黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)研究

摘要：在國(guó)內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域中，黑土地是非常重要且基礎(chǔ)的商品糧生產(chǎn)區(qū)，在國(guó)內(nèi)的商品糧產(chǎn)出和出口等領(lǐng)域均發(fā)揮了重要的作用。然而，近些年來(lái)，通過(guò)對(duì)商品糧基地調(diào)查和研究發(fā)現(xiàn)，黑土地土層由于土壤侵蝕作用的影響逐漸變薄，在風(fēng)蝕效應(yīng)之下更是出現(xiàn)了土地退化情況，對(duì)于黑土地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生比較大的負(fù)面影響。因此，本文針對(duì)黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)進(jìn)行探究和分析，包含分析目前國(guó)內(nèi)黑土地土壤風(fēng)蝕現(xiàn)狀，另外闡述本研究的現(xiàn)實(shí)意義，最后提出具有針對(duì)性的意見(jiàn)和對(duì)策，望對(duì)相關(guān)工作開(kāi)展起到一定借鑒和指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：黑土地；保護(hù)性耕作；風(fēng)蝕效應(yīng)；耕作技術(shù)

黑土地作為國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵區(qū)域，承載著重要的商品糧生產(chǎn)和出口任務(wù)，其肥沃的土壤條件為農(nóng)作物的生長(zhǎng)提供了得天獨(dú)厚的環(huán)境。然而，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的持續(xù)進(jìn)行，黑土地面臨著日益嚴(yán)重的土壤侵蝕問(wèn)題，特別是在風(fēng)蝕效應(yīng)的作用下，土層逐漸變薄，土地退化現(xiàn)象愈發(fā)明顯。這不僅影響了黑土地的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不可忽視的影響。土壤風(fēng)蝕是指土壤顆粒在風(fēng)力作用下被搬運(yùn)和沉積的過(guò)程，是土壤侵蝕的一種重要形式。在黑土地地區(qū)，由于氣候條件和地形地貌的特殊性，風(fēng)蝕效應(yīng)尤為顯著。土壤風(fēng)蝕不僅導(dǎo)致土壤養(yǎng)分流失，降低了土地肥力，還加劇了土地沙化、鹽堿化等退化問(wèn)題，對(duì)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，開(kāi)展黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的研究具有重要意義。本研究旨在通過(guò)深入分析黑土地土壤風(fēng)蝕的現(xiàn)狀及成因，探討保護(hù)性耕作技術(shù)在抑制風(fēng)蝕效應(yīng)方面的應(yīng)用，為制定科學(xué)合理的耕作策略提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。這對(duì)于保護(hù)黑土地資源、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 黑土地土壤風(fēng)蝕現(xiàn)狀

在全球范圍內(nèi)，黑土地因其有機(jī)質(zhì)含量高、肥力優(yōu)越而被譽(yù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的瑰寶。我國(guó)東北地區(qū)，作為世界三大黑土區(qū)之一，其黑土地在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位。然而，近年來(lái)，該地區(qū)的黑土地正面臨著日益嚴(yán)峻的土壤風(fēng)蝕問(wèn)題[1]。

東北黑土區(qū)三面環(huán)山，中部平原開(kāi)闊，這樣的地理?xiàng)l件為土壤風(fēng)蝕提供可能。在長(zhǎng)期的農(nóng)墾過(guò)程中，原本肥沃的黑土層在不少地方已被風(fēng)蝕殆盡，即便在殘留地區(qū)，黑土層的厚度也已大幅減少，部分區(qū)域甚至開(kāi)始出現(xiàn)了“古砂翻新”的現(xiàn)象。埋藏于黑土層之下的河-湖相砂層，因風(fēng)蝕作用而暴露于地表，為荒漠化進(jìn)程提供了豐富的沙源。與此同時(shí)，東北黑土區(qū)周邊存在著兩大沙地——松嫩沙地與科爾沁沙地。這兩大沙地的沙漠化進(jìn)程，無(wú)疑加劇了東北黑土區(qū)的土壤風(fēng)蝕問(wèn)題。松嫩沙地的沙漠化，使得周邊典型黑土區(qū)的土壤遭受風(fēng)力侵蝕，導(dǎo)致土地退化，黑土厚度及面積不斷減小。而科爾沁沙地，作為東北平原向內(nèi)蒙古高原的過(guò)渡地帶，其沙漠化進(jìn)程更是直接威脅到了黑土區(qū)南部的黑土耕地安全。從氣候背景來(lái)看，近幾十年來(lái)，東北黑土區(qū)的年均溫度呈現(xiàn)顯著的直線(xiàn)上升趨勢(shì)，而年降水量則未發(fā)現(xiàn)顯著變化趨勢(shì)。氣候條件的變化使得冬季與春季的干旱現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，為土壤風(fēng)蝕的發(fā)生提供了有利條件。在這樣的氣候與地理?xiàng)l件下，東北黑土區(qū)的土壤風(fēng)蝕問(wèn)題愈發(fā)突出，風(fēng)力侵蝕區(qū)域逐年增加，黑土地面積逐年減少，土壤肥力不斷下降。而且，從外部環(huán)境角度上來(lái)看，隨著時(shí)間推移，社會(huì)發(fā)展對(duì)于黑土地農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)效率和質(zhì)量都在不斷提升，而黑土地風(fēng)蝕效應(yīng)出現(xiàn)之后，導(dǎo)致這一需求無(wú)法得到有效滿(mǎn)足。因此，在新時(shí)期的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和發(fā)展過(guò)程中，必須重視黑土地保護(hù)工作，并且對(duì)風(fēng)蝕效應(yīng)進(jìn)行探究和分析，進(jìn)而提升黑土地農(nóng)業(yè)資源保護(hù)水平。

通過(guò)以上分析不難看出，國(guó)內(nèi)黑土地土壤風(fēng)蝕現(xiàn)狀不容忽視。加強(qiáng)土壤風(fēng)蝕過(guò)程及機(jī)理性的科學(xué)研究，采取積極有效的防治措施，已成為保護(hù)東北黑土地、維護(hù)國(guó)家糧食安全的重要任務(wù)[2]。

2 黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)研究的意義

2.1 保障國(guó)家糧食安全

黑土地作為我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地，其土壤肥力和生產(chǎn)能力直接關(guān)系到國(guó)家的糧食安全。然而，近年來(lái)，由于土壤侵蝕特別是風(fēng)蝕的影響，黑土地的面積和肥力都在不斷下降，這對(duì)糧食生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。保護(hù)性耕作作為一種有效的土壤管理方式，通過(guò)減少土壤翻動(dòng)、增加地表覆蓋等措施，能夠有效抑制風(fēng)蝕效應(yīng)，保護(hù)黑土地的土壤結(jié)構(gòu)和肥力。這不僅有助于維持現(xiàn)有的糧食生產(chǎn)能力，還能為未來(lái)的糧食增產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)保障。因此，開(kāi)展黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的研究，對(duì)于保障國(guó)家糧食安全具有重要意義，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度上來(lái)說(shuō)，這對(duì)于廣大人民群眾的飲食、身心健康等等方面均具有重要現(xiàn)實(shí)意義，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中必須開(kāi)展的工作環(huán)節(jié)之一。

2.2 促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求在保證當(dāng)前糧食生產(chǎn)的同時(shí)，不損害未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的潛力。黑土地保護(hù)性耕作通過(guò)改善土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤蓄水能力和肥力，有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。保護(hù)性耕作能夠減少土壤風(fēng)蝕，從而降低土壤養(yǎng)分的流失，保持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，通過(guò)減少耕作次數(shù)和強(qiáng)度，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)土壤的破壞，使土壤得以休養(yǎng)生息，逐步恢復(fù)其生態(tài)功能。這不僅有助于提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，還能降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入，為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐，促進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.3 推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)

生態(tài)文明建設(shè)是我國(guó)當(dāng)前和未來(lái)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)。黑土地保護(hù)性耕作作為生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分，通過(guò)抑制土壤風(fēng)蝕、減少土地退化，有助于改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。保護(hù)性耕作能夠增加地表覆蓋，減少裸露土壤的面積，從而降低風(fēng)蝕引起的沙塵暴等自然災(zāi)害的發(fā)生頻率。同時(shí)，通過(guò)改善土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤肥力，有助于增強(qiáng)土壤的固碳能力，減少溫室氣體排放，對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生積極影響。此外，保護(hù)性耕作還能促進(jìn)生物多樣性保護(hù)，維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性[3]。因此，開(kāi)展黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的研究，對(duì)于推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生具有重要意義。

3 黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的有效路徑

3.1 實(shí)施秸稈覆蓋與留茬技術(shù)

秸稈覆蓋與留茬是黑土地保護(hù)性耕作中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)將作物秸稈覆蓋于地表，形成一層保護(hù)層，可以有效減少風(fēng)對(duì)土壤的侵蝕作用。秸稈的覆蓋還能降低地表溫度，減少土壤水分的蒸發(fā)，提高土壤的保水能力。同時(shí)，秸稈的分解過(guò)程能夠增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的抗風(fēng)蝕能力。留茬技術(shù)則是在作物收獲后，保留一定高度的秸稈茬口，以減少地表裸露面積，進(jìn)一步抑制風(fēng)蝕效應(yīng)。實(shí)施秸稈覆蓋與留茬技術(shù)不僅簡(jiǎn)單易行，而且成本較低，是黑土地保護(hù)性耕作中抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的重要手段，近年來(lái)，在國(guó)內(nèi)不同地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，并且取得了良好效果。譬如，在黑土地中的農(nóng)作物完成收獲之后，可以使用秸稈全量覆蓋技術(shù)，即將作物秸稈整稈或粉碎后均勻覆蓋于地表，形成一層保護(hù)層。以東北黑土地的玉米作物種植為例，收獲時(shí)應(yīng)盡量保留秸稈整稈或?qū)⑵浞鬯槌尚《?，均勻撒布于田間。同時(shí)，在收割時(shí)留高茬，即將秸稈茬口保留在15～30 cm的高度，以減少地表裸露面積。這可以顯著增加地表粗糙度，降低風(fēng)速，減少風(fēng)對(duì)土壤的侵蝕力。此外秸稈的覆蓋還能減少土壤水分的蒸發(fā)，提高土壤濕度，有利于作物生長(zhǎng)和土壤肥力的保持[4]。

3.2 推廣少耕與免耕技術(shù)

少耕與免耕技術(shù)是黑土地保護(hù)性耕作的核心措施之一，對(duì)于抑制風(fēng)蝕效應(yīng)方面也具有重要作用和價(jià)值。相較于傳統(tǒng)耕作方式，少耕與免耕能夠減少對(duì)土壤的翻動(dòng)次數(shù)和強(qiáng)度，從而降低土壤侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)減少耕作，可以保持土壤的自然結(jié)構(gòu)，增加土壤的緊密度和穩(wěn)定性，減少風(fēng)蝕的發(fā)生。少耕與免耕技術(shù)還有助于提高土壤的蓄水能力和肥力，為作物生長(zhǎng)提供更好的環(huán)境。在實(shí)際操作中，應(yīng)根據(jù)土壤類(lèi)型、氣候條件以及作物種類(lèi)等因素，合理確定耕作方式和強(qiáng)度，以達(dá)到最佳的抑制風(fēng)蝕效果。對(duì)于部分區(qū)域或作物，可采用秸稈部分覆蓋與免耕播種技術(shù)。在作物收獲后，將部分秸稈留于地表，覆蓋率可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，一般在30%～60%之間。以黑土地玉米作物種植為例，收獲后可保留部分秸稈覆蓋地表，同時(shí)采用免耕播種機(jī)進(jìn)行播種作業(yè)。免耕播種機(jī)能夠在有秸稈覆蓋的地表實(shí)現(xiàn)開(kāi)溝、播種、施肥、覆土和鎮(zhèn)壓等復(fù)式作業(yè)，減少對(duì)土壤的翻動(dòng)，保持土壤的自然結(jié)構(gòu)。這不僅能夠抑制風(fēng)蝕效應(yīng)，還能提高土壤蓄水能力和肥力，為作物生長(zhǎng)提供更好的環(huán)境。在實(shí)際操作中農(nóng)戶(hù)需要根據(jù)作物種類(lèi)、土壤類(lèi)型以及氣候條件等因素，合理確定秸稈覆蓋率和免耕播種的技術(shù)參數(shù)[5]。

3.3 優(yōu)化農(nóng)田水利設(shè)施

優(yōu)化農(nóng)田水利設(shè)施也是抑制黑土地風(fēng)蝕效應(yīng)的重要途徑。通過(guò)建設(shè)和完善農(nóng)田水利設(shè)施，如灌溉系統(tǒng)、排水系統(tǒng)以及水土保持設(shè)施等，可以改善農(nóng)田的水分條件，提高土壤的抗風(fēng)蝕能力。灌溉系統(tǒng)能夠確保作物在生長(zhǎng)過(guò)程中獲得充足的水分，減少因干旱而引發(fā)的土壤風(fēng)蝕。排水系統(tǒng)則能夠及時(shí)排除農(nóng)田中的多余水分，防止土壤因水分過(guò)多而松軟，增加風(fēng)蝕的風(fēng)險(xiǎn)。水土保持設(shè)施，如梯田、淤地壩等，能夠減緩水流速度，減少水土流失，進(jìn)一步保護(hù)黑土地的土壤資源。在優(yōu)化農(nóng)田水利設(shè)施時(shí)，應(yīng)注重設(shè)施的維護(hù)和管理，確保其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行[6]。例如，節(jié)水灌溉系統(tǒng)能夠確保作物在生長(zhǎng)過(guò)程中獲得充足且適量的水分，減少因干旱而引發(fā)的土壤風(fēng)蝕。以滴灌系統(tǒng)為例，其通過(guò)管道將水直接輸送到作物根部，減少水分的蒸發(fā)和滲漏的同時(shí)還可以提高灌溉效率。同時(shí)，滴灌系統(tǒng)還能夠根據(jù)作物生長(zhǎng)需求和土壤濕度進(jìn)行精準(zhǔn)灌溉，避免了過(guò)度灌溉導(dǎo)致的土壤松軟和風(fēng)蝕風(fēng)險(xiǎn)。在建設(shè)節(jié)水灌溉系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐用性，確保長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。此外還需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和作物種植情況，合理確定灌溉制度和灌溉頻率，以達(dá)到最佳的節(jié)水效果和抗風(fēng)蝕效果。

3.4 秸稈處理與風(fēng)蝕阻控技術(shù)

秸稈處理與風(fēng)蝕阻控技術(shù)在不同區(qū)域的應(yīng)用是一項(xiàng)既關(guān)乎農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，又涉及環(huán)境保護(hù)的重要實(shí)踐。在干旱半干旱區(qū)域，由于水資源稀缺且土壤易受侵蝕，采用免耕播種技術(shù)結(jié)合秸稈處理成為一種有效的策略。通過(guò)直接在未經(jīng)翻耕的土地上播種，同時(shí)利用秸稈覆蓋地表，既可以減少土壤水分的蒸發(fā)，又能夠保持土壤結(jié)構(gòu)，有助于作物生長(zhǎng)。例如，使用配備有秸稈粉碎與覆蓋功能的免耕播種機(jī)，可以在播種的同時(shí)將秸稈粉碎并均勻鋪撒于地表，形成一層保護(hù)性的覆蓋層，有效阻擋了風(fēng)蝕，提高了土壤保水能力。而在冬春季強(qiáng)風(fēng)沙地區(qū)，為更有效地減少風(fēng)沙侵襲，農(nóng)民可以選擇留高茬保留秸稈的方式。這不僅意味著在作物收割時(shí)留下較高的秸稈茬口，還可能需要借助特定的農(nóng)機(jī)設(shè)備，如高茬收割機(jī)，它們能在收割作物的同時(shí)，精確控制留茬高度，確保秸稈能夠穩(wěn)定地留在田間，形成一道天然的防風(fēng)屏障。此外，結(jié)合使用秸稈打捆機(jī)將部分秸稈收集起來(lái)，用于后續(xù)的生物質(zhì)能源或飼料加工，既實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，又進(jìn)一步增強(qiáng)黑土地自身的風(fēng)蝕阻控能力，由此就可以構(gòu)成一個(gè)重要的良性發(fā)展循環(huán)，對(duì)于國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)乃至社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都具有重要的作用和價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，黑土地作為我國(guó)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，面臨著日益嚴(yán)重的土壤風(fēng)蝕問(wèn)題。通過(guò)實(shí)施秸稈覆蓋與留茬技術(shù)、推廣少耕與免耕技術(shù)、構(gòu)建農(nóng)田防護(hù)林體系以及優(yōu)化農(nóng)田水利設(shè)施等有效路徑，可以顯著抑制黑土地的風(fēng)蝕效應(yīng)，保護(hù)土壤資源和生態(tài)環(huán)境。這不僅有助于保障國(guó)家糧食安全，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，還能推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生。因此，加強(qiáng)黑土地保護(hù)性耕作抑制風(fēng)蝕效應(yīng)的研究與實(shí)踐，對(duì)于維護(hù)國(guó)家糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡偉，丁貴惠，任忠政，等.一種改進(jìn)的黑土農(nóng)田風(fēng)蝕集沙儀[J].土壤與作物，2024，13（2）：191-200.

[2] 裴亮，王春輝，孫莉英.黑土區(qū)土壤風(fēng)水復(fù)合侵蝕機(jī)理研究進(jìn)展及展望[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2022，47（10）：181-185.

[3] 左小鋒，鄭粉莉，張加瓊，等.典型薄層黑土區(qū)前期坡面水蝕對(duì)土壤風(fēng)蝕的影響 [J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37（12）：45-53.

[4] 王一菲，鄭粉莉，張加瓊，等.凍融作用對(duì)典型黑土土壤風(fēng)蝕的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2020，34（5）：34-41.

[5] 劉清華.保護(hù)性耕作技術(shù)在遼寧黑土地保護(hù)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017（4）：53-55.

[6] 吳才武，夏建新.保護(hù)性耕作的水土保持機(jī)理及其在東北黑土區(qū)的推廣建議 [J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，27（2）：254-260.