劉玲輝
(新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站,新疆 烏魯木齊 830011)
糧食生產(chǎn)根本在耕地,出路在科技。全國(guó)中、低產(chǎn)田面積占耕地總面積的70%,低產(chǎn)田超30%[1]。兵團(tuán)土地面積745.63萬(wàn)hm2,耕地面積128.75萬(wàn)hm2[2],耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為13.49 g/kg[3]。據(jù)有關(guān)資料顯示,兵團(tuán)中、低產(chǎn)田約占耕地面積的56%[4],中、低產(chǎn)田占比高的因素主要是土壤鹽漬化、沙化、有機(jī)質(zhì)含量降低及農(nóng)業(yè)面源污染等。針對(duì)不同成因提出中、低產(chǎn)田改造治理措施是落實(shí)“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略的重要手段,是提升糧食產(chǎn)能,保障國(guó)家糧食安全的有效途徑。
新疆有很多原生的鹽堿地,尤其是兵團(tuán),大多地處風(fēng)頭水尾,這是自然的產(chǎn)物。干旱的氣候條件致使新疆成為土壤鹽漬化大區(qū),鹽堿土類(lèi)別多,被稱(chēng)為“世界鹽堿土博物館”。兵團(tuán)鹽漬化耕地面積占播種面積的44%,南疆四地州耕地鹽堿化面積比例更大,占南疆四地州播種面積的60%。鹽漬化耕地中23.2%為原生鹽漬土,76.8%為次生鹽漬土[4],以第二師三十八團(tuán)、第十四師二二四團(tuán)等為代表的新建團(tuán)場(chǎng)次生鹽漬化加重。土壤鹽漬化是兵團(tuán)中、低產(chǎn)田多的主要因素,致使肥料投入成本增加,作物減產(chǎn),是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要原因。
鹽漬化耕地改造治理主要方法有水利措施、農(nóng)藝措施、物理措施及化學(xué)措施等,可依據(jù)水鹽運(yùn)移和作物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,因地制宜選擇適合的措施進(jìn)行綜合治理。
原理是根據(jù)“鹽隨水走”的水鹽運(yùn)移規(guī)律,用淡水(灌溉或降雨)淋洗土壤鹽分,再通過(guò)排水措施把含有鹽分的水從土壤中排出,降低鹽分在土壤表層的積累。暗管排鹽技術(shù)還可將地下水位控制在臨界深度,抑制土壤毛細(xì)水上返,避免土壤返鹽。
具體措施:(1)利用已有排堿渠、豎井等水利工程設(shè)施排鹽堿。有條件的地區(qū)灌水壓鹽、洗鹽、排鹽。(2)加快暗管排鹽技術(shù)和“暗管+豎井”排水控鹽技術(shù)的推廣,加強(qiáng)灌溉渠系的防滲,防止地下水位升高和土壤返鹽。
1.2.1 培育和選種耐鹽作物
培育的篩選能夠適應(yīng)鹽環(huán)境下的抗鹽耐鹽作物新品種。種植耐鹽作物可改善鹽漬土的理化性質(zhì),促進(jìn)土壤恢復(fù)生物多樣性,降低土壤的鹽漬化程度。通常,牧草和谷類(lèi)作物耐鹽堿能力較強(qiáng),棉花、水稻、高粱、甜菜、花生及向日葵等都是較耐鹽堿的作物,水生作物耐鹽堿能力最強(qiáng),塊根類(lèi)作物耐鹽堿能力較差。
1.2.2 合理施用化肥,增施有機(jī)肥
長(zhǎng)期過(guò)量施用化肥使土壤中積累大量鹽分,土壤呈現(xiàn)鹽漬化,需科學(xué)施用化肥,增施有機(jī)肥。有機(jī)肥經(jīng)過(guò)土壤中的微生物的分解后,轉(zhuǎn)化成為腐殖質(zhì),可提高土壤的緩沖能力,一定程度上降低土壤堿性。腐殖質(zhì)還可促進(jìn)土壤形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增強(qiáng)土壤通透性,使鹽分淋洗更容易,防止土壤返鹽。有機(jī)質(zhì)在分解過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸,可緩解土壤堿化,加速養(yǎng)分轉(zhuǎn)化。增施有機(jī)肥可促進(jìn)作物生長(zhǎng),增強(qiáng)作物的抗鹽堿能力。
1.2.3 秸稈還田
秸稈100%還田(包括過(guò)腹還田)。秸稈粉碎還田可提高耕層有機(jī)質(zhì)含量,增強(qiáng)土壤微生物活性,改善土壤理化性狀,提高土壤肥力和耕地生產(chǎn)能力。秸稈過(guò)腹還田可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供大量的有機(jī)肥,降低農(nóng)業(yè)投入成本,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)良性循環(huán)。
1.2.4 合理規(guī)范施用生物肥料
科學(xué)施用生物肥料可改善土壤性質(zhì),有研究表明[5]:叢枝菌根真菌(AM)、芽孢桿菌與假單胞菌可改善土壤物理結(jié)構(gòu),使土壤含鹽量下降,還可促進(jìn)作物生理調(diào)節(jié)能力和對(duì)有益元素的吸收,從而提高作物耐鹽性,達(dá)到較好的改良土壤的效果。
1.2.5 植樹(shù)造林
樹(shù)木強(qiáng)大的蒸騰作用,可有效降低地下水位,減少地面蒸發(fā),改善田間小氣候,減輕旱澇鹽堿危害。需積極推進(jìn)生態(tài)防護(hù)林建設(shè),對(duì)已有防護(hù)林保護(hù)納入工作考核中,加強(qiáng)管理和養(yǎng)護(hù),確保已有林帶林木不死亡、不減少。
1.2.6 種植綠肥牧草
采用套種、間作、輪作、復(fù)種等形式種植耐鹽堿的綠肥牧草,如草木樨、紫花苜蓿、披堿草、毛苕子、美國(guó)飼用甜高粱、蘇丹草和墨西哥玉米等,利用鹽生作物自身特性來(lái)吸收鹽分,同時(shí)還可增加對(duì)地面的覆蓋,減少裸露地面的地表蒸發(fā),從而減少地表積鹽。種植耐鹽堿的綠肥牧草對(duì)鹽漬土改良有較好的效果,投資小、見(jiàn)效快、簡(jiǎn)單易行。在新疆南疆地區(qū)對(duì)紫花苜蓿、蘇丹草、美國(guó)飼用甜高粱和墨西哥玉米的一項(xiàng)研究表明[6],這4種耐鹽牧草可顯著降低鹽漬土的鹽分,其中墨西哥玉米對(duì)南疆鹽漬土的改良效果最為顯著,農(nóng)藝性狀和產(chǎn)草量也最佳;其次為紫花苜蓿。
1.2.7 膜下滴灌
地膜覆蓋,膜下滴灌,防止水分蒸發(fā)和早春返鹽。
物理措施是通過(guò)深翻深松、平整土地、客土改良等方法,改善土壤結(jié)構(gòu),阻止鹽分上移,防止土壤返鹽。
1.3.1 深翻深松
疏松耕作層土壤,截?cái)嗤寥烂?xì)管,減少土壤水分蒸發(fā),抑制土壤返鹽。
1.3.2 平整土地,防止積水集鹽
田塊地面不平整是土壤鹽漬化的重要原因,田埂、地頭以及田中凸起的地塊等通常是農(nóng)田鹽堿最嚴(yán)重的地方,應(yīng)結(jié)合深翻和深松,平整農(nóng)田。
1.3.3 客土改良
通過(guò)外運(yùn)土壤替換鹽堿土效果顯著,但是成本較高。
化學(xué)措施主要是施用石膏、磷石膏、硫磺、過(guò)磷酸鈣等改良鹽堿地。施用石膏(硫酸鈣)是最常見(jiàn)的化學(xué)措施[7],原理是用鈣離子代換鈉離子,使堿土變?yōu)楹蛩徕c的鹽土,再經(jīng)過(guò)灌溉淋洗,使含鹽土壤得到改良。根據(jù)不同區(qū)域鹽堿特點(diǎn),因地制宜采用適合的土壤調(diào)理劑、復(fù)合改良制劑等方法改造。
風(fēng)蝕和人為因素造成兵團(tuán)耕地沙化,因土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)粒部分損失,而出現(xiàn)地表粗化。耕地沙化主要特征是耕作層變淺、土壤粗化、土壤肥力下降、生產(chǎn)力降低等。沙化耕地是兵團(tuán)中、低產(chǎn)田占比高的另一因素。兵團(tuán)有123個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)分布在塔克拉瑪干沙漠和古爾班通古特沙漠邊緣等風(fēng)沙前沿,其中88個(gè)團(tuán)場(chǎng)地處沙漠腹地。重度沙化耕地主要分布在塔克拉瑪干沙漠邊緣的第二師、第三師及第十四師的部分團(tuán)場(chǎng)[8]。沙化耕地改造治理主要方法有工程措施和農(nóng)藝措施。
(1)平整土地,消滅大起伏,適應(yīng)滴灌的要求。(2)渠道防滲,減少水分滲漏和消耗,合理利用水資源。(3)防護(hù)林建設(shè)。加強(qiáng)防護(hù)林體系建設(shè),提高防護(hù)林質(zhì)量,為農(nóng)田打造生態(tài)防護(hù)林網(wǎng)和防沙林帶,是農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的保障。農(nóng)田防護(hù)林可營(yíng)造生態(tài)小環(huán)境,防風(fēng)固沙,保持水土,減輕土壤風(fēng)蝕和水分蒸發(fā),抵御干旱、霜凍等自然災(zāi)害,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到改善,從而提高作物產(chǎn)量。同時(shí)對(duì)已有的防護(hù)林保護(hù)納入對(duì)各團(tuán)場(chǎng)農(nóng)業(yè)工作的考核中,加強(qiáng)管護(hù),確保已有林帶林木不死亡、不減少。
2.2.1 覆蓋耕作
覆蓋耕作是以增加地面覆蓋的方式提高地表抗蝕能力的農(nóng)藝措施。有地膜覆蓋、秸稈粉碎鋪地覆蓋、高茬收割、果園裸露地套種豆科作物等方法。覆蓋耕作可有效保存耕層養(yǎng)分和細(xì)粒物質(zhì),減輕土壤風(fēng)蝕和水分蒸發(fā)。據(jù)有關(guān)資料[9],棉花留茬地比耕翻裸地,在地表0~20 cm土層內(nèi)物理粘粒(<0.01 mm)由0.74%增加到5.18%,有機(jī)質(zhì)由0.347%增加到0.605%。
2.2.2 合理的耕作制度
采用糧草間作、輪作、套種、復(fù)種等形式種植豆科牧草,可減少地面裸露,改善土壤結(jié)構(gòu),增加耕層養(yǎng)分,提高土壤的抗蝕力。強(qiáng)度沙化耕地,可采取退耕還林還草措施,在林網(wǎng)保護(hù)條件下種植灌木及牧草,先恢復(fù)植被,沙化得到初步控制,再逐漸恢復(fù)土地的生產(chǎn)能力。
2.2.3 增施有機(jī)肥
沙化耕地增施有機(jī)肥可增加土壤有機(jī)質(zhì),改善土壤理化性狀,增強(qiáng)土壤保水保肥能力和耕地產(chǎn)出能力。
2.2.4 測(cè)土配方施肥技術(shù)與高效節(jié)水技術(shù)相結(jié)合
重視測(cè)土配方施肥技術(shù),與高效節(jié)水技術(shù)相結(jié)合,采取膜下滴灌方式。
多年來(lái)地膜的大規(guī)模使用、化肥和農(nóng)藥的廣泛施用、有機(jī)肥施用不足或者不施,秸稈還田工作不到位,導(dǎo)致耕地生態(tài)環(huán)境受到污染,有機(jī)質(zhì)含量降低,影響了耕地質(zhì)量。農(nóng)業(yè)面源污染主要有:農(nóng)藥污染、化肥污染、殘膜污染、秸稈焚燒污染、養(yǎng)殖業(yè)污染等。
3.1.1 增施有機(jī)肥
增施有機(jī)肥可提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,提高土壤微生物活性和酶活性,改善土壤的理化性狀,為作物生長(zhǎng)提供長(zhǎng)效養(yǎng)分,是提高土壤肥力的關(guān)鍵措施。
3.1.2 秸稈還田
秸稈100%還田(包括過(guò)腹還田),嚴(yán)禁焚燒秸稈。秸稈還田可有效提高耕層有機(jī)質(zhì)含量,提升地力。
3.1.3 采用技術(shù)措施培肥耕地
采用輪作倒茬、種植綠肥牧草、地膜清理、深耕深翻等技術(shù)措施培肥耕地。
3.1.4 合理施用微生物肥料
微生物肥料中的有益菌類(lèi)可促活土壤中有益微生物活性,增加土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源,如固氮菌、解磷解鉀微生物菌類(lèi),可促進(jìn)土壤中氮、磷、鉀的增加,達(dá)到培肥地力的目的。
3.2.1 科學(xué)施用化肥和農(nóng)藥
持續(xù)開(kāi)展測(cè)土配方施肥,合理施用化肥,做好化肥減量增效工作;采用病蟲(chóng)害綠色防控技術(shù),積極探索作物病蟲(chóng)害農(nóng)業(yè)防治、生物防治和物理防治技術(shù),提高肥料和農(nóng)藥利用率,促進(jìn)環(huán)境友好、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
3.2.2 農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用
主要包括殘膜的回收和再利用、養(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的處理與資源化利用等。加強(qiáng)農(nóng)田殘膜污染治理,統(tǒng)一回收管理農(nóng)膜、農(nóng)藥包裝等農(nóng)業(yè)廢棄物。采用畜禽糞便無(wú)害化處理技術(shù),將其制成優(yōu)質(zhì)飼料、有機(jī)肥、沼氣等,實(shí)現(xiàn)畜禽糞便的資源化利用。
3.2.3 加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染治理的支持力度和宣傳力度
加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染治理的支持力度和宣傳力度,提高職工群眾對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染治理的認(rèn)識(shí)。利用各種渠道廣泛宣傳農(nóng)業(yè)面源污染的危害和成因,充分調(diào)動(dòng)職工群眾參與農(nóng)業(yè)面源污染治理工作的積極性和主動(dòng)性,增強(qiáng)職工群眾對(duì)耕地質(zhì)量的保護(hù)意識(shí)。