農田防護林帶對農作物及土壤的防護作用探析

摘要：作物的生存是和它周圍的環境發生著密切的關系，作物與環境之間的這種關系就是通常的生態關系，不良的生態環境將使作物生長不良，生理機能的破壞，農作特產量顯著降低，甚至顆拉晃收。為此，本文闡述了我國北方主要的自然災害給農作物帶來的危害，從而得出了營造農田防護林帶可以防止或減輕自然災害對農作物的侵害程度。

關鍵詞：農田防護林帶；農作物；防護

一、主要的自然災害

1.1 旱災旱災是我國北方經常發生的主要災害之一，它危害面積大，持續時間長，旱災大部分發生在春季，也可能發生在冬季或夏季，在北方多發生在春季，時間在3～5月期間，這時又是北方風季，往往高溫伴隨著強風，對農作物的生長危害甚大。

1.2 風災風災是我國北方又一主要災害之一，尤以春季大風危害最為嚴重，春季平均風速為3～5m/s，最大平均風速一般在20m/s以上，個別地區可達30～40m/s，加之年平均大風日數較高。一般在50～100d之間，而且往往大風伴隨沙塵暴，沙塵暴日數一般達10d左右，最多可達30～40d。

1.3 雹災雹災是我國北方炎熱夏季出現的一種災害，它來勢兇猛，危害程度大，危害范圍較小，一般危害范圍在10～20km的狹長地帶。

1.4 凍害凍害也是影響我國北方農業生產的自然災害，對農作物威脅較大，在溫暖季節，當冷空氣南下時，各地會出現降溫，致使許多作物遭受凍害或霜凍。

1.5 土壤鹽堿化我國北方土壤鹽堿化面積正在不斷擴大。

二、自然災害給作物的危害

2.1 干旱給農業帶來的危害我國北方經常發生“干熱風”的侵襲，它的危害范圍較小，但危害程度較大，“干熱風”多發生在春季和夏季，“干熱風”形成之后，盡管土壤中含水比較充足，農作物由于空氣干旱所引起的強度蒸騰和生理失水過多，它來不及從土壤中吸收水分而導致植物有機體的水分平衡破壞。使農作物青枝綠葉變成枯葉，收獲量顯著降低。當小麥將要成熟或正值揚花灌漿時期，經常遇到“干熱風”，將使小麥減產20％～30％。

2.2 風災對農業帶來的危害當風速達到10m/s以上時，農作物的同化作用能降低1/20，并使農作物遭受機械損傷，如倒伏、莖桿折斷、落花落果。如果遇到狂風和暴風(28～32m/s)農作物的受害程度更大。

2.3 雹災對農業帶來的危害正當農作物揚花灌漿或鄰近成熟時，一場冰雹過后可使農作物嚴重減產或顆粒無收，冰雹不僅毀壞莊稼，而且有時能傷害人畜和房屋。

2.4 凍害對農作物的危害霜凍分早、晚霜，“早霜”發生在農作物成熟或鄰近成熟的晚秋季節，這時農作物的抗寒性較強，一旦發生霜凍，作物受害程度較小，有時“早霜”發生的時間較早，其危害性也是很大的。“晚霜”發生在春播作物處于萌芽狀態的早春季節，此時農作物正在萌芽，組織細嫩耐寒性差，一遇霜凍，受害程度較大。我國北方廣大干旱和半干旱地區由于海拔高和干旱，經常在早春季節發生“黑霜”的危害，俗話說“四月八，黑霜殺”，它對早春作物危害甚大。

2.5 土壤鹽堿化對農業的危害由于土壤中含鹽很多，土壤水分變成很濃的鹽水，這時植物根系對水分和養料的吸收就發生了很大困難，甚至完全無法吸收，于是植物枯萎，嚴重時死亡。同時土壤的鹽分太高時還會直接使原生質受害和傷害植物組織。

三、農田防護林帶減輕了自然災害對農作物的侵害

3.1 農田防護林帶對旱災的影響克服土壤干旱主要途徑是大力發展農田水利事業，但它不能從根本上解除旱災對農業生產的威脅，所以為了保障農作物高產穩產，單純依靠發展農田水利事業是不夠的，營造農田防護林帶，在林帶的保護下，降低風速，增加空氣濕度，一般可增加10％～20％，土壤蒸發減少30％～40％，氣溫在夏季晴日白天14時一般可降1～2℃，因而改變了干旱性質，減輕了對作物的受害程度。

3.2 農田防護林帶對風災的影響農田防護林帶，一般可降低風速30％～40％，大面積林網還能使風速發生遞減作用，從而可以防止風災或減輕其侵害程度。

3.3 農田防護林帶對雹災的影響農田防護林帶可減少或免于冰雹對農作物的侵害。營造大而積防護林，能夠改善不良環境，是從根本上防雹治雹的重要措施之一。

3.4 農田防護林帶對凍害的影響在農田防護林帶下，可降低風速40％左右，提高日平均溫度0.30～0.50℃，最高可達1.50℃。因此，林帶的增溫和防風抵消了低溫冷害或減輕了低溫冷害的危害程度。

3.5 農田防護林帶對土壤鹽堿影響防護林帶具有防鹽效果，林帶的脫鹽范圍可達150m，但在100m以外不甚明顯，在25～50m范圍內效果比較顯著，林帶對土壤返鹽有延緩作用，對春播作物的順利發芽有著重要作用。

四、農田防護林對土壤的改良效益

4.1 農田防護林對土壤物理性質的改良

農田防護林帶建成后對降低土壤表層及耕作層的全鹽量效果極為明顯，可防止次生鹽漬化。一般，楊樹林帶下土壤中碳酸鈉鹽下移，多滯留在30cm上下，灌木林帶下土壤中的硫酸鹽及碳酸鹽則向47cm以下的土層移動。楊樹林帶下0～20cm土層全鹽量較曠野減少66％，I～11H(H表示防護林帶樹高)之間減少86％～90％。灌木林帶下0～30cm土層防護林帶比曠野減少65％，林帶背風面5～20m處減少58％～75％。前蘇聯V.M.Kretinin的研究證實了農田防護林帶有使土壤脫鹽的作用。A.M.Egrouy等的研究結果也表明，農田防護林帶對農田土壤有明顯的脫鹽作用。

此外，農田防護林帶還有改善鹽堿土水溶性組成成分的作用。受林帶庇護的土壤，Ca2+比例增大，Na+減少，從而改善了土壤的通透性和可耕性。農田防護林帶所庇護的上層土壤中水溶性Na+大幅度降低，在楊樹林帶可降低90％，灌木林帶降低19％～82％左右。

4.2 農田防護林對土壤的增肥效應

農田防護林能改良土壤結構，增加土壤有機質含量，提高土壤肥力。7～8年林地土壤(0～40cm)有機質含量比農地土壤增加近1倍，土壤氮、磷養分含量顯著提高，電導率平均值比對照點降低42.9％，土壤容重降低，非毛管孔隙度增加，通氣透水性能提高。林木大量的枯枝落葉促進了整個農田生態系統的物質循環。據測定，五年生的楊樹、水杉、刺槐等林分每年凋落物分別可達2500kg/hm2、2800kg/hm2和2000kg/hm2，楊樹凋落物中氮、磷、鉀、鈣的含量分別為2.35％、0.45％，1.24％和4.11％，每公頃楊樹林每年凋落物歸還土壤的養分含量為氮58.75kg、磷11.25kg、鉀31.00kg和鈣106.00kg。朱德華觀測研究結果表明，林帶背風面20H范圍內腐殖質含量為對照的182.2％，氮為178.4％、磷為145.4％，休喬列夫觀測到林帶保護區肥效增加25％。克列京寧觀測到二十二至二十七年生的林帶，促使草原土壤形成0～2cm的有機層，A+B1層增加4～12cm。據鄭亮等測定準北平原農田防護林網建立后，土壤有機質含量增加了32.9％，含氮量增加了8％，速效磷增加了31.4％，速效鉀增加了6％，土壤的pH值由8.3下降到8.1。

4.3 農田防護林對土壤微生物和酶活性的影響

農田防護林還能增加土壤微生物種群數量和提高酶的活性，有效地提高土壤肥力水平。南京林業大學(1995)在江蘇徐州農田防護林區對土壤酶活性研究表明，林帶根系活動能明顯提高土壤酶活性，在林帶附近土壤酶活性較高，隨著林帶距離的增加酶活性變小，根際土壤酶活性明顯高于非根際土壤。

4.4 農田防護林的保土效應

農田防護林帶具有降低風速、提高土壤含水率的作用，因而起到防止或減輕土壤風蝕的作用。Gal觀測到Ferstod地區農田防護林帶營造前，土壤損失量達1002t/km2，造林后12年僅為50t/km2，每年3月份空氣含塵量僅為原來的1/10。據測算，淮北地區農田防護林每年可防止水土流失3000多萬立方米，使3670km的主要河渠每年可減少泥土淤積12.1萬立方米，平均每年減少河床抬高2～3cm。