『上膜下秸』技術(shù)：生態(tài)改良進(jìn)行時(shí)
—— 訪(fǎng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃研究所逄煥成研究員

文本刊記者 楊陽(yáng)

耕地是我國(guó)最為寶貴的資源，鹽堿地是我國(guó)主要的耕地后備資源，其合理開(kāi)發(fā)利用成為我國(guó)糧食安全的重要保障。但在鹽堿地開(kāi)發(fā)利用中存在諸多問(wèn)題，開(kāi)放利用造成的環(huán)境問(wèn)題不容忽視?！熬G水青山就是金山銀山”，鹽堿地作為尚未受到污染的一方凈土，更需要利用科技手段實(shí)現(xiàn)生態(tài)改良?！吧夏は陆铡奔夹g(shù)作為鹽堿地生態(tài)改良技術(shù)，不僅可以保證鹽堿地的生產(chǎn)潛力得以充分利用，同時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響，可實(shí)現(xiàn)鹽堿地的長(zhǎng)效利用。

我國(guó)面臨著人口日益增加和耕地面積逐年減少的雙重壓力，生態(tài)開(kāi)發(fā)和利用鹽堿地資源，已成為保持我國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，也是鹽堿地區(qū)進(jìn)一步挖掘農(nóng)業(yè)現(xiàn)有潛力的一條重要出路。

鹽堿地是很脆弱的非穩(wěn)定性生態(tài)系統(tǒng)，可逆性、反復(fù)性強(qiáng)，所以開(kāi)發(fā)和管理應(yīng)并重。長(zhǎng)期以來(lái)，鹽堿土改良主要采用灌溉排水、利用覆蓋物、施加化學(xué)改良劑等措施，這些手段存在改良時(shí)效短、易反復(fù)、耗水多等突出問(wèn)題。同時(shí)，鹽堿地改良存在重開(kāi)發(fā)、輕長(zhǎng)期利用的問(wèn)題，易出現(xiàn)重新棄耕現(xiàn)象。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員逄煥成所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在鹽堿地改良技術(shù)研究形勢(shì)下，提出了地膜覆蓋結(jié)合秸稈深埋（簡(jiǎn)稱(chēng)“上膜下秸”）方法，并研發(fā)出配套專(zhuān)用機(jī)具，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝、創(chuàng)新與應(yīng)用的有效融合。

近日，本刊記者對(duì)逄煥成進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)，就“上膜下秸”技術(shù)與他進(jìn)行了交流。據(jù)他介紹，作為一種生態(tài)改良技術(shù)（即自身是生態(tài)型的，改良后對(duì)環(huán)境也是生態(tài)友好型的技術(shù)），“上膜下秸”不僅可以保證鹽堿地的生產(chǎn)潛力得以充分利用，同時(shí)對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)不良影響，可實(shí)現(xiàn)鹽堿地的長(zhǎng)效利用。

秸稈還之于田：“上膜下秸”技術(shù)

農(nóng)作物之所以無(wú)法在鹽堿地上有效生長(zhǎng)，根本原因在于其土壤中鹽分含量過(guò)高，作物無(wú)法完成正常的生長(zhǎng)。所以，鹽堿地改良重在隔鹽。秸稈是農(nóng)作物生產(chǎn)的副產(chǎn)品，出自于土，理應(yīng)歸還于土。逄煥成在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)：“秸稈中含有豐富的有機(jī)質(zhì)，以及氮磷鉀與作物所需的中微量元素，如能實(shí)現(xiàn)安全、有效還田，將顯著提升我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)和豐富營(yíng)養(yǎng)含量，有利于實(shí)現(xiàn)化肥減施與藏糧于地的目標(biāo)?！?/p>

試驗(yàn)區(qū)0～10厘米土層土壤離子組成與含鹽量

各處理0～20厘米土壤理化性質(zhì)變化

2009年1月，逄煥成帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始對(duì)西北沿黃灌區(qū)鹽堿地改良關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展研究。通過(guò)對(duì)西北沿黃灌區(qū)鹽堿地大量試驗(yàn)，構(gòu)建了適用于西北沿黃灌區(qū)鹽堿地“上膜下秸”隔鹽技術(shù)應(yīng)用體系，攻克了鹽分“表聚”、作物易受鹽害、產(chǎn)量低下等難題。

“上膜下秸”隔鹽技術(shù)是在地下35—40厘米處，利用專(zhuān)用深埋機(jī)械將切碎的秸桿一次性平鋪，創(chuàng)造人工秸稈隔層，并把地表耙平，覆蓋地膜，達(dá)到“控鹽、抑鹽、培肥、節(jié)水”的目的。

據(jù)逄煥成介紹，研究團(tuán)隊(duì)在內(nèi)蒙古自治區(qū)五原縣鹽漬葵花田進(jìn)行的“上膜下秸”耕作措施試驗(yàn)，對(duì)比土壤鹽分、含水率變化等數(shù)據(jù)表明：地膜覆蓋與秸稈深埋能有效抑制土壤積鹽合理耕作能抑制土壤積鹽。

試驗(yàn)顯示，上膜下秸（P+S）處理抑鹽效果較耕翻（CKT）、地膜覆蓋（CKP）、秸稈深埋（CKS）最為顯著?！拔覀冞M(jìn)行了四組試驗(yàn)，包括‘上膜下秸’、耕翻、地膜覆蓋、秸稈深埋”。逄煥成說(shuō)，“通過(guò)四組試驗(yàn)的對(duì)比，‘上膜下秸’隔鹽效果最理想。”

“上膜下秸”措施可綜合發(fā)揮地膜覆蓋的保墑作用和秸稈深埋針對(duì)＞20～40厘米土層的持續(xù)保墑效果，且能使土壤含水率保持相對(duì)穩(wěn)定。收獲期“上膜下秸”處理＞20～40厘米土層含水率比地膜覆蓋、秸稈深埋和耕翻處理分別高5.62%、38.03%、39.80%。從播前到收獲期，0～60厘米土層積鹽量上膜下秸<秸稈深埋<地膜覆蓋<耕翻，上膜下秸積鹽0.06克每千克，比秸稈深埋低35.11%，比地膜覆蓋低133.78%，比耕翻低276.89%。

“這是秸稈深埋和地膜覆蓋共同作用的結(jié)果?！卞虩ǔ烧f(shuō)：“秸稈深埋可形成“隔鹽層”，有效控抑鹽，尤其可顯著降低20～40厘米土層含鹽量?！痹囼?yàn)中，食葵全生育期上膜下秸和秸稈深埋的積鹽量小于地膜覆蓋和耕翻。處理實(shí)施一個(gè)月后測(cè)定20～40厘米土層含鹽量，“上膜下秸”比同樣覆膜的地膜覆蓋低48.05%；秸稈深埋比同樣不覆膜的耕翻低29.16%。主要原因是秸稈隔層可防止鹽分的上移，也有利于鹽分的淋洗，地膜覆蓋有利于保持各土層，尤其是0～20厘米土層含鹽量的相對(duì)穩(wěn)定。

“上膜下秸”措施可顯著抑制積鹽。從播前到收獲期，上膜下秸處理0～60厘米土層積鹽量?jī)H為0.06克每千克，比秸稈深埋、地膜覆蓋和耕翻處理分別低35.11%、133.78%和276.89%。其積鹽量在垂直剖面上呈“⊥”字型，改變了河套灌區(qū)鹽分表聚和深層積聚并行的積鹽特征。結(jié)果顯示，上膜下秸積鹽量在垂直剖面上呈“⊥”字型，地膜覆蓋各土層積鹽量均高于上膜下秸，而耕翻、秸稈深埋呈“工”字型，說(shuō)明上膜下秸可抑制鹽分表聚。另外，在食葵收獲期，耕翻、地膜覆蓋、秸稈深埋處理20～40厘米土層全鹽量低于其他土層，而上膜下秸處理20～40厘米層全鹽量與其他土層差異不顯著，這說(shuō)明地膜覆蓋與秸稈深埋處理的鹽分可能因隔層作用，部分積聚在秸稈層下方。

“上膜下秸”措施可建立“高水低鹽”的土壤溶液系統(tǒng)，顯著提升并延續(xù)灌溉淋洗在20～60厘米土層形成的淡化效果，形成“苗期根域淡化層”。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，降低鹽分含量，或者穩(wěn)定鹽分含量均能提高作物的耐鹽適應(yīng)性，植物耐鹽性在幼苗期最差，上膜下秸處理助于食葵規(guī)避鹽害，促苗、保苗?！白魑锇踩冗^(guò)苗期，后期的成長(zhǎng)也就可以放心一些了。”逄煥成說(shuō)。

通過(guò)五原縣的試驗(yàn)表明，“上膜下秸”措施可降低土壤體積質(zhì)量，增加土壤有機(jī)質(zhì)和含水率，從而抑制了礦化度較高的潛水蒸發(fā)，防止“鹽隨水來(lái)”，顯著提高食葵產(chǎn)量。地膜覆蓋與秸稈深埋措施可調(diào)控、優(yōu)化鹽分，在作物根層的時(shí)空分布，降低土壤溶液濃度，是一種行之有效的改良措施。

〉各生育期0～60厘米土壤含水率等值線(xiàn)圖

不只技術(shù)：打造鹽堿地生態(tài)改良技術(shù)體系

核心技術(shù)的應(yīng)用離不開(kāi)配套產(chǎn)品的支撐。“上膜下秸”技術(shù)在鹽堿地生態(tài)改良過(guò)程中，也需要相配套的產(chǎn)品和技術(shù)。逄煥成帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)期間，研制出適于西北沿黃灌區(qū)鹽堿地的一系列配套產(chǎn)品，與“上膜下秸”技術(shù)相互配合，充分提高了應(yīng)用效能。

“想要實(shí)現(xiàn)鹽堿地的生態(tài)改良，除了‘上膜下秸’這一核心技術(shù)以外，還需要其他配套的技術(shù)和產(chǎn)品。”逄煥成說(shuō)，“配套產(chǎn)品是支撐核心技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵。”

〉各生育期0～60厘米土壤含鹽量等值線(xiàn)圖

首先，研發(fā)新墾鹽荒地快速改良的營(yíng)養(yǎng)型改良劑。利用農(nóng)業(yè)廢物糠醛渣和腐熟羊糞，把內(nèi)含的氮磷鉀及中微量營(yíng)養(yǎng)元素按照一定比例配合，研發(fā)出鹽堿地新型改良劑，很大程度上改善了鹽堿地土壤貧瘠、養(yǎng)分低、鹽分高、蓄水能力差等一系列特點(diǎn)。它與普通土壤改良劑相比，作用更快、效果更好，而且制作成本低，農(nóng)戶(hù)可以從中受益。

其次，研發(fā)顯著降低堿土pH值的堿性土壤調(diào)理劑。鹽堿地土壤中碳酸鹽含量很高致使堿性增高，這是造成農(nóng)作物無(wú)法生長(zhǎng)的根本原因。因此，在鹽堿地改良過(guò)程中需要對(duì)土壤進(jìn)行消堿。逄煥成及其研究團(tuán)隊(duì)研制出消堿功能強(qiáng)的土壤調(diào)理劑。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以根據(jù)作物種類(lèi)、土壤PH值及作物生長(zhǎng)周期等來(lái)調(diào)節(jié)消堿成分以便能夠創(chuàng)造更好效果。調(diào)理劑具有優(yōu)良的可溶性，消堿的同時(shí)還能夠提供堿性土壤作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，可以結(jié)合滴灌技術(shù)對(duì)土壤堿性進(jìn)行規(guī)劃式改良。

再次，成熟配套體系利用實(shí)施的前提是嚴(yán)格按照地方土壤特色進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃以期達(dá)到具體的應(yīng)用效果,提高區(qū)域土地產(chǎn)能。逄煥成認(rèn)為，切實(shí)改善鹽堿地生態(tài)環(huán)境，必須依托成熟配套的技術(shù)體系,制訂抗鹽增產(chǎn)技術(shù)體系地方標(biāo)準(zhǔn)是大勢(shì)所趨。針對(duì)次生鹽漬化耕地土壤易返鹽、出苗、立苗難度大等問(wèn)題，以“上膜下秸”技術(shù)為核心，配套結(jié)合選種技術(shù)、護(hù)苗種植技術(shù)、培肥蓄水技術(shù)等構(gòu)建了次生鹽漬化耕地快速改良與增產(chǎn)技術(shù)體系，均衡調(diào)節(jié)降鹽、培肥、蓄水與增產(chǎn)之間的關(guān)系。

最后，鹽堿地改良的同時(shí)，也需要篩選合適作物品種，從而提高鹽堿地作物產(chǎn)量。逄煥成及其團(tuán)隊(duì)以21個(gè)國(guó)家的75份多年生黑麥草種質(zhì)資源為實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行反復(fù)篩選，篩選出兩份耐鹽性高的黑麥草材料，闡明了這一作物種類(lèi)的耐鹽機(jī)理，研制開(kāi)發(fā)出適合重度鹽堿地多年生黑麥草配套栽培技術(shù)體系。這一專(zhuān)利技術(shù)的應(yīng)用極大提高了重度鹽堿地的利用面積，提高了黑麥草產(chǎn)量。

逄煥成及其團(tuán)隊(duì)以農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈為基本原料，開(kāi)創(chuàng)“上膜下秸”技術(shù)，并結(jié)合作物種類(lèi)篩選技術(shù)、秸稈深埋機(jī)械技術(shù)、作物營(yíng)養(yǎng)劑與土壤改良劑等配套技術(shù)，在西北沿黃灌區(qū)多處鹽堿地成功達(dá)到“控鹽、抑鹽、培肥、節(jié)水”的改良目標(biāo)?！吧夏は陆铡奔夹g(shù)也獲得了鹽堿地改良領(lǐng)域?qū)＜业膹V泛認(rèn)可，榮獲中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科學(xué)技術(shù)成果一等獎(jiǎng)和神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技二等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。

“我們?cè)趦?nèi)蒙古等省份針對(duì)西北沿黃灌區(qū)鹽堿地改良做了很多試驗(yàn)，‘上膜下秸’技術(shù)獲得了可喜的成果”。逄煥成說(shuō)，“我國(guó)的鹽堿地區(qū)域很廣，鹽堿地類(lèi)型復(fù)雜，‘上膜下秸’技術(shù)及其配套技術(shù)產(chǎn)品體系，還需要結(jié)合我國(guó)各地鹽堿地的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。我相信，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展下，鹽堿地終將會(huì)成為良田”

人物小檔案

逄煥成,中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員,土壤耕作與種植制度創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家、土壤耕作與種植制度研究室主任。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院節(jié)水灌溉與施肥學(xué)科杰出人才,中國(guó)土壤學(xué)會(huì)鹽漬土專(zhuān)業(yè)委員會(huì)副主任委員,中國(guó)農(nóng)學(xué)會(huì)耕作制度研究會(huì)常務(wù)理事,北京市土壤學(xué)會(huì)理事,《土壤學(xué)報(bào)》編委。