輪作休耕對耕地質量提升的效果研究

李治海，童永貞，魯學文

（甘肅省永登縣農業技術推廣中心，甘肅永登730300）

永登縣地處甘肅省中部，蘭州市西北部，是古絲綢之路的門戶，總土地面積6 090 km2，耕地面積9.07 萬hm2，是典型的農業大縣。糧食作物主要有小麥、馬鈴薯、玉米等，經濟作物主要有玫瑰、蔬菜、油料等。為切實推進耕地休耕制度試點工作，探索和研究適宜永登縣耕地地力提升、資源可持續利用的高效農業生產模式，通過多種途徑連續3 年有效開展多點監測試驗研究，落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略，實現耕地結構進一步改良，肥力明顯提升，農產品產量和品質大幅提高，生態環境更加協調的總體目標。

1 實施區域及面積

永登縣休耕制度試點任務：2017—2019 年連續3 年休耕0.07 萬hm2。根據甘肅省對休耕制度試點的具體要求，結合實際將試點任務落實到生態脆弱、地力較差、產能較低的柳樹、武勝驛、坪城3 個鄉（鎮），其中柳樹鎮孫家井村133.33 hm2，武勝驛鎮燒炭溝村133.33 hm2、火家臺村100 hm2，坪城鄉滿塘村300 hm2，由5 個農民專業合作社承擔。

2 輪作模式

根據3 個實施耕地休耕制度試點鄉（鎮）的氣候、土壤、灌溉、作物等實際情況，采用增施有機肥、種植綠肥作物、輪作倒茬等相結合的技術模式，共同作用，培肥地力，提高耕地質量?；玖鞒蹋涸鍪┯袡C肥→輪作倒茬種植綠肥作物→適時殺青還田→深翻曬垡→旋耕保墑。建議播種量：豌豆187.5～225 kg/hm2，箭舌豌豆 90～120 kg/hm2，油菜 22.5～30 kg/hm2。每個休耕試點區域內每年每畝地的機耕次數為3 次（即播種、殺青耕翻、旋耕保墑）。

施用商品有機肥1425kg/hm2（有機質≥30%，總養分（N+P2O5+K2O）≥4.0%，水分（游離水）≤5.5%～8.0%）。對豆科綠肥作物用適量的根瘤菌劑進行拌種，以增加土壤中根瘤菌的數量，更好地培肥地力。

3 監測點設置

對實施休耕試點區域科學布點，建立耕地質量監測點。在休耕試點區域平均66.67 hm2耕地設立1個固定監測點；在種植方式、土地利用方式、管理水平相同且區域相近的非休耕地上設置相應的固定對照監測點，全縣共設置10 個監測點和10 個對照監測點（見表1），每個點面積0.13 hm2左右，并設置了醒目的標志碑，規范了編號，定期開展耕地質量動態監測，科學評價試點前后耕地地力水平等指標變化情況。每年4 月份和10 月份對休耕區域監測點和對照點進行土樣初始樣品和年度樣品采集。采集的土壤樣品均送甘肅省有色金屬地質勘查局蘭州礦產勘查院中心實驗室進行16 項統一調查監測指標和8 項區域性補充調查監測指標的化驗，檢測標準和質量控制的主要措施由分析化驗單位按方案要求負責。

表1 永登縣耕地質量監測點對應關系

4 耕地質量監測評價結果與分析

4.1 肥料養分投入與結構現狀及變化趨勢

根據化驗單位出具的檢測報告，平均全縣20 個監測點和對照點3 年的化驗數據，比較后發現耕地休耕提升了土壤有機質、全氮的水平，穩定了pH值，降低了全鹽量。休耕區域內3 年只施或少施有機肥，不施化肥，土壤生態環境得到了極大改善，化肥施用減量增效和零增長的目標得到了有力落實，土壤肥力得到了提高，耕地質量得到了明顯的改良。

4.2 耕地質量主要性狀指標現狀與變化趨勢

容重監測區 2017 年初為 1.10 g/m3，2019 年末為 1.08 g/m3，下降了 2.1%；對照區 2017 年初為1.11 g/m3，2019 年末為 1.12 g/m3，上升了 0.8%。監測區和對照區相比，容重下降明顯，說明休耕能明顯增加土壤的通透性，改良土壤結構（見圖1）。

圖1 容重變化趨勢

通過測定監測區和對照區耕層土壤0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm 土層含水量（見表2），對比發現不同土層的含水量變化基本都呈上升趨勢，監測區增幅大于對照區。說明休耕能明顯提升土壤不同土層的含水量，對旱地來說，更能保證來年墑情，提高出苗率，具有十分重要的意義（見圖 2）。

圖2 0～20 cm 含水量變化趨勢

4.3 作物產量現狀與變化趨勢

在休耕區休耕作物盛花期深翻前采用“S”形，5 點取樣法，每個點 1 m2。監測區2017 年初產量 15612kg/hm2，2019 年初產量 16969.5 kg/hm2，提高了8.7%；對照區2017 年初產量15 103.5 kg/hm2，2019年初產量13 653 kg/hm2，下降了 9.6%。2017 年末監測區鮮重產量比對照區高3.4%，2019 年末監測區鮮重產量比對照區高27.3%。因為不同年度種植的綠肥作物不一樣，所以年度間不作比較。監測區相對對照區，年度內種植相同綠肥作物品種，鮮重增加明顯（見圖3）。

表2 永登縣耕地質量監測點土壤容重及不同土層含水量

圖3 鮮重變化趨勢

4.4 輪作休耕技術措施對耕地質量變化的影響及變化趨勢

對3 年的休耕數據進行檢測分析發現（見表3、表4），永登縣休耕技術措施完全符合實際，休耕區土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀、K+等含量明顯提升，鐵、錳、鋅、硼等含量有所提升，交換性鎂、銅、硅有所上升，pH 值略有下降，交換性鈣全鹽等下降明顯，鉬、硫含量有所下降，耕地休耕提升了土壤有機質、全氮的水平，穩定了pH 值，降低了全鹽量，能有效恢復地力，提高土壤肥力，耕地質量得到了明顯改良；休耕能明顯提升土壤不同土層的含水量，對旱地來說，更能保證來年墑情；休耕也明顯提升了作物的產量?？傊?，耕地休耕明顯提升了耕地的質量水平（見圖4、圖5、圖6、圖 7）。

表3 永登縣耕地質量監測點耕層土壤有效養分含量

表3 續表

圖5 全氮變化趨勢

圖6 有效磷變化趨勢

圖7 速效鉀變化趨勢

5 提高耕地質量的對策建議

一是堅持以市場為導向，調整優化種植結構，既實現耕地地力恢復，質量提升，又拓寬農產品市場銷售渠道，增加農民收入。二是采取增施有機肥、種植綠肥、合理輪作等用地養地措施，改良土壤結構。三是鼓勵農民積極開展耕地休耕，逐步提升耕地質量，并研究出臺耕地休耕試點扶持政策，建立利益補償及扶持機制，以不影響農民收入為前提，合理測算補助標準，對承擔休耕任務農戶的原有種植作物收益和土地管護投入給予必要補助，確保種植收益不減少。四是根據永登縣實際情況，制定適宜的休耕制度技術模式，推進替代品種與生態條件相適應、農機與農藝相融合，使土壤結構逐步改善。五是集成推廣測土配方施肥、病蟲害綠色防控、地膜覆蓋等新技術，改進施肥方式和方法，以有機肥施用為基礎，逐步減少化肥施用量，逐步改良土壤結構，恢復和提高地力，提高耕地質量。