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老布谈农机农艺第二讲:土壤深层探究
发布时间: 2020-9-30 15:22:52


只有健康的土壤才能带来高产效率。它是形成可持续性高产和保护环境的基础。为什么我们需要为土壤付出如此之多,来保护它的健康?请您阅读以下文章。从项目中得到的经验和结论也将在此论述。
关于土壤的自然生产能力明显下降,专家和学者们经过讨论一致认为,主要的原因在于下层土壤的严重板结以及根系空间开放减少。高轮胎压力和反复行驶导致下层土壤板结。在湿壤的条件下田间行驶过多,以及在沙土地由于机具晃动(震动效应)也会加剧土壤板结。

此外过于密集的轮作——例如在轮作中玉米或大豆的种植比例大于50% ——土壤板结敏感性增加。特别是玉米作为浅根植物播种和疏忽钙肥施用板结风险明显增强。含有粘土的重壤土, pH值为5.5,需要8-10年的时间,每年施钙肥CaO 1000公斤/公顷(= 67 公斤/亩),才能使土壤走出板结危险,恢复产量能力。
简而言之:钙肥不代表一切,但是没有钙肥一切都成空
土壤结构损伤不只是降低产量,还会提高肥料和农药的支出。它会减少养分使用的平衡和缓冲作用。它会大大降低土壤生物活性,这恰恰是分解农药和提高土壤肥力的关键。因此优化作物种植,适合的耕种土壤,恢复土壤健康高产的能力是非常重要的。


     


下层土壤的板结导致空气和水分的孔隙减少,滞水增多(植物不能吸收),土壤中水分和根系空间的可利用田间持水量减少。由于缺乏空气和pH值太小,严重抑制了免费劳动力——微生物的生长。如果上茬作物秸秆粉碎不好,整地不够充分,在田间形成秸秆草垫,这种迹象表明土壤生物活性减少。另外,作物的染病机率也会随之上升。
减产因素
研究表明,下层土密度如果由1.5上升到1.6-1.7克/立方厘米,小麦的产量损失会达到10-30%。因为这会引发一系列的环境风险,例如侵蚀、肥料养分可利用率低、农药过量施用以及分解不好(提高土壤中农药负担)。
随着土壤板结上升还有一个问题:它会减少降雨后土壤的蓄水储存能力(过滤)。水的溶蚀是影响土壤蓄水能力的最主要原因。2012年的田间日我们已经在示范田证明由于蓄水能力差导致土壤板结。在土壤切面1.30 m 深处可见,根系伸展以及根部从土壤中吸收水分受到抑制。


        


下层土壤的结构一旦被破坏将不易被恢复。采取正确的作业步骤固然是好的,但也要重视如何持续获得产量要求和改善土壤。重要的是,事前作好土壤的诊断和评估工作。
在进行机械深松整地之前应该采取以下步骤:
•基础养分分析:钾、磷、镁、氮
•分层分析土壤pH值:0-30 厘米、30-60 厘米,从而在松土之前了解土壤结构,施钙情况。板结严重的土壤可在土壤干燥时进行一次性深松,最好在谷物收获后进行。主要目标是打断板结层和创造土壤大孔隙。这种深松主要致力于保证生物稳定性以及持续改善钙质平衡。土壤缺乏钙质则无法达到产量要求。
•必须要选择适当的深松工具,改善土壤板结,实现预期产量。
结论:
许多专业论述明确表明:钙肥在土壤中对于微生物的发展,改善土壤肥力和承载能力都有着非常积极的作用。



Tiefer in den Boden hineinschauen

Nur ein gesunder Boden ist ein leistungsfähiger Boden. Er bildet das Fundament für nachhaltig hohe Erträge und schützt die Umwelt. Warum das so ist und was getan werden kann um den Boden gesund zu erhalten, lesen Sie in diesem Beitrag. Die Erfahrungen und Ergebnisse aus der Projektarbeit fließen ebenfalls in diesem Beitrag mit ein. 

Über den spürbaren Rückgang der natürlichen Ertragsleistung des Bodens wird unter Wissenschaftlern und Experten  gesprochen. Hauptursache hierfür sind Bodenverdichtungen im Unterboden und die dadurch abnehmende Erschließbarkeit des Wurzelraumes. Verdichtungen im Unterboden werden durch wiederkehrend hohe Radlasten, die zunehmende Befahrung unter feuchten Bedingungen und bei Sandböden zusätzlich durch die hohe Vibration der Maschinen (Rütteleffekt) erzeugt. 

Zusätzlich wird die Verdichtungsempfindlichkeit der Böden durch eine enge Fruchtfolge – z.B. mehr als 50% Mais oder Sojabohnen in einer Rotation – stark erhöht. Besonders die Ausdehnung von Mais als Flachwurzler und die Vernachlässigung der Kalkung erhöht die Verdichtungsgefahr wesentlich.  Ein schwerer Boden mit einem Tonanteil und mit einem pH-Wert von 5,5  braucht 8-10 Jahre bei  jährlicher Kalkzufuhr von 1000 kg/ha CaO  (= 67 kg/Mu) um aus der Verdichtungsgefahr  rauszukommen  und seine Ertragsfähigkeit wieder zu erlangen.

      So einfach  es klingt: Kalk ist nicht alles – aber ohne Kalk ist alles nichts

Strukturgeschädigte Böden bringen nicht nur Ertragsverluste, sie erhöhen auch den Düngemittel- und Pflanzenschutzmittelaufwand.  Sie mindern auch die Ausgleichs- und Pufferfunktion gegenüber Einträgen von Stoffen. Die biologische Aktivität die für den Abbau von Pflanzenschutzmitteln und für die Bodenfruchtbarkeit extram wichtig ist, ist viel zu gering um diese Aufgabe zu leisten. Deshalb dient eine auf einen optimalen  Pflanzenbau ausgerichtete Bodenbewirtschaftung der Wiederherstellung  gesunder, leistungsfähiger Böden.

Verdichtungen im Unterboden mindern die Luft- und Wasserporen, erhöhen das Totwasser (nicht pflanzenverfügbar) und reduzieren die nutzbare Feldkapazität beim Wasser  bzw. insgesamt den nutzbaren Wurzelraum. Unter Luftabschluss und zu geringem pH-Wert können sich auch nicht die sehr nützlichen Mikroorganismen als kostenlosen Mitarbeiter entwickeln.  Ein gutes Indiz für eine geringe biologische Aktivität  sind Strohmatten im Boden, gebildet durch eine schlechte Häckselqualität des Mähdreschers und  falsche Bodenbearbeitung. Ein weiterer Nachteil ist die erhöhte Krankheitsanfälligkeit der Pflanzenbestände. 

Ertagseinbußen vorprogrammiert
Versuche zeigen, dass bereits bei einer Lagerungsdichte des Unterbodens von 1,5 auf 1,6 – 1,7 g/cm³ bei Getreide Ertragseinbußen zwischen 10-30% auftreten können.  Hinzu kommen  Umweltrisiken wie z.B. Erosion, zu geringe Ausnutzung der Düngernährstoffe, höhere Ausbringmengen an Pflanzenschutzmitteln und deren schlechter Abbau (steigende Herbizidbelastung der Böden).

Wachsende Bodenverdichtungen haben noch einen großen Nachteil: Sie mindern die Wasseraufnahmefähigkeit  (Infiltration) der Böden bei starken Niederschlägen. Erosionen durch Wasser sind fast ausschließlich die Folge einer schlechten Wasseraufnahmefähigkeit.  Beim Feldtag 2012 haben wir in einer Demonstration die schlechte Wasseraufnahme als Folge von Verdichtungen nachgewiesen. In einem Bodenprofil von ca. 1.30 m Tiefe konnte anschaulich gezeigt werden, die stark die Wurzelentwicklung und die Wasseraufnahme der Wurzeln aus dem Boden gehemmt waren.

Einmal zerstörte Unterbodengefüge sind nicht so leicht wieder zu reparieren. Bei richtiger Vorgehensweise können aber gute und auch nachhaltig Ertrags- und Bodenverbesserungen erreicht  werden. Wichtig ist, das eine ausreichende Diagnose und Schadbewertung vorher gemacht wird. 
Vor einer mechanischen Tiefenlockerung sollten folgende Schritte unternommen werden:
Analyse der Grundnährstoffe Kalium, Phosphor, Magnesium, Stickstoff
Ermittlung des pH-Wertes getrennt in der Bodenschicht o-30 cm und 30-60 cm, um daraus die Empfehlung für eine Gefügekalkung  vor der Lockerung abzuleiten. Für stark verdichtete Böden folgt dann eine einmalige Tiefenlockerung bei trockenem Boden, am besten in den Stoppeln nach der Getreideernte. Hauptziel ist das Aufbrechen der Verdichtungszone und Schaffung neuer Sekundärporen. Dieser Lockerung muß aber unbedingt eine biologische Stabilisierung und eine fortlaufende Verbesserung des Kalkhaushaltes folgen. Eine Tiefenlockerung ohne Kalkung erfüllt nicht den anzustrebenden Erfolg. 
Die Werkzeuge für die Tiefenlockerung müssen den Ursachen der Verdichtung und dem anzustrebenden Erfolg angepasst werden.

Schlussbemerkung:
Bei vielen Fachgesprächen wurde deutlich, dass die positive Wirkung von Kalk auf den Boden, die Entwicklung der Mikroorganismen, für die Bodenfruchtbarkeit  und seine Tragfähigkeit  erkannt worden ist. Um einen verdichteten, geschädigten (kranken Patient) Boden zu sanieren, muss erst einmal in seine Gesundung investiert werden, erst danach kann er seine natürliche Ertragsfähigkeit wieder erlangen.





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