基于甘肅省中低產田現狀的改良措施及其應用效果

孫建好 郭全恩 趙建華 李偉綺 陳亮之 楊新強

摘要：中低產田是指土壤存在一種或幾種制約農業生產的障礙因素，農業單產相對低而不穩的耕地。研究和分析甘肅省中低產田的現狀及其改良技術措施，有針對性地實施中低產田改良改造，對改善甘肅省的農業生產條件和生態環境，提高土地產出率和經濟效益，具有重要而深遠的意義。針對甘肅省中低產田面積大、分布廣和相對集中的特征，在分析中低產田障礙因素成因和主要類型的基礎上，梳理了近年甘肅省主要的中低產田改良集成技術措施及其應用效果，提出了中低產田改良和治理的對策建議。

關鍵詞：中低產田；現狀；改良；治理；應用效果；甘肅省

中圖分類號：S157.3 ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2023）02-0139-06

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.02.009

Improvement Measures and the Applicati on Effects Based on the Current Situation of Middle-low Yield Farmlands in Gansu

SUN Jianhao， GUO Quanen， ZHAO Jianhua， LI Weiqi， CHEN Liangzhi， YANG Xinqiang

（Institute of Soil Fertilizer and Water-saving Agriculture， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract： Middle-low yield farmlands are defined as the arable lands which have one or several obstacles to agricultural production in the soil， and lead to relatively low and unstable agricultural output per unit area. Studies and anlysis on the current situation of middle-low yield farmlands and the improvement measures in Gansu are of great importance for the targeted implementation of the improvement of middle-low yield farmlands， the improvement of agricultural production conditions and ecological environment， and the improvement of arableland output rates and economic benefits in Gansu. Aimed at the charaters of large area， wide distribution and relatively concentration in middle-low yield farmlands of Gansu， this paper， based on the analysis of cause of formation and main types of middle-low yield farmlands， sorted out the technical measures and their application effects on the improvement of middle-low yield farmlands in Gansu and proposed countermeasures and management suggestions for the improvement of middle-low yield farmlands in Gansu as well.

Key words： Middle-low yield farmland; Current situation; Improvement; Management; Application effect; Gansu Province

眾所周知，我國中低產田面積達8 850萬hm2，占耕地總面積的72.7%，其中4 970萬hm2分布在東北、內蒙古、黃淮海、黃土高原等北方地區。中低產田的主要特征是土地生產力低而不穩、生產效益較差，糧食單產僅為高產田的40%～60%［1 ］。隨著科學技術的全面發展，人們與自然和諧相處的能力逐漸增強，而改造中低產田就是我國人民不斷適應自然、順應自然和改造自然的過程。通常來講，經濟和科技發達的國家和地區，中低產田改造力度也越大，從而進一步支撐了經濟的更好發展。而我國邊遠地區經濟不發達省份，如甘肅省，中低產田分布往往與貧困、生態環境的惡化等錯綜交織，而這些地區的資金投入和科技支撐都相對較弱，進一步制約著當地經濟和社會的可持續高質量發展。

甘肅省地處青藏高原、內蒙古高原和黃土高原三大高原交匯地帶，地貌類型復雜多樣，氣候干燥，降水量少且分布不均。大部分耕地分布在水源缺乏或者水土流失、沙化、鹽堿化嚴重的地區，存在農作障礙、農業的自然生產力不高、中低產田的分布相對集中等問題。因此，研究和分析甘肅省中低產田的現狀及其改良技術措施，有針對性地實施改良改造，對改善農業生產條件和生態環境，提高土地產出率和經濟效益，增加農民收入，確保脫貧致富的成果具有重要而深遠的意義。多年來，甘肅省各級政府十分重視對中低產田的改造，先后組織實施了二次土壤普查、基本農田保護試點、河西地區綠肥豐收計劃、中低產田改造、瘠薄梯田改造、沃土工程、土壤有機質提升等項目，取得了一定的成效。

1 ? 甘肅中低產田面積及分布特征

中低產田是指土壤存在一種或幾種制約農業生產的障礙因素，農業單產相對低而不穩的耕 ?地［2 - 3 ］。由于劃分標準的差異，甘肅省中低產田的面積數據略有不同。楊重琴［4 ］認為甘肅省347.0萬hm2的耕地中，有3/4是中低產田；孫大鵬等［5 ］認為甘肅中低產田面積為260.0萬hm2。據2014年《甘肅農村年鑒》統計，當時全省耕地面積348.8萬hm2，其中中低產田面積達80%以上［6 ］；張東偉等［2 ］認為中低產田約占甘肅省耕地總面積的85%。綜上所述，甘肅省中低產田面積占耕地面積的75%～85%。

從甘肅省各市州中低產田分布（表1）可以看出，除了河西地區的石羊河、黑河、疏勒河三大內陸河灌區，中東部沿黃河主流及支流灌溉區和長江流域的河谷地區少數高產區域外，中低產田廣泛分布于甘肅全境，尤其是占全省耕地85%以上的隴東隴中干旱半干旱雨養農業區、隴南山地雨養農業區和甘南高原農業區，是甘肅中低產田的聚集區，集中了95%以上中低產田［2，7 ］?？偟膩砜矗拭C省中低產田面積大，分布廣，相對集中于中東部和南部雨養農業區。

甘肅地處西北內陸，屬大陸性溫帶干旱半干旱季風氣候，是全國最干旱的省份之一，也是典型的以旱作農業為主的省份。全省旱地面積239萬hm2，占耕地面積的70％［8 ］，旱地單產僅為水地的48％左右?？傊拭C中低產田的分布特征的核心因素是自然條件嚴酷和缺水多災，農業基礎薄弱。

2 ? 甘肅中低產田的成因及障礙因素分析

甘肅省中低產田的成因主要有以下四方面。第一，自然因素及土壤自身質地造成的土地生產力低下。由于自然及環境因素所致，甘肅省的耕地土壤耕作層淺薄，有機質含量普遍少；同時受到水土流失和山地地形因素制約，絕大多數耕地肥力屬于中下等。第二，低投入，輕管理。用地與養地脫節，產量潛力沒有充分發揮。第三，甘肅水資源總體缺乏，且時空分布不均；農村水利基礎設施尚不完善，特別是中部和東部地區大部分耕地還沒有灌排設施，現有的許多工程已超過規定的使用年限，普遍老化失修，功能衰減，制約了耕地地力的發揮。第四，農田生態環境保護不力，耕地質量破壞嚴重。由于不合理開發和使用土地，造成甘肅省中東部及南部局部土壤易遭受水蝕影響，耕地質量大幅下降；而在河西地區，由于不合理耕作、灌溉致使土壤鹽漬化、風蝕沙化時有發生，造成了局部土地生產力退化。

根據甘肅省的地形特點及土壤理化性狀，依據《全國中低產田類型劃分與改良技術規范》［3 ］，可將甘肅省中低產田劃分為6種類型，即干旱灌溉型、鹽堿耕地型、坡地梯改型、沙化耕地型、障礙層次型、營養瘠薄型［2， 9 - 10 ］。

2.1 ? 干旱灌溉型

主要分布在隴東和隴中及隴南的半干旱偏旱區、半干旱區、半濕潤偏旱區。主要是由于降水量不足或季節分配不合理，缺少必要的調蓄工程，以及受地形、土壤原因造成的保水蓄水能力缺陷等原因形成，在作物生長季節不能滿足正常的水分需求。

2.2 ? 鹽堿耕地型

主要分布在河西內陸河灌區和中部沿黃灌區。按照鹽堿地的形成和土壤分類標準，將鹽堿地劃分為潮土地、青白潮土、濕潮土和鹽化潮土。典型潮土地的主要限制因素為土壤根層含水量過多、質地粘重、耕性差、地溫涼、春秋返潮嚴重、封凍早、解凍遲，影響播期。青白潮土又稱鎂質堿化土，其主要限制因素為土體中有1層鎂質堿化層，水溶性鎂是水溶性鈣的十幾至幾十倍，pH在9.0以上，質地粘重、結構緊實、土質僵硬，植物根系不易伸長而呈雞爪狀。濕潮土主要分布在草甸土或草湖灘附近，主要限制因素為通體濕度大，銹紋銹斑分布較多，物理性能差，植物難以正常生長。鹽化潮土主要限制因素表現為作物鹽害，土壤鹽分含量達4～20 g/kg。

2.3 ? 坡地梯改型

主要分布在甘肅中東部黃土高原淺山地區。由于不合理開發和使用土地，該區域局部水土侵蝕嚴重，耕地質量下降。改坡地為梯田，通過修筑梯田梯埂等田間水保工程加以改良治理，將能有效改善耕地質量，提高農田生產力，更重要的是改善了水土流失的生態環境。

2.4 ? 沙化耕地型

主要分布在河西走廊巴丹吉林和騰格里沙漠邊緣地帶。此類耕地剖面通層含沙，土體質地粗糙，多為綿沙及沙土，耕層淺，耕性好而肥力低，保水保肥性能差。耕地易受風沙侵蝕，春季大風能吹走表土、打壞禾苗、埋沒農田。

2.5 ? 障礙層次型

重點分布在河西戈壁和沿山地區，主要包括漏沙型和腰沙型。土壤結構上表現出在深1 m的土體中有質地粗糙、結構松散的沙層或沙礫層，而生產上則表現為漏水、漏肥、不保墑、不抗旱，作物根系難以伸扎。

2.6 ? 營養瘠薄型

此類型分布最為廣泛，是甘肅中低產田的共有特征。具體表現為土壤有機質含量小于10 g/kg、堿解氮含量小于60 mg/kg、速效磷含量小于5 mg/kg，主要限制因素為土壤瘠薄、肥力低下。

3 ? 甘肅中低產田改良和治理的主要措施

3.1 ? 工程措施

主要是搞好平田整地、拉沙改土、深耕深翻，修建完善田間渠系配套工程，建立科學灌水制度，實行高效配水，提高水資源利用效率。甘肅省“十四五”規劃計劃新建高標準農田70.0萬hm2，累計建成183.3萬hm2旱澇保收、高產穩產高標準農田，以確保全省每年新增高效節水灌溉面積6.7萬hm2以上，高效節水灌溉面積達到100.0萬hm2，農田灌溉水有效利用系數達到0.59；新建戈壁農業1.5萬hm2，總面積達1.9萬hm2，并將高標準農田建設與撂荒地整治、高效節水灌溉、山旱地宜機化改造、農機農藝技術集成應用、綠色標準化生產基地建設、水土保持和生態建設等相結合，一體化推進糧食安全、生態保護、產業升級。

3.2 ? 生物措施

有機肥與無機肥合理配施，通過養畜增肥、增施農肥、平衡施肥、種植綠肥、秸稈還田、麥草覆蓋、地膜覆蓋等改良措施，以增加土壤碳素投入提高有機質含量為重點，逐年逐步提高土地生產力和土壤肥力。“十三五”期間，甘肅省畜禽糞污綜合利用率達78%，推廣測土配方為主的科學施肥技術368.0萬hm2，配方肥施用160.0萬hm2，有機肥施用200.0萬hm2以上。在牛羊養殖大縣實施糧改飼舉措，完成糧改飼面積57.3萬hm2。

3.3 ? 農業措施

作物合理布局，區域化種植，用地養地結合，以多項技術效應優化種植作物及復合群體的時空匹配，以長遠利益為導向，促成種植、養殖、林果、加工等各業協調有序地發展。甘肅省將在“十四五”期間，大力發展優質專用小麥，加強以抗銹為目標，兼抗其他多種病害、抗旱抗寒小麥新品種選育和示范推廣工作，不斷提升冬小麥綜合生產能力。重點推廣抗旱、抗病、抗倒、適宜密植、適宜機收的優質玉米新品種，逐步擴大糧飼兼用玉米種植面積。集中打造中部馬鈴薯高淀粉及菜用型生產區、河西灌區全粉及薯條（片）專用型生產區、南部早熟菜用型生產區，大力推廣馬鈴薯加工專用型品種，推進馬鈴薯品種有序更新換代和區域布局全面升級優化。加快棉花機采和輕簡化栽培技術試驗示范推廣，努力提高棉花種植效益以保護棉農的生產積極性。要因地制宜地發展雜糧雜豆和油菜、胡麻、油葵、紫蘇等油料作物，不斷調整和優化糧油品種結構布局，提高油料保障能力。

4 ? 甘肅省中低產田改良中采取的主要措施及其應用效果

從20世紀80年代開始，甘肅省先后在全省組織實施了“旱農綜合栽培技術示范推廣”“北方旱地農業耕作栽培技術推廣”“旱地玉米模式化栽培技術”“甘肅省地膜小麥穴播栽培技術示范推廣”“小麥地膜覆蓋栽培配套技術研究與推廣”“甘肅省小麥全生育期地膜穴播栽培技術示范推廣”“甘肅省旱作區膜側溝播優質高產栽培技術研究與示范推廣”等30多項旱作農業研究與示范推廣項目，在旱地農業方面取得了顯著的科技成果，有效地減輕了旱災造成的損失，旱作區農業綜合生產能力有了明顯提高。

近年來甘肅省農業科學院土壤肥料與節水農業研究所參與完成的國家科技支撐計劃課題“西部水土流失和瘠薄干旱中低產田改良技術集成示范（2012BAD05B03）”，研究提出適宜甘肅綠洲邊緣沙化與鹽漬化中低產田改良及地力提升的多項核心技術，成果技術輻射推廣面積累計達到6.7萬hm2以上。其推廣的主要技術措施及效果如下。

4.1 ? 旱地全膜雙壟溝播技術

主要針對甘肅省中東部旱作農業區降水量少、時空分布不均，集中降水時段與主要農作物需水關鍵期錯位，自然降水利用率低以及春旱嚴重常常無法下種等突出問題，采用全地面覆蓋地膜雙壟面集流溝播栽培。該技術集覆蓋抑蒸、壟面集流、壟溝種植于一體，改常規半膜覆蓋為全地面覆蓋地膜、改常規地膜平鋪為起壟覆膜、改常規壟上種植為溝內種植，適用于250～600 mm的旱作農業區。2005 — 2007年在甘肅省32個縣（區）累計示范推廣全膜雙壟溝播技術4.3萬hm2（其中玉米3.7萬hm2、馬鈴薯0.6萬hm2）。其中玉米平均產量達8 380 kg/hm2，比半膜平鋪栽培方式增產 ? ?2 271 kg/hm2，增產率為37.2%；馬鈴薯平均產量達28 913 kg/hm2，比半覆膜栽培方式增產6 945 kg/hm2，增產率為31.6%。全膜雙壟溝播項目區農田降水利用率最高可達75.2%，平均達到70.1%，較非項目區平均提高10個百分點；玉米最高水分利用效率達47.1 kg/（mm·hm2），平均達到27.7 kg/（mm·hm2），較非項目區平均提高6.9 kg/（mm·hm2）；馬鈴薯水分利用效率達19.2 kg/（mm·hm2），較非項目區平均提高4.1 kg/（mm·hm2）［11 ］。

4.2 ? 綠洲灌區沙化耕地修復與培肥技術

主要是針對沙化土壤保水保肥能力差、有機質含量不高、作物產量低下等問題，采用保水劑、改良劑、秸稈覆蓋、有機肥等技術措施來修復和培肥沙化土壤，集成了“保水劑+緩釋肥+有機肥”的風沙土培肥技術模式。該技術可以提高土壤有機質16.8%、土壤速效氮21.6%，化肥使用量減少10.0%，水分利用率提高16.8%，容重下降3.1%，玉米產量提高11.5%［12 ］。

4.3 ? 風沙土豆科綠肥作物與糧食作物輪作綜合利用技術

針對甘肅省綠洲邊緣沙化農區種植結構單一、水資源短缺、綜合生產能力低下的問題，在風沙土連片的民勤縣重興鄉紅旗村開展風沙土豆科綠肥作物與糧食作物輪作綜合利用研究，主要研究糧食作物（小麥、玉米、馬鈴薯）、經濟作物（向日葵和馬鈴薯）和綠肥牧草（苜蓿、草木樨、豌豆、冬油菜）之間的糧經草輪作技術。結果表明，“豌豆/玉米→麥/草木樨→草木樨/辣椒→馬鈴薯/豌豆”輪作模式較好，收益為3.19萬元/hm2，高于傳統輪作模式18.05%［12 ］。

4.4 ? 風沙土玉米秸稈帶膜還田提高土壤肥力技術

主要針對風沙土有機質低下、作物秸稈還田腐解難的問題，研究帶膜還田方式玉米秸稈的腐解特征及其對玉米產量的影響。研究結果表明，將玉米秸稈粉碎后翻壓的效果最好，180 d后的秸稈腐解率可以達到76.0%，同時玉米產量可提高9.47%［13 ］。

4.5 ? 沙化土壤玉米秸稈立地過冬覆蓋防風蝕技術

主要針對甘肅省綠洲邊緣耕地風蝕嚴重的問題，在甘肅武威市涼州區永昌鎮白云村和民勤縣重興鄉紅旗村開展了沙化土壤防風蝕技術研究，采用秸稈立地過冬、秸稈覆蓋、作物秸稈高留茬等技術措施來防止水土流失。提出了沙化土壤玉米秸稈立地過冬覆蓋防風蝕技術模式，該技術模式相對傳統耕作風蝕量減少55.6%，土壤有機質含量提高7.1%～9.6%，水解氮含量提高8.1%～16.9%，速效鉀含量提高6.2%～22.0%，速效磷含量提高9.2%～10.6%，作物產量增加2.6%～6.7%［14 ］。

4.6 ? 綠洲邊緣沙化中低產田改良及地力提升關鍵技術

一是沙化土壤冬春季綠色覆蓋草田輪作土壤培肥技術，該技術在甘肅省民勤縣重興鄉示范 ? ? ?1 000 hm2，玉米平均增產3 150 kg/hm2，增加純收益4 725元/hm2［13 ］。二是沙化土壤秸稈立地過冬帶狀覆秸還田技術，該技術在甘肅武威市涼州區和民勤縣共示范3 533 hm2，示范區作物產量增加2.6%～6.7%，增加產值750～1 200元/hm2［13 ］。三是高效固沙林藥植物栽培模式，該技術在甘肅民勤推廣人工接種肉蓯蓉733 hm2，肉蓯蓉產量1 500 kg/hm2以上，純利潤約3.75萬元/hm2［13 ］。

4.7 ? 鹽漬化土壤調理劑研發與應用

針對甘肅省鹽堿土面積大和磷石膏等工農業廢棄物資源豐富的現狀，開展利用磷石膏為主要原料研發土壤調理劑的研究，成功研制出鈉質堿化土壤改良劑，并委托甘肅甕?；び邢薰局性嚿a物化成產品。建立鹽堿土改良劑示范區1個，試驗示范13.4 hm2，核心示范266.0 hm2，輻射示范5 133.0 hm2［15 ］。并且在不同地區形成了不同的應用技術模式：如在甘肅中東部地區蘋果葉緣焦枯果園形成了“深翻+撒施磷石膏土壤改良劑+果園秸稈覆蓋+灌水”技術模式，可使蘋果葉緣焦枯防治率達到95%以上，蘋果增產率達17.8%，商品果率提高20%以上，增收7 500～15 000元/hm2，經濟社會效益顯著。在甘肅河西走廊和沿黃灌區次生鹽漬化土壤棉花、玉米和油葵等作物種植過程中形成了“深翻+撒施磷石膏土壤改良劑+灌水+覆膜+耐鹽品種”技術模式［16 ］。

4.8 ? 耐鹽堿生物菌肥引進與篩選

針對化學改良劑投入成本高、效果不穩定、對土壤環境負面影響大等問題，引進含有不同微生物菌株的菌肥（丹路菌劑、源崗生物菌劑、十三金復合菌劑、億耕復合菌劑、億耕解磷生物菌劑）開展試驗，研究其對鹽堿地的改良效果及土壤環境變化特征，從中篩選出了丹路菌劑和億耕解磷菌劑2種適合在甘肅沿黃灌區使用的微生物肥料，并提出其田間適宜施用量為900 kg/hm2和 ? ?75 kg/hm2。

針對鹽堿化土壤肥料利用率低，尤其以磷肥最為明顯等問題，在鹽堿化土壤上進行微生物菌劑和磷肥配施試驗，結果表明磷肥配施微生物菌劑可增加作物產量210～390 kg/hm2，增幅3.65%～8.81%。其中在低施磷水平下配施微生物菌劑的效果尤為顯著，推薦小麥在施純磷120 kg/hm2的基礎上配施微生物菌劑150 kg/hm2，效果最佳［17 ］。

4.9 ? 耐鹽高效作物品種引進與篩選

針對甘肅鹽堿荒地和次生鹽漬化耕地缺乏耐鹽高效作物與品種問題，以耐鹽、高效為目標，開展糧食、油料、經濟作物的品種引進和篩選，比較不同作物品種在不同類型鹽堿地上的耐鹽能力，篩選出玉米、油葵耐鹽高效作物品種各2個。在甘肅省農業科學院白銀沿黃灌區農業試驗站進行田間耐鹽品比試驗，其中，引進的玉米品種敦玉10號、大豐30、寧玉524、隴單10號、敦玉46、先玉335、隴玉033、潞玉36、億得豐528、金穗4號，比對照品種沈單16號增產237.0～4 044.7 kg/hm2，增幅為2.13%～36.37%；篩選出適合沿黃灌區種植的玉米品種先玉335、敦玉10號，平均折合產量分別達14 007.0、15 165.2 kg/hm2。引進的7個油葵品種西域朝陽、康地5號、康地、S672、美國矮大頭、DW667矮大頭等比對照品種法A15增產55.0～800.0 kg/hm2，增幅為1.76%～25.64%；篩選出適合沿黃灌區種植的油葵品種西域朝陽、康地5號，平均折合產量分別達3 920.0、3 885.0 kg/hm2［17 - 18 ］。

5 ? 對策建議

中低產田改良是一個系統工程，涉及土壤、植物營養、節水、耕作栽培、土壤微生物等多個學科，需要各學科聯合攻關來有效推進中低產田改良和農業可持續發展。近年來，我國制定和出臺多項改良中低產田相關政策，上馬了高標準農田建設、中低產田改造等多項建設和科研項目，甘肅中低產田的改造也迎來了新的機遇。甘肅中低產田面積大分布廣，旱區以干旱瘠薄型和水土流失型為主，灌區以鹽堿地和風沙土為主，改造潛力十分可觀，改良任務也十分艱巨。建議目前應加強以下五方面的工作：一是完善農田基礎設施建設，加強高標準農田建設進度，推進農田生態修復、推廣綠色高質高效技術，不斷提升耕地質量，健全耕地質量監管機制；二是實施退化耕地治理，集成測土施肥、增施有機肥、綠肥種植、鹽堿地改良等高效綠色技術，提升土壤有機質含量，快速培肥新增耕地，提高耕地質量；三是灌區加強農業節水精細化管理，積極推進農田高效節水灌溉技術，推廣噴灌、微灌、管道灌溉、水肥一體化技術；四是旱作農業區積極發展集雨節灌，增強蓄水保墑能力，推廣座水播種、集雨補灌、地膜覆蓋保墑等技術，提高降水利用率；五是針對河西及沿黃灌溉農業區等鹽堿地嚴重區，采取集中治理土壤鹽漬化的工程和生物綜合措施。

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收稿日期：2022 - 11 - 07

基金項目：國家重點研發計劃（2022YFD1900204）。

作者簡介：孫建好（1972 — ），男，甘肅永登人，副研究員，主要從事植物營養研究工作。Email： sunjianhao@126.com。