東北地區(qū)保護性耕種對土壤改良及農(nóng)作物生長影響研究

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)地區(qū)勞動力大量進城務(wù)工，城鎮(zhèn)周邊地區(qū)因建設(shè)圈地而導(dǎo)致的大量農(nóng)田荒蕪，使得大量可耕種土地使用度增加。另外，傳統(tǒng)耕作方式不注重對土壤的深度保護與可持續(xù)利用，有機肥料施用較少，秸稈還田不足導(dǎo)致土壤有機質(zhì)下降的趨勢愈演愈烈，基于東北地區(qū)黑土地減少與水土流失問題，本文從保護性耕種角度進行闡述，以期在東北地區(qū)大力推行保護性耕作技術(shù)，遏制與改善土壤有機質(zhì)下降現(xiàn)狀，從而達到保障國家糧食安全，促進生態(tài)環(huán)境建設(shè)，促進新農(nóng)村發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：東北地區(qū)；保護性耕種；土壤改良

中圖分類號：S156 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161132032

引言

東北地區(qū)農(nóng)村人均占有耕地0.4hm2多，是全國平均人均占有耕地0.14hm2的3倍多。東北3省地域遼闊，跨越濕潤、半濕潤、半干旱3種區(qū)域，降水量較充沛。東北地區(qū)絕大多數(shù)地區(qū)位于中溫帶，夏季溫和濕潤，冬季寒冷漫長。氣候條件決定了農(nóng)作物種植方式與種類，東北地區(qū)主要種植制度為一年一熟，主要種植農(nóng)作物依次為玉米、大豆、水稻，三者占總作物播種面積的78%。拱北地區(qū)農(nóng)業(yè)種植與國內(nèi)其他地方比較，其特點非常顯著。東北地區(qū)擁有的黑土地總面積約100萬km2，是世界3大黑土區(qū)之一，資源優(yōu)勢明顯；東北地區(qū)氣候特殊，農(nóng)作物生長周期長，而且降雨時間非常集中，每年的7、8、9三個月，會集中全年降雨量的70%以上，年平均降水量可達500～800mm；東北地區(qū)農(nóng)業(yè)開墾時間極短，只有200～300a歷史，主要農(nóng)墾區(qū)海拔50～200m之間，地勢平坦，利用耕種，特別適用于機械化作業(yè)，由此，東北地區(qū)農(nóng)機總動力明顯高于全國平均水平，大中型農(nóng)業(yè)機械適用率較高。

1 東北地區(qū)保護性耕種必要性研究

耕地所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益與土壤質(zhì)量變化呈明顯反向關(guān)系，耕地負擔(dān)加重，保護措施不得力，其土質(zhì)必將逐漸遭到破壞，直至徹底失去耕種能力。保護性耕種概念源于20世紀(jì)30年代的美國。1931—1938年，震驚世界的黑風(fēng)暴席卷美國，期間美國農(nóng)業(yè)受創(chuàng)嚴(yán)重。1934年5月的一場沙塵暴，從美國西部刮起，橫掃美國超過一半的國土，3億t多土壤被刮進大西洋，30萬hm2耕地被毀，導(dǎo)致16萬農(nóng)民傾家蕩產(chǎn)。慘痛的教訓(xùn)下，美國開始反思錯誤耕作方式對土壤帶來的危害，并開始了對保護性耕作的深入研究與應(yīng)用。下面從黑土地特色與保護性耕種的必要性2方面論述東北地區(qū)保護性耕種對黑土地的保護。

1.1 東北地區(qū)黑土地特點

黑土地已然成為東北農(nóng)業(yè)的招牌名詞，一提起黑土地，必然與東北3省相關(guān)聯(lián)。黑土地以有機質(zhì)含量高而著稱，其主要成分為黑土、黑鈣土、暗草甸土等，自然肥力高而持久。黑土地是在寒冷氣候條件下，地表植物死亡后經(jīng)過長時間腐蝕形成腐殖質(zhì)后逐漸形成的土層。形成1cm的黑土層需要400a以上的積累，因此，黑土地屬于不可再生資源，黑土地的減少將會對東北農(nóng)業(yè)形成致命打擊。黑土地有機質(zhì)含量高、土質(zhì)疏松，素有“谷物倉庫”的美譽，黑土地中的有機質(zhì)含量與紅土地中的有機質(zhì)含量形成鮮明對比，其是東北農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。

黑土層形成不易，需要多種條件綜合作用，且每增加1cm至少需要200a以上時間，東北黑土層最厚的地方深度達1m，說其是歷史沉淀的瑰寶名副其實。自20世紀(jì)50年代以來，東北黑土進入持續(xù)水土流失階段。黑土地的特殊性使然，一旦表面黑土層完全流失，其下層的黃土母質(zhì)將寸草不生。在自然因素與人為因素雙重作用下，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，從20世紀(jì)50年代到現(xiàn)在的短短60多年間，東北受侵蝕的黑土地面積約占總面積103萬km2的27%。幾乎1/3黑土地的侵蝕觸目驚心，長此以往，東北黑土地將所剩無幾，這對東北農(nóng)業(yè)乃至全國農(nóng)業(yè)都是極其不利的。全國其他地區(qū)的土地也或多或少地存在此類問題，究其原因，保護不利是其存在的最大問題。

1.2 東北地區(qū)保護性耕種

保護性耕種的概念在于滿足生產(chǎn)需求與保護土壤二者的統(tǒng)一，可以稱其為可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)耕種措施。我國在這方面起步較晚，與發(fā)達國家土壤保護相較，有很多不足之處。傳統(tǒng)小農(nóng)經(jīng)濟思想的深入，使我國農(nóng)民遵循固有的耕作模式，與傳統(tǒng)耕作方式相比，其改變的地方較少，這與我國基本國情息息相關(guān)，碎片化經(jīng)營模式的普遍性，很難從大范圍進行統(tǒng)一土壤改良。東北地區(qū)由于其資源優(yōu)勢，人均擁有土地較多，更容易進行統(tǒng)一土壤保護。現(xiàn)行的保護性耕作措施主要為實行免耕、少耕，用作物秸稈覆蓋地表，減少風(fēng)蝕、水蝕侵害，并提高土壤有機質(zhì)和抗旱能力。保護性耕種技術(shù)的推廣，對提高土地單位面積產(chǎn)量與較少水土流失均有積極意義，通過秸稈還田，可以有效增加有機質(zhì)，每年可增加0.05%左右，這對保證黑土壽命，減緩黑土流失具有很大作用。我國的保護性耕種剛剛起步，與發(fā)達國家相比，還有很大差距，具體如圖1所示。另外，保護性耕作的推廣，適應(yīng)節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。地下水超采嚴(yán)重，地下水位在以平均每年1m的速度下降，長此以往，干旱將成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大威脅。保護性耕種可以有效地增加土壤水分，減少徑流損失與蒸發(fā)損失。降雨時，雨水未經(jīng)滲透土壤就從地表流走，稱為徑流損失；雨水未經(jīng)農(nóng)作物吸收就從地表蒸發(fā)，稱為蒸發(fā)損失。保護性耕種可以很好地解決降雨損失問題，據(jù)觀測數(shù)據(jù)，保護性耕種可以減少徑流損失60%，減少蒸發(fā)損失10%，保墑作用極為明顯；保護性耕種的免耕、少耕，可以極大地減輕農(nóng)民勞動強度。農(nóng)機化水平的提高，減少了許多耕種環(huán)節(jié)，從種到收2道工序即可完成。例如，在即將收獲的玉米田中種植小麥，傳統(tǒng)的播種工序為先人工采摘玉米穗，然后處理秸稈，最后才是旋耕播種。傳統(tǒng)耕作方式的高強度、低效率，可以完全用免耕播種的2道工序取代，省時、省力的同時達到了保護土壤的目的。

2 東北地區(qū)保護性耕種對農(nóng)作物生長的影響

東北地區(qū)主要種植制度為一年一熟，主要種植農(nóng)作物依次為玉米、大豆、水稻，三者占總作物播種面積的78%。如圖2所示，東北地區(qū)的玉米種植面積，穩(wěn)居全國首位，也是東北地區(qū)種植范圍最廣的農(nóng)作物品種。

傳統(tǒng)的玉米耕作，是在秋收后將秸稈移除農(nóng)田，然后進行翻耕。翻耕深度通常為17～20cm，然后耙平、起壟，或者是機械滅茬，深度在8cm左右，進行深度為13cm左右的旋耕、起隴，然后等到來年春天播種。近幾年，傳統(tǒng)的耕作方式略有改變，秋天收獲后將土地閑置，等到春播時，進行機滅茬之后播種玉米?？偨Y(jié)而言，傳統(tǒng)玉米播種中，秸稈幾乎不還田，并且旋耕普遍，達到18cm的深翻逐漸被取代。東北地區(qū)保護性耕種在玉米種植秸稈還田過程中，要注意因地制宜，高留茬還田模式與秸稈粉碎還田模式有機結(jié)合。玉米秸稈一直以來作為動物飼料或者燃料，在農(nóng)村具有非常廣泛的用途。有替代秸稈條件的可以選擇秸稈粉碎模式，不能全部替代的可以采用高留茬還田模式。土壤翻耕深度在保護性耕種中也很重要，在玉米種植中，深松不僅可以破除土壤障礙層，促進玉米根系下扎，還可以增加土壤蓄水，提高玉米抗旱能力。將深松與施肥有效結(jié)合，有利于改善保護性耕作土壤的養(yǎng)分狀況。東北地區(qū)冬春季節(jié)干旱多發(fā)，容易發(fā)生風(fēng)蝕，降雨時間集中，容易發(fā)生水蝕。在缺少秸稈覆蓋的環(huán)境下，風(fēng)蝕與水蝕現(xiàn)象會越來越嚴(yán)重，最后導(dǎo)致土地流失。土壤在連年侵蝕狀態(tài)下，其自身恢復(fù)能力越來越弱，黑土有機質(zhì)會逐漸下降。基于這種情況，秸稈還田與少耕、免耕相結(jié)合，可以有效地防止風(fēng)蝕、水蝕，在保護黑土的基礎(chǔ)上，可以逐漸增加黑土有機質(zhì)含量。同時，保護性耕種在玉米種植中，可以減少2～3道作業(yè)工序，有效地降低勞動負擔(dān)，同時可以降低20%左右的生產(chǎn)成本。東北地區(qū)保護性耕種是有效保護黑土資源的治本措施。

3 結(jié)語

綜上所述，保護性耕種對土壤侵蝕量的減少與土壤恢復(fù)能力的增加有極其重要的作用，但這是一項長期工程。土壤侵蝕與土壤流失依然存在，這就需要科研工作者更新保護性耕作內(nèi)容，完善保護性耕種措施，研發(fā)出符合我國實際情況的保護性耕作制度，使黑土資源的流失趨緩，使黑土地以更加旺盛的生命力服務(wù)于新農(nóng)村建設(shè)。

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作者簡介：李濤（1980-），男，黑龍江蘿北人，助理農(nóng)藝師，在職研究生，現(xiàn)任職于65426部隊農(nóng)副業(yè)基地，研究方向：農(nóng)業(yè)資源利用。