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土壤是作物賴以生長的基地，一個(gè)高肥力的土壤必須具有良好的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，為作物調(diào)控適宜的水、肥、氣、熱，為作物轉(zhuǎn)化、保存并持續(xù)提供所需營養(yǎng)元素。這主要依靠土壤中生活的、每克土以億計(jì)的微生物的作用，而微生物生活主要靠有機(jī)質(zhì)維持。自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物是生產(chǎn)者，動(dòng)物為消費(fèi)者，微生物為分解者。地球表面有限的營養(yǎng)元素就靠微生物這個(gè)分解者，才能進(jìn)行循環(huán)使用。這個(gè)分解作用，主要在土壤和水體中進(jìn)行。所以的措施是盡可能將動(dòng)、植物廢棄物投入土壤中，促進(jìn)微生物大量繁殖。微生物將有機(jī)質(zhì)分解，釋放出營養(yǎng)元素，供植物生長利用；同時(shí)，也合成它們自身的細(xì)胞，將營養(yǎng)元素在細(xì)胞中保存而不被流失。微生物死后，營養(yǎng)元素又可被礦化給植物利用。它們不斷地生生死死，擔(dān)負(fù)起為植物轉(zhuǎn)化營養(yǎng)、保存營養(yǎng)和長時(shí)間提供營養(yǎng)的作用。另一方面，微生物也不斷將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)。腐殖質(zhì)與微生物分泌的大分子物質(zhì)一起，使土壤礦質(zhì)顆粒凝聚成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，營造適宜于植物保水、保肥、調(diào)溫、通氣的生長環(huán)境。所以土壤腐殖質(zhì)的含量常用作衡量土壤肥力的指標(biāo)。這也是中國農(nóng)民幾千年實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)。
20世紀(jì)初葉，歐洲和美洲均因人口增長而可開采的氮肥資源(智利硝石)用磬而焦慮。美國的農(nóng)業(yè)局長來東亞，特別是在中國考查后，寫了《四千年的農(nóng)民》一書(F. H. King著，1911)，驚嘆中國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)是“種養(yǎng)結(jié)合，精工細(xì)作，地力常新"的“無廢棄物農(nóng)業(yè)"。的確，當(dāng)時(shí)的中國只靠有機(jī)肥種地就養(yǎng)活了4億多人口。今天，面對(duì)人口持續(xù)增長，需更多糧食，并要保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，就必須在重新重視有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，適施化肥，實(shí)行有機(jī)無機(jī)結(jié)合施用。有機(jī)肥無機(jī)肥必須按適宜的碳氮比例(C/N約為25/1)混合。如比例過大，土壤中的微生物將與作物爭(zhēng)奪氮素營養(yǎng)。土壤中有機(jī)質(zhì)含量高時(shí)，即使化學(xué)氮肥使用量大一些，也會(huì)被微生物作為生物量保存下來，避免其大量流失，造成面源污染。過去強(qiáng)調(diào)有機(jī)肥(秸桿加牲畜糞)必須先長期漚制，達(dá)到碳氮比為25/1時(shí)施用，而現(xiàn)在可加入化學(xué)氮肥調(diào)節(jié)碳氮比。因此只需短時(shí)間堆制，經(jīng)過高溫發(fā)酵，殺滅病菌、蟲卵后即可施入土壤。
世界上已經(jīng)廣泛采用的秸桿加化肥免耕覆蓋也是個(gè)有效措施。我們?cè)谝粔K玉米、小麥一年兩熟地上，比較研究過秸桿免耕覆蓋和翻耕的效果。結(jié)果表明：秸桿覆蓋免耕地地表水入滲率、土壤持水和供水能力均較高；氣溫最高的7月份土壤溫度可保持在30攝氏度以下，適宜玉米生長，但春季升溫較慢，不利于小麥拔節(jié)；表土層(0~15cm)微生物生物量免耕地中高50%以上，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量均高于翻耕地，特別是堿解氮、有效磷及磷酸酶等酶活較高；而硝態(tài)氮含量卻明顯低于翻耕地，可減少氮素流失。同時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量逐年增高，土壤孔隙度增大，結(jié)構(gòu)改善。這表明秸桿覆蓋表土，形成天然生態(tài)分解亞系統(tǒng)，主要功能在于微生物分解、固結(jié)和釋放養(yǎng)分，并能緩沖外力對(duì)土壤的沖擊，使養(yǎng)分再循環(huán)能力提高。
北大荒墾區(qū)自上個(gè)世紀(jì)90年代起，秸稈還田面積達(dá)到種植面積的46.7%，迄今已經(jīng)使得有機(jī)質(zhì)含量恢復(fù)到開墾初期的較高水平(4-7%)。而且，除速效鉀外，其它土壤養(yǎng)分含量均有提高。2006年秸稈還田達(dá)到1300萬畝，相當(dāng)于投入肥料氮5.2萬噸、磷2.4萬噸、鉀9萬噸。所以，有機(jī)肥的使用是減少化肥依賴、培肥土壤的一條有效途徑。如能將種、養(yǎng)業(yè)產(chǎn)生的廢棄物變成有機(jī)肥料，既可養(yǎng)地、又可減少污染，是實(shí)現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)的重要措施，這也符合自然界元素生物小循環(huán)的規(guī)律。目前在秸桿免耕覆蓋中存在的某些問題，需在我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中進(jìn)一步研究解決。土壤是的寶貴資源，不僅要注意保量，也要保質(zhì)，即保持其肥力水平。
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