開平市水稻田地力評(píng)價(jià)及土壤改良措施

馬曉曉，張祥會(huì)，甘思傳，方壽山，伍偉鵬

(1．開平市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東開平 529300;2．廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東廣州 510507;3．開平市農(nóng)業(yè)局，廣東開平 529300)

近幾年來(lái)，由于受水土資源和大環(huán)境氣候改變的影響，我國(guó)乃至全球性的糧食安全問(wèn)題都變得日益尖銳。據(jù)國(guó)土資源部發(fā)布的第二次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù)，全國(guó)耕地面積(2009年)達(dá)13 538．5萬(wàn)hm2，其中大量耕田需按照國(guó)家政策退耕還林、還濕、還草以及耕田修養(yǎng)生息;另外，有很多耕地受到中度、重度污染等。因此，作為土壤精華的耕地，無(wú)論在數(shù)量上還是質(zhì)量上情形都不容樂觀［1－3］。這種情況使得我國(guó)的糧食安全問(wèn)題更加突出。為了解決這一難題，唯一途徑就是提高我國(guó)耕地的質(zhì)量和生產(chǎn)能力［4］。目前，基于GIS平臺(tái)的耕地地力評(píng)價(jià)使得人們能夠清晰、客觀地掌握耕地地力及其耕地各肥力因子的時(shí)間、空間變化特點(diǎn)，洞察耕地這一資源在面積、質(zhì)量的空間變化［5－8］。這對(duì)于有效且合理的利用耕地、提高耕地的地力具有重要意義。

開平市地處112°13'～112°48'E，21°56'～22°39'N，處于南亞季風(fēng)氣候區(qū)。開平市水稻土總面積為32 702 hm2，其面積約占總耕地面積的84．81%，占耕地面積的絕大多數(shù)。因此，筆者以開平市水稻土為例，探討該市耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立，在此基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)存的土壤問(wèn)題提出改良建議，以期提升該市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

1 開平市水稻土土壤概況

開平市水稻土主要分布于潭江沿岸的平原地帶、寬谷盆地、丘陵坡地以及山坑峽谷。由于耕作，土壤熟化程度高，且犁作層與犁底層的分界線明顯。其中，淹育型水稻土占總水稻土的3．24%，潴育型水稻土占水稻土總面積的大多數(shù)，達(dá)93．37%，剩下潛育型水稻土、滲育型水稻土、沼澤型水稻土分別占水稻土總面積的2．57%、0．55%和0．77%。

2 開平市水稻土的耕地地力評(píng)價(jià)

2．1 開平市水稻田地力評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 針對(duì)影響開平市水稻田地力的主要因素，并且結(jié)合該市土壤和實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，采用《全國(guó)耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》及3S技術(shù)，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，選擇立地條件、土壤理化性狀、土壤管理和剖面構(gòu)型等12個(gè)指標(biāo)為評(píng)價(jià)依據(jù)［7］，形成適合該市水稻土耕地地力的評(píng)價(jià)體系(表1)。

表1 開平市水稻土地力評(píng)價(jià)體系

2．2 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算 對(duì)開平市水稻田地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層和評(píng)價(jià)指標(biāo)層賦值，通過(guò)建立層次模型結(jié)構(gòu)和相關(guān)的判斷矩陣，得到各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。然后，將各準(zhǔn)則層與評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行乘積，所得結(jié)果即是指標(biāo)層的地力組合權(quán)重(表2)。

2．3 開平市水稻土地力等級(jí)的劃分 根據(jù)以上綜合指數(shù)的變化規(guī)律，采用等距法確定對(duì)水稻土進(jìn)行分級(jí)的方案，最后利用分等方案劃分各個(gè)評(píng)價(jià)單元的等級(jí)(表3)。

3 開平市各等級(jí)水稻土地力等級(jí)特征

3．1 水稻土各地力等級(jí)的土壤理化狀況 為了能夠?qū)Ω鞯燃?jí)的不同水稻田有針對(duì)性地進(jìn)行土壤改良，對(duì)開平市水稻田同一等級(jí)的水稻土壤進(jìn)行了理化性狀的相關(guān)化驗(yàn)，得到各等級(jí)土壤的理化性狀(表4)。根據(jù)不同的理化性狀，2～8級(jí)水稻田的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀含量都大致呈逐步下降的趨勢(shì)。根據(jù)水稻田土壤理化狀況變化規(guī)律，可以科學(xué)地對(duì)各級(jí)水稻土進(jìn)行改良。

表2 開平市水稻土土壤地力評(píng)價(jià)因子組合權(quán)重

表3 開平市水稻土地力等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

3．2 開平市水稻田不同地力等級(jí)的分布情況 開平市水稻田地力等級(jí)可將8級(jí)土壤分為高產(chǎn)田(二級(jí)地)、中產(chǎn)田地(包括三級(jí)地、四級(jí)地、五級(jí)地)和低產(chǎn)田(包括六級(jí)地、七級(jí)地、八級(jí)地)。由表3可知，高產(chǎn)田、中產(chǎn)田、低產(chǎn)田面積分別占總水稻田面積的4．79%、64．07%、31．14%?？梢姡_平水稻土地力總體一般，屬于中等偏上水平。

4 開平市水稻田中低產(chǎn)田的成因分析

開平市現(xiàn)有中低產(chǎn)水稻田面積約占總水稻田面積的95．21%。曾希柏等［9］研究表明，從耕地本身、改良難易程度、改良成果等方面進(jìn)行考慮，中產(chǎn)田和低產(chǎn)田存在著很大的差異。對(duì)于中產(chǎn)田，制約其肥力發(fā)揮效果和農(nóng)作物產(chǎn)量的主要障礙因素在很大程度上來(lái)自耕作、管理、施肥以及由此所誘發(fā)的土壤因子變化。我們通?？梢酝ㄟ^(guò)作物改良、耕作和施肥優(yōu)化等來(lái)優(yōu)化。然而，低產(chǎn)田則是由于耕地本身存在著限制因素，這些地的產(chǎn)量低于當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田的30%。

表4 開平市不同等級(jí)水稻土的理化性狀

開平市低產(chǎn)水稻田面積約占總水稻田面積的1/3左右。這些低產(chǎn)的水稻田普遍存在“砂、淺、瘦、斑、旱、澇、漬”等肥力障礙因素。產(chǎn)生低產(chǎn)水稻田的障礙因素主要包括以下幾點(diǎn):水土流失，排灌條件差;投入不足，粗放經(jīng)營(yíng)，耕地地力退化;部分地區(qū)農(nóng)田基本設(shè)施落后，抵御自然災(zāi)害能力弱。這些原因?qū)е麻_平市低產(chǎn)水稻田的產(chǎn)生。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，繼續(xù)擴(kuò)大耕地面積的潛力已不大。這就決定我國(guó)糧食增產(chǎn)必須從提高單位面積的產(chǎn)量入手［10］。因此，如何有針對(duì)性地改良這些低產(chǎn)水稻田，是制約開平市農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大難題。

5 低產(chǎn)水稻田的改良措施

5．1 灌溉改良型低產(chǎn)田的改良 該類型的耕地具有以下特點(diǎn):地勢(shì)高，受沖刷，砂粒多，養(yǎng)分低，漏水漏肥，土層淺薄。針對(duì)這些特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中要注意解決水源，修筑梯梗，完善排灌系統(tǒng)，并且抓好水旱輪作，增施有機(jī)肥，逐步加深耕層，提高地力，并且注意修好環(huán)山溝、攔洪溝，防止水土流失。

5．2 潛漬稻田型低產(chǎn)田的改良 該類型水稻低產(chǎn)田的主要障礙因素是地下水位高、排水不良、有機(jī)質(zhì)分解慢、速效養(yǎng)分低。而該類水田改良的關(guān)鍵是健全排水系統(tǒng)，排除田間漬澇;改革耕作制度，水旱輪作，翻耕曬垡，進(jìn)行水、肥、氣、熱的調(diào)節(jié)性改良;適當(dāng)增肥，改善土壤營(yíng)養(yǎng);因地制宜，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。

5．3 瘠薄培肥型和過(guò)砂過(guò)黏型低產(chǎn)田的改良 該類型低產(chǎn)水稻田的特點(diǎn)是水稻田砂化、土壤板結(jié)、黏度較大、耕地層較薄，而且土壤肥力較差，部分土壤酸化嚴(yán)重、耕地毒化。根據(jù)這些障礙因素的差異，可將其歸納為黏瘦型水稻土、緊實(shí)型水稻土和黃泥田類水稻土。

5．3．1 黏瘦型水稻土及其改良。該類水稻土質(zhì)地黏重，土壤極易板結(jié)，通透性差，有機(jī)質(zhì)貧乏，有效養(yǎng)分不高。改良措施有摻砂改黏，疏松土壤;早中耕，深中耕，促進(jìn)土壤中氣體交換和養(yǎng)分分解;最重要的是，增施有機(jī)肥，特別是含大量纖維素的有機(jī)肥，如增施綠肥、秸稈還田等［11］。

5．3．2 緊實(shí)類水稻土及其改良。該類水稻田的主要障礙因素為:質(zhì)地粗，黏著力不強(qiáng)，易沉實(shí)淀漿板結(jié);黏力膠體低，保蓄能力差，交換量低，保肥、供肥能力差;非毛管孔隙多，不保水分，易滲漏，抗旱能力差;有機(jī)質(zhì)含量少，養(yǎng)分貧瘠。對(duì)于該類土壤，很難根本性地解決以上問(wèn)題，只能逐步改良，從客土(入泥改土)、增施有機(jī)肥和耕作制度改革(即水旱輪作)3個(gè)方面入手。

5．3．3 黃泥田類水稻土及其改良。該類水稻土具有黏、淺、瘦、酸等特點(diǎn)，即土壤熟化程度低，耕層淺瘦，土質(zhì)黏重，耕性差，含養(yǎng)分量低，水稻回青慢，發(fā)科少，產(chǎn)量不高。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)改良時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):搞好水土保持，做到治山、治水、治土三結(jié)合;增施有機(jī)肥，結(jié)合深耕改土，增施綠肥;適當(dāng)施用石灰，并且配施鉀肥，氮肥要協(xié)調(diào)施用;水旱輪作。

5．4 耕地毒化現(xiàn)象的原因和改良措施 針對(duì)存在的土壤毒化問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題出現(xiàn)的原因進(jìn)行分類解決，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是化肥施用不合理、人為耕地污染(不合理采礦、垃圾廢水等污染)。

化肥的施用不合理主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。①肥料施用的不合理搭配，使得耕地的養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)。有研究表明，單獨(dú)施用氮肥或氮肥與鉀肥會(huì)導(dǎo)致耕地中土壤磷流失增加，而且氮肥也會(huì)降低土壤中錳、鋅元素的有效含量。在中性或石灰性的耕地土壤中，長(zhǎng)時(shí)間的施用鉀肥后該耕地中的鈣元素會(huì)減少，而且出現(xiàn)土壤板結(jié)問(wèn)題。土壤中有機(jī)質(zhì)的含量會(huì)影響土壤養(yǎng)分的有效性轉(zhuǎn)化。故不合理的施用化肥會(huì)使得耕地中一些微量元素尤其是以有效態(tài)存在的微量元素含量下降，從而成為一種養(yǎng)分障礙因素，使得植物無(wú)法按照自己生長(zhǎng)階段以及科學(xué)比例吸收耕地中的所需養(yǎng)分［12－15］。②過(guò)量施肥對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染，甚至毒害作用。有研究表明，我國(guó)的化肥使用量已達(dá)到世界平均水平的2．9倍［16］，但是肥料的利用率僅為發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的35%。這說(shuō)明所施肥料僅有很少部分被作物利用，絕大多數(shù)則進(jìn)入大環(huán)境中。過(guò)量磷肥進(jìn)入水域中，會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，嚴(yán)重的造成水體老化，影響飲用水;磷肥中一般含有重金屬如鎘、鈾等，會(huì)造成土壤重金屬的積累。長(zhǎng)期使用氯化鉀，會(huì)使土壤酸化，造成土壤中過(guò)多活性鋁的出現(xiàn)。這些都會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用。大量使用氮肥，使得土壤中無(wú)機(jī)氮含量偏高，最終使得所種植的作物硝酸鹽含量增加。這會(huì)使得消費(fèi)者因?yàn)閿z入較多的硝酸鹽，產(chǎn)生中毒反應(yīng)，甚至增加罹患癌癥的幾率。

在具體的耕地改良中，要做到以下兩點(diǎn)。①加強(qiáng)宏觀調(diào)控，即國(guó)家和政府部門應(yīng)進(jìn)一步加大對(duì)測(cè)土配方等項(xiàng)目的資金和技術(shù)投入;②結(jié)合施用化肥和有機(jī)肥料，同時(shí)在施用化肥時(shí)，要按照作物生長(zhǎng)發(fā)育的施肥規(guī)律以及土壤的供肥特性、肥料效應(yīng)合理的、有結(jié)構(gòu)的施肥，并且注重對(duì)耕地中微量元素的補(bǔ)施。

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