劉玲輝
(新疆生產建設兵團農業技術推廣總站,新疆 烏魯木齊 830011)
糧食生產根本在耕地,出路在科技。全國中、低產田面積占耕地總面積的70%,低產田超30%[1]。兵團土地面積745.63萬hm2,耕地面積128.75萬hm2[2],耕層土壤有機質含量平均為13.49 g/kg[3]。據有關資料顯示,兵團中、低產田約占耕地面積的56%[4],中、低產田占比高的因素主要是土壤鹽漬化、沙化、有機質含量降低及農業面源污染等。針對不同成因提出中、低產田改造治理措施是落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略的重要手段,是提升糧食產能,保障國家糧食安全的有效途徑。
新疆有很多原生的鹽堿地,尤其是兵團,大多地處風頭水尾,這是自然的產物。干旱的氣候條件致使新疆成為土壤鹽漬化大區,鹽堿土類別多,被稱為“世界鹽堿土博物館”。兵團鹽漬化耕地面積占播種面積的44%,南疆四地州耕地鹽堿化面積比例更大,占南疆四地州播種面積的60%。鹽漬化耕地中23.2%為原生鹽漬土,76.8%為次生鹽漬土[4],以第二師三十八團、第十四師二二四團等為代表的新建團場次生鹽漬化加重。土壤鹽漬化是兵團中、低產田多的主要因素,致使肥料投入成本增加,作物減產,是制約農業發展的主要原因。
鹽漬化耕地改造治理主要方法有水利措施、農藝措施、物理措施及化學措施等,可依據水鹽運移和作物生長發育規律,因地制宜選擇適合的措施進行綜合治理。
原理是根據“鹽隨水走”的水鹽運移規律,用淡水(灌溉或降雨)淋洗土壤鹽分,再通過排水措施把含有鹽分的水從土壤中排出,降低鹽分在土壤表層的積累。暗管排鹽技術還可將地下水位控制在臨界深度,抑制土壤毛細水上返,避免土壤返鹽。
具體措施:(1)利用已有排堿渠、豎井等水利工程設施排鹽堿。有條件的地區灌水壓鹽、洗鹽、排鹽。(2)加快暗管排鹽技術和“暗管+豎井”排水控鹽技術的推廣,加強灌溉渠系的防滲,防止地下水位升高和土壤返鹽。
1.2.1 培育和選種耐鹽作物
培育的篩選能夠適應鹽環境下的抗鹽耐鹽作物新品種。種植耐鹽作物可改善鹽漬土的理化性質,促進土壤恢復生物多樣性,降低土壤的鹽漬化程度。通常,牧草和谷類作物耐鹽堿能力較強,棉花、水稻、高粱、甜菜、花生及向日葵等都是較耐鹽堿的作物,水生作物耐鹽堿能力最強,塊根類作物耐鹽堿能力較差。
1.2.2 合理施用化肥,增施有機肥
長期過量施用化肥使土壤中積累大量鹽分,土壤呈現鹽漬化,需科學施用化肥,增施有機肥。有機肥經過土壤中的微生物的分解后,轉化成為腐殖質,可提高土壤的緩沖能力,一定程度上降低土壤堿性。腐殖質還可促進土壤形成團粒結構,增強土壤通透性,使鹽分淋洗更容易,防止土壤返鹽。有機質在分解過程中產生的有機酸,可緩解土壤堿化,加速養分轉化。增施有機肥可促進作物生長,增強作物的抗鹽堿能力。
1.2.3 秸稈還田
秸稈100%還田(包括過腹還田)。秸稈粉碎還田可提高耕層有機質含量,增強土壤微生物活性,改善土壤理化性狀,提高土壤肥力和耕地生產能力。秸稈過腹還田可為農業生產提供大量的有機肥,降低農業投入成本,促進農業生態良性循環。
1.2.4 合理規范施用生物肥料
科學施用生物肥料可改善土壤性質,有研究表明[5]:叢枝菌根真菌(AM)、芽孢桿菌與假單胞菌可改善土壤物理結構,使土壤含鹽量下降,還可促進作物生理調節能力和對有益元素的吸收,從而提高作物耐鹽性,達到較好的改良土壤的效果。
1.2.5 植樹造林
樹木強大的蒸騰作用,可有效降低地下水位,減少地面蒸發,改善田間小氣候,減輕旱澇鹽堿危害。需積極推進生態防護林建設,對已有防護林保護納入工作考核中,加強管理和養護,確保已有林帶林木不死亡、不減少。
1.2.6 種植綠肥牧草
采用套種、間作、輪作、復種等形式種植耐鹽堿的綠肥牧草,如草木樨、紫花苜蓿、披堿草、毛苕子、美國飼用甜高粱、蘇丹草和墨西哥玉米等,利用鹽生作物自身特性來吸收鹽分,同時還可增加對地面的覆蓋,減少裸露地面的地表蒸發,從而減少地表積鹽。種植耐鹽堿的綠肥牧草對鹽漬土改良有較好的效果,投資小、見效快、簡單易行。在新疆南疆地區對紫花苜蓿、蘇丹草、美國飼用甜高粱和墨西哥玉米的一項研究表明[6],這4種耐鹽牧草可顯著降低鹽漬土的鹽分,其中墨西哥玉米對南疆鹽漬土的改良效果最為顯著,農藝性狀和產草量也最佳;其次為紫花苜蓿。
1.2.7 膜下滴灌
地膜覆蓋,膜下滴灌,防止水分蒸發和早春返鹽。
物理措施是通過深翻深松、平整土地、客土改良等方法,改善土壤結構,阻止鹽分上移,防止土壤返鹽。
1.3.1 深翻深松
疏松耕作層土壤,截斷土壤毛細管,減少土壤水分蒸發,抑制土壤返鹽。
1.3.2 平整土地,防止積水集鹽
田塊地面不平整是土壤鹽漬化的重要原因,田埂、地頭以及田中凸起的地塊等通常是農田鹽堿最嚴重的地方,應結合深翻和深松,平整農田。
1.3.3 客土改良
通過外運土壤替換鹽堿土效果顯著,但是成本較高。
化學措施主要是施用石膏、磷石膏、硫磺、過磷酸鈣等改良鹽堿地。施用石膏(硫酸鈣)是最常見的化學措施[7],原理是用鈣離子代換鈉離子,使堿土變為含硫酸鈉的鹽土,再經過灌溉淋洗,使含鹽土壤得到改良。根據不同區域鹽堿特點,因地制宜采用適合的土壤調理劑、復合改良制劑等方法改造。
風蝕和人為因素造成兵團耕地沙化,因土壤中營養物質和細粒部分損失,而出現地表粗化。耕地沙化主要特征是耕作層變淺、土壤粗化、土壤肥力下降、生產力降低等。沙化耕地是兵團中、低產田占比高的另一因素。兵團有123個農牧團場分布在塔克拉瑪干沙漠和古爾班通古特沙漠邊緣等風沙前沿,其中88個團場地處沙漠腹地。重度沙化耕地主要分布在塔克拉瑪干沙漠邊緣的第二師、第三師及第十四師的部分團場[8]。沙化耕地改造治理主要方法有工程措施和農藝措施。
(1)平整土地,消滅大起伏,適應滴灌的要求。(2)渠道防滲,減少水分滲漏和消耗,合理利用水資源。(3)防護林建設。加強防護林體系建設,提高防護林質量,為農田打造生態防護林網和防沙林帶,是農業穩產高產的保障。農田防護林可營造生態小環境,防風固沙,保持水土,減輕土壤風蝕和水分蒸發,抵御干旱、霜凍等自然災害,使農業生產條件得到改善,從而提高作物產量。同時對已有的防護林保護納入對各團場農業工作的考核中,加強管護,確保已有林帶林木不死亡、不減少。
2.2.1 覆蓋耕作
覆蓋耕作是以增加地面覆蓋的方式提高地表抗蝕能力的農藝措施。有地膜覆蓋、秸稈粉碎鋪地覆蓋、高茬收割、果園裸露地套種豆科作物等方法。覆蓋耕作可有效保存耕層養分和細粒物質,減輕土壤風蝕和水分蒸發。據有關資料[9],棉花留茬地比耕翻裸地,在地表0~20 cm土層內物理粘粒(<0.01 mm)由0.74%增加到5.18%,有機質由0.347%增加到0.605%。
2.2.2 合理的耕作制度
采用糧草間作、輪作、套種、復種等形式種植豆科牧草,可減少地面裸露,改善土壤結構,增加耕層養分,提高土壤的抗蝕力。強度沙化耕地,可采取退耕還林還草措施,在林網保護條件下種植灌木及牧草,先恢復植被,沙化得到初步控制,再逐漸恢復土地的生產能力。
2.2.3 增施有機肥
沙化耕地增施有機肥可增加土壤有機質,改善土壤理化性狀,增強土壤保水保肥能力和耕地產出能力。
2.2.4 測土配方施肥技術與高效節水技術相結合
重視測土配方施肥技術,與高效節水技術相結合,采取膜下滴灌方式。
多年來地膜的大規模使用、化肥和農藥的廣泛施用、有機肥施用不足或者不施,秸稈還田工作不到位,導致耕地生態環境受到污染,有機質含量降低,影響了耕地質量。農業面源污染主要有:農藥污染、化肥污染、殘膜污染、秸稈焚燒污染、養殖業污染等。
3.1.1 增施有機肥
增施有機肥可提高土壤有機質含量,提高土壤微生物活性和酶活性,改善土壤的理化性狀,為作物生長提供長效養分,是提高土壤肥力的關鍵措施。
3.1.2 秸稈還田
秸稈100%還田(包括過腹還田),嚴禁焚燒秸稈。秸稈還田可有效提高耕層有機質含量,提升地力。
3.1.3 采用技術措施培肥耕地
采用輪作倒茬、種植綠肥牧草、地膜清理、深耕深翻等技術措施培肥耕地。
3.1.4 合理施用微生物肥料
微生物肥料中的有益菌類可促活土壤中有益微生物活性,增加土壤中營養元素的來源,如固氮菌、解磷解鉀微生物菌類,可促進土壤中氮、磷、鉀的增加,達到培肥地力的目的。
3.2.1 科學施用化肥和農藥
持續開展測土配方施肥,合理施用化肥,做好化肥減量增效工作;采用病蟲害綠色防控技術,積極探索作物病蟲害農業防治、生物防治和物理防治技術,提高肥料和農藥利用率,促進環境友好、農業可持續發展。
3.2.2 農業廢棄物綜合利用
主要包括殘膜的回收和再利用、養殖場畜禽糞便的處理與資源化利用等。加強農田殘膜污染治理,統一回收管理農膜、農藥包裝等農業廢棄物。采用畜禽糞便無害化處理技術,將其制成優質飼料、有機肥、沼氣等,實現畜禽糞便的資源化利用。
3.2.3 加強對農業面源污染治理的支持力度和宣傳力度
加強對農業面源污染治理的支持力度和宣傳力度,提高職工群眾對農業面源污染治理的認識。利用各種渠道廣泛宣傳農業面源污染的危害和成因,充分調動職工群眾參與農業面源污染治理工作的積極性和主動性,增強職工群眾對耕地質量的保護意識。