時(shí),土壤有效蒸發(fā)量增大,土壤中的含水量下降,土壤毛管水上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈,導(dǎo)致地下水及土壤中鹽分向地表遷移在地表附近形成積鹽。隨著鹽分在土壤表層的逐漸積累,達(dá)到一定的濃度時(shí)就會(huì)發(fā)生土壤鹽堿化。土壤內(nèi)鹽分不斷累積,會(huì)造成土壤通氣性變差、結(jié)構(gòu)粘滯、生物菌群減少、滲透系數(shù)降低、毛細(xì)現(xiàn)象增強(qiáng)等物理性狀的惡化,從而導(dǎo)致土壤肥力下降,供給能力失調(diào);而且高濃度的鹽分還會(huì)引起植物的生理干旱,干擾植物的正常養(yǎng)分?jǐn)z取和代謝,引起植物干旱枯萎。
1.2土壤養(yǎng)分含量低
濱海重度鹽堿地土壤普遍具有高鹽堿性、貧瘠的特點(diǎn),植物極難成活。地勘資料顯示,天津地塊土壤10m 以內(nèi)主要分布地層為:細(xì)砂;(含泥)細(xì)砂;粉質(zhì)粘土;氮;氧。細(xì)沙脫水性強(qiáng),易隨風(fēng)移動(dòng)、粒徑較小,顆粒適中,石英晶粒潔白,沙層一般達(dá)數(shù)米,到數(shù)十米厚,熱容量低,易熱易冷,養(yǎng)分含量少。
1.3地下水位高
場(chǎng)地地下水類型為孔隙潛水及巖層中的孔隙-裂隙水。經(jīng)測(cè)量,地下水主要為孔隙潛水與下部基巖裂隙水的混合水位,從地表埋深0.3~2.9m,近3~5 年變化幅度約1.0m。
1.力大
天津?yàn)I海屬海島風(fēng)力大,風(fēng)蝕現(xiàn)象明顯。風(fēng)蝕造成肥沃的細(xì)沙被吹走,土壤肥力逐漸喪失;海風(fēng)中攜帶大量的鹽份,形成鹽霧,鹽霧中的鹽離子沉降在樹(shù)木或地表上造成鹽堿化傷害;風(fēng)還能蒸發(fā)土壤中大量水份,土使壤變得干旱。
1.5樹(shù)種適應(yīng)性差
由于濱海綠化環(huán)境的特殊性,鹽份還是可以通過(guò)砂粒、鹽霧等影響到植物的生長(zhǎng),導(dǎo)致土壤再次返鹽;沿源平原地區(qū)風(fēng)力大,無(wú)山體阻擋,對(duì)樹(shù)木的抗風(fēng)能力也是一大考驗(yàn),樹(shù)木很難成活。
二、應(yīng)對(duì)措施
在重度鹽堿地綠化實(shí)施過(guò)程中,最關(guān)鍵的問(wèn)題是如何改善濱海區(qū)的生態(tài)脆弱性,提高綠化工程質(zhì)量和提高苗木成活率。在總結(jié)和借鑒其它濱海綠化項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合工程實(shí)際情況,我們主要采取了如下幾個(gè)措施:
2.1土壤綜合改良
由于原土多為細(xì)砂和粉質(zhì)粘土,且土壤的有機(jī)質(zhì)含量低,不適合苗木生長(zhǎng),施工前必須進(jìn)行土壤處理。項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)“短平快”,土壤換填和隔離層無(wú)疑是最好的選擇。
(1)草本花卉、草坪地被種植區(qū)域換填厚度80cm;
(2)樹(shù)穴進(jìn)行隔鹽處理:?jiǎn)棠緲?shù)穴先按設(shè)計(jì)要求清除一定深度的鹽堿土,接著在清基后的原土層上鋪100 厚碎石灌砂墊層,再加上一層50 厚排蓄水板,然后鋪上一層無(wú)紡布,最后回填1.5m 的種植土。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行喬灌木種植,可以有效阻隔鹽分隨蒸藤作用上升,提升綠化成效。
(3) 客土綠化,是挖走鹽堿土后,回填含鹽量小的種植土來(lái)進(jìn)行綠化的一種方式,以徹底改變植物生長(zhǎng)的不良基質(zhì)。為了防止本地土壤中鹽分侵入,設(shè)立隔離體系:下部用石屑、爐渣等顆粒較大的材料隔離下部鹽堿土與客土,阻斷毛細(xì)管水的上升;橫向用墻、板、薄膜等與周邊鹽土隔離,防止鹽分橫向滲透??屯帘砻娓采?、樹(shù)皮等,抑制客土水分蒸發(fā)。此技術(shù)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)取得較好的綠化效果,但其成本過(guò)高。
2.2高耐鹽樹(shù)種的選擇
由于重度鹽堿地的原生植物種類比較單一,如果僅僅依靠本地的植物進(jìn)行綠化造景是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。重度鹽堿地綠化樹(shù)種應(yīng)優(yōu)生選擇原生植物。堅(jiān)持適地適樹(shù)原則,強(qiáng)調(diào)植物景觀的地域性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。選擇一些耐鹽堿性強(qiáng),選擇耐鹽堿、抗旱、耐澇、抗風(fēng)能力強(qiáng)的植物品種,在考慮成本、效益、觀賞價(jià)格等的同時(shí),將移植成活率及后期養(yǎng)護(hù)管理等因素加以考慮,確實(shí)保綠?;?。
2.3科學(xué)施工
(1)根據(jù)植物的生長(zhǎng)習(xí)性和天津特有的氣候條件,最好選擇在每年4~6 月最為適宜綠化施工的季節(jié)施工。
(2)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量,調(diào)節(jié)種植穴內(nèi)的pH值,改善根部的微生物環(huán)境。
(3)選擇濱海鹽堿苗木選購(gòu)選擇除了一般要求外,還需根據(jù)適地適樹(shù)的原則,應(yīng)盡可能在類似立地條件的苗中選擇,若需長(zhǎng)距離運(yùn)輸時(shí)還應(yīng)采取措施防止苗木由于長(zhǎng)途運(yùn)輸而失水萎蔫;盡量避免苗木由于立地條件改變不適應(yīng)而恢復(fù)緩慢或死亡,提高成活率。
(4)在種植前應(yīng)對(duì)苗木進(jìn)行適度修剪,多與業(yè)主溝通,在保證樹(shù)冠主骨架的前提下,盡量縮小冠幅,減少植物的蒸騰促進(jìn)苗木恢復(fù),確保成活。
(5)種植考慮到風(fēng)速大的因素,在配置方案上,喬木以組團(tuán)種植為主。大量以灌木和地被植物為主,減少受風(fēng)面?;蚴墙Y(jié)合防風(fēng)屏和微地形,盡量將植物種植在背風(fēng)面,對(duì)新種植物起一定保護(hù)作用。
2.4精心養(yǎng)護(hù)
(1)灌水。由于鹽堿性土壤容易造成苗木生理性缺水,根部保水是在整個(gè)種植過(guò)程中的關(guān)鍵。定植后第一遍定根水應(yīng)澆透,以加速根系和土壤結(jié)合。由于氣候等原因,樹(shù)體地上部分(特別是葉面)易因蒸騰作用而失水,養(yǎng)護(hù)過(guò)程中必須及時(shí)噴水保濕,為樹(shù)體提供濕潤(rùn)的小氣候環(huán)境。
(2)施肥。除水分外,有機(jī)質(zhì)也是改良鹽堿土的一種重要物質(zhì)。有機(jī)肥不但能改善土壤結(jié)構(gòu),提供植物生長(zhǎng)所需要的各種養(yǎng)分,同時(shí),在有機(jī)肥腐化過(guò)程中還能產(chǎn)生酸性物質(zhì)來(lái)中和鹽堿,在一定程度的改善植物的立地條件??稍趩棠靖抵車贤陂L(zhǎng)30cm,高40cm 左右的洞,再通過(guò)有機(jī)肥及少量復(fù)合肥,進(jìn)行土壤改良,滿足植物生長(zhǎng)養(yǎng)分的需要。
(3)適時(shí)中耕松土。重度鹽堿地易出現(xiàn)反堿及表面的鹽化板結(jié),通過(guò)深翻土地,增加土壤的通透性,使土壤孔隙度增加,土溫升高,土壤濕度下降。澆灌水后和雨后要及時(shí)中耕松土,截?cái)嗤寥乐械拿?xì)管,使鹽堿不能隨著水分的上升而造成的土表鹽份積聚。
三、實(shí)施效果
經(jīng)過(guò)換土、隔鹽處理,適地適樹(shù)原則,以及科學(xué)施工及精心養(yǎng)護(hù)管理,喬灌木及地被的成活率均達(dá)到了90%以上,基本達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果。
四、結(jié)束語(yǔ)
重度鹽堿地綠化只有在施工中認(rèn)真處理好土壤關(guān)、苗木關(guān)、種植關(guān)和養(yǎng)護(hù)關(guān),才能達(dá)到真正的綠化效果。重度鹽堿地綠化在各方面都還有很大的潛力可以挖掘,比如樹(shù)種選擇。我們會(huì)在之后的工程項(xiàng)目中也在不斷尋找機(jī)會(huì)嘗試??偠灾?,濱海重度鹽堿地綠化技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。一方面客土換填和樹(shù)穴隔離層造成造價(jià)偏高;另一方面雖然天津綠化項(xiàng)目苗木品種多,制約著濱海綠化向豐富性和多樣性發(fā)展。但是我相信通過(guò)各方的共同探索和努力,很快就能克服造價(jià)偏高和花化彩化的問(wèn)題,在濱海岸線上營(yíng)造出一道亮麗的風(fēng)景線。
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關(guān)鍵詞:高速公路;路域生態(tài)系統(tǒng);生態(tài)恢復(fù);技術(shù)措施
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.258
1 引言
高速公路雖然具有提高交通運(yùn)輸效率、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn),但是公路的建設(shè)、使用與維護(hù)過(guò)程會(huì)干擾周邊區(qū)域生態(tài)系統(tǒng),例如路基施工直接損害地表植被或間接干擾植物正常生長(zhǎng)、車輛行駛阻隔野生動(dòng)物的遷徙或造成動(dòng)物交通事故、無(wú)防護(hù)的路堤邊坡在雨季產(chǎn)生大量泥沙使得水土流失、以及公路帶周邊自然景觀格局破碎化等。尤其當(dāng)路域涉及特殊地貌氣候區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、水源保護(hù)區(qū)和風(fēng)景名勝區(qū)等生態(tài)敏感地帶時(shí),若不采取預(yù)防與補(bǔ)救措施,不僅會(huì)對(duì)路域生態(tài)系統(tǒng)造成永久破壞,而且也會(huì)危害到高速公路運(yùn)營(yíng)。生態(tài)恢復(fù)是解決高速公路路域生態(tài)問(wèn)題的重要途徑之一,開(kāi)展生態(tài)恢復(fù)研究對(duì)于提升高速公路的環(huán)境效益和使用效率均有重要意義。
2 高速公路路域生態(tài)恢復(fù)的研究現(xiàn)狀
路域生態(tài)恢復(fù)是依據(jù)恢復(fù)生態(tài)學(xué)與景觀生態(tài)學(xué)原理,通過(guò)耦合一定的生物代謝、理化技術(shù)及工程措施,來(lái)調(diào)整路域生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部組成、能量平衡與信息傳遞等,以遏制生態(tài)退化過(guò)程,并強(qiáng)化系統(tǒng)自我修復(fù)能力,最終使路域生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)至歷史甚至更佳的服務(wù)功能,路域生態(tài)系統(tǒng)范圍一般劃定為高速公路中心線兩側(cè)各200m寬的線性區(qū)域。路域生態(tài)恢復(fù)在解決生態(tài)問(wèn)題方面展示出良好前景,已成為公路環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),受到越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外研究人員關(guān)注。目前研究較多的集中在路域的綠化設(shè)計(jì)、邊坡防護(hù)、景觀恢復(fù)等方面[1]。
國(guó)外關(guān)于路域生態(tài)恢復(fù)的研究起步早且成果多,其中日本、美國(guó)和西歐等國(guó)家在該領(lǐng)域的研究處于國(guó)際先進(jìn)水平,已發(fā)展出較完善的理論體系和應(yīng)用技術(shù),建立起成熟的法律規(guī)范與管理制度。例如日本的公路建設(shè)已全面采用植物防護(hù),取得多項(xiàng)植被恢復(fù)專利技術(shù),路堤邊坡的綠化技術(shù)注重與自然環(huán)境的協(xié)調(diào),生態(tài)恢復(fù)技術(shù)向自動(dòng)化與智能化與方向發(fā)展。美國(guó)的環(huán)境治理方式以植物恢復(fù)及自然轉(zhuǎn)移為主,結(jié)合物理和化學(xué)恢復(fù)技術(shù),同時(shí)致力于研發(fā)經(jīng)濟(jì)和綠色的原位修復(fù)技術(shù)。
國(guó)內(nèi)對(duì)路域生態(tài)恢復(fù)的研究目前還較少,已有報(bào)道主要關(guān)注植被護(hù)坡措施,缺乏路域生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)理與演替過(guò)程的系統(tǒng)研究,選擇先鋒植物時(shí)沒(méi)有考慮路域生物群落的多樣性、適應(yīng)性與共生性。在路域內(nèi)野生動(dòng)物的生存環(huán)境分析與保護(hù)方案設(shè)計(jì)方面,缺少具體應(yīng)用案例。生態(tài)恢復(fù)研究工作缺乏高速公路建設(shè)的全過(guò)程動(dòng)態(tài)視角,在生態(tài)恢復(fù)后的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估方面尚存在空白。國(guó)內(nèi)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)在設(shè)備化、多元化等方面還有待提高。
3 高速公路路域生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)措施
高速公路路域生態(tài)恢復(fù)的常見(jiàn)技術(shù)措施有植被恢復(fù)、野生動(dòng)物保護(hù)和水土保持及凈化三類[2]。
3.1 植被恢復(fù)
植被恢復(fù)是路域生態(tài)恢復(fù)的首要措施,是恢復(fù)退化生態(tài)系統(tǒng)功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。植被恢復(fù)為適應(yīng)性物種進(jìn)入和新群落生成提供前提條件,保障生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、生態(tài)價(jià)值與生態(tài)功能得到全面恢復(fù)。植被恢復(fù)措施包括土壤改性、植物選擇和植被種植3個(gè)方面。
土壤改性是路域植被恢復(fù)的物質(zhì)基礎(chǔ),其理化特征直接影響植被的選擇與種植。土壤的理化特征主要包括土壤密度、粘度、顆粒大小、通氣透水性等物理性質(zhì),以及pH、化學(xué)元素(N、P、K為主)含量等化學(xué)性質(zhì)。對(duì)于板結(jié)或過(guò)粘土壤,可適量添加粗細(xì)砂并進(jìn)行翻耕。對(duì)于酸堿性土地,可采用熟石灰、草木灰等改良酸性土壤;采用堿性石膏、有機(jī)酸或鈉離子交換劑等改良?jí)A性土壤,將土壤pH調(diào)節(jié)至5.0~7.0以便于植物生長(zhǎng)。土壤改性也與擬采用的整體生態(tài)恢復(fù)工程方案密切相關(guān)。例如采用客土噴播技術(shù)可以同時(shí)進(jìn)行土壤改性與植物栽種兩個(gè)工序,避免了傳統(tǒng)方法先改良土壤再栽種的問(wèn)題,大大提高植被恢復(fù)效率。其中噴播基質(zhì)提供制備生長(zhǎng)的土壤條件,可由土壤改良劑、保水劑、粘合劑或高分子聚合物等復(fù)合而成。
植物群落恢復(fù)過(guò)程一般遵循以下順序:先鋒植物草本群落灌木群落喬木群落。因此植物選擇也涉及以上四種植物。先鋒植物通常選擇當(dāng)?shù)卮嬖诘纳?qiáng)、耐貧瘠的草本植物,以禾草類和豆科類植物為首選。草本群落的選擇也應(yīng)優(yōu)先考慮當(dāng)?shù)氐暮瘫究婆c豆科草本的搭配,并且兼顧深根與淺根植物、一年生與多年生植物的配置。灌木群落目前常見(jiàn)的有紫穗槐、沙棘和荊條等。喬木群落的選擇原則需要兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與美觀作用,常見(jiàn)的有松、柏、槐、柳、杉等。
植被種植包含種植密度設(shè)計(jì)、植被配置與植被養(yǎng)護(hù)。種植密度設(shè)計(jì)采用大行距內(nèi)密植的方法,既可以得到密集植被,又能夠保證植物所需資源充足。植被配置一般分為行狀與群狀,行狀特點(diǎn)是空間利用率高、植物生長(zhǎng)均衡、便于管理;群狀特點(diǎn)則是抗病蟲害能力強(qiáng),但后期需要人工間伐。植被養(yǎng)護(hù)主要是指為植被持續(xù)生長(zhǎng)提供良好環(huán)境,包括灌溉、施肥、松土、修剪和防病蟲害等內(nèi)容。
3.2 野生動(dòng)物保護(hù)
野生動(dòng)物保護(hù)措施應(yīng)貫徹高速公路工程建設(shè)的整個(gè)階段,以公路設(shè)計(jì)階段的保護(hù)措施為主,以公路施工與運(yùn)營(yíng)階段的管理教育方法為輔。遵循“最大程度保護(hù)和恢復(fù),最小程度破壞”的原則。
在設(shè)計(jì)階段,公路設(shè)計(jì)方應(yīng)該綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的關(guān)系,盡量繞過(guò)野生動(dòng)物棲息地與遷徙路徑。例如大廣高速黃河大橋工程花費(fèi)1年時(shí)間調(diào)研優(yōu)化路線,顯著減小對(duì)黃河濕地鳥(niǎo)類自然保護(hù)區(qū)的影響;云南小磨高速公路通過(guò)繞線11公里,避開(kāi)了西雙版納自然保護(hù)區(qū)等。設(shè)置動(dòng)物通道也是設(shè)計(jì)階段的主要保護(hù)手段。不同地域的野生動(dòng)物種類與習(xí)性,動(dòng)物通道的類型、尺寸、位置、維護(hù),以及警示標(biāo)志等配套設(shè)施建設(shè)都是公路設(shè)計(jì)需要考慮解決的問(wèn)題。例如明哈高速公路結(jié)合當(dāng)?shù)貏?dòng)物的活動(dòng)規(guī)律,以水源作為動(dòng)物通道位置依據(jù),并借鑒青藏鐵路經(jīng)營(yíng)確定動(dòng)物通道尺寸與類型。
在施工階段,公路建設(shè)方應(yīng)該針對(duì)施工人員開(kāi)展動(dòng)物保護(hù)與救助培訓(xùn)教育,制定相關(guān)管理?xiàng)l例約束員工行為,明確崗位責(zé)任,盡量減小施工人員、設(shè)備與污染對(duì)周邊野生動(dòng)物的干擾。在運(yùn)營(yíng)階段,公路管理方則應(yīng)該建立野生動(dòng)物交通事故救助機(jī)制,針對(duì)駕駛員及周邊居民開(kāi)展野生動(dòng)物識(shí)別與自然資源保護(hù)教育,在野生動(dòng)物繁殖期或棲息地限制車流車速等。
3.3 水土保持及凈化
高速公路路域的水土流失與污染主要是由降雨徑流造成。雨水徑流會(huì)沖刷走邊坡土壤,產(chǎn)生大量泥沙,并侵蝕路域良田;雨水中還富含懸浮物與有機(jī)污染物,造成周邊水環(huán)境污染。水土流失與污染程度主要受到區(qū)域降水特征、地形地貌、路面與路域維護(hù)方式、車流量等因素影響。目前一般采用工程控制措施以實(shí)現(xiàn)水土保持與凈化目的,常見(jiàn)工程技術(shù)有生態(tài)護(hù)坡、穩(wěn)定塘與人工濕地等。
生態(tài)護(hù)坡是指恢復(fù)生態(tài)功能的自然邊坡,或是具備水透性的人造護(hù)坡?;謴?fù)機(jī)理主要是提供生物棲息地和增加水體溶解氧,以保持周邊生物的多樣性和緩沖帶的連續(xù)性。高速公路生態(tài)護(hù)坡既要保證公路路面與邊坡的安全穩(wěn)定,又要固定土壤砂石和恢復(fù)水體自凈能力,還要具備生態(tài)景觀功能。按照使用結(jié)構(gòu)材料的不同,生態(tài)護(hù)坡可分自然型、半自然型和人工型三類。自然型生態(tài)護(hù)坡采用植被、干砌石或原木等柔性材料;半自然型生態(tài)護(hù)坡則在柔性材料基礎(chǔ)之上加入混凝土、鋼筋或高分子進(jìn)行增強(qiáng)增韌,以提高坡面穩(wěn)定性,如聯(lián)合石籠網(wǎng)、生態(tài)袋和廢舊輪胎,并在廢舊輪胎腔體內(nèi)種植香根草;人工型生態(tài)護(hù)坡使用生態(tài)混凝土、土壤固化劑、框格砌塊等材料作地基,再鋪設(shè)地表土種植草木,生態(tài)混凝土有利于藻類和微生物附著生長(zhǎng),具有改善水質(zhì)和景觀作用。
穩(wěn)定塘是利用人造或天然池塘生態(tài)系統(tǒng)的自我凈化能力來(lái)處理引入污水。作用機(jī)理主要是污染物的稀釋、混凝、沉淀等物理修復(fù);以及池塘中植物、藻類、微生物的生物修復(fù)。該技術(shù)建造運(yùn)行成本低、管理維護(hù)方便、節(jié)省能耗、處理量大,適用于處理大規(guī)模污水。按照充氧情況及微生物類型劃分穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘的發(fā)展方向是通過(guò)技術(shù)改進(jìn)與工藝組合,來(lái)改善塘內(nèi)供氧環(huán)境、微生物濃度與底部淤泥狀況,例如一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)值較高的高效藻類塘;由底部污泥降解區(qū)和上部生物膜填料區(qū)構(gòu)成的復(fù)合厭氧塘;采取底部分散進(jìn)水且塘底鋪設(shè)過(guò)濾基質(zhì)層的生物濾池等。
人工濕地主要是在一定地形下建造的,由人造填料(基質(zhì))、水生植物和微生物構(gòu)成的模擬生態(tài)系統(tǒng),具有天然濕地的結(jié)構(gòu)與功能。作用機(jī)理是水生植物對(duì)污水中P、N等營(yíng)養(yǎng)元素的富集吸收;透水性人造基質(zhì)的過(guò)濾、吸附、混凝和氧化還原反應(yīng)等作用;以及微生物對(duì)有機(jī)物的代謝分解。人工濕地具有處理效果好、建造成本低、操作運(yùn)行少等優(yōu)點(diǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
生態(tài)恢復(fù)是治理高速公路路域生態(tài)生態(tài)問(wèn)題的重要途徑之一。目前我國(guó)的生態(tài)恢復(fù)應(yīng)綜合技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)適用性與安全可靠性,結(jié)合環(huán)境工程、生態(tài)評(píng)估、材料改性和生物培育等多種學(xué)科,實(shí)施過(guò)程考慮恢復(fù)潛力評(píng)估、恢復(fù)方案確定、恢復(fù)過(guò)程監(jiān)控與恢復(fù)效果評(píng)價(jià)等多個(gè)環(huán)節(jié),以實(shí)現(xiàn)高速公路路域生態(tài)恢復(fù)目的。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:造林;養(yǎng)分;綜合管理
我國(guó)從70年代末開(kāi)始林木施肥試驗(yàn),80年代以來(lái),林木施肥主要研究杉木、桉樹(shù)、竹子、楊樹(shù)、國(guó)外松和泡桐等主要速生樹(shù)種的施肥效應(yīng),特別對(duì)Ⅰ-214楊、杉木、Ⅰ-69楊施肥效應(yīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。到90年代,在杉木、桉樹(shù)、歐美楊、國(guó)外松和馬尾松等主要用材樹(shù)種適生地區(qū),提出了各樹(shù)種優(yōu)化施肥方案。
國(guó)際上為了解決持續(xù)農(nóng)業(yè)建設(shè)中的施肥問(wèn)題,提出了稱為“綜合植物養(yǎng)分管理系統(tǒng)”的概念?;緝?nèi)容:把所有養(yǎng)分資源的最佳方式組合到一個(gè)綜合系統(tǒng)中,使其適合不同農(nóng)作制的生態(tài)條件、社會(huì)條件和經(jīng)濟(jì)條件,以達(dá)到保持和提高土地肥力,增加作物產(chǎn)量的目的。這一概念在某種程度上提出了一個(gè)解決農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展中肥料問(wèn)題的途徑。這一概念的基本特點(diǎn)是把多種養(yǎng)分來(lái)源的土壤養(yǎng)分化學(xué)肥料、有機(jī)肥料、微生物的生物固氮、降雨中的養(yǎng)分等所有養(yǎng)分資源統(tǒng)統(tǒng)在農(nóng)業(yè)肥料管理體系中,加以綜合考慮和應(yīng)用,發(fā)揮最大的效率。所考慮的不僅是土壤肥力因素,而且擴(kuò)大為生態(tài)條件,甚至包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。
一、施肥的意義
1.施肥的必要性
①用于造林的宜林地大多比較貧瘠,肥力不高,難以長(zhǎng)期滿足林木生長(zhǎng)的需要;②多代連續(xù)培育某些針葉樹(shù)純林,使得包括微量元素在內(nèi)的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極度缺乏,地力衰退,理化性質(zhì)變壞;③受自然或人為的因素影響,歸還土壤的森林枯落物數(shù)量有限或很少,以及某些營(yíng)養(yǎng)元素流失嚴(yán)重;④森林主伐(特別是皆伐〉、清理林場(chǎng)、疏伐或修枝等, 造成有機(jī)質(zhì)的大量損失;⑤為使處于孤立狀態(tài)的林木盡快郁閉成林,增強(qiáng)抵御自然災(zāi)害的能力;⑥促進(jìn)林木生長(zhǎng),減少造林初植密度和修枝、間伐強(qiáng)度及其工作量。施肥具有增加土壤肥力,改善林木生長(zhǎng)環(huán)境、養(yǎng)分狀況的良好作用,通過(guò)施肥可以達(dá)到加快幼林生長(zhǎng),提高林分生長(zhǎng)量,縮短成材年限,促進(jìn)母樹(shù)結(jié)實(shí)以及控制病蟲害發(fā)展的目的。
2.林木所需的營(yíng)養(yǎng)元素
林木生長(zhǎng)過(guò)程中,需要從土壤中吸收多種化學(xué)元素,參與代謝活動(dòng)或形成結(jié)構(gòu)物質(zhì)。林木生長(zhǎng)需要碳、氫、氧、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂、鐵、銅、錳、鈷、鋅、鉬和硼等十幾種元素。植物對(duì)碳、氫、氧、氮、磷、鉀、硫、鈣、鎂等需求量較多,故這些元素叫大量元素;對(duì)銅、錳、鈷、鋅、鉬、硼等,需要量很少,這些元素叫微量元素。鐵從植物需要量來(lái)看,比鎂少得多,比錳大幾倍,所以有時(shí)稱它為大量元素,有時(shí)稱它為微量元素。在這些元素中,碳、氫、氧是構(gòu)成一切有機(jī)物的主要元素,占植物體總成分的95%以上,其他元素只占植物總體的4%左右。碳、氫、氧從空氣和水中獲得,其他元素主要從土壤中吸收。植物對(duì)氮、磷、鉀3種元素需要量較多,而這3種元素在土壤中含量又較少。因此,人們用這3種元素作肥料,并稱為肥料三要素。
二、林木營(yíng)養(yǎng)診斷方法
林木營(yíng)養(yǎng)診斷是預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)肥效和指導(dǎo)施肥的一種綜合技術(shù),包括DRIS法、土壤分析、葉片營(yíng)養(yǎng)診斷、缺素的超顯微解剖結(jié)構(gòu)診斷法等。
1.DRIS法
植物生長(zhǎng)發(fā)育的狀況,不僅取決于某一養(yǎng)分的供應(yīng)數(shù)量,而且還與該養(yǎng)分與其他養(yǎng)分之間的平衡程度有關(guān)。1973年Beaufils提出了診斷施肥綜合法(簡(jiǎn)稱DRIS法)。該法是在大量葉片分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,按產(chǎn)量(或生長(zhǎng)量)高低將這些數(shù)據(jù)劃分為高產(chǎn)和低產(chǎn)組,求出各組內(nèi)養(yǎng)分濃度間的比值,用高產(chǎn)組所有參數(shù)中與低產(chǎn)組有顯著差別的參數(shù)作為診斷指標(biāo),以被測(cè)植物葉片中養(yǎng)分濃度的比值與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的偏差程度評(píng)價(jià)養(yǎng)分的供求狀況。
2.葉片營(yíng)養(yǎng)診斷
葉片營(yíng)養(yǎng)診斷是通過(guò)分析測(cè)定植物葉片中營(yíng)養(yǎng)元素的含量來(lái)評(píng)價(jià)植物的營(yíng)養(yǎng)狀況,這一方法也稱為葉分析法。各樹(shù)種葉片營(yíng)養(yǎng)元素缺乏所表現(xiàn)的癥狀不同,現(xiàn)以楊樹(shù)為例,采用葉片營(yíng)養(yǎng)診斷的方法,對(duì)其營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏所表現(xiàn)的癥狀歸納如下。
缺氮整個(gè)葉片由綠色變?yōu)辄S褐色,一般從下部葉開(kāi)始黃化,逐步向上擴(kuò)展。嚴(yán)重時(shí)葉片薄而小,植株生長(zhǎng)緩慢。
缺磷根系發(fā)育不良,次生根形成少,地上部分表現(xiàn)為生長(zhǎng)緩慢,莖葉生長(zhǎng)不良,葉片深綠色、發(fā)暗、無(wú)光澤,下部葉片和莖基部呈紫紅色,嚴(yán)重時(shí)葉片焦枯而脫落。
缺鉀植株開(kāi)始表現(xiàn)生長(zhǎng)速度緩慢,葉脈和葉緣之間出現(xiàn)黃綠色,甚至出現(xiàn)潰瘍。嚴(yán)重時(shí)整個(gè)樹(shù)冠葉片變黃。
缺鈣植株根系生長(zhǎng)不良,莖和根尖的分生組織受阻。嚴(yán)重時(shí)幼葉卷曲、莖軟,葉光有黏液,逐漸萎蔫枯死。
缺錳葉片失綠,出現(xiàn)雜色斑點(diǎn),老的葉片葉脈之間變成鮮明的黃色,但葉脈仍為綠色,并出現(xiàn)潰瘍塊。
缺銅葉呈深綠色,葉脈之間黃色,葉綠素含量減少,葉片停止生長(zhǎng),逐漸枯萎。嚴(yán)重時(shí)分生組織出現(xiàn)潰瘍,高生長(zhǎng)停止,長(zhǎng)出過(guò)多的側(cè)枝。
缺鐵生長(zhǎng)在堿性土壤、右灰性土壤中的青楊派無(wú)性系,易發(fā)生缺鐵現(xiàn)象。葉片會(huì)褪色呈現(xiàn)淡黃色,但葉脈仍為綠色,有時(shí)葉緣發(fā)生褐斑,致使枝條生長(zhǎng)不良,新梢次端的幼葉脫落。
缺硼楊樹(shù)在生長(zhǎng)末期,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺硼現(xiàn)象。葉形不整而厚,停止生長(zhǎng),莖與根的生長(zhǎng)率下降,枝條尖端易枯死。
缺鎂一般表現(xiàn)為葉綠素含量低,葉色失綠,葉肉變黃而葉脈仍保持綠色。嚴(yán)重時(shí)葉片全部黃化,并從基部的葉片開(kāi)始向上脫落。
缺鋅葉片失綠,枝條尖端出現(xiàn)小葉、畸形、卷曲,節(jié)間縮短,根系生長(zhǎng)差。缺硫葉綠素含量降低,葉色淡綠,幼葉開(kāi)始黃化,葉脈先缺綠;嚴(yán)重時(shí)老葉呈黃白色,但葉肉仍呈綠色,葉片易早脫落;莖、根生長(zhǎng)受到抑制較小。
3.土壞分析法
分別在某樹(shù)種生長(zhǎng)正常地點(diǎn)及出現(xiàn)缺素癥狀的地點(diǎn),各取5~25份土樣進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)分析,有時(shí)還需在同一地點(diǎn)分別不同季節(jié)取樣,對(duì)比兩地土樣養(yǎng)分含量差異,即可推斷土壤中某營(yíng)養(yǎng)元素低于某含量水平時(shí),可能出現(xiàn)某樹(shù)種的營(yíng)養(yǎng)虧缺癥。
4.缺素的超顯微解剖結(jié)構(gòu)診斷法
關(guān)鍵詞 耕作方式;土壤深松技術(shù);土壤深翻技術(shù);秸稈還田;應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
中圖分類號(hào) S158 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739(2017)06-0197-02
Application Advantage of Different Tillage Methods and Straw Returning to Field on Soil Fertility Increase
WANG Xiao-hui WU Jun ZHOU Wei-wei WANG Xing YU Meng-zhu YANG Bei-chen
(Agricultural Technology Extension Center of Wafangdian City in Liaoning Province,Wafangdian Liaoning 116300)
Abstract The conception and application advantage of sub-soiling technology,soil deep tillage technology and straw returning to field technology were introduced in this paper.It pointed out that all the three technologies could break the plow pan,loosen the soil,aerate the soil,adjust the soil structure,enhance soil fertility and increase crop yield.Therefore,they have important and practical significance on the sustainable development of agriculture in Wafangdian area.
Key words tillage method;sub-soiling technology;soil deep tillage technology;straw returning to field;application advantage
瓦房店地區(qū)多年來(lái)普遍采用單一的耕作方式,導(dǎo)致土壤耕層較淺、跑水跑墑、犁底層增厚、破壞土壤結(jié)構(gòu)。過(guò)厚、堅(jiān)實(shí)的犁底層對(duì)物質(zhì)轉(zhuǎn)移、能量傳遞、水肥氣熱交流、作物根系下伸都非常不利,嚴(yán)重阻礙了土壤功能的有效發(fā)揮[1],從而增加作物生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),為農(nóng)業(yè)帶來(lái)負(fù)面效應(yīng)。因此,采取合理適宜的地力提升模式非常必要,不僅能夠改善土壤理化性狀、提升土壤肥力、增加作物產(chǎn)量,而且對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
1 土壤深松技術(shù)
1.1 定義
土壤深松技術(shù)是指用深松鏟或鑿形犁等農(nóng)業(yè)機(jī)械疏松土壤而不翻轉(zhuǎn)土層的一種深耕方法。深松在不攪動(dòng)土層的前提下,可以打破厚實(shí)的犁底層、疏松土壤、透氣保墑,利于作物根系下扎,進(jìn)而促進(jìn)根系水肥的吸收,為作物高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。
1.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
1.2.1 有利于增強(qiáng)土壤蓄水保墑能力。土壤深松技術(shù)可使土壤耕層疏松透氣,加強(qiáng)蓄水保墑能力,利于水分有效滲透到作物根部,增強(qiáng)土壤的抗旱排澇能力;同時(shí),土壤深松技術(shù)不攪亂土層,動(dòng)土量少,減少了表層土壤的水分蒸發(fā)[2]。土壤深松技術(shù)可增加土層水穩(wěn)性團(tuán)聚體和土壤有機(jī)碳含量,提高土壤抗侵蝕能力;深松后大部分秸稈、殘茬、雜草莖稈等仍覆蓋于地表,延緩了地表徑流形成,土壤保墑的同時(shí)弱化風(fēng)蝕、水蝕作用,減少土、肥、水的流失,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3]。
1.2.2 有利于改善土壤理化性狀。孔德軍等[4]研究表明,土壤深松技術(shù)能夠打破犁底層、活化土壤、平衡水熱,使土壤恢復(fù)成適宜作物生長(zhǎng)的土體結(jié)構(gòu)。采用深松技g的土壤有機(jī)質(zhì)含量、速效氮含量、速效磷含量、速效鉀含量等指標(biāo)增高,改善了土壤的理化性狀[5]。土壤深松技術(shù)可有效降低下層土壤容重,增加土壤滲透性,提高水分利用率,促進(jìn)根系生長(zhǎng),增強(qiáng)葉片凈光合速率[6]。
1.2.3 有利于土壤養(yǎng)分釋放和保存。土地深松技術(shù)可改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增加土壤中氣體的有效交換,增強(qiáng)土壤中微生物活力和礦物質(zhì)的有效分解,協(xié)調(diào)促進(jìn)土壤腐質(zhì)化、礦質(zhì)化進(jìn)程,培肥地力[7]。采用土壤深松技術(shù)的土壤耕層結(jié)構(gòu)利于地溫的提高,從而增強(qiáng)了土壤微生物的活性,加快了土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化過(guò)程[5]。土壤深松技術(shù)對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和土壤毛細(xì)管的破壞較少,利于土壤膠體的形成,土壤膠體負(fù)離子可吸附更多的銨根離子供作物吸收,提高了土壤肥料的利用效率[8]。
1.2.4 有利于促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。土壤深松技術(shù)可培植深厚的耕層,利于作物根系下扎,深層作物根量多,可吸收和汲取更深層次、更大范圍的養(yǎng)分和水分,提高作物抗旱、抗?jié)澈涂沟狗芰Γ腋迪略疃群透蹈晌镔|(zhì)重量與作物產(chǎn)量成正比[9]。
2 土壤深翻技術(shù)
2.1 定義
土壤深翻技術(shù)是指使用鏵式犁等農(nóng)業(yè)機(jī)械疏松土壤,將表層土壤及地表作物殘茬翻入下層,可使耕層加深、土質(zhì)松軟,促進(jìn)土壤熟化,打破土壤堅(jiān)硬的犁底層,增大土壤孔隙度,增加土壤通透性和有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤理化性狀,提高土壤肥力。
2.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
2.2.1 有利于土壤結(jié)構(gòu)的改良。土壤深翻技術(shù)可以使耕層加深、土壤疏松綿軟、通氣性增強(qiáng)、保水保墑,有利于種子萌發(fā),促進(jìn)作物根系生長(zhǎng),增加土壤微生物的呼吸[10]。土壤深翻技術(shù)可以有效促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,打破土壤板結(jié)層,便于土壤有機(jī)質(zhì)的腐熟和分解,提高土壤微生物的活性和數(shù)量,促進(jìn)土壤中速效養(yǎng)分的釋放和礦化養(yǎng)分的增加,對(duì)洗鹽壓堿能起到較好的效果,進(jìn)而達(dá)到改良土壤結(jié)構(gòu)的目的[11]。
2.2.2 有利于病蟲草害的防治。土壤深翻技術(shù)可將地表及土壤中的病菌、雜草根葉、草種、越冬蟲卵等深埋轉(zhuǎn)化為肥料,有效改善土壤中含病菌的狀況、消滅雜草、降低蟲卵越冬基數(shù),將地底病蟲翻于地表,使其凍死、或者被鳥(niǎo)類啄食,同時(shí)使病原菌由于生活環(huán)境的改變而不能存活,最終達(dá)到減輕翌年病蟲草害發(fā)生的目的。進(jìn)而減少農(nóng)藥施用量,降低生產(chǎn)成本,減少農(nóng)藥污染,促進(jìn)綠色農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)展。
2.2.3 有利于作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。土壤深翻技術(shù)能有效增大葉面積指數(shù)、穗位數(shù)、穗長(zhǎng)和千粒重,降低空稈率,延緩葉片衰老,促進(jìn)作物根系縱深伸長(zhǎng)和橫向分布,促進(jìn)玉米的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[12]。土壤深翻技術(shù)能將好氧微生物作用的耕作層土壤與下部厭氧微生物作用的原始層土壤進(jìn)行置換,提高了作物對(duì)耕作層氮、磷、鉀及微量元素的總吸收量,促進(jìn)了作物根系生長(zhǎng)延伸;同時(shí)將雜草及草根、草種翻到深層,大大減少雜草危害,減少與作物爭(zhēng)肥,確保植物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)供給。提高了作物產(chǎn)量[13]。土壤深翻技術(shù)與秸稈還田、有機(jī)肥配套使用可加深深翻效應(yīng),減少化肥施用量,保證糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[14]。
3 秸稈還田
3.1 定義
秸稈還田是指把作物秸稈直接或堆積腐熟后施入土壤中。因?yàn)榻斩捠寝r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中主要的副產(chǎn)品,含有大量的有機(jī)質(zhì)和各種營(yíng)養(yǎng)元素[15],所以將秸稈還田能有效改良土壤,避免秸稈焚燒引起的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。合理利用資源、提升地力的同時(shí)又可以保護(hù)環(huán)境,對(duì)發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)起重要作用。
3.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
3.2.1 有利于土壤理化性狀的改善。秸稈還田具有雙向調(diào)節(jié)溫度的功能,高溫時(shí)降低土壤溫度,低溫時(shí)升高土壤溫度[16]。研究表明,秸稈還田可以增加土壤孔隙度,降低土壤密度和土壤容重,增加田間持水量,減少土壤水分蒸發(fā),防止土壤板結(jié),有效改善土壤理化性狀[17]。另外,秸稈還田可增加土壤中堿解氮、速效磷、速效鉀的含量,提升養(yǎng)分供應(yīng)水平[18];同時(shí)也增加土壤中鋅、鐵、錳、鎂等微量元素的含量[19]。秸稈還田還具有調(diào)節(jié)土壤酸堿性的作用,使酸、堿性土壤向中性土壤轉(zhuǎn)變[20]。
3.2.2 有利于土壤肥力的提升。研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田可以增加土壤中0.25~1.00 mm微團(tuán)聚體和團(tuán)聚體含量,有利于土壤中水穩(wěn)性團(tuán)粒的形成[21]。秸稈的土壤覆蓋還田和土壤深翻還田均能增加土壤中的微生物含量。土壤微生物具有促進(jìn)腐殖質(zhì)的形成和有機(jī)質(zhì)分解的作用,從而起到培肥地力的作用[22]。
3.2.3 有利于作物產(chǎn)量的提高。秸稈還田有助于土壤水、肥、氣、熱等因素的協(xié)調(diào)發(fā)展,提升作物根系活力,為作物生長(zhǎng)發(fā)育提供良好條件[23]。相關(guān)研究表明,秸稈還田能夠促進(jìn)作物地上部分的生長(zhǎng)發(fā)育,擴(kuò)大根系生長(zhǎng)空間,使株高、莖粗、單株葉面積和地上部干物質(zhì)重增加,最終達(dá)到作物產(chǎn)量提高的目的[24]。
4 結(jié)語(yǔ)
瓦房店地區(qū)長(zhǎng)期實(shí)行土壤淺耕,造成土壤有效活土層淺、犁底層上移增厚、土壤緊實(shí)、土壤肥力低下、土壤結(jié)構(gòu)破壞,影響作物根系生長(zhǎng),導(dǎo)致作物產(chǎn)量下降。同時(shí),由于大量作物秸稈焚燒,不僅浪費(fèi)了資源,而且污染了環(huán)境。近年來(lái),機(jī)械化深松、深翻技術(shù)和秸稈還田技術(shù)作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的增產(chǎn)技術(shù)措施,其推廣應(yīng)用可有效改善土壤理化性狀、恢復(fù)土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力、增加產(chǎn)量、保護(hù)環(huán)境。但機(jī)械化深松、深翻技術(shù)和秸稈還田不是單一的作業(yè)方式,如秸稈還田與深松配合作業(yè)、秸稈還田與深翻配合作業(yè)、深翻與有機(jī)肥施用配合作業(yè)等均可增強(qiáng)地力培肥效應(yīng)。今后,在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)機(jī)械化、規(guī)模化的大背景下,要進(jìn)一步形成合理、適宜的地力提升模式,為瓦房店地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。
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