宋學忠 劉赫 張延紅
摘要:
從土地資源保護和緩解土壤退化角度而言,水土保持是國土整治與江河治理的根本。本文從水土保持工作的重要性入手,系統(tǒng)剖析了3類水土保持農業(yè)技術措施,旨在為緩解水土流失農耕措施的制定提供技術參考。
關鍵詞:
水土保持;農業(yè)技術措施;坡耕地;水土流失
中圖分類號:S157
文獻標識碼:A
DOI:1019754/jnyyjs20200630040
水土保持工作是國土整治、糧食安全的重要保障。近年來,我國水土流失趨勢明顯,土壤肥力不斷退化,糧食安全受到極大威脅。由于我國坡耕地面積較大,土壤大面積板結,以東北黑土區(qū)為例,盡管開發(fā)較晚,但與同為黑土區(qū)的美國大平原和烏克蘭平原相比,土壤保水蓄肥能力更弱、水土流失更為嚴重,主要因素在于降水、氣溫的季節(jié)變化和風力吹蝕[1];從社會因素來看,耕作制度不合理,如順坡作壟、種地不養(yǎng)地、土地深耕不夠、犁底層變淺等,以及過度破壞植被,如毀林毀草開荒、過度放牧、開礦挖山、大河淘沙等現(xiàn)象使植被覆蓋率減少。
1水土保持重要性分析
水土保持是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。水土資源和生態(tài)環(huán)境是人類繁衍生息和農業(yè)生產的基礎,是社會發(fā)展和進步過程中不可替代的物質基礎。加大水土保持力度,維護生態(tài)環(huán)境健康[2],是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。水土保持的根本任務在于防治水土流失,這是資源與環(huán)境的高度融合,解決重大生態(tài)環(huán)境問題的起點和焦點。水土流失嚴重將導致資源破壞、生態(tài)環(huán)境惡化,嚴重威脅我國的糧食安全,制約經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。水土資源和生態(tài)環(huán)境是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需要解決的2大制約因素。搞好水土保持,防止水土流失,是保護和合理利用水土資源,維持和改善生態(tài)環(huán)境必不可少的有效手段,是農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。
水土流失是人與自然不再和諧的重要體現(xiàn),是人類不合理開發(fā)水土資源或者濫用水土資源產生的嚴重后果。水土流失具有難以逆轉的破壞性,即破壞耕地、削弱耕作層結構,從而導致農業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化,引發(fā)河流、湖泊和水庫淤積,加劇自然災害。因此,水土保持不僅是促進人與自然和諧相處的重要手段,還是實現(xiàn)人與自然和諧相處的必然選擇。在我國,坡耕地是人類從事農業(yè)生產的主要場所,水土流失嚴重會導致耕作層土壤養(yǎng)分流失,降低土地生產力和土壤潛在肥力,這對農業(yè)生產和經(jīng)濟發(fā)展極為不利[3]。因此,坡耕地的水土保持與農業(yè)生產和糧食安全有關,應予以高度重視。
2水土保持農業(yè)技術措施
21以改變微地形為主的水土保持耕作措施
211等高耕作
在坡耕地上沿等高線進行犁耕并種植作物,既可保持水土,又能提高抗旱能力。技術要點在于沿等高線垂直于坡向進行橫向耕作,能有效攔蓄地表徑流,增加土壤水分入滲率,減少水土流失,更有利于作物生長發(fā)育。據(jù)報道,橫坡壟作在坡度≤5°的坡耕地上要遠好于順坡壟作[4]。等高耕作是在坡耕地實施水土保持耕作措施的基礎,其它一切耕作措施都要在此基礎上進行。在坡耕地,將順坡壟改為水平橫坡壟,沿等高線作壟墾殖,能夠有效減少水土流失,提高土壤有效和潛在肥力。
等高耕作技術要點如下:適當進行土地平整;自上而下測定等高基線;犁筑等高畦,當坡度改變時需重新測定等高線,重新犁筑等高畦;梯田的配合使用。當順坡改橫坡時,應注意在改為橫坡耕作之前,應確定改壟后的道路和排水溝的位置,時間應在秋季作物收獲后,結合翻耕進行,在改造前2~3a內種植密生早播作物,提前改變微小地形,翻耕順序要由下而上進行,緩坡地更適于改壟向。
212溝壟耕作
以蓄水和保土為目的,在坡耕地上沿等高線開溝起壟并種植作物。溝壟耕作改變了坡地小地形,增加耕作層;使地面受雨面積增大,減少單位面積上的受雨量,減少徑流量和沖刷量,減少土壤養(yǎng)分的流失,提升保水、保土、保肥和增產的效果。
213區(qū)田
在坡耕地上沿等高線犁出水平的溝和壟,將作物種在壟的半坡上,在溝中每隔一段距離做一土擋,以蓄水保土,這一耕作措施為區(qū)田。區(qū)田可改變小地形,暴雨來臨時能夠攔蓄地表徑流、保持水土。
214圳田
在<20°的坡耕地上開墾寬約1m的水平梯田,沿坡耕地等高線做水平條帶,每隔50cm,挖長、深各50cm的溝,結合分層施肥,將生土放在溝外拍成壟,將上方表土填入下方溝內,能有效減少地表徑流和土壤沖刷。
215水平犁溝
坡耕地上,在伏耕以前,或在伏耕同時,用套犁方法,每隔一定距離沿等高線犁成水平截水防沖溝,能夠較好發(fā)揮攔蓄徑流、防止暴雨的作用。
216平播起壟
又可稱為中耕培壟。播種時采用等高隔犁條播,雨季到來前,結合中耕鋤地,將行間的土培在作物根部,形成等高水平溝壟,每隔1~2m作一土擋,防止徑流集中,形成沖刷??煞乐勾汉狄蛟缙饓哦黾诱舭l(fā)造成的干旱,而在雨季又可充分接納和攔蓄雨水,蓄水保土增產效果明顯。
217坑田耕作法
適用于15°~30°土層深厚的陡坡上,沿等高線分成1m×1m的小耕作區(qū),每區(qū)用鐵鍬挖直徑50cm、深50cm的種植穴,縱橫成行,上下行缽成品字形錯開,使整個坡面形成許多凹形種植坑,在坑內土壤含水狀況良好,可適當密植作物。
坑田耕作措施對地表微地形均有影響,但耕作措施不同對地表糙度的影響也不同,會導致地表攔蓄降水和泥沙沉積作用的差異[3]。
22以增加地表覆蓋為主的覆蓋耕作法
在坡耕地利用作物殘茬、秸桿、地膜和砂石等增加地表覆蓋,可以有效緩解水土流失。作物殘茬覆蓋可以保護表土結構,提高降水入滲率,有效抑制土壤水分蒸發(fā);地膜覆蓋可有效保土、保水;砂田是由大小不等的河卵石或粗砂混合而成的摻混物,覆蓋在農田土壤表面能夠提高農田蓄水保墑性能,防止水蝕、風蝕。此外,在農業(yè)生產中,通過不同作物間、套和復種,亦可增加地表覆蓋、延長覆蓋時間、保護土壤免受雨水直接沖刷[5]??稍谶m宜的坡耕地上播種農作物和牧草,形成農牧間作區(qū)。如,在玉米之間種植紫花苜蓿等密生且生長期較長的牧草,能夠更好地覆被地表,增加覆蓋度,穩(wěn)固耕區(qū)表層土壤,吸持水分,同時,苜蓿等豆科牧草還會固氮,為玉米提供氮素養(yǎng)分,其本身也是優(yōu)質牧場,因此還能促進畜牧業(yè)的發(fā)展。
23以改變土壤物理性狀為主的少耕、免耕法
由多耕向少耕轉變,增加大型農耕機械的使用,擴展犁底層深度,打破不透水層阻隔,增強土壤的蓄水保肥能力,有效延緩土壤中有機物質的分解速度[6],減少地表徑流對土壤的沖刷,降低表土侵蝕程度。
231少耕法
在常規(guī)耕作基礎上盡量減少土壤耕作次數(shù)或在全田間隔耕種、減少耕作面積的一類耕作方法,以局部深松代替全面深耕,以耙茬、旋耕代替翻耕,在季節(jié)間、年份間輪耕,間隔帶狀耕種,減少中耕次數(shù)或免中耕等,均屬于少耕的范疇。在黑龍江和寧夏等北方地區(qū),在較肥沃的耕地上,沿等高線用深松鏟每隔5~8a對土壤進行一次深松,深度以30cm為宜,間距25cm,深松后、播種前耙耱1次。深松要在伏天進行,該措施能夠改善耕層構造,調整土壤“三相”比例,減輕風蝕和水蝕,減少土壤養(yǎng)分的流失。
232免耕法
免耕是指在作物播前不用犁、耙整理土地,直接在茬地上播種;作物生育期間也不使用農具進行土壤管理的耕作方法。
少免耕法松土的原理在于根系松土,作物根系腐爛后會在土壤中留下大量孔道,時間愈長,通道數(shù)量愈多,若翻耕,孔道將被全部破壞,少免耕能有效避免孔道的受損,為暴雨下滲提供條件;蚯蚓松土,蚯蚓在土壤中的活動主要是不斷地挖掘孔道,疏松土壤、創(chuàng)造良好的耕層,少免耕同樣能減少孔道的破壞,增加蓄水、減少地表徑流;結構松土,保護性耕作能夠增加土壤團粒結構,促進疏松耕層的形成,不易壓實,給雨水下滲提供方便條件;脹縮松土,土壤冬凍春融,干濕交替,脹縮效應使土壤趨于疏松、孔隙度增加。可見,少免耕在水土保持的效果上更加顯著,但考慮到我國農業(yè)生產實際,少耕的推廣前景將會更好。此外,少免耕若能與常規(guī)耕作輪流實施,將更有利于農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]
曲詠,許海波,律其鑫.東北典型黑土區(qū)水土流失成因及治理措施[J].長春師范大學學報,2019,38(12):111-114.
[2]趙曉翠,王繼軍,喬梅,等.水土保持技術對農業(yè)產業(yè)—資源系統(tǒng)的耦合路徑分析[J].生態(tài)學報,2019,39(16):5820-5828.
[3]方乾,趙龍山,吳發(fā)啟.降雨強度對農業(yè)耕作措施水土保持作用的影響[J].干旱地區(qū)農業(yè)研究,2019,37(2):215-219,228.
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[6]侯建國,馬燕.試論水土保持與耕地資源持續(xù)利用[J].現(xiàn)代農業(yè)研究,2020,51(3):36-37.
(責任編輯周康)