黑土地保護(hù)措施的調(diào)控成效與亟待解決的問題

為了保護(hù)東北黑土地這個世界性的珍貴土地資源和建立優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，中央和地方政府先后實施了中低產(chǎn)田改造、沃土工程、測土配方施肥和黑土地保護(hù)工程，以多樣化的方式開展了黑土地的保護(hù)和肥力提升工作，取得了顯著成效，但同時仍存在一些亟待解決的問題。

秸稈還田技術(shù)成效

目前，東北黑土地秸稈還田方式主要包括秸稈覆蓋還田、混土還田和秸稈離田漚制有機(jī)肥還田等?3?種方式。

秸稈覆蓋還田包括全免耕全覆蓋還田和間隔免耕間隔覆蓋兩種。秸稈全免耕-全覆蓋還田最早是由張曉平于?2002?年在東北區(qū)開展的一項技術(shù)，同時引進(jìn)了相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)具并國產(chǎn)化。該項技術(shù)對于保護(hù)土壤水分、控制水土流失和減少秸稈在田間燃燒污染環(huán)境方面起到了引領(lǐng)的作用。但是由于秸稈地面覆蓋后，土壤解凍提溫慢，影響種子發(fā)芽出苗，同時存在春季播種困難等問題，該項技術(shù)應(yīng)用受到了限制；秸稈覆蓋后在地面腐解，腐解物與土壤接觸受限，分解后以氣體的形式直接進(jìn)入大氣，或者在地表?0—5?cm?內(nèi)富集，影響土壤有機(jī)質(zhì)在整個土層中的提升。間隔免耕-間隔覆蓋技術(shù)最早是由吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)院劉武仁于?1999?年提出，核心技術(shù)內(nèi)容包括玉米寬窄行播種，條帶間隔深松，玉米秸稈全量還田方式為條帶間隔覆蓋。這項技術(shù)解決了土壤解凍提溫慢、春季播種困難和易跑墑的問題，但是限制提升耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量的問題仍然未得到有效解決。

秸稈混土還田包括玉米秸稈深混、淺混和深埋3種技術(shù)途徑。韓曉增于?2005?年提出了玉米秸稈深混還田方式。方式一，將秸稈深混到?20—35?cm?土層中，秸稈的腐殖化系數(shù)?0.13，半腐解物殘存率提高了16.7%；該方式的優(yōu)點是保水、改土、快速提升亞耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量。方式二，將秸稈深混到?0—35?cm?全層，腐殖化系數(shù)為?0.17，半腐解物的含量提高了16.9%?。玉米秸稈連續(xù)還田?3?年，黑土地?0—35?cm?表層有機(jī)質(zhì)含量增加了1.47?g/kg，平均增加?29%?以上；對于保護(hù)黑土層、保護(hù)土壤水分和提高春季土壤溫度均具有較好的效果。秸稈淺混還田是將秸稈還入?0—15?cm?左右表層土壤中，由于還田深度的限制，秸稈與土壤的比例不合理，導(dǎo)致土壤容易跑墑，不利于春季作物出苗。秸稈深埋還田是將秸稈埋入?40?cm?土層以下，能夠增加土壤中某一層土壤有機(jī)質(zhì)的含量，但是不能全層提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。

有機(jī)肥還田成效

有機(jī)肥在黑土保護(hù)中的作用已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可，其功能主要包括提高土壤養(yǎng)分含量，增加黑土表層腐殖化物質(zhì)的含量，從而改善土壤的肥力屬性，有利于黑土層的保育。來源于人畜糞污和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廢棄的有機(jī)物，經(jīng)過無害化處理后形成了能夠培肥土壤的有機(jī)物料。不同來源有機(jī)物料形成的有機(jī)肥，在施用后的腐殖化系數(shù)范圍為?0.3—0.6，加權(quán)平均?0.36。有機(jī)肥對黑土保護(hù)作用主要表現(xiàn)在“質(zhì)”和“量”的差異。當(dāng)有機(jī)肥的有機(jī)質(zhì)含量?>?70.0%（烘干基），施用量在6000±1500?kg/hm²以上時，連續(xù)施用?3?年，黑土地土壤有機(jī)質(zhì)含量能夠增加?0.9—1.8?g/kg，0—35?cm?黑土地表層土壤腐殖化物質(zhì)增加?36.0%?以上。有機(jī)肥中有機(jī)質(zhì)含量和施用量小于上述閾值，則不能提升黑土層腐殖化物質(zhì)的含量，僅能改善土壤某些肥力屬性，達(dá)到短期增產(chǎn)目的。

作物輪作措施的成效

目前，黑土地區(qū)主栽作物包括玉米、大豆和水稻。受氣候條件制約，該區(qū)域一年一季，水田和旱田不能進(jìn)行輪作，以旱地作物輪作為主。20?世紀(jì)?80?年代以前，以玉米、大豆和小麥輪作為主，也有少部分玉米、大豆和雜糧輪作，基本保持了土壤肥力。從?20?世紀(jì)?80?年代開始，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開始關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益，卻忽視了輪作效應(yīng)，在黑土地南部玉米連作成為主要種植方式，而北部大豆連作則成為主要種植方式；然而到了?2000?年以后，受經(jīng)濟(jì)效益驅(qū)動，玉米連作成了黑土地區(qū)域內(nèi)主要的種植方式。大豆連作對土壤的影響主要表現(xiàn)在增加了土壤中土傳病蟲害的發(fā)生，加長、加大了土壤有害生物鏈和生物網(wǎng)，導(dǎo)致土壤生物肥力下降，進(jìn)而降低大豆產(chǎn)量。在黑土地北部土壤有機(jī)質(zhì)含量較高的地區(qū)，玉米連作導(dǎo)致黑土地表層土壤有機(jī)質(zhì)含量下降，連作?21?年后有機(jī)質(zhì)含量下降了14.7%，土壤容重增加了16.3%，土壤基礎(chǔ)肥力降低。

輪作有利于黑土地保護(hù)。在玉米-玉米-大豆輪作模式下，黑土層有機(jī)質(zhì)含量增加了?0.15?g/kg，比玉米連作條件下土壤有機(jī)質(zhì)提高?7.5%，玉米產(chǎn)量提高了?11.2%。大豆-玉米輪作比連作玉米土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了15.6%，大豆茬比玉米茬土壤水分含量提高了?21.5%，速效磷含量提高了16.3%。如果以連作玉米的產(chǎn)量為對照，大豆和玉米兩區(qū)輪作使玉米增產(chǎn)?8.8%；玉米-大豆-小麥三區(qū)種植，玉米增產(chǎn)?14.1%。

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