新疆生产建设兵团中低产田改造治理措施

2022-12-18 00:10:34刘玲辉
新疆农垦科技 2022年3期
关键词:盐渍化沙化面源

刘玲辉

(新疆生产建设兵团农业技术推广总站,新疆 乌鲁木齐 830011)

粮食生产根本在耕地,出路在科技。全国中、低产田面积占耕地总面积的70%,低产田超30%[1]。兵团土地面积745.63万hm2,耕地面积128.75万hm2[2],耕层土壤有机质含量平均为13.49 g/kg[3]。据有关资料显示,兵团中、低产田约占耕地面积的56%[4],中、低产田占比高的因素主要是土壤盐渍化、沙化、有机质含量降低及农业面源污染等。针对不同成因提出中、低产田改造治理措施是落实“藏粮于地、藏粮于技”战略的重要手段,是提升粮食产能,保障国家粮食安全的有效途径。

1 盐渍化耕地改造治理措施

新疆有很多原生的盐碱地,尤其是兵团,大多地处风头水尾,这是自然的产物。干旱的气候条件致使新疆成为土壤盐渍化大区,盐碱土类别多,被称为“世界盐碱土博物馆”。兵团盐渍化耕地面积占播种面积的44%,南疆四地州耕地盐碱化面积比例更大,占南疆四地州播种面积的60%。盐渍化耕地中23.2%为原生盐渍土,76.8%为次生盐渍土[4],以第二师三十八团、第十四师二二四团等为代表的新建团场次生盐渍化加重。土壤盐渍化是兵团中、低产田多的主要因素,致使肥料投入成本增加,作物减产,是制约农业发展的主要原因。

盐渍化耕地改造治理主要方法有水利措施、农艺措施、物理措施及化学措施等,可依据水盐运移和作物生长发育规律,因地制宜选择适合的措施进行综合治理。

1.1 水利措施

原理是根据“盐随水走”的水盐运移规律,用淡水(灌溉或降雨)淋洗土壤盐分,再通过排水措施把含有盐分的水从土壤中排出,降低盐分在土壤表层的积累。暗管排盐技术还可将地下水位控制在临界深度,抑制土壤毛细水上返,避免土壤返盐。

具体措施:(1)利用已有排碱渠、竖井等水利工程设施排盐碱。有条件的地区灌水压盐、洗盐、排盐。(2)加快暗管排盐技术和“暗管+竖井”排水控盐技术的推广,加强灌溉渠系的防渗,防止地下水位升高和土壤返盐。

1.2 农艺措施

1.2.1 培育和选种耐盐作物

培育的筛选能够适应盐环境下的抗盐耐盐作物新品种。种植耐盐作物可改善盐渍土的理化性质,促进土壤恢复生物多样性,降低土壤的盐渍化程度。通常,牧草和谷类作物耐盐碱能力较强,棉花、水稻、高粱、甜菜、花生及向日葵等都是较耐盐碱的作物,水生作物耐盐碱能力最强,块根类作物耐盐碱能力较差。

1.2.2 合理施用化肥,增施有机肥

长期过量施用化肥使土壤中积累大量盐分,土壤呈现盐渍化,需科学施用化肥,增施有机肥。有机肥经过土壤中的微生物的分解后,转化成为腐殖质,可提高土壤的缓冲能力,一定程度上降低土壤碱性。腐殖质还可促进土壤形成团粒结构,增强土壤通透性,使盐分淋洗更容易,防止土壤返盐。有机质在分解过程中产生的有机酸,可缓解土壤碱化,加速养分转化。增施有机肥可促进作物生长,增强作物的抗盐碱能力。

1.2.3 秸秆还田

秸秆100%还田(包括过腹还田)。秸秆粉碎还田可提高耕层有机质含量,增强土壤微生物活性,改善土壤理化性状,提高土壤肥力和耕地生产能力。秸秆过腹还田可为农业生产提供大量的有机肥,降低农业投入成本,促进农业生态良性循环。

1.2.4 合理规范施用生物肥料

科学施用生物肥料可改善土壤性质,有研究表明[5]:丛枝菌根真菌(AM)、芽孢杆菌与假单胞菌可改善土壤物理结构,使土壤含盐量下降,还可促进作物生理调节能力和对有益元素的吸收,从而提高作物耐盐性,达到较好的改良土壤的效果。

1.2.5 植树造林

树木强大的蒸腾作用,可有效降低地下水位,减少地面蒸发,改善田间小气候,减轻旱涝盐碱危害。需积极推进生态防护林建设,对已有防护林保护纳入工作考核中,加强管理和养护,确保已有林带林木不死亡、不减少。

1.2.6 种植绿肥牧草

采用套种、间作、轮作、复种等形式种植耐盐碱的绿肥牧草,如草木樨、紫花苜蓿、披碱草、毛苕子、美国饲用甜高粱、苏丹草和墨西哥玉米等,利用盐生作物自身特性来吸收盐分,同时还可增加对地面的覆盖,减少裸露地面的地表蒸发,从而减少地表积盐。种植耐盐碱的绿肥牧草对盐渍土改良有较好的效果,投资小、见效快、简单易行。在新疆南疆地区对紫花苜蓿、苏丹草、美国饲用甜高粱和墨西哥玉米的一项研究表明[6],这4种耐盐牧草可显著降低盐渍土的盐分,其中墨西哥玉米对南疆盐渍土的改良效果最为显著,农艺性状和产草量也最佳;其次为紫花苜蓿。

1.2.7 膜下滴灌

地膜覆盖,膜下滴灌,防止水分蒸发和早春返盐。

1.3 物理措施

物理措施是通过深翻深松、平整土地、客土改良等方法,改善土壤结构,阻止盐分上移,防止土壤返盐。

1.3.1 深翻深松

疏松耕作层土壤,截断土壤毛细管,减少土壤水分蒸发,抑制土壤返盐。

1.3.2 平整土地,防止积水集盐

田块地面不平整是土壤盐渍化的重要原因,田埂、地头以及田中凸起的地块等通常是农田盐碱最严重的地方,应结合深翻和深松,平整农田。

1.3.3 客土改良

通过外运土壤替换盐碱土效果显著,但是成本较高。

1.4 化学措施

化学措施主要是施用石膏、磷石膏、硫磺、过磷酸钙等改良盐碱地。施用石膏(硫酸钙)是最常见的化学措施[7],原理是用钙离子代换钠离子,使碱土变为含硫酸钠的盐土,再经过灌溉淋洗,使含盐土壤得到改良。根据不同区域盐碱特点,因地制宜采用适合的土壤调理剂、复合改良制剂等方法改造。

2 沙化耕地改造治理措施

风蚀和人为因素造成兵团耕地沙化,因土壤中营养物质和细粒部分损失,而出现地表粗化。耕地沙化主要特征是耕作层变浅、土壤粗化、土壤肥力下降、生产力降低等。沙化耕地是兵团中、低产田占比高的另一因素。兵团有123个农牧团场分布在塔克拉玛干沙漠和古尔班通古特沙漠边缘等风沙前沿,其中88个团场地处沙漠腹地。重度沙化耕地主要分布在塔克拉玛干沙漠边缘的第二师、第三师及第十四师的部分团场[8]。沙化耕地改造治理主要方法有工程措施和农艺措施。

2.1 工程措施

(1)平整土地,消灭大起伏,适应滴灌的要求。(2)渠道防渗,减少水分渗漏和消耗,合理利用水资源。(3)防护林建设。加强防护林体系建设,提高防护林质量,为农田打造生态防护林网和防沙林带,是农业稳产高产的保障。农田防护林可营造生态小环境,防风固沙,保持水土,减轻土壤风蚀和水分蒸发,抵御干旱、霜冻等自然灾害,使农业生产条件得到改善,从而提高作物产量。同时对已有的防护林保护纳入对各团场农业工作的考核中,加强管护,确保已有林带林木不死亡、不减少。

2.2 农艺措施

2.2.1 覆盖耕作

覆盖耕作是以增加地面覆盖的方式提高地表抗蚀能力的农艺措施。有地膜覆盖、秸秆粉碎铺地覆盖、高茬收割、果园裸露地套种豆科作物等方法。覆盖耕作可有效保存耕层养分和细粒物质,减轻土壤风蚀和水分蒸发。据有关资料[9],棉花留茬地比耕翻裸地,在地表0~20 cm土层内物理粘粒(<0.01 mm)由0.74%增加到5.18%,有机质由0.347%增加到0.605%。

2.2.2 合理的耕作制度

采用粮草间作、轮作、套种、复种等形式种植豆科牧草,可减少地面裸露,改善土壤结构,增加耕层养分,提高土壤的抗蚀力。强度沙化耕地,可采取退耕还林还草措施,在林网保护条件下种植灌木及牧草,先恢复植被,沙化得到初步控制,再逐渐恢复土地的生产能力。

2.2.3 增施有机肥

沙化耕地增施有机肥可增加土壤有机质,改善土壤理化性状,增强土壤保水保肥能力和耕地产出能力。

2.2.4 测土配方施肥技术与高效节水技术相结合

重视测土配方施肥技术,与高效节水技术相结合,采取膜下滴灌方式。

3 农业面源污染及有机质含量降低耕地改造治理措施

多年来地膜的大规模使用、化肥和农药的广泛施用、有机肥施用不足或者不施,秸秆还田工作不到位,导致耕地生态环境受到污染,有机质含量降低,影响了耕地质量。农业面源污染主要有:农药污染、化肥污染、残膜污染、秸秆焚烧污染、养殖业污染等。

3.1 采取农艺措施培肥耕地

3.1.1 增施有机肥

增施有机肥可提高土壤有机质含量,提高土壤微生物活性和酶活性,改善土壤的理化性状,为作物生长提供长效养分,是提高土壤肥力的关键措施。

3.1.2 秸秆还田

秸秆100%还田(包括过腹还田),严禁焚烧秸秆。秸秆还田可有效提高耕层有机质含量,提升地力。

3.1.3 采用技术措施培肥耕地

采用轮作倒茬、种植绿肥牧草、地膜清理、深耕深翻等技术措施培肥耕地。

3.1.4 合理施用微生物肥料

微生物肥料中的有益菌类可促活土壤中有益微生物活性,增加土壤中营养元素的来源,如固氮菌、解磷解钾微生物菌类,可促进土壤中氮、磷、钾的增加,达到培肥地力的目的。

3.2 加强农业面源污染防治

3.2.1 科学施用化肥和农药

持续开展测土配方施肥,合理施用化肥,做好化肥减量增效工作;采用病虫害绿色防控技术,积极探索作物病虫害农业防治、生物防治和物理防治技术,提高肥料和农药利用率,促进环境友好、农业可持续发展。

3.2.2 农业废弃物综合利用

主要包括残膜的回收和再利用、养殖场畜禽粪便的处理与资源化利用等。加强农田残膜污染治理,统一回收管理农膜、农药包装等农业废弃物。采用畜禽粪便无害化处理技术,将其制成优质饲料、有机肥、沼气等,实现畜禽粪便的资源化利用。

3.2.3 加强对农业面源污染治理的支持力度和宣传力度

加强对农业面源污染治理的支持力度和宣传力度,提高职工群众对农业面源污染治理的认识。利用各种渠道广泛宣传农业面源污染的危害和成因,充分调动职工群众参与农业面源污染治理工作的积极性和主动性,增强职工群众对耕地质量的保护意识。

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