首页 > 互助农业 > 对土壤改良之道的初步探索与体会

对土壤改良之道的初步探索与体会

有健康的土壤,才能生产健康的食物;有健康的食物,才能养育健康的人。而健康的土壤从何而来?为何化学农业生产方式对土壤健康极为不利?作为生态农人,如何因地制宜地复育土壤?…… 福建归真园生态农园的曾开泉老师在本文中详述了他们的实践经验。

作者:曾开泉

本文着重讨论土壤改良之道。在这方面我们只是进行初步探索,有了些微体会。现加以粗浅小结,以便与关切这方面问题的有识之士及时交流并请教。

1. 从化学农业造成土壤退化谈起

现代化学农业由于大量使用化肥农药除草剂而造成土壤退化,主要表现为:土壤硬化(板结)、贫瘠化(土壤有机质含量贫乏)、毒化(有害人体健康的化学残留物日益增多)、以及土壤生态系统遭受严重破坏等。故此土壤改良就是要探索如何解决上述土壤退化的各层面问题。

2. 从观察林地土壤,学习土壤改良之道一一道法自然

(1)先来观察林地土壤(自然土壤)的剖面结构

如图1所示,从上到下可分成ABC三层:

图1. 林地土壤剖面图

图1. 林地土壤剖面图

A层称为表土层:其上部为黑色至灰黑色疏松纤维状团粒状的腐殖质土,下部为深灰色至灰色土层。土壤的灰黑度愈深表明其有机质含量愈高。A层的厚度随地形部位而异,且与其地面植被类型及覆盖度有关。通常形成1厘米厚度要经几十年至上百年时间。A层为植物根系的主要发育层。

图2. A层上部的黑色至黑灰色腐殖质土

图2. A层上部的黑色至黑灰色腐殖质土

图3. A层下部的灰黑至深灰色土层

图3. A层下部的灰黑至深灰色土层

B层称为心土层:此层土壤颜色随纬度和海拨高度而异,即表现为地带性分异。比如说,我国从南到北不同的气候带就有不同的土壤类型:热带至亚热带为砖红壤,暖温带为红壤、黄红壤,温带为黄壤、黄棕壤,寒温带为棕壤、粟色土、黑土。此外,由于海拔高度每升高100米,气温就下降0.5°C,因而土壤类型也会随海拨高度而分异。比如说,我们水稻基地海坺900多米,其山脚海拔600米以下为红壤,600—800米为黄红壤,800—1000米为黄壤,山头高于1000米的为黄棕壤或山地草甸土。

B层土壤有机质含量很少且从上至下愈来愈少。B层土壤厚度与地形、土壤母岩、气温等有关。此层为深根植物根系发育层。

图4. B层土壤保留地带性分异特征

图4. B层土壤保留地带性分异特征

C层称为底土层:此层为心土层之下与母岩或母质层之上的过渡层,它们之间没有明显的分界线。此层土壤通常不含有机质。有些深根植物根系可达此层。

图5. C层土壤无地带性特征,它是由母岩风化物生成的,两者之间无明显的分界线(本地母岩为花岗岩,其风化物为灰白色粗砂状),但是C层与B层还是有差别。

图5. C层土壤无地带性特征,它是由母岩风化物生成的,两者之间无明显的分界线(本地母岩为花岗岩,其风化物为灰白色粗砂状),但是C层与B层还是有差别。

(2)土壤有机质含量是衡量土壤肥沃度指标

根据全国第二次土壤普查所制定的土壤评级指标如下表:

有机质含量% >4   4-3   3-2   2-1   1-0.6   <0.6

等级                    1      2       3       4         5             6

精细的评级要进行土壤测试化验,确知有机质含量多少,按如上评级指标评判土壤肥沃度等级。若是粗略地区分土壤等级,可按土壤的灰黑度分为5级:1级,黑;2级,灰黑;3级,深灰;4级,灰色;5级,浅灰。总之,土壤愈灰暗,表明其有机质含量愈多,则土壤愈肥沃。

(3)土壤有机质从何而来的?

上述可见林地土壤的A层呈黑色至黑灰色的土层是最肥沃的。其有机质是从何而来的?是天然形成的。由于每年都有落叶及杂草枯萎而堆积于地面(其成份主要是碳水化合物,故称为碳源材料),加之有些动物粪便及微生物尸体(因其中富含氮素,故称为氮源材料)混入碳源材料中,构成一定的碳氮比,适合于土壤微生物繁殖,它们将混合的碳源与氮源材料加以分解,生成腐殖质和腐殖酸(这就是发酵),然后与土壤砂粒粘粒结合,就形成黑色黑灰色土层。其每年生成的厚度只不过毫米级的,如此年复一年地进行,才逐渐形成上述的有机质含量很高的表土层。人们由此可以学习制作堆肥的原理与方法。

(4)形成水稳性团粒结构的土壤就不至于板结

当土壤微生物利用碳氮比合适的材料进行发酵后,所产生的腐殖质与腐殖酸与就地土壤中的砂粒粘粒结合起来,形成较大的土壤团粒,它们难溶于水,而且团粒之间的空隙较比原砂粒粘粒之间的空隙大,便于储存水份,故此称为水稳性团粒。具有这种团粒结构的土壤不仅疏松,而且能保水保肥。

图6. 形成水稳性团粒结构的土壤

图6. 形成水稳性团粒结构的土壤

若是土壤未形成水稳性团粒结构,那么含粘粒多的粘土被水浸泡后就很烂很粘,晒干后却很硬,正如俗话所说:下雨烂糟糟,天晴象马刀。再说含砂粒多的砂土,虽然疏松,但不能保水保肥,也如俗话所说:雨过即干。

长期使用化肥结果,不仅使土壤缺乏有机质,而且使土壤微生物难以生存,因而难以形成水稳性团粒结构,就难免土壤硬化板结了。

(5)具有健全生态系统的土壤是有活力有生产力的

林地土壤具有健全的生态系统,是很有活力与生产力的。其地上生长着乔灌草多层结构的植物群落,其地下(主要是表土层)繁殖着蚯蚓蚂蚁等人眼可见的小动物与人眼不可见的适合当地土壤与气侯条件的土著微生物群落。地上部的植物和动物提供落叶枯草和动物粪便,给地下部的土著微生物发酵分解,生成有机肥,源源不断地供给地上植物以充足的养份。这样的生态系统就是健全而可持续发展的。

图7. 林地土壤具有健全的生态系统(景观图)

图7. 林地土壤具有健全的生态系统(景观图)

然而长期使用化肥农药除草剂的结果,土壤生态系统遭受严重破坏,旱地土壤中很难见到蚯蚓,水田里见不到青蛙鱼虾田螺泥秋,至于壤中微生物也难免覆灭之灾。这样的土壤还有活力与生产力吗?

也许有人会说:现代化学农业岂不是使农作物产量比古代大大地增加了吗?然而只追求产量而不顾品质这是落后的观念,已不适合现代人的需求了。何况不向农田投入有机肥,却要索取大量有机物(农产品),这是一种掠夺性经营,是不可持续的。其结果是造成土地退化、农产品中有害人体健康的化学残留物愈来愈严重,凡此种种弊端,己经愈来愈明显地被人们看到了,即使产量再高,但品质不佳甚至有害人的健康,那还有什么意义呢?怎么可能持续发展呢?

3.使用自制有机肥(主要是堆肥和绿肥)是改良土壤的关键

我们已经明白:要向农田投入有机肥,才好收获有机农产品,才能使土地可持续生产。现在问题是使用什么样的有机肥才好?为什么我们强调要自制有机肥?

(1)动物粪便算是有机肥,但是未经处理而直接使用有问题

在没有化肥之前,中国农民就是用人粪便与动物粪便经一定的发酵处理后(通常称为农家肥),才用于农作物施肥。简单的处理是:尿液要撂置一周后,加水稀释3一4倍,才可用来浇菜。未处理的生尿不可使用。人粪与动物粪便都要经过半年以上腐熟,才可用于施肥。最好的发酵是用来制作堆肥(稍后再讲)。

然而现今养殖场的动物粪便(如猪鸡鸭等粪便)不同于古代的农家肥。由于现今饲料中含有过量的抗生素与激素,并且有害人体健康的一些重金属元素含量超标,致使动物粪也不安全。若是直接用来施肥,就会造成环境污染以及农产品不安全。即使经发酵处理,也难以清除有害人体健康的重金属元素超标。至于有的厂家把养殖场的鸡粪烘干后,贴上有机肥的标签出售,那也是同样不安全的。

(2)绿肥是较好的有机肥,但是一年只种植制作一次,其数量及肥效显得不充足

通过种植紫云英蚕豆之类豆科植物,当开花结实后,就要连植株带果实一起翻耕到地里,因其本身碳氮比合适,容易被土壤微生物分解腐烂,生成有机肥即为绿肥。通常一年只种植制作一次,其数量及肥效显得不充足。至于单是农作物秸秆还田,因其碳氮比不太合适,难以发酵腐熟,即便时间长了(过半年一年)也会腐烂,但其肥效不太好,而且仅用本地块的秸秆还田,其数量不够。

(3)自制堆肥用于农作物施肥并改良土壤是最佳的有机肥

以稻草或茅草经粉碎后作为碳源,以食草的牛羊粪便或是榨油剩余的豆粕油菜籽渣花生渣等作为氮源,按一定的碳氮比(其体积比为3:1~4:1),用来制作堆肥,发酵腐熟快,肥效好,且可大批量制作,用于农作物施肥并改良土壤,算是最佳有机肥。然而用豆粕、油菜籽渣、花生渣之类氮源材料成本高,难以推广;吃草的牛羊粪较便宜,适合用于大量制作有机肥。

图8. 这是我们用羊粪自制的有机肥(堆肥)

图8. 这是我们用羊粪自制的有机肥(堆肥)

经过连续三年只使用自制有机肥(主要是堆肥),而不再使用化肥农药草剂,土壤基本上得到改良,土壤生态系统也健全起来。旱地里随处挖不下去都可见到蚯蚓,水田里春季耕种时,可见青蛙蝌蚪田螺泥鳅蟮鱼等此前见不到的生物,而呈现一派生机勃勃的景象,夏季时田里青蛙叫声此起彼落,非常热闹而令人可喜;人眼看不见的土壤微生物也都繁殖起来,春天,田里青草被翻埋到土里,一个月后插秧时草都腐烂在土里,由此人们可知微生物都在忙于发酵之工。凡此种种现象人们可知,经过改良的土壤真是充满活力。

图9. 旱地里随处都可挖到蚯蚓

图9. 旱地里随处都可挖到蚯蚓

图10. 春天水田里蝌蚪成群结队

图10. 春天水田里蝌蚪成群结队

图11. 春天水田翻耕时,把草打入土里,过一个月后就会腐烂

图11. 春天水田翻耕时,把草打入土里,过一个月后就会腐烂

堆肥制作流程详见:《探索生态农园记实系列连载(4)有机种植要从自制有机肥做起》(此系列文章连载发布于微信公众平台:归真园生态农园)。

4.土壤改良要因地制宜一一顺其自然

综上所述简而言之:有了健全的土壤生态系统,才有健康有活力的土壤;有了健康有活力的土壤,才能生长健康而高抗性(抗病虫抗旱涝)的农作物;有了健康而高抗性的农作物,才可收获健康而高品质的农产品(蔬菜水果五谷杂粮)。

由于不同的地方,具有不同的土壤类型与不同的气侯条件,因而具有不同的生物群落,形成不同的土壤生态系统。故此改良土壤就要因地制宜,顺其自然。

比如说,我们的水稻基地是山间盆地,海拨近1千米。这里山坡荒草地长满了高大的茅草,其富含粗蛋白,经粉碎后与当地放养的山羊粪混合,用来制作堆肥,效果不错。为了加速堆肥发酵进程,我们要制作堆肥酵母。但有人建议用日本的EM菌,也有人建议买中国农科院研制的堆肥酵母。我们经过试验,还是就地取材,从本地森林腐殖土取得土著微生物菌种,用以自制堆肥酵母,取得良好效果。这说明了因地制宜顺其自然为好。

图12.我们自制的堆肥酵母

图12.我们自制的堆肥酵母

5.休耕与轮作是恢复土地活力与肥力的有效办法

(1)土地轮休的好处

在《旧约圣经》有记载:古代以色列人采取土地每七年轮流休耕一年的办法,以便恢复地力。

我们的水稻基地原本是抛荒多年耕地,长满了茂密的杂草,几经一岁一枯荣,腐烂的草一层又一层都成为有机肥。当初我们租来种水稻时,头一年可算是开荒种地。没施多少肥,水稻长得还不错,故此往后每年增加开荒地。而且我们打算过几年后要按地块轮流休耕,以便恢复地力。

图13.这是抛荒多年长满杂草的耕地

图13.这是抛荒多年长满杂草的耕地

图14.这是去年开荒种的水稻

图14.这是去年开荒种的水稻

(2)土地轮种的好处

轮作可釆取水稻与旱作物轮种,可以减少杂草与病虫害;或且釆取消耗土壤肥力多的与能固氮而增加土壤肥力的作物输种,可以避免或减缓地力衰退。

图 15. 去年菜地今年改种水稻,田里很少草,不除草也行

图 15. 去年菜地今年改种水稻,田里很少草,不除草也行

6.从化学农业转型为有机种植,土壤改良至少要花三年

(1)土壤基本上得到改良的主要标志是:

*土壤有机质含量明显增加,比如说由原来有机质贫乏(4一5等),变成较为丰富(2一3等);

*土壤水稳性团粒结构形成,土壤由板结变为疏松,且保水保肥能力强;

*土壤生态系统恢复健全,形成物种多样性可适应当地自然环境;

*农作物自身抗病虫害能力强,也借助病虫互为天敌而相生相克,以免病虫害发生,无需使用农药除虫,连低毒的生物农药也不用;

*产出的农产品品质佳美,使人能品尝出有机产品与其同品种化学农业产品显然不一样。产品能经得起测试检验,能达到有机产品的国家标准;

*农产品产量逐年有所提高。比如说,我们连续四年种植有机水稻,每亩产量水平从200来斤逐年增加到400一500斤。但我们不一味追求高产量,而是不断追求高品质。

(2)为此必需釆取如下措施:

*完全弃绝使用化肥农药除草剂,也不种植转基因品种;

*农作物施肥釆用自制有机肥,主要是堆肥;

*水稻田采用人工薅草,旱地和果园主要釆用割草覆盖,以抑制杂草生长,而以手工除草为辅;

*防治病虫害主要靠增强农作物自身抵抗力,也辅以生物防治及喷洒环保酵孝等措施。

*选用种子都是来自民间自留种的优良品种,我们也开始建立自留种的种子库;

*要采取措施避免别人耕地对我们的间接污染。

比如说,我们当初租地时就注意到以河沟和大路为边界,可避免受别人耕地的间接污染。我们水稻田的水源都是直接引用无污染的山泉水。可是果园和菜地是处于公共水源的下游,为避免受间接污染,我们对灌溉水作净化处理:先把水引入一片低洼的荒草地,使水经过水草与土壤净化后,渗入我们果园和菜地上头的莲藕田,经过莲藕田再净化后,才把水引入果园和菜地。看来要做到完全不受间接污染是不容易的。

图 16.先把公用的灌溉水引入低洼草地进行净化

图 16.先把公用的灌溉水引入低洼草地进行净化

图 17.让水渗入藕田再净化后,才用来灌溉菜地果园

图 17.让水渗入藕田再净化后,才用来灌溉菜地果园

总而言之,天下万事万物都有规律可循,正如圣经箴言书所说:天下万务有定时有定理。定理即自然规律,若是我们在日常生话与工作中,都能常存谦卑的心,留心探索事物的自然规律,并且顺其自然而不人为造作,亦即认真遵循自然律而行,那么我们不仅是虔诚的求道者,而且是积极乐观的行道者,就必坚信,天无绝人之路,耕者有其乐,蒙福就感恩。

“探索生态农园纪实”系列文章,请至微信公众号“归真园生态农园”阅读。

文章来源:归真园生态农园

原文链接:点击这里查看原文

本文版权属于有机会(www.yogeev.com)或者相关权利人享有或者共有,未经本公司或作品权利人许可,不得任意转载。转载请以完整链接形式标明出处,商业使用请联系有机会

本网转载文章旨在传播有益信息,如果本文及其素材无意中侵犯了您的版权和/或其它相关知识产权,请及时联系我们,我们在核实后将在第一时间予以删除。