李德忠,焦曉輝,朱健菲,張環宇,張惠琳,李會民
摘要:本文分析了黑土地開發利用中存在的問題,闡述了保護性耕作、秸稈還田、增施有機肥、調整種植結構等技術措施對黑土地保護的作用和效果,并提出了如何在保護中開發利用黑土地的對策與建議。
關鍵詞:黑土地;保護;利用
中圖分類號: F321 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼: ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI編號: ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.02.039
東北黑土地是世界上僅有的“三大黑土區”之一,是我國最大的商品糧生產基地和糧食安全保障基地,也是東北地區農業持續穩定、綠色生態發展的基礎,在我國農業生產中具有不可替代的戰略地位。但是黑土地開墾以來,黑土層變薄、耕層變淺、有機質降低、綜合生產力下降等質量退化的形勢嚴峻。尤其是近30年來,對黑土地快速和高強度開發利用,大量使用化肥和農藥,不僅加速黑土地質量退化,而且造成生態環境污染、農產品質量下降,生產效益降低,糧食綜合生產能力和農業可持續發展面臨嚴峻挑戰。2015年7月,習近平總書記在吉林省視察時做出重要指示:黑土地土質是吉林農業發展得天獨厚的條件,要開展黑土地保護行動,切實把黑土地保護好、利用好。因此,必須轉變黑土地開發利用傳統思維,堅持綠色發展理念,采取有效措施,確保黑土地在利用中得到有效保護。
1 黑土地開發利用中存在的主要問題
有機肥料施用量少,秸稈還田量不足,導致土壤有機質含量下降。黑土開墾前表層土壤有機質含量多在3%~6%,低于3%的比較少見,目前,黑土地耕層土壤有機質含量多數為1.5%~3%,較開墾前下降了30%~50%。研究資料顯示,黑土開發后,土壤有機質年礦化率約為2.5%,按照土壤有機質平均值(25.05g/kg)計算,每公頃耕層土壤每年礦化有機質量約為1408.5kg。因此,保持土壤有機質平衡,每年至少應“歸還”因礦化而損失的有機質。農業生產中補充土壤有機質的主要途徑是施用有機肥料和秸稈還田,但是當前黑土區有機肥料施用量非常少,一些地塊已經十幾年甚至幾十年沒有施用過有機肥料,而且農作物秸稈還田率也非常低,據調查,黑土區農作物秸稈還田率不足50%,這種耕作方式必然加速土壤有機質的耗竭。
農田基礎設施建設滯后,土壤侵蝕嚴重,導致黑土層變薄。東北黑土區農田基礎設施,多數是20世紀80年代建設的,已經滿足不了當前農業生產需要,防水防風能力低,水蝕和風蝕經常發生,導致黑土層逐年變薄,土壤質地變粗,嚴重的導致沙化。據1959年吉林省第一次土壤普查記載,吉林省中部地區黑土層厚度開發前一般在50~100cm,低于30cm的很少。開墾后黑土層厚度逐年變薄,2003年~2012年吉林省調查結果,黑土層厚度大于30cm的耕地占全省耕地面積的35%,20~30cm的占耕地面積的38%,小于20cm的占耕地面積的27%,其中,個別水土流失嚴重的地方只剩下一層表土(0~10cm),稱為“破皮黃”,約占3%。
種植結構單一,土壤養分失衡,導致土壤肥力下降。東北黑土區稱為“世界黃金玉米帶”,以種植玉米為主要作物,玉米連作現象普遍,玉米種植面積占黑土區耕地總面積的60%左右,一些縣(市)玉米播種面積占耕地面積的80%甚至90%,玉米連作年限達到20年甚至30年。一種作物連年種植,并按一定量吸收土壤中營養元素,必然導致土壤中這些營養元素缺失,造成土壤養分失衡。據吉林省2003年~2012年調查結果:全省土壤有效鐵含量平均為48.26mg/kg,比第二次土壤普查(1982年)的86.4mg/kg減少38.14mg/kg,減幅為44.14%,必然導致土壤綜合肥力降低。
耕作方式不科學,導致黑土物理性狀惡化。家庭聯產承包責任制以來,土地分散經營,長期使用小四輪拖拉機滅茬、整地、施肥、播種、鎮壓及中耕作業。由于小型拖拉機功率小,一般不足40馬力,田間作業深度不足20cm(一般為13~15cm),長期進行這種耕作,破壞了土壤原有的物理性狀,形成了一層堅硬的犁底層,導致土壤通氣、畜水能力下降,降水量大時,易形成地表徑流,造成水土流失,降水量不足時,作物又容易遭受干旱威脅。監測資料表明,與20世紀80年代相比,目前黑土區耕地犁底層深度已由20cm左右上升到13cm,耕層容重由1.15g/cm3~1.08g/cm3增加到1.21g/cm3~1.27g/cm3,總孔隙度由44.5%~49.4%下降到38.7%~47.1%,田間持水量由21.5%~25.1%下降到18.8%~20.5%。土壤物理性狀變差,土壤調節水、肥、氣、熱的能力減弱,易旱易澇,耕種管理困難,生產能力退化。
2 黑土地保護利用技術路徑
黑土地保護是一項長期、復雜的系統工程,必須堅持綠色、生態、發展的理念,創新農機農藝結合新方法,推進規模經營,在保護中科學利用,持之以恒。
2.1 推行保護性耕作,實施保護中利用
保護性耕作以少免耕、秸稈覆蓋留茬還田、調整種植方式等為主要內容,與傳統耕作方式相比,增加土壤有機質,改善土壤結構,減少農田土壤侵蝕,提高水資源利用效率,而且生產成本低,經濟效益高,實現了黑土地保護中利用。據調查,保護性耕作可降低地表徑流60%,減少土壤流失80%,減少大風揚沙60%,提高水分利用效率17%~25%,降低作業成本20%左右,增產10%左右,實施10年保護性耕作可使土壤有機質提高20%~30%。目前保護性耕作技術已在美國、澳大利亞、加拿大和南美等國家普遍推廣與應用。
2.2 應用秸稈還田技術,發展循環農業
秸稈還田是農業資源循環利用和發展生態農業的基礎,據調查,每公頃玉米秸稈全量深翻還田相當于施用110kg尿素、30kg磷酸二銨、170kg硫酸鉀,土壤有機質可提高0.1~0.3g。當前多項秸稈還田技術已經基本成熟,秸稈深翻還田、覆蓋還田、留高茬還田、旋耕還田、堆漚還田等技術在不同區域應用效果很好。但是受到投入成本、機械化水平、農民意識等因素影響,秸稈還田在黑土區還沒有全面普及應用。因此,應深入探索可推廣、可復制、農民易于接受的秸稈還田技術模式和工作機制,提升秸稈還田機械化水平,促進秸稈還田技術普及應用。
2.3 鼓勵有機肥積造施用,培肥土壤
有機肥料是農業生產中的重要肥源,養分全面,肥效均衡持久,既能改善土壤結構、培肥土壤,又能供應和改善作物營養,具有化學肥料不可替代的優越性。研究資料表明,每畝施用2噸有機肥料,大體可補充土壤有機質的消耗。因此,要管好用好農村有機肥資源,大力開展農家肥積造,將農村畜禽糞便和作物秸稈等有機肥資源有效利用,鼓勵農民施用有機肥料,推進有機生態農業發展。
2.4 調整種植結構,實施用養結合
減少玉米種植面積,增加大豆、飼草和經濟作物的種植面積,實施玉米大豆輪作、玉米飼草輪作以及玉米和其他養地作物間混套作等種植方式,使耕地地力得到休養恢復,改善土壤理化性狀及生物性狀,實現用養結合。
2.5 完善基礎設施,保護農田生態系統
要建立穩定的農田生態系統,防止風災、干旱、水土流失等災害發生,必須加大農田基礎設施建設,修建渠系,治理溝蝕,完善農田防護林體系,堅持退耕還林還草,使農田生態系統與草原生態系統以及森林生態系統達到合理有機的結合。另外,要摒棄小農業思想意識,樹立大農業觀念,調整農、林、牧結構,實現農業生產良性循環。
3 建立健全黑土地保護長效機制
3.1 推進黑土地保護法制建設
將黑土地保護列入立法計劃,制定“黑土地保護條例”,規范黑土地保護、監測、建設和監督管理行為;從法律上明確相關部門和主體對黑土保護的責任和義務;完善獎懲制度和責任追究制度,有效制約破壞黑土地的行為,使黑土地保護步入法制化軌道。
3.2 探索建立黑土保護獎補機制
按照“取之于土,用之于土”的原則,探索建立黑土地保護獎勵政策和補償制度,健全補償途徑,撬動政策型金融資本投入,引導商業型金融資本進入,調動各級政府、農民和社會各方力量參與黑土地保護積極性。
3.3 構建黑土地保護科技創新機制
加大黑土地保護技術研究與功關,重點在保護性耕作、水土流失治理、有機培肥、中低產田改良、節水灌溉等技術方面加強科技投入,探索建立可復制、可推廣的黑土地保護技術模式和運行機制。
3.4 建立黑土地監測評價體系
健全黑土地質量監測網絡,規范監測內容、完善評價指標,定期開展黑土地質量監測評價,掌握黑土地質量變化趨勢,有針對性地提出建設,保護黑土地的對策與措施。
參考文獻
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作者簡介:李德忠,本科學歷,研究員,研究方向:土壤培肥改良和耕地質量監測保護。
網絡出版時間:2019/1/17 ?9:23:52
網絡出版地址:http://kns.cnki.net/kcms/detail/22.1186.S.20190117.0923.001.html