核心土壤栽培技術(shù)

尹桂英,劉家興

(貴州久遠(yuǎn)公司,貴州貴陽(yáng)550002)

1 引言

作物在大田土壤栽培環(huán)境的生長(zhǎng)過(guò)程中,作物根區(qū)范圍內(nèi)的土壤為作物的生長(zhǎng)發(fā)育營(yíng)造了一個(gè)根系土壤環(huán)境,通過(guò)這個(gè)環(huán)境向作物的根系提供水分、養(yǎng)分、空氣和熱量等。這個(gè)土壤環(huán)境在大田中,與周圍的土壤沒有明顯的界限,同大田土壤融成一體。這一土壤環(huán)境隨著根系的發(fā)育而變化,從無(wú)到有,從小到大,直到作物死亡才逐漸消亡。這個(gè)土壤環(huán)境的出現(xiàn)和發(fā)展過(guò)程與作物根系的生長(zhǎng)和發(fā)育同為一個(gè)時(shí)空范疇。同時(shí),大田土壤中的水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等必須存蓄和運(yùn)動(dòng)到這個(gè)土壤環(huán)境中才能被作物根系吸收,否則作物無(wú)法生長(zhǎng)。這個(gè)土壤環(huán)境的優(yōu)劣直接影響作物的生長(zhǎng),是決定作物生長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效栽培目的一個(gè)重要因素。

2 核心土壤生長(zhǎng)環(huán)境概念

通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在作物的土壤環(huán)境的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程中,作物生長(zhǎng)發(fā)育初期階段形成的根系土壤環(huán)境決定作物的生長(zhǎng)發(fā)展,并在作物的全部生長(zhǎng)過(guò)程中持續(xù)不斷地發(fā)揮作用。只要營(yíng)造好作物這一時(shí)期的根系土壤環(huán)境,就能夠解決作物生長(zhǎng)發(fā)展的核心問(wèn)題。故將作物這一時(shí)期的根系環(huán)境稱為“核心土壤環(huán)境”。作物的根系土壤環(huán)境完全是由核心土壤環(huán)境發(fā)展演化形成的。故核心土壤環(huán)境是作物根系土壤環(huán)境的中心,在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中至始至終地發(fā)揮作用。營(yíng)造好核心土壤環(huán)境就能營(yíng)造好作物的根系土壤環(huán)境。在外部生態(tài)環(huán)境正常條件下,作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效栽培目的就能達(dá)到。

核心土壤環(huán)境包容在根系土壤環(huán)境中,沒有具體的界限范圍和確切的土壤數(shù)量,由于根系土壤環(huán)境完全存于大田,以至于要獲得良好的核心土壤環(huán)境,就要有較好肥力的大田。為了培育良好肥力的土壤,傳統(tǒng)作法一般要對(duì)大田進(jìn)行改良,全層翻耕,全層施肥乃至過(guò)度施肥澆水以及土壤全層改良的方法來(lái)得到“良田沃土”。但是在得到“良田沃土”的同時(shí),往往造成水肥、人力資源的巨大浪費(fèi),土地環(huán)境受到破壞。特別是全球性水資源短缺,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源日趨匱乏的今天,如果仍按傳統(tǒng)的方法去建設(shè)“良田沃土”,那么會(huì)因資源浪費(fèi),生態(tài)環(huán)境的破壞而在未來(lái)面臨更多的災(zāi)難,只有節(jié)約、環(huán)保、高效的農(nóng)業(yè)及生產(chǎn)方式,才是維持人類持續(xù)發(fā)展的唯一正確選擇。

3 核心土壤植物栽培裝置

作者根據(jù)核心土壤環(huán)境在作物生長(zhǎng)培育過(guò)程中的重要作用以及現(xiàn)代先進(jìn)加工技術(shù)和新材料的應(yīng)用,在作物栽培過(guò)程中設(shè)置一個(gè)能準(zhǔn)確界定核心土壤環(huán)境在作物根系土壤環(huán)境中的位置,范圍和土壤數(shù)量的裝置。放置在這個(gè)裝置里的土壤構(gòu)成作物的核心土壤環(huán)境,并且由其發(fā)展成作物最終完整的根系土壤環(huán)境,融入大田土壤中,這個(gè)裝置稱為“核心土壤植物栽培器”(本裝置已獲中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利授權(quán)。專利號(hào):ZL200820302922.8)。核心土壤植物栽培器在大田中的位置和根系之間關(guān)聯(lián)示意圖見圖1。

由圖1可知,裝置里的土壤是根據(jù)作物的習(xí)性、生長(zhǎng)環(huán)境以及栽培目的需要而研究出的理想健康土壤。核心土壤環(huán)境有確切的位置范圍和體積。此外,還能夠比較準(zhǔn)確地計(jì)算出作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程所需的水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),在作物栽培前就能存蓄在這個(gè)裝置中,當(dāng)作物的種子或幼苗栽種到裝置中時(shí),就能夠逐漸獲得一個(gè)最佳的生長(zhǎng)環(huán)境。裝置里的核心土壤環(huán)境除了能保證作物初期階段的正常生長(zhǎng)發(fā)展外,核心土壤中充裕、高效、長(zhǎng)效緩釋的肥料以及補(bǔ)充的水分,還能在作物的生長(zhǎng)過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間甚至是全程發(fā)揮作用以及保證作物的成功栽培。同時(shí),裝置分為多次和一次使用兩類、多次的使用后完全回收再生處理,一次性的最終在大田中完全降解成有機(jī)肥料,這樣大大減少肥水等資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的不良影響。

圖1 栽培器在大田中的位置與根系之間關(guān)系

4 核心土壤栽培要素

4.1 核心土壤

核心土壤植物栽培器里的土壤是完全根據(jù)栽種作物的生長(zhǎng)特點(diǎn)、生長(zhǎng)環(huán)境、種植目的而設(shè)定的理想健康土壤。具備了較好的肥料存蓄、水分涵養(yǎng)以及空氣的通透性,因而適宜作物生長(zhǎng)發(fā)育。核心土壤就是“良田沃土”,是作物生長(zhǎng)的“第一土壤環(huán)境。”當(dāng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中,根系穿過(guò)裝置,進(jìn)入大田土壤,根系土壤環(huán)境在大田土壤中形成,稱之為“第二土壤環(huán)境”與“第一土壤環(huán)境”共同向作物提供水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等,保持大田土壤栽培特點(diǎn)。對(duì)貧瘠需要治理改良的土地,可以不需要進(jìn)行全層的土壤改良和過(guò)度施肥灌溉以及翻耕,而只需把核心土壤栽培器埋放在栽種大田的土地中,就獲得“良田沃土”較之傳統(tǒng)的方法和技術(shù),更節(jié)約、更環(huán)保、更高效。

4.2 核心土壤灌溉

灌溉水通過(guò)核心土壤栽培器的裝置,準(zhǔn)確地進(jìn)入到核心土壤中,使核心土壤環(huán)境保持較好的田間持水量。同時(shí)為了改變傳統(tǒng)的澆灌方法,作者發(fā)明了“作物栽培器”(已獲中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利授權(quán),專利號(hào):ZL200820302925.1)。把灌溉水設(shè)放在核心土壤的下方或周圍的裝置里,通過(guò)介質(zhì)的毛細(xì)管作用把水運(yùn)動(dòng)到核心土壤中,并通過(guò)栽培器滲透和濕潤(rùn)根系土壤環(huán)境里的土壤,使得核心土壤環(huán)境和根系土壤環(huán)境得到維持作物正常生長(zhǎng)的水分。這樣避免了因大量灌溉水沒有進(jìn)入根區(qū)范圍而因重力和土地表面蒸發(fā)造成的水資源浪費(fèi),通過(guò)“作物栽培器”使用,單株作物對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果顯示,節(jié)水效果顯著,可節(jié)水70%～80%。

4.3 核心土壤肥料

核心土壤肥料即放置在核心土壤和緊靠“核心土壤植物栽培器”外壁周圍的肥料。核心土壤肥料是根據(jù)作物生長(zhǎng)特點(diǎn)和栽培目的以及大田土壤環(huán)境的特性、品質(zhì)等因子而研制的高效肥料,是根據(jù)作物的整個(gè)生長(zhǎng)周期的需求量一次性放于核心土壤中和栽培器外壁周圍的土壤里。通過(guò)快釋、緩釋、長(zhǎng)效等方法,在作物生長(zhǎng)周期內(nèi),集中、高效、持續(xù)不斷地向作物提供營(yíng)養(yǎng)。對(duì)多年生的作物考慮到不能一次性地放置來(lái)滿足,可視作物生長(zhǎng)情況通過(guò)栽培器的裝置給予追肥補(bǔ)充。

核心土壤肥料完全是在作物根系土壤環(huán)境里,不會(huì)造成閑置和浪費(fèi),肥料是埋放在核心土壤的中部和底部位置,不會(huì)因風(fēng)蝕、雨水沖刷、水土流失而帶走肥料造成浪費(fèi),同時(shí)也最大限度地減少對(duì)土地環(huán)境的污染,試驗(yàn)結(jié)果證明節(jié)肥效果非常顯著。

4.4 核心土壤溫度

核心土壤溫度是把經(jīng)過(guò)加熱(溫)處理的灌溉水,灌溉到核心土壤中,以提高核心土壤環(huán)境的溫度、有利作物的生長(zhǎng)培育縮短作物生長(zhǎng)周期,降低作業(yè)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 核心土壤免耕栽培

核心土壤免耕栽培指不需要對(duì)栽種植作物的大田進(jìn)行全層翻耕,只需在栽種作物的大田上,按照“核心土壤植物栽培器”或“作物栽培器”的幾何尺寸挖坑,把其埋入坑內(nèi),用原土回填坑滿,露出“栽培器”的表面管口,再把種子或幼苗栽種到核心土壤中的方法。

5 結(jié)語(yǔ)

人類賴以生存的土地是有限的,只有在有限的土地上,通過(guò)科技創(chuàng)新、愛護(hù)地球、珍惜土地、節(jié)約資源,增產(chǎn)高效,才能維持人類的持續(xù)發(fā)展,為此,作者提出了“核心土壤栽培”的理念,研發(fā)了“核心土壤植物栽培器”、“作物栽培器”,以期為實(shí)現(xiàn)高效、環(huán)保、節(jié)約的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)提供有價(jià)值的探索。

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