邱宇潔
(陜西省土地工程建設集團有限責任公司,陜西 西安 710075)
我國人均耕地資源占有量尚不到世界平均水平的1/3,優質耕地資源量更少,后備資源數量也隨著近年來的開發不斷減少[1]。耕地質量好壞與糧食產能的提升息息相關,土地管理工作的重點也在于土壤肥力和耕地質量的提升。土壤有機質作為土壤循環系統的重要組成部分,不僅能有效改善土壤理化性質,且能對土壤養分供應能力以及土壤有機碳、氮素、有效磷以及速效鉀等因子的循環具有顯著的促進作用,是控制土壤質量的核心物質之一[2-3]。隨著我國經濟社會不斷發展,大量優質耕地資源被占用,造成耕地數量不斷降低。此外,常年以來在不合理開發、過度耕種等行為的推動下,耕地地力透支現象越來越嚴重,全國范圍內耕地質量總體偏低,土壤有機質含量嚴重不足,耕地產能受到重大影響[4-5]。而僅僅借助農用化肥的投入提升土壤肥力,首先其效果具有很大的局限性,其次化肥不合理施用或施加過度,也會通過土壤深層滲漏污染地下水體資源[6]。影響土壤有機質含量的因素眾多,且現有研究已表明,土壤有機質含量的增加并不是無限制持續增加,在各種環境因素的影響下,將飽和在一個最大值。眾多學者對影響土壤有機質含量提升的因素進行了大量研究。孫馨宇等[7]綜述了影響果園有機質含量的影響因素和提升方法,為果樹增產提供了有力借鑒。張欣等[8]對丘陵區土壤有機質含量影響因素進行分析,研究表明,成土母質、土地類型、海拔以及土壤深度均對有機質含量變化具有顯著影響。張童瑤等[9]研究了棄耕行為對土壤有機質含量變化的影響,研究結果表明,棄耕行為會促進耕地土壤有機質含量的提升,而長期耕種行為會導致土壤有機質含量不斷降低。喬趙崇等[10]研究了不同種植模式條件下土壤活性有機質含量變化和影響因素,研究發現,有機無機配施充分灌溉保護性栽培種植方式能對沙壤有機質含量的提高具有十分顯著的促進效果。如何有效增加土壤中有機質含量,提升耕地地力水平,這是必須要重視的問題。
土壤有機質含量的提升和累積與耕作區水文地質條件、氣候條件、土壤條件等息息相關。李冬初等[11]研究了我國稻田中土壤有機質含量變化影響因素,研究結果表明,在30年時間尺度范圍內,我國稻田耕作層有機質含量整體提高了3.49 g/kg,而氣候、氮肥投入、土壤類型以及種植制度對有機質含量變化具有較大影響。廖宇波等[12]應用GIS空間分析方法和數學統計方法對大興區近40年內土壤有機質含量影響因素進行分析,研究發現,大興區土壤有機質含量變化主要受土壤質地、土壤類型、種植作物類型和人為耕作管理活動的影響。江葉楓等[13]研究了南方地區不同土壤侵蝕情況對土壤有機質含量變化的影響,結果表明,土壤有機質含量隨土壤侵蝕程度的增加表現為不斷降低趨勢,且主要受地形坡度影響較大。楊麗霞等[14]研究了我國陜北黃土丘陵地區植被類型對土壤有機質含量變化的影響,研究結果表明,陜北地區具有較強生態適應性的植物群落為菊科、禾本科和豆科,不同植被類型群落豐富度指數隨耕地撂荒年限的增加而增大,且對土壤有機質含量變化具有顯著影響(P<0.05)。杜佩穎等[15]對平原丘陵區500個土壤表層樣本進行取樣分析,研究發現,高程、坡度、坡向、有效鐵、容重、礫石度、黏粒含量等因素能顯著影響土壤表層有機質含量變化,并對其影響依據進行了模擬分析。楊振奇等[16]對我國砒砂巖區土壤有機質含量變化情況和影響因素進行了采樣分析,研究表明,土壤有機質含量表現為溝底含量最高、坡面含量次之以及山脊處最低的變化規律,影響因素表現為植被覆蓋度大于土壤侵蝕度及土壤顆粒平均粒徑的規律。
一般而言,耕作條件相對成熟的地區農業管理措施對土壤有機質含量的提升和積累影響最為顯著,其主要受施肥、田間管理和土地利用等方面因素影響。王傳杰等[17]研究了施肥26年條件下對土壤有機質含量變化情況的影響,研究發現,與不耕種相比,施肥可有效提升土壤有機質含量,而不施肥或化肥條件下對作物種植土壤有機質的消耗具有顯著的促進作用。黃婷等[18]研究了不同施肥模式下,對北方旱地玉米土壤有機質含量變化和玉米產量的影響,研究表明,以有機肥代替部分化肥,可有效促進土壤有機質含量提升并能穩定提高玉米產量,且作物產量與有機質含量間存在顯著的正相關關系。李小磊等[19]探索了不同施肥模式對紅壤水稻種植中土壤有機質含量和活性變化的影響,研究結果表明,在施肥模式下土壤有機質含量整體表現為增加變化,土壤有機質含量及其活性隨土層深度的增加而降低。崔增團等[20]在甘肅地區進行秸稈、綠肥還田以改善和提升田間土壤有機質含量,研究表明,相較于未實施還田處理的地塊,施加秸稈和綠肥可有效提升土壤有機質含量,平均增加4.43%,且對作物產量增產率在平均提高5.2%。崔正果等[21]基于對吉林黑土地2011—2015年玉米不同還田措施,研究了各還田處理對土壤有機質含量變化的影響。研究表明,根茬+1/3秸稈還田和根茬+秸稈全量粉碎耕翻還田是吉林地區黑土中最佳提高土壤有機質含量的方式。趙雅姣等[22]在西北旱作地區進行了紫花苜蓿—小黑麥間作試驗,研究其對土壤有機質含量的影響,結果表明,土壤根區采用間作模式,土壤有機質含量增加大于單作模式。閆雷等[23]研究了免耕措施對東北黑土區坡耕地土壤肥力影響,研究發現,免耕措施下土壤有機質含量和全氮、速效鉀等含量得到提高,土壤有機質含量在中坡位和下坡位處含量表現更高。
土壤有機質含量是影響土壤肥力水平的重要指標之一,常年以來在不合理開發、過度耕種等行為的推動下,耕地地力水平表現為極大的透支現象,全國范圍內耕地質量總體偏低,土壤有機質含量嚴重不足。本文從影響土壤有機質含量變化因素進行分析,提出了耕地土壤有機質含量提升路徑和方法,以期為我國耕地質量和糧食產能的提升提供必要借鑒。