粮食安全背景下吉林省黑土资源退化防治分析

2015-12-16 22:35:09卞凤鸣胡海峰徐春涛
安徽农业科学 2015年30期
关键词:粮食安全防治措施吉林省

卞凤鸣, 胡海峰, 贾 玫, 徐春涛

(吉林省国土资源调查规划研究院,吉林长春 130061)

粮食安全背景下吉林省黑土资源退化防治分析

卞凤鸣, 胡海峰, 贾 玫, 徐春涛

(吉林省国土资源调查规划研究院,吉林长春 130061)

摘要黑土资源关系着国家粮食安全。该研究基于吉林省黑土资源概况及利用优势,探讨了吉林省黑土资源利用存在的问题,从宏观管理、农田建设、土壤肥力等方面提出了防治对策。

关键词黑土资源;防治措施;粮食安全;吉林省

黑土资源是世界上最宝贵的农耕土地资源,具有质地疏松、肥力高、供肥能力强的特点[1],主要分布在我国的吉林省、黑龙江省及美国密西西比河沿岸和乌克兰平原。吉林省作为我国重点粮食产区,玉米产量、商品量、调出量多年居全国前列,玉米出口数量一度占全国一半以上[2]。2013年数据显示,我国5.90%的粮食产自于吉林省,其粮食生产能力及可持续性关系到我国的粮食安全战略[3]。黑土资源区是吉林省主要的粮食产区,关系着国家粮食安全。充分利用和保护好黑土地资源,对于稳定和提高该省粮食生产能力,保障全省经济和社会的可持续发展具有重要意义。但近几十年来,由于过度垦殖和掠夺式经营,该省黑土区出现土壤质量下降,养分库容降低,水土流失严重,土壤抵御自然灾害能力降低等一系列问题,这将直接威胁到国家粮食安全。为此,该研究从吉林省黑土区现状和问题出发,提出适宜的退化防治措施,对保护黑土资源、提高粮食综合生产能力具有重要意义[4]。

1吉林省黑土资源概况与利用优势

1.1吉林省黑土资源概况黑土区主要土壤类型包括黑土、黑钙土、棕壤、暗棕壤、白浆土、草甸土,吉林省黑土区以草甸土、黑钙土为主[5]。根据全国第二次土壤普查数据显示,吉林省黑土资源区总面积为110.10万hm2,占全省土壤总面积的5.9%,占全国黑土资源总面积的15.65%。其中,耕地为83万hm2,占黑土总面积的75.56%,垦殖率较高[6]。区内地势平坦开阔,光、热、水资源丰富,配合协调,黑土层深厚,养分贮量高,土质肥沃,土壤适宜性广泛,可满足一季农作物生长,是世界上为数不多的黑土地带之一,也是该省的主要商品粮基地和黄金玉米带[7]。从自然地域看,该省黑土资源集中分布于京哈铁路两侧,北部隔第二松花江、拉林河与黑龙江省双城五常县接壤,南部沿京哈铁路延伸至四平地区,西至松花江支流伊通河及东辽河支流小辽河、兴开河,东至大黑山西侧山前台地的广大区域[8]。此外,在大黑山西侧山前台地和演变盆谷地有零星分布。从行政区域看,广泛分布在榆树、农安、德惠、九台、双阳、公主岭、梨树、伊通、扶余、永吉、舒兰等县(市)及长春市区,其他县(市)也有零散分布。

1.2吉林省黑土资源利用优势吉林省黑土区无论是作物生长整个季节还是生长旺季,水热配合都极为协调,是我国北方一年一熟制地区水热资源配合最好的地区之一,有利于作物生长。区内地势开阔平坦,除局部坡坎处坡度较大外,坡度多<8°,多数地带为1~3°。且黑土母质为第四季松散堆积物,多数地区为黄土质堆积物,土层深厚,1 m土层内无砾石层,土壤质地为壤土或粘壤土,土壤的粘着性、粘结性、耕性均较好,适耕期较长,耕作阻力小,适于机械化作业。黑土养分贮量较丰富,土壤的潜在肥力、有效肥力均较高。许多商品粮基地县在基本农田建设中,对黑土进行培肥并实施高产配套栽培技术,已建立了大面积亩产千斤的高产稳产农田。随着中低产田改良工作的进展,黑土地区大面积高产稳产农田将日益扩大。且黑土区不仅适于玉米栽培,也适种高粱、大豆、谷子、小麦,在水资源较充足的河谷平原区,也适合发展水稻生产。近几年,随着农业生产结构调整和土地的综合开发,黑土地区林业、果树、蔬菜、油料、烟草、药材得到了发展,许多基地正在开发建设。实践证明,黑土资源不但是粮食生产的基地,也是多种经营的基地。从农业生态经济观点出发,吉林省黑土资源地区具有发展多种经营,建立高效循环的复合的农业生态经济体系的优势。

2吉林省黑土资源利用存在的问题

2.1农业生产结构单一,经济效益较低黑土资源是该省最肥沃的土地资源,也是我国主要的商品粮基地,经过多年的农田基本建设,多数地区已成为高产农田区。但由于农业生产结构较为单一,多数地区为单一的旱作粮食作物区,主要种植玉米,其次为大豆、高粱、谷子。而单一的粮食生产结构抗御自然灾害的能力较差,低温、洪涝、干旱、早霜都会造成玉米大幅度的减产,如黑土较为集中的长春市丰欠之年粮食总产相差15亿kg左右。此外,单一的玉米农田结构也难以形成合理的轮作制度,作物病虫害较为普遍,玉米大斑病、玉米螟病日趋严重。单一的粮食生产结构模式下,尽管粮食生产水平很高,但投入较大,经济效益不高,许多地区人均收入低于1 000元,同时还限制了多种经营的发展。

2.2水土流失日趋严重,腐殖质层、有效土层变薄黑土资源地区地貌为起伏台地,有分水坡面和集水坡面,母质为黄土状堆积物,质地较为粘重,透水不良,并有季节性冻层存在。夏季降水高度集中,春季融水和夏秋降水季节,极易形成坡面径流和线状洪流,造成不同程度的沟蚀和面蚀。据调查,广大台地面蚀极为普遍,由于逐年剥失,形成群众俗称的“破皮黄黑土”、“露黄黑土”。据测算,坡度超过5°的黑土层每年流失厚度约为0.6~1.0 cm,沟头侵蚀速度为每年平均1 m左右,每年平均流失有机质为3.9 t/hm2,全氮0.28 t/hm2,全磷0.13 t/hm2。此外,广大台地坡度较大的台坎地带和坡面汇水地带,沟蚀现象也极为普遍,细沟、浅沟、切沟、冲沟到处可见,造成土地切割,交通破坏,耕地蚕食,部分地区已形成“鸡爪岗”。由于水蚀、风蚀的影响,黑土资源地区腐殖质层普遍变薄。自然黑土腐殖质层多在30~70 cm,厚的可达100 cm以上,而<30 cm比较少见;而第二次土壤普查显示,全省黑土腐殖质层厚度在20~30 cm的(薄层黑土)面积占黑土总面积的24.44%,而腐殖质层厚度<20 cm的(破皮黄黑土)占11.46%,完全失去腐殖质层心土层出露地表(露黄黑土)的占2.8%,三者之和共占38.7%。

2.3土地资源退化,土壤肥力下降该省自然黑土表层有机质含量多在4%~6%之间,低于3%的比较少见。而黑土经耕垦后,由于草甸草原植被的破坏和环境条件的改变,表层土壤有机质矿化迅速,含量明显下降。据第二次土普调查,目前黑土有机质多在2%~3%之间,如黑土分布较为集中的长春市(占全省黑土的60%以上),有机质含量平均(加权)仅为2.33%,与垦前比较大约减少了一倍左右。目前,受土壤侵蚀和管理不当影响,有机质仍缓慢下降,据观测资料,每年仍以0.01%的速度减少。随着耕层有机质含量的降低,土壤中的三要素(氮、磷、钾)和部分微量元素(锌、镅)也在减少,养分的总贮量水平降低。土壤的一系列理化性状渐趋恶化,表现为耕层变薄,目前黑土耕地耕层厚度达20 cm的仅占30.5%,达18 cm的占42.3%,<18 cm的占27.2%;团粒结构破坏,容重增大,孔隙减小,保水性、保肥性、通气性、耕性变差,土壤日趋板结,抗御旱涝能力降低,耕层容重平均为1.29 g/cm3,比垦前容重平均增大了0.2 g/cm3,说明土壤物理性状变坏,土壤板结,耕性变差。可见,黑土垦后土地资源退化日趋明显,部分肥沃的黑土也变成中、低产田,这应该引起人们的高度重视。

3吉林省黑土资源退化的防治措施

3.1加强黑土资源区宏观管理加强统一领导,联系多部门对黑土资源区进行科学管理。根据相关法律、法规,政府相关的国土、农业、水利等诸多部门各司其职,国土部门通过土地利用总体规划的科学编制、实施,严格控制建设占用黑土资源;农业部门应加强黑土质量和农业生态环境的监测,健全并实施培肥措施,防止黑土质量的下降;水利部门应加强对黑土资源区水土流失的监测、预防及治理[9]。二是构建黑土资源保护区。为实现黑土资源的可持续利用,保障黑土地区粮食产量,建议将吉林省京哈铁路两侧黑土较为集中的区域,划定为“吉林省黑土资源保护区”,制定相关保护治理工程规划及办法。国土、水利、农业等多部门协调配合,对区内的黑土资源实行综合保护,按照村镇建设用地标准,重新核定保护区内村镇建设用地规模,把多余的村镇用地整理还田;采取工程、生物等多种措施,加大水土流失防治力度,用养结合,增加有机肥施用量,减少化肥和农药的施用量,把黑土资源保护区建成生态农业、绿色食品生产基地。

3.2加强农田基本建设,改善农田生态环境从治理区域大环境入手,应加强农防林建设,以林划方,实现大地林网化、方田化,应在“三北”防护林统一规划的基础上,搞好主辅林带建设,可采用主辅林带间距500 m×1 000 m大网眼疏透型结构,以利于农业机械化,并提高土地利用率。加强松花江灌排区、饮马河灌排区、卡岔河灌排区、伊通河涝区、大岭涝区的水利建设,完善水工建筑物和灌排渠系,有计划地开发地下水资源,扩大水稻面积,搞好中低产田改良,提高农田抵御旱涝的能力。应从大农业观点出发,建立农、林、牧、副、渔比例协调的现代化大农业体系,在粮食生产中保证一定玉米高产作物比重外,应适当增加大豆和其他禾谷类作物面积比例。在水资源丰富的低平地带,应扩大水稻面积,建立合理的轮作制度。同时采用精密播种技术,玉米宽窄交替休闲,隔年深松,高茬还田[10]。

3.3加强水土保持,防止土壤侵蚀一是等高种植,多采取垄作。为保持水土,坡度1~4°的坡耕地应把顺坡垄改成横坡垄或斜坡垄。二是在坡度较大的坡坎地带修筑梯田是防治水土流失的有效措施。修筑梯田应以等高为主,兼顾等距,大弯就弯,小弯取直,田块规整,田面等宽,方便机耕。三是在黑土集水坡面水线尚未发生沟蚀地带,应以防治为主,保留天然植被,以免沟蚀发生。耕垦的地带、汇水区应不留田间道路,通过耕作使汇水地带形成平坡面。在已经发生沟蚀地区应采取综合治理措施,如细沟、浅沟地区,可在沟头修筑防护埂,防治沟头延伸,并通过耕作人工措施填平,以防发展扩大。四是植树造林,它是治理强度面蚀区和沟蚀的有效措施。植树造林应因地治宜,因害设防,在坡度大、侵蚀严重、土质变薄的地带,可营造经济林或薪炭林;在坡度小、侵蚀轻、土壤肥力高的大漫岗地区,可结合农田规划,设置封闭林带;在两岗之间的洼沟地区,如面积不大,可营造杨、柳、落叶松片林;在土地开阔、面积大的地区,可配置方田林网。

3.4增加土壤有机质,保持培肥地力一是增施优质有机肥料。许多研究资料表明,施用有机肥料可增加土壤腐殖质含量,提高土壤养分贮量,改善土壤的理化性状。同时还能改变土壤腐殖质的组成,增加胡敏酸含量,提高土壤的代换量、酶活性,有利土壤中有益微生物的生长。二是推广秸杆还田,根槎还田。黑土地区是该省的玉米带,每年玉米秸秆产量很大,农村以秸秆为烧柴的能源紧张现象已有缓解,大

约还有1/4的玉米秸秆可用于还田。研究资料表明,每年还田1.5 t/hm2玉米秸秆,可积累腐殖质0.277 5 t/hm2,大体可与腐殖质矿化相平衡。秸秆还田可通过过腹及造肥方式还田,也可直接还田。吉林农业大学培肥研究所研究结果表明,非腐解态秸秆还田有更好的培肥作用,土壤中多种酶活性、生物活性提高,土壤腐殖质中游离松结合态碳明显增加。

参考文献

[1] 陈恩凤,周礼恺,武冠云.土壤肥力实质的研究II.黑土[J].土壤学报,1984,21(3):229-237.

[2] 王晓明,赵梦桌.中国重点商品粮基地吉林省粮食单产跃居全国首位[EB/OL].(2012-02-08)[2015-04].http://news.xinhuanet.com/politics/2012-02/08/c_111500109.htm.

[3] 中华人民共和国国家统计局.2013中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2013.

[4] 岳红光,沈波,刘运河.保护黑土资源建好东北粮仓[J].吉林水利,1999(1):42-45.

[5] 魏丹,杨谦,迟凤琴.东北黑土区土壤资源现状与存在问题[J].黑龙江农业科学,2006(6):69-72.

[6] 刘润璞,等.吉林省自然环境与资源状况分析[M].长春:吉林科学技术出版社,2011.

[7] 姚岚.东北黑土区农业可持续发展探析[D].长春:吉林大学,2008.

[8] 侯雪莹.吉林玉米带黑土有机无机复合体组成及有机碳分布特征[D].长春:吉林农业大学,2006.

[9] 王艳丽,范世涛,张强,等.吉林省黑土地资源开发利用现状及保护对策[J].吉林农业大学学报,2010,32(S):57-59,70.

[10] 刘登高,张小川,崔永,等.东北黑土地保护问题的调查报告[J].中国农业资源与区划,2004,25(4):16-19.

中图分类号S158.1

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)30-212-02

作者简介卞凤鸣(1958- ),男,吉林梨树人,高级工程师,硕士,从事土地资源管理研究。

收稿日期2015-09-11

Analysis on the Regress and Control of the Black Soil Resource in Jilin Province under the Background of Food Security

BIAN Feng-ming, HU Hai-feng, JIA Mei et al(Land Survey & Planning Institute of Jilin, Changchun, Jilin 130061)

AbstractBlack soil resources are related to national food security. Based on general situation and utilization advantages of black soil resource in Jilin Province, the existing problems in black soil resource utilization were discussed, prevention and control countermeasures were put forward from the macroscopic management, construction of farmland and soil fertility and so on.

Key wordsBlack soil resource; Control measure; Food security; Jilin Province

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