贾明 2024-07-01 10:48:01

    现代设施农业， 是在环境相对可控条件下，采用工程技术手段，进行动植物高效生产的一种现代农业方式。它涵盖设施种植、设施养殖和设施食用菌等多个领域。这种农业方式的主要特点是通过人工技术手段，改变自然光温条件，创造优化动植物生长的环境因素，使之能够全天候生长。核心设施包括环境安全型温室、环境安全型畜禽舍、环境安全型菇房等。 主要包括：温室大棚、畜禽舍、水产养殖设施、智能控制系统、农业机械设备等核心设施，为农业生产提供稳定、可控的环境条件，从而报账农产品的产量和质量。 中国农业现代化的方向 （1）农业科技创新：随着科技的不断进步，农业科技创新成为农业现代化的重要支撑。比如，通过基因编辑技术培育抗病虫害的新品种，利用遥感技术进行农田监测和精准施肥等。这些技术的应用将极大提高农作物品质和产量，改善农业生产效益。 （2）农业机械化：我国正致力于推进农业机械化，加大对农机装备的研发和推广力度。未来，农业机械化将更加智能化，如无人驾驶农机、智能化农机等将逐渐应用于农田作业，提高农业生产的自动化水平。 （3）农业信息化：农业信息化是推动农业现代化的重要手段。通过智能化的农业信息技术，实现农业生产全过程的信息化管理，提高农业生产决策的科学性和精准性。例如，利用物联网、大数据等技术，实现对农田环境、作物生长、气象等数据的实时监测和分析，为农业生产提供精准的决策支持。 （4）农业可持续发展：随着人们对生态环境的重视和对食品安全的关注，农业生产将更加注重生态保护和绿色发展。推广有机农业、生态农业等可持续农业模式，减少农业对环境的污染，提高农产品的质量和安全性。 （5）农产品加工和流通：随着城市化进程的加快和人民消费水平的提高，农产品的加工和流通将更加多样化和高效化。农产品加工业将更加注重产品的品质和附加值，农产品流通将更加便捷和快速。农产品电商、农产品溯源系统等将得到广泛应用，提高农产品的市场竞争力和附加值。 中国农业现代化的方向就是利用好现代设施农业这一基础，通过科技创新、机械化、信息化、可持续发展以及农产品加工和流通的发展，将共同推动中国农业持续稳定发展，提高农业生产效率和农民收入水平，确保农业为国家经济社会发展做出更大的贡献。

贾明 2024-07-01 10:08:49

    近年来，随着我国农业产业产值较低、产业效益较低与日益增长的社会生活成本的矛盾变得更加显著，国家大力支持农产品加工业的发展，推动其转型升级，优化其区域布局，应用农产品加工产业集群模式成为政府重点引导和支持发展农产品加工业的手段和方法。 农产品加工产业集群的概念 农产品加工产业集群是农业产业集群的一种，是经济发展到一定阶段的产物，是一种新兴的产业发展模式，是农产品加工业发展演化过程中的一种地缘现象。农产品加工产业集群是指在特定区域内，以某一种或几种农产品为主导产业，以贸易和非贸易的方式将众多农户、农产品加工企业、上下游服务企业以及政府、行业协会、金融机构、科研院所等支撑机构紧密结合，展开专业化分工协作的产业组织。农产品加工产业集群融合了市场组织资源配置、信息交流、科技创新、理性决策等职能优势，以及层级组织便于领导、分工明确、目标统一等管理优势，是稳定市场组织与灵活层级组织的结合，可提升整个农产品加工业的竞争力。 由于农产品加工产业集群是一种相对灵活的组织模式，涉及到农业生产以后诸多环节，因此目前国内学者尚未形成统一的分类标准。总体来看，农产品加工产业集群根据集群形态、内在或外在作用机制、组织形式等方面进行分类，其中按集群形态可分为资源型、链条型和循环型，按内在机制可分为龙头企业带动型、特色资源带动型和多种资源带动型，按外在机制可以分为政府推动型、市场拉动型和综合作用型，按照组织形式分为“公司+农户”型、“公司+基地+农户”型、“公司+合作社+农户”型以及“公司+协会+农户”型四种类型。 为什么发展？ 农产品加工产业集群优势明显，主要体现在企业发展、社会影响与产业振兴三个方面： （1）农产品加工产业集群有利于加工企业的可持续发展：通过不同规模加工及上下游企业在空间上集聚，可大大降低企业的信息、交易、运输、劳动力等生产成本投入，节约的更多资金可投入到产品和技术方面，通过技术创新实现资源综合利用、循环利用，满足市场需求，同时大幅提升产品质量，形成企业竞争优势，促进企业，尤其是中小企业，产加销、贸工农一体化发展； （2）农产品加工产业集群有利于社会资源的高效调配：通过建立企业间、企业与其他机构间的商业网络，利用共同的文化基础，有效整合区域内各种资源，实现内部共享交流，促进相互合作、相互扶持，共同抵御外部风险，使得社会资源利用效果最大化； （3）农产品加工产业集群有利于加工及相关产业振兴：通过规模化集聚形成规模优势，通过分工合作提高专业化程度，面对外部竞争时，企业将拥有更大的话语权，将提供更专业、更具性价比的产品，将更容易打造区域品牌，从而带动地区经济振兴发展。 由此可见，农产品加工产业集群是通过充分利用农业及自然资源，以壮大企业、延伸产业链、提升价值链为手段，以农产品加工的主要方向，促进社会经济高速发展的必然选择。 发展过程 通常来说，每一个农产品加工产业集群需要经过十几年至几十年的时间考验，才能成为真正对农产品加工业有所助益的组织形式，发挥其应有的价值。由于农产品加工产业集群通常由大量中小企业共同组建形成一个整体，因此将企业数量、集群成长度两个定量指标，抗风险能力、自组织能力两个定性指标以及组织结构一个综合指标共5个指标作为判断依据，可将我国农产品加工产业集群大致分为三个阶段：萌芽阶段、成长阶段以及稳定发展阶段。 （1）萌芽阶段——发展初期，特点为企业数量少、发展空间大，但是结构松散、抗风险能力弱、缺乏自组织能力。此阶段主要围绕区域优势特色产业，以规模化大户为重点进行示范发展，如云南省曲靖市沾益区高原特色农产品加工园，主要涉及生猪、肉牛、野生菌、中药材等高原特色农产品，目前已入驻20余家加工企业，年产值近30亿元。 （2）成长阶段——发展中期，特点为企业数量增加、结构更加紧密、具有较强的抗风险能力、成长速度达到顶峰，但自组织能力有限。此阶段重点工作包括培养农户的专业技能，建立企业与农户等主体之间的利益联结机制，积极扩大规模等，如山东省滨州市粮食加工产业集群，全市目前拥有百亿营收粮油加工企业4家，500强企业1家，中国食品工业50强企业2家，实施粮油项目超100个，总产值超过1000亿元。 （3）稳定发展阶段——发展后期，特点为企业数量达到顶峰，形成相对稳定的网络结构，抗风险能力与自组织水平都达到高标准，且仍具有较高的成长空间。考虑到产业集群的可持续性，此阶段重点放在将有限的资源利用最大化，引导龙头企业健康化发展，构建企业之间的良性竞争环境以及寻求应对外部冲击、内部同质的解决方案，如河南漯河食品加工产业集群，是世界最大的肉食品生产基地和中部地区重要的饮料生产基地，入驻有双汇集团、可口可乐、美国嘉吉、中粮集团、旺旺集团等众多500强企业，年产值可达万亿以上。 农产品加工产业集群大多符合由萌芽、成长到稳定发展的发展路径，末期若通过鼓励加大技术投入，灵活应对市场需求，与时俱进地创新利益联结机制等手段，在政府的引导和企业的配合下，农产品加工产业集群将保持活力，不断扩展潜在的发展空间，使之长久地为区域农产品加工业的发展做出贡献。 发展现状及存在问题 近年来，我国农产品加工业发展迅速，产业规模和效益提升获得了长足进展。我国农产品加工业发展过程中体现出较强的行业性差异，相关的农产品加工产业集群同样依据所属行业的不同，在数量、成熟度等方面体现出较大的行业差异。我国农产品加工产业集群除行业性发展导致水平不一以外，地域性发展也是现状特点之一。由于市场经济发达、机制健全的地方容易孵化农产品加工产业集群，因此我国的农产品加工产业集群由沿海地区起源，从珠三角到长三角，再由环渤海地区逐步北上，最终，包括中西部地区的绝大部分经济较发达地区都形成了自己的农产品加工产业集群，只不过在数量和发展水平上有所不同。总体来看，我国农产品加工产业集群产生和发展时间较短，大多处于萌芽或成长阶段，稳定发展的农产品加工产业集群较为罕见。 由于我国农产品加工产业集群发展大多还处于初级阶段，现阶段看来，还存在一系列的问题需要探讨并解决，这主要体现在产业集群的组织方式、内部与外部环境等方面，成为农产品加工产业集群发展的制约因素。我国农产品加工产业集群生产集中度较低，主体规模普遍偏小，目前更多仅仅是在地理上形成集聚，内部合作关系还需要完善，集群内部为企业服务的平台尚且不能较好运转。我国资源型农产品加工产业集群数量较多，内部产业链条较短，缺乏深加工及相关技术的储备，以及能与国际接轨的加工和质量控制标准体系。这些劣势条件严重限制了农产品加工产业集群向组织缜密、内部与外部联结机制健全的方向发展，反而加剧了内部竞争，削弱了整个产业集群对外竞争的能力。除此以外，由于资源型农产品加工产业集群同时体现为对当地农业资源的大量消耗，生态化、循环化的发展理念未被重视和应用，因此对产业集群未来延续形成了重大挑战。 发展建议： 依据农产品加工产业集群的发展路径来看，如何快速过渡萌芽与成长期，以及如何保持、延长稳定发展期显得尤为重要。综合考量农产品加工产业集群的高组织性、高效益性以及对相关产业的推动作用，未来我国农产品加工产业集群应该： （1）加大政策引领力度：政府不仅需要出台资金、用地、人才、科技等支持政策支持产业集群的建立，同时需要辅助建立监督产业集群运营情况的管理机制，以便及时对产业集群发展方向进行纠偏； （2）培育示范龙头企业：龙头企业在产业集群组织中的作用尤其重要，在科研机构、服务机构、政府的共同作用下，具有示范效应的龙头企业夯实自身基础，扩大对外辐射带动的能力，从而壮大产业集群整体的科技、人才、生产与服务水平； （3）构建产业循环链条：产业集群致力于实现“三链同构”，延伸产业链，发展精深加工，提升价值链，定位高端产品，打造供应链，实现集群内部循环高效运转与集群外部循环有效衔接； （4）强化专业分工架构：按照市场需求，细分产业集群内部的加工企业、服务商等主体，明确各自的上下游关系，并对可以共享的资源进行合作交叉，制定集群内的质量标准、技术标准，提高整体运转效率与效果。

贾明 2024-06-29 00:00:00

     高标准设施农业可以运用农业科技创新技术，加强农作物防灾减灾能力，提高土地资源的可持续利用和改善农业生产条件让粮食高产出，并且一定程度上能够有效解决人口老龄化所带来的劳动力短缺等问题。在设施农业发展日益凸显的时代，国内外研究学者开始重点关注高标准设施农业的发展路径。 一、我国高标准设施农业发展现状分析 由于资源禀赋和发展水平的不同，农业现代化的发展道路也各有差异，国内不同地区设施农业建设模式也存在着较大的差异。随着我国设施农业的不断深入发展，目前中国各个省份都在依靠区域优势，因地制宜打造特色农业、数字农业等，将科技、人才、资金、信息等生产要素聚集起来，投身于高标准设施农业建设。 高标准设施农业强调的是高标准，通过运用农业科技创新技术，加强农作物防灾减灾能力，同时提高粮食产量。然而，相较于荷兰、以色列、日本等设施农业发达的国家，中国设施农业建设在集约化生产、智能化的生产管理和标准化的病虫害防治方面还有一定差距。根据2016年的设施农业面积调研数据显示，贵州、江西及广西等相对落后的省份在设施农业建设方面仍有较大的发展空间，虽然这些省份的年轻人大多外出务工，但仍有相当多的农村劳动力无法完全脱离农业。西藏、青海等地区因地形、土壤、气候等因素，设施农业建设难以开展。这表明设施农业建设的水平正在成为中国地域差距的一个新体现，并且这种差距还在不断扩大。这种差距的原因主要是地形地貌等因素以及智能化与机械化水平的不足。例如，青海半干旱地区以及湖南、贵州等山区由于地形原因，大型机械设备难以进入。虽然湖南省近年来一直大力发展智慧农业与数字农业，但设施农业建设是一项高度集约化、高投入的产业，如何吸引资源、技术人才等向设施农业聚集需要进一步思考。根据农业部农业机械化管理司的统计数据，2016年全国（不含港澳台）设施农业总面积（连栋温室、日光温室、塑料棚）为2082.88千公顷。 二、国内外高标准设施农业研究进展 高标准农田发展现状 高标准基本农田是经过土地整治建设形成的一种高产稳产、生态良好、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的集中连片基本农田，高标准农田建设有助于土地资源的可持续利用。近几年，国内学者研究农田的基本特征，根据当地情况提出不同的农田建设模式以及构建高标准农田的评价体系。国内的农田整治研究与国外略有不同。国外更多考虑农场不同利益相关者的农田分配与整治、土地最大利用价值问题以及可持续农田建设；国内更加关注耕地废弃和土壤环境污染问题。最近，国内外的学者都在专注于人口老龄化和人口减少导致粮食供应能力及农业用地价值问题。 高标准农田水利发展现状 农田水利工程建设是高标准农田的重要组成部分，主要包括田间沟渠和排水灌溉系统的建设。目前，中国学者在高标准农田水利的建设中，主要关注水资源利用和节省能源以及CO2排放等问题；西方学者除了早期考虑灌溉方式对水资源的利用，还更多地考虑智能化、机械化等问题。同时，在当前农业生产现状下，国内学者研究农业生产与农田水利之间的关系时，大多关注劳动力不足带来的影响，而国外则已经开发了兼顾农民生产力的灌溉智能系统。 高标准农业机械化发展现状 加强高标准机械化建设，农业机械化是现代农业的重要标志和物质技术基础，关系到农业结构调整、产业链条延伸、农产品市场竞争力提升和农业可持续发展。高标准农业机械化建设可以改善农业生产条件，提高耕地生产率。 农业机械化高质量发展方面，西方研究大多为大规模的农业机械化研究，国内学者认为可以提高农田流转效率，发展规模化农场。在农业机械化能源节约方面，国内外学者出现相对的意见，国外学者认为应减少农业机械化设备的数量，国内认为降低能源消耗的实施应在不损害农业生产的前提下进行。在高标准农业机械化建设方面，国内外研究学者研究热点存在异质性。 温室与大棚发展现状 在国外，温室和大棚的区分研究并不明确，但我国的学者认为温室和大棚是不同的概念。自2017年起，国内外学者开始对温室建设展开研究，如光伏温室、智能温室等。温室最初的设计是利用太阳能提高塑料温室或玻璃温室的空气温度，以满足植物生长对温度的要求。大棚是为了实现农作物早熟增产而设计的。近年来，国内外的研究主要关注温室和大棚的节能和可持续发展方面，研究主题也主要分为三个方面：节能与可持续发展、温室技术和大棚技术。 三、我国高标准设施农业发展的研究主题分析 用地管理和乡村振兴是近几年主要研究热点，其研究方向主要为设施农业基础建设与土地利用之间的可持续发展，以及农业生产产生的废物利用问题。除了考虑设施农业建设，还非常重视智能化、机械化、网络化等问题。温室是设施农业的典型代表，主要围绕温室和大棚构成的系统进行。在智慧农业研究方面，主要关注农机化发展、农业生产效率、能源环境绩效等相关关系，以及结合农村农户特征及行为的能源、环境、最大化产出等影响因素分析。 对高标准设施农业建设内容总结并概括为以下几点：一是规模化。大型先进设施农业，规模化的种植提升产量；二是现代化。先进的配套设施和现代化的管理模式，降低对劳动力的依赖；三是自动化。机械化程度高，分工明确；四是专业化。工作人员对设施的设计建造、种植管理，运营等各环节的高度专业化。我国的高标准设施发展仍面临着三大难题。 （1）劳动力及技术人才不足。面对人口老龄化现状与技术人才需求增加带来的社会成本，技术人才与中年群体是否可以接受和使用高标准的设施，而政府层面上的相关普惠信贷和相关政策可以驱动农户行为。 （2）我国设施农业发展缺乏的并不仅仅是高技术集成的农业设备，更是与不同区域经济水平、农业生产水平相匹配的高标准的设施农业发展方案与评价体系。由于近几年国内气候严峻，考虑连续季节性降雨量不足条件下的高标准农田水利建设是比较重要的。故在借鉴国外研究的可持续农业排水系统的基础上，根据我国地区的地理特征加强小型可持续发展的农田水利工程建设。 （3）由于大棚与温室环境的控制过程极其复杂，许多发达国家已经开始利用机器学习方法对其控制系统研究，故国内的研究应多考虑先进的控制算法应用到温室控制系统中，让温室生产基本实现了自动化及智能化。 在解决上述难题时，更多要考虑到《减污降碳协同增效实施方案》，统筹能源安全、生态环境及农业生产的工作。综上，我国地域辽阔、资源丰富，同时受到不同地区的自然、技术和社会经济因素的影响，设施农业尚未实现稳定发展。此外，一些农村地区仍存在传统小农经济占主导、土地所有权主体虚置等社会问题，这也制约了高标准设施农业的全面可持续发展。 来源 | 现代农业研究

贾明 2024-06-27 18:15:56

    一、智慧农业发展机遇 1、我国农业发展历程 （1）传统农业 现场人工管理，无技术手段采集农作物生长环境参数，人工灌溉、施肥等平台 ，耗费人力、耗时、出错率比较高。 （2）现代农业 传感数据相对单一 、获取的数据需人工统计和分析、缺乏智能化的数据管理和分析、不能做到灾害预警和应对联动 （3）智慧农业 传感数据多样，集传感、存储、分析、联动、一体，实现远程监测和控制，智能数据处理，多样化报警方式 2、互联网+智慧农业 （1）农业发展面临的问题 经济发展和农村资源有限矛盾、农村环境污染与食品安全问题、农业生产效率落后于发达国家 （2）科技与农业的结合 农业物联网建设稳步推进、云计算和大数据应用前景广阔、3S技术在农业发展空间巨大 （3）互联网+模式改革 农村互联网发展基础完善、农业电商市场空间庞大、农业电商发展模式多样化 （4）国家政策支持 中央密集发布支持农业发展政策、地方政府相继出台农业发展规划、智慧农业示范园区建设进展顺利 二、物联网+智慧果园 将物联网、移动互联网、大数据技术运用到管理中，实现果园“四情”监测、水肥设施自动化控制、产品质量追溯等，提高果园的劳动生产率、果实商品率，推进猕猴桃规模化、智能化种植、经营。 三、智慧果园建设内容 1、果园“四情”监测系统 （1）虫情监测设备 可监测虫情信息，并对虫情进行分类计数及拍照上传，并可进行诱杀 （2） 苗情监测设备 带摄像头，可实时上传林苗图片 （3）墒情监测设备 可采集土壤墒情及旱情数据，通过图形预警与灾情渲染模块，直观显示各地墒情。 （4）灾情监测设备 通过无人机摄影摄像或林地的360°全方位红外球机监测，全方位远程查看受灾情况。 2、“四情”监测系统—农情监控 （1）通过传感器、摄像机等设备，对果园环境、果树生长情况进行监控，可360度远程视频直播、拍照。 （2）选取不同的监测点，对比不同果园的果树生长情况，根据差异及时采取应对措施。 （3）选取不同的监测点，对比不同果园的果树生长情况，根据差异及时采取应对措施。 （4）系统根据果树的培育周期和监测点信息，把拍摄的图像自动进行分类并存储至数据服务器。·可对空气温湿和积温异常，以及田间出现旱、渍发、暴雨和少雨发布预警提示。 3、“四情”监测系统—农情采集 （1）通过无线传感器实时采集果园环境数据， 采集的环境数据包括土壤温湿度、空气温湿度、风速、大气压力、降雨量、蒸发量、日照时数、光合有效辐射。 （2）采集果树生理生态指标(叶片指数、冠层指数、叶湿、叶温等)来获得果树生长状态数据。 （3）通过无线传感器实时自动采集果园环境数据，采集的环境数据包括土壤温湿度、空气温湿度、风速、大气压力、降雨量、蒸发量、日照时数、光合有效辐射。 （4）采集果树生理生态指标(叶片指数、冠层指数、叶湿、叶温等)来获得果树生长状态数据。 （5）远程采集的环境参数及果树的生态指标数据，为果树的生长培育、灌溉、病虫害预防等提供评估数据，实现果园的精准化管理。 4、“四情”监测系统—农情分析 （1）针对苗情、灾情、墒情、病虫情信息进行汇总统计分析，并以柱状、线性、饼状图表展示统计结果。关键指标进行多年度，多地区的多纬度比较分析。 （2）调用传感器采集的历史环境数据，按日、旬、月进行监测点环境数据统计分析和多个监测点环境数据对比分析，并以线性图表进行展示。 （3）根据评价标准，系统自动对录入的苗情、灾情、墒情、病虫情信息进行评价分析，并实现历史数据的查找功能，同时在结合GIS软件生成评价地图和图表供用户查看。 5、“四情”监测系统—农情查询 （1）可对苗情、灾情、墒情、病虫情查询政府农业主管部门历史报告数据，系统通过分配用户权限，控制用户的所能查询到的报告信息。 （2）可对苗情、灾情、墒情、病虫情录入表格的历史数据查询，系统通过分配用户权限，控制用户的所能查询到的报告信息。 6、“四情”监测系统—农情诊断 （1）果园作业人员、农民可向系统发布图文农情诊断信息，系统可查询诊断信息否已处理，处理人，诊断回复等。同时可进行添加、删除、修改、提交、查询等功能操作。 （2）专家对上传至系统的需诊断信息进行回复。可对信息进行检索查询功能。 四、智慧果园的建设意义 1、经济效益 提升企业品牌价值，提升市场占有率，提高工作效率，节省人工，节约水电，规范管理秩序。 2、社会效益 促进农村产业结构的调整，满足人民效益日益增长的物质和文化生活的需要，提高科技对农业的贡献率。 3、生态效益 保持水土，调节气候，改善环境，促进生态平衡，生态效益显著。

贾明 2024-06-26 21:32:45

    1、土壤的概念 苏联土壤学家威廉斯指出：“土壤是地球陆地上能够生长绿色植物的疏松表层。”这个定义正确地表示了土壤的基本功能和特性。土壤之所以能生长绿色植物，是由于它具有一种独特的性质——肥力。土壤这种特殊本质，就是土壤区别于其它任何事物的依据。土壤肥力虽与土壤物质组成有联系，但主要受土壤性状的影响。 2、土壤的主要性状 （1）土壤质地：土壤的泥砂比例称为土壤质地。直径小于0.01毫米的土粒称泥；直径为1—0.01毫米的土粒称砂；直径大于1毫米的土粒称砾石。根据土壤质地不同将土壤分为砂质土、粘质土和壤质土。 ①砂土：这类土壤含砂粒在80%以上，土粒间大孔隙多，土壤容积比重在1.4—1.7克/厘米3之间，因此，土壤昼夜温差大，通透性好，有机质矿质化快，易耕作，但保水保肥能力差，遇水易板结，肥力一般较低。种植作物要增施有机肥和少量多次地勤追化肥。 ②粘土：这种土壤含泥粒在60%以上，土壤比重在2.6—2.7克/厘米3之间。土壤硬度大，粘着性、粘结性和可塑性都强，故适耕性差。土壤保水保肥力强，潜在肥力较高。但土紧难耕，土温低，肥效不易发挥。因此，水田要注意管水，提高泥温，多施腐熟性有机肥和热性化肥。 ③壤土：这种土壤泥砂比例适中，一般砂粘占40—55%，粘（泥）粒占45—60%。土壤容重1.1—1.4克/厘米3之间。质地轻松，通气透水，保水保肥力强，耕作爽犁。因此，它是水、肥、气、热协调的优质土壤。 （2）土壤结构：土壤形成团聚体的性能，称为土壤的结构性。凡土粒胶结成直径为1—10毫米的团粒状土壤结构，称为团粒结构。这是土壤结构中最好的一种。其形成条件有两个： 一是胶结物质。土壤中的胶结物质最主要是粘粒，新形成的腐殖质和微生物的菌丝及分泌物。这些物质与钙胶结在一起，就形成了具有多孔性和养分丰富、不易被水泡散的水稳性团粒状土壤结构。因此，增施钙质肥料（石灰、石膏）有利团粒结构形成。 二是外力挤压作用。凡是作物根系穿插、干湿交替、冻融交替和耕作都对粘聚起来的土粒产生一定的外力挤压作用，使之散碎成一定大小的团粒。深耕、免耕、滴灌、水旱轮作，都有利土壤团粒结构的形成。 团粒结构优越性的具体表现： 其一，能协调土壤水分和空气的矛盾。由于团粒间存在大孔隙，团粒内又有毛细管孔隙，这就有利于水分、养分、空气三者间的同时存在。从而土壤水、肥、气、热状况协调。 其二，具有良好的养分状况。随着水、气矛盾的解决，也解决了水分与养分的矛盾。因团粒表面常为好气分解，团粒内部又为嫌气分解，前者有利于土壤养分释放给作物吸收，后者有利土壤腐殖质累积，养分保蓄。矛盾协调后的水分与养分就能同时而不断地供给作物需要。 其三，使土壤松软适度。具有团粒结构的土壤，疏松多孔，犁耕阻力小，耕作省力，耕翻质量好；土壤细碎而均匀，既不紧硬，又不起浆浮泥；干燥不开大坼，泡田渗漏损失也小。 （3）土壤吸收性能。土壤有吸收固体、液体和气体的能力。其吸收方式分为五种。 ①机械吸收作用：这是指土壤将大于土壤孔隙而悬浮于溶液中（如骨粉、饼肥、磷矿粉及粪便残渣等）的微细颗粒机械地阻留下来，使之不随土壤中渗水而流走的一种作用。由于土壤颗粒愈小，排列愈紧密，土壤孔隙愈细，因此机械吸收作用就越强，则土壤保肥性能就好。这种作用对新改稻田、新水库、塘坝有利增强保水蓄水的功能。 ②物理吸收作用：它是指土壤胶体依靠其表面能将分子态养分吸附在表面上，而胶体与被吸附物不起任何化学反应的一种作用。这种作用，由于对分子态养分有保持能力，因此，土壤中的氨气、尿素、氨基酸等分子态氮就会减少挥发损失。平常在施用易挥发的铵态氮肥时要求复好土就是这个道理。 ③化学吸收作用：这是指土壤中可溶性养分（如某些离子与带不同电荷的离子发生化学作用），由纯化学作用产生不溶性沉淀而固定在土壤内的作用。这种作用，虽然有减少可溶性养分的流失，但被固定下来的养分就难以再被作物吸收利用，故降低了养分的利用率。因此，把磷肥集中施或与有机肥混和施，制成颗粒球肥施和根外喷施，就是避免化学吸收作用的发生，减少土壤对磷酸的固定。 ④代换吸收作用：这又叫物理化学吸收作用。它是指土壤胶体表面吸着许多与它带相反电荷离子的同时，其表面上又有等当量的同电荷的其它离子被代换出来的作用。其实质是一种离子（阳离子或阴离子）代换过程，是土壤胶体所吸收的离子和土壤溶液中的离子在相互代换。所以这种作用是可逆的，即胶体所吸收的离子，又能重新被其它离子代换到溶液中去。从而，这种作用在调节土壤中可溶性养分的保蓄和供应，具有重要意义。 ⑤生物吸收作用：这是指生活在土壤中的微生物及作物根系和动物等，吸收养分构成有机体而保留在土壤中的一种性能。由于生物是根据自身需要，从土壤溶液中选择吸收各种可溶性养分，形成有机体。当它们死亡后，有机残体又逐渐分解，把营养物质释放出来，供作物吸收利用。所以生物吸收作用，能保持养分，积累养分，提高土壤肥力。 （4）土壤酸碱度。土壤酸碱度是指土壤溶液中存在的H+和OHˉ的量。通常用PH值表示。PH=7时是中性反应，这时溶液中H+和OHˉ数量相等；pH小于7表示是酸性反应，这时H+多于OHˉ；H大于7表示是碱性反应，这时H+少于OHˉ。土壤酸碱度按其PH值的大小分为七级： 　　pH<4.5 强酸性 　　pH4.5—5.5 酸性 　　pH5.5—6.5 微酸性 　　pH6.5—7.5 中性或近于中性 　　pH7.5—8.5 微碱性 　　pH8.5—9.5 碱性 　　pH>9.5 强碱性 ①土壤酸碱性产生原因：土壤之所以有酸碱性，主要是土壤中存在酸碱物质。H+来源主要是土壤胶体上吸附的H+和Al+3;其次是二氧化碳溶于水形成碳酸解离的结果：H2CO3=H++HCO3ˉ， HCO3ˉ= H++CO3ˉ 除此之外，还有有机质转化过程中，分解产生的有机酸（丁酸、草酸、柠檬酸等）、岩石风化过程中，化学变化（如含硫矿物氧化）成的酸以及施用肥料加进的酸性物质[如（NH4）2SO4、NH4Cl]，当NH4+被作物吸收后，常遗留在土壤中的酸根（SO4-2，Clˉ）都能使土壤酸性增加。 OHˉ的来源主要是土壤中碳酸钠、碳酸氢钠等盐类水解以及土壤胶体上含的代换性钠形成强碱转化结果。 例如：Na2CO3+2H2O 2NaOH+H2CO3，NaHCO3+H2O NaOH+H2CO3 ②作物对土壤酸碱度的适应能力：强酸性与强碱性土壤都不利于作物生长。不同的作物要求土壤酸碱度不同。如茶树只适宜在酸性土壤上生长，像映山红、马尾松、杨梅、蒜盘子等，就是酸性土壤的指示植物；而天竺、圆叶包柏、柏木又是石灰性土壤的指示植物。 此外，土壤酸碱度对营养元素的有效性及有益微生物的活动都有很大的影响，土壤过酸过碱还影响土壤良好结构的形成（现不作详细阐述），这些无疑的都直接或间接地影响着作物的生长和发育。 （5）土壤缓冲性能：在土壤加入酸、碱物质后，土壤所具有的抵抗土壤溶液酸化或碱化的能力，称为土壤缓冲性能。土壤胶体上代换性阳离子存在，对酸碱有缓冲作用。 这是由于土壤胶体上代换性阳离子（盐基离子或H+）被代换到溶液中生成了中性盐或H2O，可以使土壤的酸碱度经常保持稳定，为作物和微生物生长发育提供良好的环境条件，同时也为指导施肥提供依据。向土壤中施用有机肥料、泥土类（塘泥）肥料、石灰和种植绿肥等，都是提高土壤缓冲性能的有效措施。 土壤肥力及其因素 1、土壤肥力种类：土壤肥力就是指土壤能够满足作物生长发育所必需的水分、养分、空气、热量的能力而称之。土壤肥力分为自然肥力和人为肥力；潜在肥力和有效肥力。所谓自然肥力，是指自然土壤在未开垦利用之前所具有的肥力；人为肥力是指人们对土壤进行耕种、施肥、灌溉等农业技术措施而创造出来新的肥力。 因此，任何土壤，耕作栽培作物愈久，可采用的农业技术措施愈完善，人为肥力所占比重就越大。所以说，土壤是劳动的对象，又是劳动的产物。所谓有效肥力，是指栽培作物时，被当季作物吸收利用的那部份肥力；潜在肥力是指在土壤中存在，不能立即被当季作物利用的那些肥力。潜在肥力和有效肥力，在得当的农业技术措施实施下，是可以相互转化的。 2、土壤肥力因素：土壤水分、养分、空气和温度，称为土壤肥力四大因素。土壤肥力的高低，不只是受每个肥力因素数量适当与否的影响，而主要取决于水、肥、气、热之间在一定条件下协调程度的左右。因此，必须研究掌握土壤各个肥力因素状况和它们的相互关系。 （1）土壤水分状况。“水利是农业的命脉”，首先，作物的生长发育需要大量的水。这是因为：一般作物要获得一分产量，必须消耗500—1000分的水，这些水都是从土壤中供给；作物吸收的养分也需要溶于水后才能被利用；土壤微生物的活动以及土壤养分的分解和转化都需要水。 其次，水分直接对土壤空气与热量状况起着制约的作用，同时还影响着土壤的胀缩性、粘着性、粘结性和耕性等性质。这表明，土壤水分不仅为作物生长发育之必需，而且还可以通过控制土壤水分状况来使肥、气、热关系协调。 ①土壤水分类型：土壤水分按其受作用力的不同，一般分为三种： A、束缚水：这是在土粒表面引力作用下，紧紧地束缚在土粒周围的水分而称之。这种水在土壤中移动极慢，且有一部份在土粒表面不移动，所以很难被作物吸收利用。当土壤含水量达到仅有束缚水量时，作物就出现凋萎现象。由于土粒愈细，吸住的水分愈多，所以粘土的束缚水量大于砂土。 B、毛管水：这是在土壤毛细管引力作用下，保持在曲折微细的土壤孔隙里的水而称之。这种水能沿着毛细管孔隙向上下左右的各个方向移动。其移动规律是从湿度大的土层移向湿度小的土层。它是土壤中最适于作物吸收利用的水分。由于水中溶有各种作物的养分，所以又为作物提供了营养物质。 油砂土、潮砂土，出现的“回潮”或“回润”现象，就是毛管水的上升运动，把地下水引到耕层的缘故。但是毛管水运动会带来地表蒸发不断发生，造成土壤水分损失，所以生产中常采取中耕松土，这有切断土壤毛细管，减少土壤水分蒸发的作用。 C、重力水：这是在土壤水分含量超过土壤毛管力的作用范围时，过多的水受重力的影响向下渗漏，这种渗漏水称为重力水。它是水稻最有效的水分。尽管渗漏作用有造成漏水漏肥的现象，但不论对水田还是旱土，适当的渗漏是必要的，它有利于土壤空气的更新及有害还原物质的向下移动和淋失。 ②水稻土壤水分状况：水稻土壤在淹水时期，耕作层水分呈现过饱和状态，由于重力作用，不断地垂直渗漏。根据水分的垂直渗漏特点，水稻土分成三个类型。 A、地下水型：这类水稻土，地下水位高（地下水位距地表在60厘米以内），排水不良，灌溉水层和地下水相连，通透性能差，泥温低，如冷浸田、滂泥田和深脚鸭屎泥土属之。 B、地表水型：这类水稻土，地下水位很深（超过150厘米），灌溉水下渗不能达到地下水层，排水虽良好，但不耐干旱。如高岸田、天水田和大部份梯田属之。 C、良水型：这类水稻土，地下水位在60—150厘米之间，灌溉水层与地下水位不相连接，但土壤毛管水可以上下流通，这类田一般分布在垅田上面或一排、二排田属之。 三种类型水稻土，以良水型的土壤肥力最好，一般是高产稳产稻田。适当渗漏对水稻土是必要的，它有助于土壤空气的更新和有毒物质的排除。当然也不可过大，以免造成养分淋失。一般在灌1寸水能保存三天为限，即渗漏量为0.5—1.0厘米/24小时最适当。 （2）土壤空气状况：土壤空气对土壤微生物活动和养分转化有密切关系，对作物根系发育亦有影响。作物生长发育各个时期对土壤空气都有一定的要求。 ①土壤空气的成分：土壤中的空气，一部份是由大气进入；一部份是由土壤中生物化学过程所产生。由于土壤中生物（作物根系和微生物）生命活动的影响和有机质的分解作用，不断地消耗氧气和产生二氧化碳及其它气体，致使土壤空气与大气的成分有显著的区别：土壤空气中氧气含量低于大气，而二氧化碳的含量则高于大气；另外土壤空气经常为水汽所饱和，大气湿度一般只达50—90%;土壤空气有时还含有少量的还原性气体，如甲烷、氢气、氨和硫化氢。 ②水稻土空气状况的特点：水稻土壤由于季节性或常年淹水，土壤空气与大气之间的气体交换被水层隔绝，常处于还原状态。作物生命活动消耗的氧，只能靠作物茎叶的输氧组织将大气中的氧输入根部，由根再将氧分秘出来，造成根际微域氧化环境，防止稻根被周围还原性物质的毒害。这正是水稻能在缺氧环境中生长的秘密所在。 所以水田土壤空气状况的特点具有明显的层次性和微域性。在耕作层表面数毫米至1厘米处为氧化层，因铁成高价化合物状况，土色呈黄褐或黄棕色。在氧化层以下的耕作层为还原层，铁成低价化合物状况，土色呈青灰或兰灰色。但在靠近根际周围的土壤，常因水稻根群的泌氧作用而出现锈斑和锈纹。 ③土壤空气在土壤肥力中的地位：土壤空气供给作物根系呼吸作用所需要的氧。如缺氧，根系发育受到影响，吸水吸肥机能减弱，甚至死亡。尤其种子发芽期及幼苗期更加如此。水稻虽具通气组织，土壤也应具有一定的通气性能，以利稻根生长。 另外，土壤空气状况影响土壤微生物的活动和养分的转化。缺氧微生物活动以嫌气性为主，使有机质分解缓慢，造成养分不足，甚至引起氮素损失，同时，还产生不利于作物营养的还原性有毒物质，如乙酸、丁酸、硫化氢等。此外，土壤通气不良，有利于病菌滋生，引起作物感染病害，影响作物生长，降低产量。因此，稻田常采用排水露田和晒田进行调节。 （3）土壤温热状况：土壤温度对作物生育和土壤中微生物活动以及各种养分的转化、土壤水分蒸发和运动都有很大影响。作物从播种到成熟都需要一定的温度条件，如大麦、小麦在1—2℃时就能发芽，而水稻、棉花要在10—12℃时才发芽。所以不同作物的适时播种，就是由土壤温度来决定的。一般土壤微生物生活，以土温25℃—37℃为适宜，最低是5℃，最高不超过45℃—50℃。土温过低，微生物活动减弱，甚至完全停止，有机质难于分解，有效养分缺乏。冷浸田就是如此，所以要排除冷浸水，增施猪牛栏粪、石灰、草木灰和火土灰，以提高土温。 ①影响土壤温度的因素：温度是热的表现。土壤热量主要来源于太阳辐射热，其次是微生物对有机质的分解作用，放出一定的热量，使土温增高。 影响土壤温度变化的因素很多，有纬度、海拨高度、地形和坡向。但主要是土壤本身的土壤热特性，如土壤热容量、导热性、吸热性和散热性等。尤其是热容量和导热性是决定土温最重要的内因。 A、土壤热容量：每1立方厘米的干土增温1℃时所需的热量卡数（卡/立方厘米/度），称为土壤热容量。水的热容量为1;空气为0.0003;土粒介于二者之间，约为0.5—0.6。由于土壤固体部分变化很小，因此，土壤热容量的大小主要决定于土壤水分和空气的数量，凡水多气少的土壤，热容量就大，增温慢，冷却也慢，温度变化小；反之，土温变化就大。所以稻田管理，早春白天排水增温，夜间灌水保温；夏季运用深灌降温。 B、土壤导热性：土壤导热是指从温度较高的土层向温度较低的土层传导热量的性能。其大小与土壤固、液、气三相组成比例有关。土壤矿物质的导热性为空气的100倍；水为空气的25倍；有机质为空气的5倍；空气几乎不传热。由此可知，土壤导热性的大小取决于空气和水分之间的相对比例。因此，中耕松土有减小土壤导热性，使表土温度不易向下传递，深土温度不易向上散失。 ②土温变化的调节：土壤温度随气象因子的影响而经常变化，为了满足作物生长发育的需要，必须围绕早春增加土温，夏季降低土温，秋冬保持土温的目标，采取行之有效的措施。 A、合理灌溉：早春寒潮期间多灌水、灌深水，避免土温骤然下降，增强幼苗抵御低温能力；一般天气期间采用浅水间灌，升温通气，促进作物生长。夏季以增强土壤散热性为主，采取短期灌深水和经常性的灌水露田相结合，达到散热、通气、供水的目的，促进作物生长发育。秋冬时节，一般结合施肥，推行霜前灌水，以减轻作物冻害。 B、合理施肥：在保证施足肥的前提下，增施有机肥，如火土灰、腐熟的猪牛栏淤等等，来提高土壤温度。其一，加深土色，增加土壤吸热力；其二，有机肥料分解中放出热量；其三，土壤疏松，增加空气容量，降低土壤热容量。此外，还直接提高作物的营养。 C、实行覆盖：早春和秋冬低温季节，运用草木灰、切碎的草子（紫云英）、干（湿）牛粪、苔藓、塑料薄膜等覆盖地面，能提高土壤吸热，减少散热，有保温防冻作用；夏秋高温干旱期间，采用稻草或其它作物秸秆覆盖地面，有遮荫防晒，降低土温的作用，同时，还能减少水分蒸发和消灭杂草。 D、中耕松土：这有利于土壤空气容量增加，减少表土热量向下传导和下层土温上升的作用。因此，早春，对粘重紧实土壤进行中耕松土来提高土温，加快种子萌芽；夏季中耕松土，缓和根系活动层土温过高，促进作物根系生长。 此外，利用风障、防风林、熏烟及施用化学增温剂等，均可调节土壤温度，可以因地制宜进行应用。 （4）土壤养分状况：作物需要的养分绝大部份来自土壤，但是，土壤里的养分绝大部份存在于难溶性的矿物质中和有机质中，为迟效性，作物难以吸收利用。而能被当季作物吸收利用的离子态速效养分，只占土重0.005—0.1%，存在于水溶液中和被吸附在土壤胶体表面上。不过，这种迟效养分和速效养分在一定条件下能够相互转化。 ①有机碳化合物的转化：土壤中的纤维素、淀粉、双糖、单糖以及脂肪等有机物，都不含氮。它们在土壤中转化有两种情况： 一是通气良好时，受好气性细菌和真菌作用，迅速分解，最后产生CO2和H2O，并放出大量的热。这种热是土壤生物化学作用的原动力和土壤微生物生命活动所需能量的来源。CO2是作物进行光合作用的重要原料。 二是通气不良时，受嫌气性细菌作用，缓慢分解，只是放出少量的热和CO2，而累积大量的有机酸（乙酸、丁酸）、甲烷、氢等还原性物质，障碍作物生长发育。如水稻“翻秋”或“溶蔸”现象，就是丁酸所害。因此，水田翻压绿肥，结合施石灰，就是为了中和有机酸，消除稻田毒害。 ②土壤中氮素的转化：土壤中有机态氮占99%以上，无机态氮不足1%;水田的全氮含量约为0.1—0.2%，无机态氮更少。作物从土壤中吸收的氮素，绝大部份由有机氮转化而来。其转化形成主要有四种： A、氨化作用：土壤中含氮的有机物，如蛋白质、尿素和壳糖（几丁质）等在氨化细菌作用下，逐渐分解释放出氨，称之氨化作用。不论通气好坏，此过程都能进行。氨与土壤中的酸根结合成铵盐，为作物吸收利用，或被土壤胶体吸附保存。 B、硝化作用：氨或铵盐在通气良好的条件下，经亚硝酸细菌、硝酸细菌等的作用，转化成硝酸的过程，称为硝化作用。由于这种作用是在通气良好的情况下进行，所以NO3-N存在于旱土中，而水田中很少见。NO3-N是作物良好的有效态养分，但不能被土壤胶体吸附，易于随水流失，故深耕松土，保持土壤湿润，有利硝化作用和防止土壤中氨的散失。 C、反硝化作用：当土壤通气不良，并含有大量新鲜有机质和硝酸盐的土壤中，在反硝化细菌的作用下，将硝酸盐还原成作物不能利用的氮气而损失，这个过程称为反硝化作用。这种作用对作物吸收养分和生长带来不利，务必加以阻止。稻田采用浅水间灌，露田通气和施用铵态氮肥，旱土雨后中耕松土，均可防止反硝化作用的发生。 D、生物夺氮作用：土壤中的无机态氮（如铵盐、硝酸盐）部份被微生物、杂草、土壤动物吸收利用，合成生物机体，使土壤有效态氮减少，称生物夺氮作用。尤以微生物夺氮最突出，当土壤中施用大量新鲜的、含纤维素多的有机肥和其它环境条件又适宜，微生物就大量活动与繁殖，消耗掉土壤中有效氮素，从而导致作物氮素养分缺乏或严重不足。因此，凡秸秆还田或施用大量未腐熟的含纤维多的有机肥料，必须配合施用适当的速效氮肥，以补充土壤有效氮素，供作物吸收。 但是生物夺氮作用是暂时的，直到有机肥分解就会停止，同时，微生物死亡后，氮素仍就归还给土壤，让作物吸收利用。所以这与反硝化作用造成的氮素损失是完全不同的。 ③土壤中磷素的转化：一般土壤中磷酸总量（以P2O5计算）约在0.05—0.2%之间。红黄壤仅为0.06%左右，就按此计算，这些磷也够供作物若干年丰收所需要。但是，土壤中能为作物很好吸收利用的水溶性磷（如Na、K、NH4等磷酸盐及磷酸一钙）和弱酸溶性磷（如磷酸二钙）很少；而多数为难溶性磷（磷酸二钙）和极难溶性磷（如磷酸铁、磷酸铝）以及有机态磷。它们需经各种转化，才能被作物吸收利用。 土壤无机磷的转化，主要受土壤反应的影响。在强酸性土壤中，磷与铁、铝离子化合生成难溶性的磷酸铁、磷酸铝沉淀而被土壤固定；在石灰性土壤中，磷则成为磷酸三钙被土壤固定。只有当土壤反应处于中性或接近中性（PH值为6.5—7.5）的条件，磷的有效性才提高。 土壤有机磷的转化。土壤中，有机磷化合物主要有核蛋白、核酸、卵磷脂、植素以及植物体内其他含磷化合物。它们是在土壤微生物的作用下，进行水解释放出磷酸。这种磷酸和水解性磷一样，在土壤中再进行着各种转化，变成有效磷酸盐供作物吸收利用。 ④土壤中钾素的转化：土壤中钾的含量与成土母质、土壤质地和有机肥料的施用关系极大。据有关资料记载，发育于紫色土、花岗岩的土壤，全钾量为2.5—5.0%;发育于第四纪红色粘土的红壤，全钾量为0.8—1.8%;而发育于石灰岩的土壤，全钾量仅0.68—1.12%。粘质土壤含钾量比砂质土壤高。 土壤中的钾，根据对作物有效性的高低，分为四大类： ㈠水溶性钾。如KNO3、KCl、KHCO3等，可以被作物直接吸收，但土壤中的含量却极少； ㈡代换性钾。系土壤胶体上吸附的钾，作物亦可以直接利用，但土壤中含量也少，仅占土壤全钾量的0.15—0.5%。通常说的有效钾，是指水溶性钾与代换性钾的总和。但它只占土壤总钾量的1—2%; ㈢微生物活体钾。这类钾存在微生物活体内，但在微生物死亡分解后，可被作物吸收利用； ㈣矿物钾。系指矿石（钾云母、正长石）中含的钾，是矿物在钾细菌和各种酸的作用下，释放出的水溶性钾。这类钾在土壤中含量最多，占土壤含钾总量98%以上。不过，土壤中的钾和氮、磷一样，并不能满足作物生活的需要，亦须依靠施肥来补充。 土壤中各种类型的钾，在一定的条件下，也可相互转化。难溶性含钾矿物，在各种酸类或钾细菌的作用下，可以释放出水溶性钾。但在含粘粒多的土壤中，由于粘土具有湿胀干缩的特性，在土壤干湿交替频繁中，土壤中的水溶性钾或代换性钾被粘土矿物固定起来，成为一种不能移动的钾，使作物根系无法吸收。 所以，土壤管理是农业生产中非常重要的一环，对果园来说尤其重要。土壤质地、土壤结构等的改良可使根系生长更旺盛，新根发生更容易，土壤保肥保水性能提高，透气性增强，土壤上下层水、肥、气、热的交换加强，使水肥利用率提高，对高温、干旱、霜冻等逆境的抗性增强等。