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土壤中究竟藏著什么秘密?
天覆地載,萬物生于土中,土壤是生命生存的基礎要素之一。

在《帝城花樣·紉薌傳》中對土壤有這樣的記載:“當萬葩競秀時,培植妙卉,寸土尺金,顧令此無足重輕之小草,蔓延庭階,大是恨事。”(清·楊懋建)


文中用“寸土金”來比喻土地的價值,可見只有肥沃的土地,才是人類永久的財富。


 



土壤中究竟藏著什么秘密?今天來跟大家聊一聊土壤的獨特之處。


土壤的分類


按土壤質地,土壤可分為三大類:砂質土、黏質土壤土


砂質土:含沙量多,顆粒粗糙,滲水速度快,保水性能差,通氣性能好。


黏質土:含沙量少,顆粒細膩,滲水速度慢,保水性能好,通氣性能差。


壤土:含沙量一般,顆粒一般,滲水速度一般,保水性能一般,通風性能一般。


土壤的成分與自然地理條件的綜合變化密切相關。


在中國主要土壤發生類型有紅壤、棕壤、褐土黑土、栗鈣土、漠土、潮土(包括砂姜黑土)、灌淤土、水稻土、濕土(草甸、沼澤土)、鹽堿土、巖性土和高山土等等。


 



這其中,有些土壤適合種植果樹、林木,有些適合開墾農田,有些土壤需要經過改良才能耕種,更有些土壤環境不適宜作物生長,植被稀疏。


土壤中的生命


土壤中蘊含著世界四分之一的生物多樣性。健康的土壤可能含有豐富的脊椎動物、蚯蚓、線蟲、螨蟲、昆蟲、真菌、細菌和放線菌。這些生物在土壤中發揮著促進植物生長,保護土壤肥力,促進有機質分解,抑制害蟲、寄生蟲和疾病,保持生態系統穩定的重要作用。


 



土壤的肥力和健康與土壤中的微生物有關。土壤是有生命的,是活的。”土壤跟人類一樣,也會生病和衰亡。而微生物正是土壤生命的體現者。

土壤微生物,是生活在土壤中的細菌、真菌、放線菌、藻類的總稱,它們是土壤不可或缺的重要組成部分。


微生物究竟有啥用處?


這些細小到肉眼看不到的微生物,是土壤生物肥力的核心,也是土壤生命的重要“調控者”。


“微生物發揮著兩個重要的作用。一方面,它們是土壤的‘廚師’,它們的生命活動可增加土壤中氮磷鉀等營養元素的供應,幫助農作物順利地吸收這些營養元素,并將土壤中一些不能被作物直接利用的物質轉換成可利用的狀態;另一方面,它們又是土壤的‘醫生’,對土壤進行‘解毒’和‘保健’,調控和維護土壤的健康質量,最終實現土壤的可持續生產力的提升。”


正是因為它們的存在,土壤才有了靈魂。


 




當然,土壤微生物對農業發展也有好壞之分。這些充當“廚師”和“醫生”的,一般都是對農業有益的微生物。一旦土壤中好的微生物被壞的微生物所打敗,那么土壤就會失去調控能力,就會生病。

當作物出現土傳病害,就代表著土壤生病了。

農作物的病害大致可分為兩種,一種是空氣傳播的病害,一種就是土壤傳播的病害。一旦土壤生病了,病蟲就會出現,種在地里的農作物也就會生病,甚至死亡。耕地質量下降,與有益微生物的減少密切相關。


如何才能管理好土壤?


我國人均耕地資源緊缺,因此,掌握土壤質量狀況,更有利于精準耕作,發揮耕地的作用。


在過去的30年,我國利用占世界9%的耕地,成功解決了國人(占世界總人口20%)的吃飯問題。


究竟有沒有辦法能夠讓人們正確認識土壤、管理土壤,讓土壤更好更高產地為人類服務呢?

來自中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所的專家們歷時21年牽頭完成的覆蓋我國全域的“高精度數字土壤”就能直觀、精細展現土壤資源與質量狀況。


數字土壤是利用“3S”,即地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)等現代信息技術方法,模擬、重現土壤類型、土壤養分等土壤性狀的空間分布特征。這是我國迄今最完整和精細的土壤資源與質量科學記載。


數字土壤能做什么?


“土壤大數據”具有分析、預報土壤變化等功能,對土壤資源利用與環境管控中進行分區、分類的精準施策具有重要意義。

據專家介紹,“高精度數字土壤”有9大圖層,包含土壤理化性狀、土壤和環境容量、中微量養分含量等狀況。其精度可以達到100米×100米,即1公頃。這意味著,每公頃耕地都有數十項土壤數據,可以直接供農民進行農田管理。


 



“高精度數字土壤”可以幫助進行“土壤的培肥和障礙農田的修復”,如酸化的土壤,水土流失的土壤都在什么地方,怎么修復?都可以用到這個數據。


“適種作物評價”,即通過對土壤中多種元素的分析,找到不同區域中土壤的適種作物。


“高精度數字土壤”對農田氮磷流失控制、土壤污染防治與污染土壤修復、水土流失防治與減災等,也都有非常重要的意義。


此外,“高精度數字土壤”還可以幫助科學家進行氣候變化、碳足跡等方面的科學研究。


隨著這項研究帶來的我國在土壤時空大數據方法和技術上的突破,未來還會有更多、更好的土壤大數據技術和相關產品進入農業、環境多個行業與人們社會生活中。


 

有了大數據的支持,我國能在保護耕地,增加作物產量的同時,使得我們的環境更美好、餐桌上的食品更安全。




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