農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)用地的土壤改良與培肥

石 磊，李克民，楊久臣

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081)

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農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)用地的土壤改良與培肥

石 磊，李克民*，楊久臣

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081)

農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)地是農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的重要載體。文章以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗(yàn)基地為例，分析了試驗(yàn)地的特點(diǎn)，指出了試驗(yàn)地土壤改良和培肥的目標(biāo)，并從優(yōu)化耕作制度，制定合理的施肥和種植制度等方面提出了改良和培肥試驗(yàn)地的主要措施，以期使農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)用地保持地力充裕，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)地，改良和培肥，耕作制度，合理施肥，種植制度，可持續(xù)發(fā)展

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)直接管轄7個(gè)試驗(yàn)基地，占地面積289hm2，主要承擔(dān)國(guó)家“863”、 “973”計(jì)劃、轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)、國(guó)家科技支撐計(jì)劃和國(guó)家重大科技專項(xiàng)等多項(xiàng)國(guó)家重大項(xiàng)目的試驗(yàn)種植任務(wù)(包括培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗糧食作物良種并研究其配套栽培技術(shù)；作物原種、原原種種植任務(wù)；作物品種資源保重、性狀鑒定以及品種檢疫工作等)，同時(shí)還承擔(dān)作科所小麥區(qū)域試驗(yàn)、作科所小麥新品種展示、國(guó)家小麥、玉米新品種展示等任務(wù)[1]。為了實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)地的可持續(xù)耕作，確保種植試驗(yàn)?zāi)軌蚩陀^，真實(shí)的反應(yīng)其研究目標(biāo)，在試驗(yàn)地常年種植的過程中，應(yīng)堅(jiān)持用地養(yǎng)地相結(jié)合的原則，不斷進(jìn)行土壤改良和培肥，使試驗(yàn)地保持地力充裕，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為此，特根據(jù)多年的實(shí)踐總結(jié)歸納了農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)用地改良和培肥試驗(yàn)地的主要措施。

1 試驗(yàn)地的特點(diǎn)

一是試驗(yàn)地大部分都屬于租賃土地，而土地流轉(zhuǎn)涉及多戶農(nóng)田，因此土壤肥力水平不齊，土地高低不平。二是試驗(yàn)地不同于普通生產(chǎn)農(nóng)田，需要根據(jù)研究項(xiàng)目或者課題組需求對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行分割，形成多塊小面積的試驗(yàn)用地，所以在種植過程中不便于大型機(jī)械化作業(yè)。三是試驗(yàn)地種植作物種類相對(duì)固定，受到試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施年限、實(shí)施方案、實(shí)施內(nèi)容等的制約，不易安排倒茬輪作制度，易發(fā)生土壤連作障礙。四是根據(jù)不同試驗(yàn)需求，在整個(gè)種植管理過程中不僅要采用精細(xì)化管理模式，還要嚴(yán)格按照試驗(yàn)需求采取不同的管理措施。

2 試驗(yàn)地改良和培肥的目標(biāo)

一是要根據(jù)試驗(yàn)布局、灌溉條件等將試驗(yàn)地進(jìn)行土地平整，便于試驗(yàn)種植及管理。二是保持一定的耕層和較高的土壤熟化程度，一般要求熟化耕作層厚度為20～30cm，并保持耕層土質(zhì)疏松多孔，土體結(jié)構(gòu)良好，防止返生，板結(jié)等現(xiàn)象發(fā)生。三是既要保持土壤肥力水平均勻一致，養(yǎng)分均衡充足，保肥、供肥能力強(qiáng)，防止因地力透支而影響試驗(yàn)效果，也要避免試驗(yàn)用地肥力水平過高，脫離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。四是土壤酸堿度適宜，pH值一般在6～7.5之間，防止土壤鹽堿化或者酸堿化現(xiàn)象發(fā)生[2]。

3 試驗(yàn)地改良和培肥的措施

3.1 土地平整與合理耕作相結(jié)合，不斷熟化耕層

由于大部分科研試驗(yàn)地屬于流轉(zhuǎn)土地，因此具有土地不平整，肥力不均勻等特點(diǎn)，又受到試驗(yàn)需求的限制，試驗(yàn)地塊相對(duì)比較小，給耕作和灌溉帶來了極大的困難。近幾年來，隨著我所試驗(yàn)地面積的不斷增加，各個(gè)試驗(yàn)基地積極購(gòu)置精密激光平地設(shè)備，對(duì)新增的試驗(yàn)地塊進(jìn)行大平大整，對(duì)原有的試驗(yàn)地進(jìn)行精細(xì)平整，使得90%的試驗(yàn)地高低誤差小于5cm。同時(shí)積極申請(qǐng)項(xiàng)目資金通過鉆井、修建基地排灌渠、修建田間道路等基礎(chǔ)設(shè)施，使得試驗(yàn)地可采用統(tǒng)一的耕作、栽培措施和水肥管理，減小了試驗(yàn)誤差。另外由于試驗(yàn)地塊分割細(xì)化，長(zhǎng)期采用單一耕作模式容易導(dǎo)致犁底層上移，土壤物理性狀惡化，蓄水能力下降，影響作物根系生長(zhǎng)。針對(duì)上述問題及作物根系特征，確定熟化耕作層厚度為30-40cm，利用深松機(jī)、翻轉(zhuǎn)犁、旋耕機(jī)、圓盤耙等設(shè)備結(jié)合試驗(yàn)地的區(qū)域種植制度及特點(diǎn)進(jìn)行合理的深耕，有效地改善土壤物理結(jié)構(gòu)，使僵土變活土，生土變熟土，提高土壤保水保肥的能力。

3.2 調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)與比例，改善土壤肥力

施肥是試驗(yàn)地肥力和生產(chǎn)力提升的最重要手段，施肥技術(shù)的改進(jìn)和施肥量的合理化，對(duì)農(nóng)業(yè)科研成果的培育起著至關(guān)重要的作用[3]。由于作物生長(zhǎng)需要吸收養(yǎng)分，因此，如果不相應(yīng)補(bǔ)給有機(jī)質(zhì)和氮磷鉀等物質(zhì)，將導(dǎo)致試驗(yàn)地中有機(jī)質(zhì)消耗，土壤養(yǎng)分得不到有效補(bǔ)給，氮素循環(huán)往往呈現(xiàn)負(fù)值，而施肥不當(dāng)則會(huì)引起土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)的供應(yīng)失衡，造成試驗(yàn)田磷肥“饑荒”和鉀素的虧損[4]，導(dǎo)致試驗(yàn)地地力水平退化，最終影響試驗(yàn)結(jié)果。因此，通過種植綠肥、秸稈還田、施用腐熟有機(jī)肥等方式增加有機(jī)肥施用量，根據(jù)試驗(yàn)地養(yǎng)分特點(diǎn)和種植作物的需肥規(guī)律調(diào)整化肥的施用結(jié)構(gòu)和比例，改進(jìn)施肥方式，制定科學(xué)合理化的有機(jī)-無機(jī)相結(jié)合施肥制度，可以有效提升試驗(yàn)地地力水平[5][6][7]，使其能夠真實(shí)、客觀的反應(yīng)科研試驗(yàn)的結(jié)果，有利于科研試驗(yàn)成果的轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)管轄的試驗(yàn)地，在前茬作物收獲后利用秸稈粉碎機(jī)、圓盤耙、翻轉(zhuǎn)犁等農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備100%全部進(jìn)行秸稈翻壓還田。在新鄉(xiāng)試驗(yàn)基地，小麥試驗(yàn)收獲后，部分試小麥試驗(yàn)地種植玉米，采用玉米直接掩青的方式進(jìn)行還田，同時(shí)撒施一定量的速效氮肥，以利于加速玉米青物質(zhì)的腐解。根據(jù)試驗(yàn)地的區(qū)域特點(diǎn)及試驗(yàn)需求，在小麥試驗(yàn)收獲后，在小麥試驗(yàn)地種植大豆綠肥直接翻耕，適時(shí)還田。同時(shí)對(duì)試驗(yàn)地逐年增施腐熟有機(jī)肥。通過以上三種方式改善土壤物理性狀，增強(qiáng)土壤生物和多種酶的活性，提高有機(jī)質(zhì)含量，從而改善地力水平[8]。另外，根據(jù)不同作物的需肥規(guī)律，結(jié)合土壤養(yǎng)分含量采用測(cè)土配方施肥調(diào)整化肥施用結(jié)構(gòu)和比例，同時(shí)采用緩釋性作物專用肥(一次施肥不追肥)，對(duì)不同作物按需施肥，有效減少化肥施用數(shù)量，遏制因化肥施用過量導(dǎo)致土壤板結(jié)、環(huán)境污染等問題，同時(shí)減少種植成本。

3.3 制定合理的種植制度

科研試驗(yàn)地的種植制度的形成除受到氣候、土壤等諸多自然條件以及灌溉、施肥等人為條件影響外，還受到試驗(yàn)項(xiàng)目方案、內(nèi)容及年限等限制，因此需要結(jié)合土壤適宜性和試驗(yàn)需求合理安排茬口。如河南新鄉(xiāng)試驗(yàn)基地屬于黃淮海平原一年兩熟區(qū)，實(shí)行小麥試驗(yàn)田-大豆綠肥輪作，玉米試驗(yàn)田-小麥生產(chǎn)田輪作，大豆試驗(yàn)田-小麥生產(chǎn)田輪作；北京順義試驗(yàn)基地屬于兩年三熟區(qū)，實(shí)行小麥試驗(yàn)田-大豆綠肥輪作，玉米試驗(yàn)田和大豆試驗(yàn)田根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容每年進(jìn)行換地倒茬，避免大豆試驗(yàn)田重茬、迎茬；吉林公主嶺試驗(yàn)基地屬于一年一熟區(qū)，除栽培試驗(yàn)外的玉米試驗(yàn)田和大豆試驗(yàn)田均進(jìn)行循環(huán)換地倒茬。根據(jù)試驗(yàn)基地所在區(qū)域氣候、土壤等自然條件、耕作管理水平和試驗(yàn)需求等要素，制定合理的種植制度，力求因地種植，用養(yǎng)結(jié)合，是提高科研試驗(yàn)地地力的重要手段之一。

3.4 土壤水分管理和調(diào)控

水是生命之源，是作物生長(zhǎng)和試驗(yàn)地地力提升的重要因子。土壤剖面中各種物質(zhì)的運(yùn)移均離不開水，同時(shí)土壤水在很大程度上參與土壤中礦物質(zhì)的風(fēng)化、有機(jī)質(zhì)合成和分解等諸多過程，水分過多或者不足都將嚴(yán)重制約這些過程的正常進(jìn)行。同時(shí)水是非再生資源，發(fā)展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。我所試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)7個(gè)試驗(yàn)基地已經(jīng)全部完成灌溉設(shè)施改造工程，采用噴灌、微噴、滴灌、土渠輸水等相結(jié)合的方式進(jìn)行灌溉，針對(duì)不同作物種類進(jìn)行播種前適時(shí)造墑，播種后及時(shí)噴灌保證出苗率，在重點(diǎn)生育期進(jìn)行及時(shí)灌溉滿足作物生長(zhǎng)和試驗(yàn)地地力提升對(duì)水分的需求，不僅提升了作物生長(zhǎng)對(duì)水分的利用率，避免水資源浪費(fèi)，也有利于試驗(yàn)地土壤物理狀況的有效改善、有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量的提升，從而使試驗(yàn)地生產(chǎn)力得到正常發(fā)揮，保證了科研試驗(yàn)的順利開展。

農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)地是農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的重要載體，根據(jù)試驗(yàn)需求及區(qū)域特征合理安排輪作，采用有機(jī)-無機(jī)相結(jié)合的科學(xué)化施肥措施，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械化的作用，針對(duì)不同區(qū)域制定相應(yīng)的耕作制度，以達(dá)到因地種植，用養(yǎng)結(jié)合的效果，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)地利用的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技成果的轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用。

[1] 石磊，李克民．農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)基地管理初探-以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所為例[J]．農(nóng)業(yè)科技管理，2015，34(2)：55-58．

[2] 胡啟山．旱地改良與培肥 [J]．科學(xué)種養(yǎng)，2010，11：63．

[3] 曾希柏等．耕地質(zhì)量培育技術(shù)與模式[M]．北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[4] 王步奇．旱地農(nóng)田土壤培肥技術(shù)[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)信息，2011，07：24-26．

[5] 李秀英，趙秉強(qiáng)，李絮花，等．不同施肥制度對(duì)土壤微生物的影響及其與土壤肥力的關(guān)系[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38(8)：1591-1599．

[6] 龔偉，顏曉元，王景燕．長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤肥力的影響[J]．土壤，2011，43(3)：336=342．

[7] 柳影，彭暢，張會(huì)民，等．長(zhǎng)期不同施肥條件下黑土的有機(jī)質(zhì)含量變化特征[J]．中國(guó)土壤與肥料，2011，(5)：7-11

[8] 徐明崗，盧昌愛，李菊梅．農(nóng)田土壤培肥[M]．北京：科學(xué)出版社，2009．

Amending and Fertilizing of Agricultural Scientific Research Cultivated Land

SHI Lei，LI Ke-min*，YANG Jiu-chen

(InstituteofCropScience，ChineseacademyofAgriculturalSciences，Beijing，100081，China)

Agricultural scientific research cultivated land is a significant carrier of agricultural science and technology achievement transformation. Taking Agricultural Scientific Research cultivated land of Institute of Crop Science of CAAS as a case, the traits of agricultural scientific research cultivated land was analyzed in the paper. The aims of amending and fertilizing for agricultural scientific research cultivated land were pointed out. The key measures of cultivated land amending and fertilizing were discussed from optimizing cultivation system, formulating the rational fertilization and planting system to keep high fertility levels of agricultural scientific research cultivated land and achieve sustainable development.

agricultural scientific research cultivated land; amending and fertilizing; cultivation system; rational fertilization; planting system; sustainable development

2016-08-02

石磊(1984-)，女，農(nóng)藝師，主要研究方向：農(nóng)業(yè)科研試驗(yàn)基地管理。

李克民。