土壤特性及重建要求
土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ),它不僅是植物的固著基底,同時(shí)也是植物生長(zhǎng)中不可缺少的水分、無(wú)機(jī)鹽的主要供應(yīng)者。土壤的物理、化學(xué)特性以及水、肥、氣、熱狀況對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有著重要的影響。坡面土壤重建、改良必須以滿足植物健康、持續(xù)生長(zhǎng)需求為前提和出發(fā)點(diǎn)。
(一)土壤物質(zhì)組成
土壤是由固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三相物質(zhì)構(gòu)成的綜合體,其三者間的比例關(guān)系影響著土壤肥力狀況,從而影響植物的生長(zhǎng)。固相物質(zhì)由顆粒狀的礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤生物組成;液相物質(zhì)是土壤中溶解有多種養(yǎng)分的水溶液,它提供給植物生長(zhǎng)必需的水分和養(yǎng)分,并對(duì)二者的流動(dòng)起著重要作用;氣相物質(zhì)是指土壤中的空氣,對(duì)于植物根系發(fā)育具有重要作用。
土壤三相物質(zhì)組成是土壤各種性質(zhì)產(chǎn)生和變化的基礎(chǔ),土壤的重建、改良以及后期追肥的各種技術(shù)措施,主要出發(fā)點(diǎn)就是改善土壤三相物質(zhì)的組成比例。
(二)土壤質(zhì)地
土壤質(zhì)地是根據(jù)土壤的顆粒(礫、沙粒、粉粒和黏粒)組成劃分的土壤類(lèi)型,是土壤中各種大小礦質(zhì)顆粒的相對(duì)含量。按照土壤質(zhì)地分類(lèi),土壤一般分為三大類(lèi):沙質(zhì)土、黏質(zhì)土、壤土。不同質(zhì)地的土壤具有不同的特性,它直接影響土壤透水、保水、保肥、供肥、通氣等特性,與植物生長(zhǎng)的關(guān)系十分密切。沙土類(lèi)土壤沙粒多、黏粒少,結(jié)構(gòu)疏松,透氣透水性較強(qiáng),但保水保肥性較差,熱容量較小,土壤溫度變幅較大;黏土類(lèi)土壤質(zhì)地黏重,以黏粒和粉砂居多,結(jié)構(gòu)較為致密,土粒間黏結(jié)力強(qiáng),因含黏粒多、顆粒表面積大,故熱容量大、保水保肥能力強(qiáng),但含水量低時(shí)較為堅(jiān)硬,通氣透水性能差;壤土類(lèi)土壤質(zhì)地較均勻,沙粒、黏粒和粉砂大致等量,粗粉粒含量高,通氣透水性較好,有較好的保水保肥能力,兼有沙土和黏土的優(yōu)點(diǎn),最適宜植物的生長(zhǎng)。
對(duì)質(zhì)地不良的土壤(客土、回填土等),通??刹扇煞N措施加以改良:拌沙、摻黏進(jìn)行調(diào)劑,即通過(guò)“泥拌沙”或“沙摻泥”的辦法改良質(zhì)地,改善保水保肥性能;加入施用有機(jī)肥,有機(jī)物質(zhì)在土壤中經(jīng)微生物分解所產(chǎn)生的腐殖質(zhì)膠體可促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,調(diào)整土壤的水、肥、氣、熱狀況。
(三)土壤結(jié)構(gòu)
土壤結(jié)構(gòu)是指土壤顆粒排列的狀況,可分為團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、塊狀結(jié)構(gòu)、核狀結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)等。其中,團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是土壤中的腐殖質(zhì)把礦質(zhì)單顆粒互相黏結(jié)成疏松多孔的、直徑為0.25~10 mm的團(tuán)聚體而形成的。因其單粒間形成小孔隙、團(tuán)聚體間形成大孔隙,小孔隙能保持水分,大孔隙則保持通氣,故該結(jié)構(gòu)最適宜植物生長(zhǎng)。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的土壤能夠協(xié)調(diào)土壤中水、肥、氣、熱之間的平衡,保水保肥能力強(qiáng)。土壤團(tuán)粒內(nèi)部的毛細(xì)孔隙可保持水分,因毛細(xì)管內(nèi)空氣少,主要是嫌氣性微生物活動(dòng),有機(jī)物分解緩慢,故有利于養(yǎng)分的積累和保持;而團(tuán)粒之間的大空隙則充滿著空氣,好氣性微生物活動(dòng)旺盛,有機(jī)質(zhì)分解快,可使養(yǎng)分向植物迅速轉(zhuǎn)化。
對(duì)于不良結(jié)構(gòu)的土壤可采用改良劑來(lái)促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,尤其在人工土壤(植生基材)配置中更是必不可缺。
(四)土壤孔隙度
土壤孔隙度即單位體積土壤內(nèi)孔隙所占體積的百分比,其大小主要取決于土壤結(jié)構(gòu)和有機(jī)質(zhì)含量。土壤中各種形狀的粗細(xì)土粒集合和排列成固相骨架,骨架內(nèi)部有寬窄和形狀不同的孔隙,構(gòu)成復(fù)雜的孔隙系統(tǒng),水和空氣共存并充滿于其中。因?yàn)樗苯佑绊懙剿趾蜌怏w的運(yùn)動(dòng),從而決定根系和土壤生物的活動(dòng)。結(jié)塊土壤的孔隙度比團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的孔隙度低得多,后者的團(tuán)粒間具有豐富的大孔隙,土壤水的運(yùn)動(dòng)較為自由,故容易導(dǎo)致干旱。反之,前者孔隙都是黏粒間的小孔隙,則土壤水的運(yùn)動(dòng)緩慢,故植物易受水澇和缺氧的影響。
另外,大多數(shù)土壤生物需要吸收外部的O2并放出CO2,該氣體交換過(guò)程必須通過(guò)擴(kuò)散或溶解于土壤水中并隨水流排出。土壤通氣性也取決于土壤的孔隙度及其分布,孔隙度高的土壤在水分長(zhǎng)期過(guò)多時(shí),其通氣性會(huì)變差;而中等以下孔隙度的土壤在孔隙大小適中和水分適度時(shí),其通氣性并不很差。理想的土壤孔隙度及分布應(yīng)既能保持足夠的水分,又允許充分的O2和CO2擴(kuò)散,以滿足植物、土壤動(dòng)物和微生物的要求。
對(duì)于孔隙度不適合坡面植被建植要求的土壤,可用通過(guò)改良土壤團(tuán)粒的方法,即使用合適的改良劑來(lái)調(diào)節(jié)土壤孔隙度。此外,因土壤孔隙度的改良屬于物理改良,工程中還常使用珍珠巖、蛭石、秸稈、爐灰渣、貝殼碎粒等材料。
(五)土壤有機(jī)質(zhì)
有機(jī)質(zhì)是土壤固相的主要組成部分之一,主要來(lái)源于土壤中動(dòng)、植物和微生物殘?bào)w及分泌物、排泄物和人工施肥等,土壤肥力的高低主要取決于有機(jī)質(zhì)含量(一般以有機(jī)質(zhì)占干土重的百分?jǐn)?shù)表示)的多少。有機(jī)質(zhì)對(duì)改善土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)影響很大,它能促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)形成,改善土壤空隙度,提高土壤通氣和透水、保水、保肥等性能,并有助于消除土壤污染。土壤有機(jī)質(zhì)一般分為非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)兩大類(lèi),前者是指動(dòng)、植物殘?bào)w和部分分解物質(zhì),其主要成分是碳水化合物和含氮化合物;后者是土壤微生物分解有機(jī)質(zhì)時(shí),經(jīng)腐殖化過(guò)程重新合成的具有相對(duì)穩(wěn)定性的多聚體化合物,它一般占土壤有機(jī)質(zhì)總量的85%~90 %。
在土壤重建中,有機(jī)質(zhì)是改良客土、配置人工土壤必備的重要組分,其主要來(lái)源有草炭、腐葉土、堆肥、糠殼及鋸木屑等,這些材料經(jīng)發(fā)酵分解后,可用于土壤有機(jī)質(zhì)的添加或調(diào)劑。
(六)土壤養(yǎng)分
植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分元素來(lái)自土壤,其中一部分為大量養(yǎng)分元素,如氮(N)、磷(P)、鉀(K)等;一部分為中、微量養(yǎng)分元素,如鈣(Ca)、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硼(B)、鉬(Mo)等。氮、磷、鉀是土壤中最易缺乏的元素,通常要用施肥來(lái)補(bǔ)充。土壤中無(wú)機(jī)肥成分類(lèi)別及數(shù)量的養(yǎng)分元素大部分保持在不溶性的無(wú)機(jī)化合物、有機(jī)碎屑物、腐殖質(zhì)中,這些養(yǎng)分要通過(guò)緩慢的礦質(zhì)化和腐殖質(zhì)化才能成為有效的養(yǎng)分,并為植物所吸收利用。
不同的土壤其養(yǎng)分含量有很大差異,不同的植物對(duì)土壤養(yǎng)分含量的需求也不相同。因土壤不可能像耕作土壤那樣通過(guò)經(jīng)常翻耕來(lái)補(bǔ)充養(yǎng)分,只能在初期的土壤重建階段實(shí)施養(yǎng)分調(diào)控,因此通常提倡速效肥與緩釋肥一并施用。
(七)土壤pH
土壤pH是土壤重要的化學(xué)性質(zhì),是土壤形成過(guò)程中產(chǎn)生的重要屬性。不同成土條件下有不同的土壤酸堿性,對(duì)植物生長(zhǎng)、微生物活動(dòng)、養(yǎng)分存在狀態(tài)以及土壤理化性質(zhì)均有很大影響。土壤pH就是土壤溶液中的H+和OH-濃度比例不同所表現(xiàn)出的酸堿特性,土壤pH多在4.0~9.0之間,當(dāng)小于6.5時(shí)呈酸性,當(dāng)大于7.5時(shí)呈堿性,處于6.5~7.5之間時(shí)呈中性。土壤pH會(huì)影響土壤微生物活動(dòng),進(jìn)而影響土壤養(yǎng)分的有效性和植物生長(zhǎng)狀況。
對(duì)于不適宜植物生長(zhǎng)的酸性或堿性過(guò)大的工程土壤(客土、回填土等),應(yīng)因地制宜地采取調(diào)節(jié)、改良措施。對(duì)酸性土壤,通常用石灰、沸石等進(jìn)行改良;對(duì)堿性土壤,通常用石膏、硫黃或明礬等進(jìn)行改良。
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