为增加土壤的保水能力,如何选择堆肥
堆肥是一种具有土腥味的腐殖质材料,是一种缓慢有氧腐解有机氮(如粪便)和碳(如木屑、秸秆、树叶)的产物。堆肥的一个优点是能够保持水分。本文的重点是使大家了解如何选择堆肥以提高土壤的持水能力。
不是所有的堆肥持水能力都一样。例如,粪便制成的堆肥和植物叶子制成的堆肥在持水能力上具有较大差别。由于堆肥的原料、制作过程和腐熟程度的不同,堆肥的养分含量,微生物多样性和种群,阳离子交换容量和堆肥的持水能力有所不同。因此,在使用之前,重要的是要了解堆肥的质量,以确保达到你的预期效果。
土壤有机质持水能力
土壤学家认为,土壤每增加1%的有机质含量,每英亩(约6.07亩,译者注)1英尺(约0.30 m,译者注)深的土壤可容纳16500加仑(约62.46吨)可供植物利用的水。根据Sullivan在2002年的文章介绍,在每立方英尺的土壤每1%的有机质大约可容纳1.5夸脱水(约50升水/m3土壤)。当有机质含量从1%增加到2%,土壤持水能力将可达到100升/m3。另一方面,罗代尔研究所的研究人员则认为,每公斤的碳能容纳40公斤的水。从而计算出每英亩六英寸深总水量约38445加仑(约为在15 cm土壤中持有24吨水/亩)。有机物持有大量的水,因此,随着时间的推移,在土壤中的有机物质的量直接影响到作物的水的可利用性。然而,在干旱的土壤中有机质分解迅速,很难获得高于2%或3%的有机质含量。但一旦达到2%或3%后会对作物生长产生重大的积极影响。
堆肥的持水效能如何?
Maynard在1994年的一项研究中发现,把3英寸厚(约7.5cm)的叶堆肥旋耕到6英寸深(约15 cm)原生沙质土壤中,使土壤的持水能力增加了2.5倍,相当于增加了7天的可供给植物利用的水量。Maynard在2000年的研究中也发现,通过施用堆肥可以提高土壤的持水能力,帮助所有作物在夏季干旱时安然度过。堆肥改善的耕作层(20 cm)土壤水量增加至1.9英寸(48 mm),而未经改善的土壤为1.3英寸(33 mm)。由于蔬菜每周田间持水量要求1英寸(25 mm),因而堆肥改善的土壤能保持2周的供水。
减少灌溉用水
美国堆肥协会(2008)指出,由于堆肥的高效用水的特性和抗旱性,可以降低灌溉的频率和强度。堆肥减少土壤板结,这有助于土壤吸收水分和水分的渗透。最近的研究表明,在沙质土壤中加入堆肥可以使水更容易横向移动,促进水分分散(从而提高水分利用率)。
为了增加有机质含量,土壤中必须加入多少堆肥?
在密歇根州,堆肥应用的限制因素是土壤中磷的水平。在《养分利用的公认农业与管理实践(营养GAAMPs)》中指出,当土壤中的磷含量超过每英亩300磅(约22.4公斤/亩),磷就不能被作物有效利用。这意味着当每亩磷含量高于22.4公斤时施入堆肥是无效的。当土壤中的磷水平在每英亩150至299磅之间(每亩11.2公斤至22.3公斤之间),堆肥施用量则取决于磷在该作物中的移动速率。当土壤中的磷水平小于每英亩150磅,堆肥施入量则取决于作物对氮的需求量。
据美国堆肥委员会堆肥使用指南,农民应该选择有50-60%有机质含量和持水能力为100%或更高的堆肥。
土壤有机质含量是建立在不断施入堆肥基础上的。密歇根的Thumb地区的一些农民已经发现,在大田作物上施用1至2吨/英亩/年的堆肥,使作物产量明显提高。据估计,施用一吨的堆肥到每英亩1%有机质的土壤中,可以使土壤有机质含量增加约10%。
(赵璐译,王树桐 校)
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