環(huán)縣輪作耕地質(zhì)量建設(shè)研究

敬纏琴

（甘肅省環(huán)縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅環(huán)縣 745700）

耕地是糧食生產(chǎn)的“命根子”。根據(jù)《2020年甘肅省耕地輪作試點實施方案》精神，對輪作試點項目區(qū)域耕地土壤理化性狀、養(yǎng)分狀況等的變化開展動態(tài)監(jiān)測，掌握輪作區(qū)域耕地質(zhì)量變化趨勢，為建立合理輪作制度和耕地質(zhì)量保護(hù)提供技術(shù)支撐。耕地輪作可恢復(fù)耕地生產(chǎn)能力，有效增強(qiáng)土壤養(yǎng)分協(xié)調(diào)能力、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 試點項目區(qū)基本情況

環(huán)縣位于甘肅省東部，屬晉陜甘黃土丘陵溝壑牧林農(nóng)區(qū)。總土地面積923 600 hm2，其中耕地面積239 000 hm2。全縣耕地質(zhì)量等級在5～10等之間，8～10等最多，總體偏低。土壤以灰粗綿土和梯綿黃土最多，有機(jī)質(zhì)含量貧乏，少氮、缺磷、多鉀，土壤酸堿度均值8.4，微堿性土壤。2020年實施輪作試點區(qū)域耕地質(zhì)量監(jiān)測面積2 000 hm2，主要以土地沙化程度高、土壤養(yǎng)分含量低的縣中北部為主，人均耕地0.667 hm2左右，涉及6個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）20個行政村，前茬為休耕3年種植綠肥的地塊推行“糧糧輪作”“糧豆輪作”及“糧薯輪作”模式。第一茬種植小雜糧1 860 hm2，玉米320 hm2；第二茬種植小雜糧、馬鈴薯及玉米。

2 耕地質(zhì)量監(jiān)測工作情況

監(jiān)測點設(shè)置反映耕地輪作區(qū)域土壤理化性狀變化特征的代表性樣點，堅持3個原則：長期監(jiān)測、對照監(jiān)測、規(guī)范監(jiān)測。166.67 hm2耕地設(shè)1個輪作監(jiān)測點和對照監(jiān)測點，共設(shè)置監(jiān)測點24個，布設(shè)比例為1∶1，便于對比輪作效果。環(huán)城鎮(zhèn)4個，耿灣鄉(xiāng)4個，甜水鎮(zhèn)6個，山城鄉(xiāng)4個，車道鎮(zhèn)4個，毛井鎮(zhèn)2個。監(jiān)測GPS定位，調(diào)查獲取了經(jīng)緯度數(shù)據(jù)、土壤類型、地力等級、初始養(yǎng)分等數(shù)據(jù)。

3 耕地質(zhì)量監(jiān)測評價結(jié)果

環(huán)縣委托甘肅省有色金屬地質(zhì)勘探局蘭州礦產(chǎn)勘查院中心實驗室依據(jù)《耕地質(zhì)量等級》（GB/T33469-2016）、《土壤檢測》（NY/T1121）等現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)對輪作監(jiān)測點進(jìn)行了檢測，對比2020年試驗點初始監(jiān)測數(shù)據(jù)和年度監(jiān)測以及2020年試驗點年度監(jiān)測和對照點初始監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化。

3.1 土壤理化性狀指標(biāo)

3.1.1 2020年試驗點初始監(jiān)測數(shù)據(jù)和年度監(jiān)測對比監(jiān)測結(jié)果表明，與試點前比，耕層厚度增加1.2 cm，增幅4.49%；耕層容重減少0.01 g/cm3，減幅0.83%；耕層厚度2級（較高）、土壤容重達(dá)到1級（高）。這與農(nóng)業(yè)機(jī)械深耕深翻的耕作措施有關(guān)，提高耕層厚度可以很好的改良土壤理化性狀，增加土壤孔隙度和滲水保水能力。輪作由于不同作物根系發(fā)育特點和管理措施不同、對土壤養(yǎng)分含量的需求和對耕層構(gòu)造影響不同，從而改善土壤物理性狀，保持土地生產(chǎn)力。

與試點前比，有機(jī)質(zhì)增加2 g/kg，增幅30.7%；全氮增加0.04 g/kg，增幅8.70%；有機(jī)質(zhì)4～5級（較低—低）；全氮有5級（低）；有機(jī)質(zhì)、全氮是土壤養(yǎng)分的主要來源，試點后和試點前耕層養(yǎng)分相比是增加的，說明將營養(yǎng)生態(tài)位不同而又具互補(bǔ)作用的作物進(jìn)行合理輪作，可以協(xié)調(diào)養(yǎng)分供應(yīng)，均衡地利用土壤中的各種養(yǎng)分，避免其片面消耗。

與試點前比，pH增加0.1，增幅1.19%；pH有3級（中），還有大部分耕層pH≥8.5，在pH升高的同時，速效鉀向緩效鉀轉(zhuǎn)換能力增強(qiáng)，即土壤鉀的固定能力增強(qiáng)，因此速效鉀監(jiān)測值有所減少。緩效鉀只有年度監(jiān)測值，還有待于進(jìn)一步監(jiān)測。

與試點前比，有效磷減少1.6 mg/kg，減幅20.25%；速效鉀減少9 mg/kg，減幅7.09%；試驗區(qū)減少的幅度要小，對照區(qū)減少的幅度要大，這說明輪作能減弱土壤養(yǎng)分的流失，避免土壤掠奪式經(jīng)營，不考慮培養(yǎng)地力和保持生態(tài)平衡，常使土壤肥力枯竭，環(huán)境惡化，從而產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

與試點前比，交換性鈣增加10 cmol/kg，增幅32.26%；交換性鎂持平。交換性鈣和交換性鎂是土壤膠體表面吸附的陽離子，是反映土壤保肥、供肥和緩沖能力的重要指標(biāo)；土壤膠體表面的電荷密度愈大，離子飽和度越高，互補(bǔ)離子效應(yīng)越明顯，土壤交換性離子有效濃度就高。輪作區(qū)交換性鈣增幅明顯，說明土壤陽離子交換性強(qiáng)、土壤保肥、供肥和緩沖能力增強(qiáng)。

3.1.2 2020年試驗點年度監(jiān)測和對照點初始監(jiān)測相比 與對照區(qū)比，2020年輪作試點區(qū)耕層厚度增加1.2 cm，容重減少0.02 g/cm3，有機(jī)質(zhì)減少1.9 g/kg，pH增加0.2，全氮減少0.12 g/kg，有效磷減少1.2 mg/kg，速效鉀減少55 mg/kg，交換性鈣增加9 cmol/kg，交換性鎂增加1 cmol/kg。各指標(biāo)均不如輪作區(qū)。

3.2 施肥投入與土壤侵蝕變化情況

重點分析輪作區(qū)和對照區(qū)施肥投入變化情況、土壤侵蝕變化情況。2020年，試點區(qū)監(jiān)測點肥料總投入量平均值439.8 kg/hm2，其中，有機(jī)肥投入量平均值304.8 kg/hm2，化肥投入量平均值135 kg/hm2，有機(jī)肥和化肥之比為20∶9。肥料總投入中，氮肥（N）投入212.85 kg/hm2，磷肥（P2O5）投入104.55 kg/hm2，鉀肥（K2O）投入122.4 kg/hm2，投入量依次：肥料氮＞肥料磷＞肥料鉀，氮∶磷∶鉀之比為14∶7∶8。

由于在侵蝕和人類活動的共同影響下，形成以流水地貌為主、重力地貌和風(fēng)成地貌次之的多樣化地貌。具體表現(xiàn)在耕地起伏不平、耕作層變薄、土壤沙化、土地生產(chǎn)力下降；水資源不能有效利用、旱澇災(zāi)害頻繁。環(huán)縣政府因地制宜制定農(nóng)、林、牧發(fā)展規(guī)劃，大力發(fā)展林牧業(yè)，將塬地、川地、臺地等水分條件較好的土地作為基本農(nóng)田，陡坡、土壤等級較差的耕地還林種草，防止或減輕強(qiáng)風(fēng)對地表的作用，使表土免受風(fēng)蝕；減輕雨水對地表的直接沖擊，減少地表徑流的形成，從而減輕水土流失。

4 輪作耕地質(zhì)量建設(shè)的建議

4.1 調(diào)整種植制度

4.1.1 抗旱耕作，蓄水保墑 推廣抗旱耕作為主的全膜雙壟溝播、膜側(cè)溝播、全膜覆土穴播、輪作倒茬、間作套種、復(fù)種混種等旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，盡可能保蓄和充分利用有限的降水資源，提高水分利用率，最大限度增加農(nóng)作物單位面積產(chǎn)量。

4.1.2 林牧促農(nóng)，種養(yǎng)結(jié)合 農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以糧食安全為主，林牧促農(nóng)，采取差異化發(fā)展思路，突出區(qū)域優(yōu)勢，堅持生態(tài)優(yōu)先，種養(yǎng)綠色循環(huán)發(fā)展，推進(jìn)旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展，大力培育合作社和家庭農(nóng)場等新型經(jīng)營主體，打造綠色標(biāo)準(zhǔn)化基地，保證農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)群眾增收。

4.1.3 精準(zhǔn)管理，優(yōu)化輪作 應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)精準(zhǔn)到戶到地，科學(xué)布設(shè)監(jiān)測點，跟蹤土壤耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)變化，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，因地制宜、分類施策，發(fā)揮比較優(yōu)勢，優(yōu)化輪作技術(shù)模式。

4.2 培肥改良

4.2.1 合理耕作，適當(dāng)深耕 重視蓄墑和秋耕的保墑，采取適時中耕等措施來保蓄土壤水分；測土配方，科學(xué)種植綠肥；合理輪作，建設(shè)水土保持型生態(tài)農(nóng)業(yè)。

4.2.2 做好輪作施肥計劃的擬訂 統(tǒng)籌兼顧，保證重點，擬訂出一套投資少、收效高的施肥方案。建立施肥模型，確定獲得最大利潤的施肥量和肥料比例[2]。

4.3 綜合治理

4.3.1 增加植被，保護(hù)土壤 由于植被枝葉可以形成對地表的覆蓋，根系可以堅固土壤，因而能夠減輕強(qiáng)風(fēng)、水流對土壤的侵蝕，起到減少水土流失的作用，進(jìn)一步培肥改良和提升耕地質(zhì)量。

4.3.2 生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展 為保持土壤肥力，采用積造有機(jī)肥、秸稈還田、種植綠肥、水肥一體化等技術(shù)措施，實施水土流失治理、生態(tài)保護(hù)修復(fù)等措施，確保農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。