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智能农业

时间:2020-12-08   访问量:343

土壤、水、空气和植物是重要的自然资源,有助于为人类生产食物和纤维。它们还维持地球上所有生命最终赖以于的生态系统。土壤是植物生长的媒介;热、水和化学品的水槽;水过滤器;和废物分解的生物媒介。土壤与水、空气和植物密切相互作用,是环境波动的阻尼器。土壤调解了许多控制水和空气质量的生态过程,促进了植物的生长。

对土壤资源基础的关切需要扩大到土壤生产力之外,以包括更广泛的土壤质量概念,包括土壤在自然和农业生态系统中发挥的所有作用。过去,土壤生产力和土壤退化造成的土壤生产力损失一直是引起世界土壤关注的基础。然而,同样重要的是土壤在调节流域水流、全球温室气体排放、自然和人工废物衰减以及调节空气和水质方面发挥的作用。这些功能因土壤退化而受损。

现代农业管理系统维持土壤、水和空气质量的能力受到质疑。本章提出了可用于评估土壤质量是否在给定的管理制度下退化、改善或维持的方法,以及评估替代管理系统是否能够维持土壤资源质量的方法。


土壤质量的重要性: 


土壤对农业生产力、水质和全球气候有重要的直接和间接影响。土壤通过调解为植物提供养分、水和其他元素的生物、化学和物理过程,使植物能够生长。土壤中的微生物将养分转化为可用于生长植物的形式。土壤是水和养分的仓库。植物根据需要利用这些商店来生产根、茎、叶,并最终生产供人类食用的食物和纤维。土壤——以及它们所使的生物、化学和物理过程——是农业和自然生态系统生产力所依赖的基本资源。

土壤与景观特征和植物覆盖相互作用,是调节和划分通过环境的水流的一个关键因素(Jury等人,1991年)。陆地生态系统中的降雨落在土壤表面,要么渗入土壤,要么穿过土壤表面进入溪流或湖泊。土壤表面的状况决定了降雨是渗入还是耗尽。如果它进入土壤,它可能被储存,后来被植物所利用,它可能进入地下水或横向穿过地球,稍后出现在泉水中。这种降雨划分决定了暴雨是导致补充性降雨还是破坏性洪水。水通过土壤向溪流、湖泊和地下水流动是水文循环的重要组成部分。

土壤中发生的生物、化学和物理过程缓冲了空气质量、水质和全球气候的环境变化(Lal和 Pierce,1991年)。土壤基质是有机废物分解的主要孵化室,例如农药、污水和固体废物。根据土壤的管理方式,土壤可能是造成所谓的温室效应的重要来源或二氧化碳和其他气体(也称为温室气体)的汇。土壤储存、降解或固定硝酸盐、磷、农药和其他可能成为空气或水污染物的物质。


通过侵蚀、压实而退化土壤。生物活性、酸化、盐碱化或其他过程的损失会降低土壤质量。这些过程通过改变土壤属性(如养分状态、有机碳和实验室碳含量)来降低土壤质量(有机碳是土壤中有机物中碳的总量;实验室碳是土壤微生物最容易分解的有机碳的一小部分)、质地、可用含水能力(可储存在土壤中的和提供给植物的量)、结构、最大根深和pH值(酸度或碱度度测量)。这些土壤属性中的一些变化可以通过外部输入来逆转。例如,可以通过添加肥料来替代营养损失。其他变化,如土壤深度损失,由于土壤侵蚀或土壤结构退化,由于底土压实,更难扭转。


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