[科普中国]-土壤肥力

简介

肥力是土壤的本质特征和基本属性。有关土壤肥力的概念，世界各国目前仍无统一的认识。土壤肥力是土壤物理、化学和生物学性质的综合反映，其中，养分是土壤肥力的物质基础，温度和空气是环境因素，水既是环境因素又是营养因素。各种肥力因素(水、肥、气、热)同时存在、相互联系和相互制约。因此，归纳起来可以将土壤肥力定义为：

土壤肥力(soil fertility)是土壤能经常适时供给并协调植物生长所需的空气、温度、支耀件和无毒害物质的能力。

土壤肥力是土壤各种理化性质的综合目映，是土壤的主要功能和本质属性土壤肥力是土壤内在的物质、结构和理化性质与外界环境条件综合作用的结果。土壤肥力是一种属性，并非土壤的物质组成。肥力没有结构和尺寸大小，就像人的素质和能力一样是一个抽象的概念，但有具体的表现影响耕地土壤肥力的因素很多，如土壤质地、结构、水分状况、温度状况、生物状况、有机质含量、pH等，凡是影响土壤物理、化学、生物性质的因素，都会对土壤肥力造成一定的影响。1

土壤肥力分类自然肥力和人工肥力土壤肥力是土壤物理、化学、生物化学和物理化学特性的综合表现，也是土壤不同于母质的本质特性。包括自然肥力、人工肥力和二者相结合形成的经济肥力。

自然肥力是由土壤母质、气候、生物、地形等自然因素的作用下形成的土壤肥力，是土壤的物理、化学和生物特征的综合表现。它的形成和发展，取决于各种自然因素质量、数量及其组合适当与否。自然肥力是自然再生产过程的产物，是土地生产力的基础，它能自发地生长天然植被。

人工肥力是指通过人类生产活动，如耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人为因素作用下形成的土壤肥力。土壤的自然肥力与人工肥力结合形成的经济肥力，才能用以为人类生产出充裕的农产品。经济肥力是自然肥力和人工肥力的统一，是在同一土壤上两种肥力相结合而形成的。仅仅具有自然肥力的土壤，不存在人类过去劳动的任何痕迹。而具有经济肥力的土壤，由于其中包括人工肥力，则凝结有人类的劳动。由于人工肥力是凭借人的生产活动形成的，人们就可以利用一切自然条件和社会条件促使人工肥力的形成，并加快潜在肥力转化，使土地尽快投入生产。

有效肥力和潜在肥力农业生产上，能为植物或农作物即时利用的自然肥力和人工肥力叫“有效肥力”，不能即时利用的叫“潜在肥力”。潜在肥力在一定条件下可转化为有效肥力。

理论上讲，肥力在生产上都可以发挥出来而产生经济效果，但在实际生产中，因土壤性质、环境条件和技术水平的限制，只有其中一部分能在当季作物生产中表现出来，产生经济效益，这二部分叫有效肥力(eitectlve iertility)或经济肥力，它可以用农产品的产量来衡量。还有一部分没有直接反映出来的肥力叫做潜在肥力。

有效肥力和潜在肥力两者之间没有截然的界限，在一定条件下可以相互转化。如黏质土的有机质含量高，N、P、K养分含量丰富，虽然潜在肥力较高，但因通气不良、养分转化缓慢、有效养分含量低面影响作物生长。对这种土壤应采取客土或多施有机肥或勤中耕等措施，促使潜在肥力向有效肥力转化。1

影响因素养分因素指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素，主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。就世界范围而言，多数矿质土壤中的氮、磷、钾三要素的大致含量分别是0.02～ 0.5%、0.01～0.2%和0.2～3.3%。中国一般农田的养分含量是：氮0.03～0.35%；磷0.01～0.15%；钾0.25～2.7%。但土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量，而是决定于养分有效性的高低；而某种营养元素在土壤中的化学位又是决定该元素有效性的主要因素。化学位是一个强度因素，从一定意义说，它可以用该营养元素在土壤溶液中的浓度或活度表示。由于土壤溶液中各营养元素的浓度均较低，它们被植物吸收以后，必须迅速地得到补充，方能使其在土壤溶液中的浓度即强度因素维持在一个必要的水平上。所以，土壤养分的有效性还取决于能进入土壤溶液中的固相养分元素的数量，通常称为容量因素。在实用中，养分容量因素常指呈代换态的养分的数量（代换性钾、同位素代换态磷等）。土壤养分的实际有效性，即实际被植物吸收的养分数量，还受土壤养分到达植物根系表面的状况，包括植物根系对养分的截获、养分的质流和扩散三方面状况的影响。

物理因素指土壤的质地、结构状况、孔隙度、水分和温度状况等。它们影响土壤的含氧量、氧化还原性和通气状况，从而影响土壤中养分的转化速率和存在状态、土壤水分的性质和运行规律以及植物根系的生长力和生理活动。物理因素对土壤中水、肥、气、热各个方面的变化有明显的制约作用。

化学因素指土壤的酸碱度、阳离子吸附及交换性能、土壤还原性物质、土壤含盐量，以及其他有毒物质的含量等。它们直接影响植物的生长和土壤养分的转化、释放及有效性。一般而言，在极端酸、碱环境、有大量可溶性盐类存在或有大量还原性物质及其他有毒物质存在的情况下，大多数作物都难以正常生长和获得高产。土壤阳离子吸附和交换性能的强弱，对于土壤保肥性能有很大影响。土壤酸度通常与土壤养分的有效性之间有一定相关。如土壤磷素在pH为6时有效性最高，当介质pH值低于或高于6时，其有效性明显下降；土壤中锌、铜、锰、铁、硼等营养元素的有效性一般随土壤pH值的降低而增高，但钼则相反。 土壤中某些离子过多和不足，对土壤肥力也会产生不利的影响。如钙离子不足会降低土壤团聚体的稳定性，使其结构被破坏，土壤的透水性因而降低；铝、氢离子过多，会使土壤呈酸性反应和产生铝离子毒害；钠离子过多，会使土壤呈碱性反应和产生钠离子毒害，都不利于植物生长。

生物因素指土壤中的微生物及其生理活性。它们对土壤氮、磷、硫等营养元素的转化和有效性具有明显影响，主要表现在：①促进土壤有机质的矿化作用，增加土壤中有效氮、磷、硫的含量；②进行腐殖质的合成作用，增加土壤有机质的含量，提高土壤的保水保肥性能；③进行生物固氮，增加土壤中有效氮的来源。1

土壤肥力的评价方法土壤肥力指标包括土壤营养(化学）指标。土壤物理性状指标、土壤生物学指标和土壤环境指标等多种因子，并且全部因子都以数值表示，这样进行土壤肥力评价时涉及到大量的数据，个人凭直观从这些纷繁的数据中找出它们的内部联系很难，因此，必须借助数学方法，从多因素角度对土壤肥力进行综合评价。通常采用的数学方法有因子分析法、聚类分析法、判别分析法、主分量分析法(主成分分析法、主因素分析法)、因子加权综合法等。由于选取的指标不同，分析目标的差异，选择的评价方法也不同。

土壤是一个复杂的类生物体，土壤肥力水平是诸多肥力因素综合作用的反映，要想全面地、客观地反回上上壤的这一基本属性，还需要深人地研究和大量地实践。对于土壤肥力指标的选取方法还有待进一步的探索。1