破解土壤中的“氮”密碼( 二 )


這里產生了一個矛盾 。 傳統的觀念認為 , 顏色越深的土壤 , 肥力越強 。 既是如此 , 為何“肥”土的肥料用量不能減少?
追蹤氮素的遷移“足跡”
原來 , 土壤中的氮95%左右為有機氮 , 并不能被作物直接吸收利用 , 要轉化為無機氮(銨態氮、硝態氮)才能供作物使用 。
張玉樹采用15N同位素示蹤技術 , 在微觀世界中追蹤氮素的流動“足跡” 。 “從有機氮 , 到銨態氮 , 再到硝態氮 , 只要給土壤中的氮素裝上‘追蹤器’ , 就能知道它們跑哪里去了 。 ”
“追蹤器”果然給力 , 清晰地展示了土壤中氮素的軌跡——
有機氮在一定條件下 , 會轉化為無機氮 , 包括銨態氮、硝態氮 , 而銨態氮在一定情況下也能變成硝態氮 。 這些反應又是可逆的 , 導致這些調皮的“小家伙”根據“心情”變來變去 , 而它們的“心情”與環境、氣候、土壤酸堿度等都有關系 。
“這個時候 , 如果長期過量施氮肥 , 土壤的酸化程度會增加 , 有機氮就不‘樂意’轉化成無機氮 , 這下子氮素就沒法被植物吸收了 。 ”張玉樹說 。
如此一來 , 土壤“似肥實瘦”的原因找到了 , 竟是因長期過量施氮肥!這會引起果園土壤酸化 , 降低了土壤有機氮礦化(轉化為無機氮)速率 。 “就是說 , 土壤中的氮素‘形態轉變’ , 第一步就被卡住了 。 ”這就解釋了土壤氮含量很高 , 卻仍需要施用大量氮肥的原因 。
必須摸清植物們的喜好 , 通過一定方法 , “引導”土壤中的氮變成作物喜歡的無機氮形態 , 這樣肥沃的土壤就能被利用 , 里頭的氮素就能成為植物的“口糧” , 不至于浪費 。
為此 , 張玉樹提出了通過增強土壤自身供氮能力來減少氮肥用量的思路 , 即通過施用酸性土壤調理劑 , 增強土壤自身供氮能力 , 從土壤內部挖掘氮肥減量增效空間 。 “這區別于以往主要通過肥料改性、改進施肥方法和時間等氮肥減量增效技術 。 ”
初步掌握了“氮”密碼 , 但在實踐過程中很快又出現了另一個難題 。
永春縣桃城鎮上沙村 , 雙峰山家庭農場坐落于此 , 這里經營茶果園面積超過200畝 。 2018年 , 負責人姚連枝愁上心頭 , 他的果園按照張玉樹提供的“方子”治病 , 但果樹長勢卻仍未好轉 。
施了調理劑 , 減施氮肥 , 為何果樹長勢還是不行?
張玉樹在老姚的果園中安裝了不少地下滲漏水采集和氣體采集裝置 。 “收集農田滲漏水和氣體排放情況 , 繼續使用15N同位素示蹤技術 , 進一步追蹤氮素去向 。 ”
結果發現 , 土壤中的無機氮含量是高了 , 但在雨季時期 , 土壤氮素流失量顯著增加 。 “施了調理劑 , 銨態氮更多轉化成硝態氮 , 而硝態氮極易隨水流失 。 ”
因此 , 他們為雨季中的果園開出“新藥方”:施了調理劑 , 還要配合施硝化抑制劑 。
自此起 , 每年的3—7月 , 老姚家的蘆柑園在施春梢和夏梢肥時 , 還會配施硝化抑制劑 , 減少硝態氮流失 。 同行們發現 , 老姚家的肥料施少了 , 但產量比之前的還好!
自此 , 張玉樹團隊大力推廣基于果園土壤無機氮供應過程調控的柑橘氮肥減量增效施肥模式:在氮肥減量30%的條件下 , 配施土壤調理劑處理的蘆柑和臍橙產量分別增加5.6%和6.3%;而同時配施土壤調理劑與硝化抑制劑的蘆柑和臍橙產量分別增加8.0%和13.5% 。
雙峰山家庭農場也成了遠近聞名的“領頭雁”:每年輻射帶動永春蘆柑種植新技術示范點10個以上 , 已輻射帶動近萬畝蘆柑種植 。 目前 , 該施肥模式在泉州、福州、南平等地柑橘園累計推廣26萬畝 。