核心土壤栽培技术

尹桂英,刘家兴

(贵州久远公司,贵州贵阳550002)

1 引言

作物在大田土壤栽培环境的生长过程中,作物根区范围内的土壤为作物的生长发育营造了一个根系土壤环境,通过这个环境向作物的根系提供水分、养分、空气和热量等。这个土壤环境在大田中,与周围的土壤没有明显的界限,同大田土壤融成一体。这一土壤环境随着根系的发育而变化,从无到有,从小到大,直到作物死亡才逐渐消亡。这个土壤环境的出现和发展过程与作物根系的生长和发育同为一个时空范畴。同时,大田土壤中的水和营养物质等必须存蓄和运动到这个土壤环境中才能被作物根系吸收,否则作物无法生长。这个土壤环境的优劣直接影响作物的生长,是决定作物生长,实现高产、优质、高效栽培目的一个重要因素。

2 核心土壤生长环境概念

通过观察、实验发现,在作物的土壤环境的产生和发展过程中,作物生长发育初期阶段形成的根系土壤环境决定作物的生长发展,并在作物的全部生长过程中持续不断地发挥作用。只要营造好作物这一时期的根系土壤环境,就能够解决作物生长发展的核心问题。故将作物这一时期的根系环境称为“核心土壤环境”。作物的根系土壤环境完全是由核心土壤环境发展演化形成的。故核心土壤环境是作物根系土壤环境的中心,在作物的生长过程中至始至终地发挥作用。营造好核心土壤环境就能营造好作物的根系土壤环境。在外部生态环境正常条件下,作物的高产、优质、高效栽培目的就能达到。

核心土壤环境包容在根系土壤环境中,没有具体的界限范围和确切的土壤数量,由于根系土壤环境完全存于大田,以至于要获得良好的核心土壤环境,就要有较好肥力的大田。为了培育良好肥力的土壤,传统作法一般要对大田进行改良,全层翻耕,全层施肥乃至过度施肥浇水以及土壤全层改良的方法来得到“良田沃土”。但是在得到“良田沃土”的同时,往往造成水肥、人力资源的巨大浪费,土地环境受到破坏。特别是全球性水资源短缺,农业生产资源日趋匮乏的今天,如果仍按传统的方法去建设“良田沃土”,那么会因资源浪费,生态环境的破坏而在未来面临更多的灾难,只有节约、环保、高效的农业及生产方式,才是维持人类持续发展的唯一正确选择。

3 核心土壤植物栽培装置

作者根据核心土壤环境在作物生长培育过程中的重要作用以及现代先进加工技术和新材料的应用,在作物栽培过程中设置一个能准确界定核心土壤环境在作物根系土壤环境中的位置,范围和土壤数量的装置。放置在这个装置里的土壤构成作物的核心土壤环境,并且由其发展成作物最终完整的根系土壤环境,融入大田土壤中,这个装置称为“核心土壤植物栽培器”(本装置已获中华人民共和国国家知识产权局专利授权。专利号:ZL200820302922.8)。核心土壤植物栽培器在大田中的位置和根系之间关联示意图见图1。

由图1可知,装置里的土壤是根据作物的习性、生长环境以及栽培目的需要而研究出的理想健康土壤。核心土壤环境有确切的位置范围和体积。此外,还能够比较准确地计算出作物生长发育过程所需的水分和营养物质,在作物栽培前就能存蓄在这个装置中,当作物的种子或幼苗栽种到装置中时,就能够逐渐获得一个最佳的生长环境。装置里的核心土壤环境除了能保证作物初期阶段的正常生长发展外,核心土壤中充裕、高效、长效缓释的肥料以及补充的水分,还能在作物的生长过程中长时间甚至是全程发挥作用以及保证作物的成功栽培。同时,装置分为多次和一次使用两类、多次的使用后完全回收再生处理,一次性的最终在大田中完全降解成有机肥料,这样大大减少肥水等资源的浪费和对环境的不良影响。

图1 栽培器在大田中的位置与根系之间关系

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据栽种作物的生长特点、生长环境、种植目的而设定的理想健康土壤。具备了较好的肥料存蓄、水分涵养以及空气的通透性,因而适宜作物生长发育。核心土壤就是“良田沃土”,是作物生长的“第一土壤环境。”当作物在生长过程中,根系穿过装置,进入大田土壤,根系土壤环境在大田土壤中形成,称之为“第二土壤环境”与“第一土壤环境”共同向作物提供水分、营养物质等,保持大田土壤栽培特点。对贫瘠需要治理改良的土地,可以不需要进行全层的土壤改良和过度施肥灌溉以及翻耕,而只需把核心土壤栽培器埋放在栽种大田的土地中,就获得“良田沃土”较之传统的方法和技术,更节约、更环保、更高效。

4.2 核心土壤灌溉

灌溉水通过核心土壤栽培器的装置,准确地进入到核心土壤中,使核心土壤环境保持较好的田间持水量。同时为了改变传统的浇灌方法,作者发明了“作物栽培器”(已获中华人民共和国国家知识产权局专利授权,专利号:ZL200820302925.1)。把灌溉水设放在核心土壤的下方或周围的装置里,通过介质的毛细管作用把水运动到核心土壤中,并通过栽培器渗透和湿润根系土壤环境里的土壤,使得核心土壤环境和根系土壤环境得到维持作物正常生长的水分。这样避免了因大量灌溉水没有进入根区范围而因重力和土地表面蒸发造成的水资源浪费,通过“作物栽培器”使用,单株作物对比试验结果显示,节水效果显著,可节水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紧靠“核心土壤植物栽培器”外壁周围的肥料。核心土壤肥料是根据作物生长特点和栽培目的以及大田土壤环境的特性、品质等因子而研制的高效肥料,是根据作物的整个生长周期的需求量一次性放于核心土壤中和栽培器外壁周围的土壤里。通过快释、缓释、长效等方法,在作物生长周期内,集中、高效、持续不断地向作物提供营养。对多年生的作物考虑到不能一次性地放置来满足,可视作物生长情况通过栽培器的装置给予追肥补充。

核心土壤肥料完全是在作物根系土壤环境里,不会造成闲置和浪费,肥料是埋放在核心土壤的中部和底部位置,不会因风蚀、雨水冲刷、水土流失而带走肥料造成浪费,同时也最大限度地减少对土地环境的污染,试验结果证明节肥效果非常显著。

4.4 核心土壤温度

核心土壤温度是把经过加热(温)处理的灌溉水,灌溉到核心土壤中,以提高核心土壤环境的温度、有利作物的生长培育缩短作物生长周期,降低作业成本,提高经济效益。

4.5 核心土壤免耕栽培

核心土壤免耕栽培指不需要对栽种植作物的大田进行全层翻耕,只需在栽种作物的大田上,按照“核心土壤植物栽培器”或“作物栽培器”的几何尺寸挖坑,把其埋入坑内,用原土回填坑满,露出“栽培器”的表面管口,再把种子或幼苗栽种到核心土壤中的方法。

5 结语

人类赖以生存的土地是有限的,只有在有限的土地上,通过科技创新、爱护地球、珍惜土地、节约资源,增产高效,才能维持人类的持续发展,为此,作者提出了“核心土壤栽培”的理念,研发了“核心土壤植物栽培器”、“作物栽培器”,以期为实现高效、环保、节约的新型农业生产技术开发提供有价值的探索。

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