近年來,受氣候變化及水土資源約束等因素的影響,全球糧食安全問題日漸突出,已受到社會各界的廣泛關(guān)注。在我國,得益于各級政府和部門的高度重視,依靠政策、投入和科技等因素的保障,糧食生產(chǎn)實現(xiàn)了“十連增”、農(nóng)民收入增長實現(xiàn)了“十連快”,這與新品種、新技術(shù)的研發(fā)與推廣應(yīng)用密不可分,同時也有中低產(chǎn)田、尤其是低產(chǎn)田改良如黃淮海鹽堿地、南方紅壤改良等所做出的巨大貢獻(xiàn)。
但是,在糧食連年增產(chǎn)中“良種”、“良法”的作用得到充分發(fā)揮的同時,我國單位面積耕地的產(chǎn)量差異大,約40% 的耕地為中產(chǎn)田,30% 的耕地為低產(chǎn)田,其中低產(chǎn)田產(chǎn)量低,且存在障礙因子,改良難度大,在很大程度上制約了我國糧食持續(xù)增產(chǎn)。因此,明確我國低產(chǎn)田的現(xiàn)狀及制約因子,最大限度發(fā)揮其增產(chǎn)潛力,對實現(xiàn)糧食持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn),保障國家糧食安全意義重大。
1、我國低產(chǎn)田的狀況及其影響
盡管從二十世紀(jì)七、八十年代起,國內(nèi)學(xué)者就開始中低產(chǎn)田改良研究,但至今仍缺乏關(guān)于中低產(chǎn)田的確切概念,而且已有研究中通常將中產(chǎn)田、低產(chǎn)田統(tǒng)稱為“中低產(chǎn)田”,沒有考慮二者的差別。如以前通常將糧食年產(chǎn)量在3000~5000 kg hm-2 的耕地稱之為中低產(chǎn)田,這種評價方法從當(dāng)時來看是合適的,但隨著生產(chǎn)力提高等諸多因素的影響,農(nóng)作物的單產(chǎn)實際上是在逐年提高的,且不同地區(qū)的作物產(chǎn)量會因水土氣候等的差異而有較大差別,因此,以絕對產(chǎn)量作為判定標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)階段已不合適了。也有人定義中低產(chǎn)田為:低于當(dāng)?shù)? 年平均產(chǎn)量20%的農(nóng)田。
張佳寶等認(rèn)為中低產(chǎn)田的重要特征是其基礎(chǔ)地力水平低,但缺乏定量的描述。此外,亦有學(xué)者從耕地質(zhì)量角度對相關(guān)概念進(jìn)行了分析,或者按照成因( 障礙因子) 進(jìn)行劃分等,但大多缺乏明確的定義。
近年來,國內(nèi)相關(guān)專家圍繞低產(chǎn)田改良等問題展開了多次討論,在充分吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,認(rèn)為從耕地本身狀況、改良難易程度、改良效果等方面綜合考慮,中產(chǎn)田和低產(chǎn)田均具有很大的差異,因而將其統(tǒng)稱為“中低產(chǎn)田”是不合適的。
對中產(chǎn)田而言,影響其肥力發(fā)揮和作物產(chǎn)量的主要因子大多來自耕作、施肥、管理等方面,以及由此導(dǎo)致的土壤因子變化,通??梢酝ㄟ^作物改良、耕作及施肥優(yōu)化等措施達(dá)到改良之目的。
而對低產(chǎn)田而言,我們認(rèn)為是“在現(xiàn)有的正常耕作栽培管理技術(shù)水平條件下,因為耕地本身存在的障礙或者限制因子,導(dǎo)致作物生長發(fā)育差,產(chǎn)量較當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田低30%以上,且年際間變異大的農(nóng)田”。因此,低產(chǎn)田除了通常所說的產(chǎn)量低以外,還應(yīng)該包括耕地本身是否存在障礙或者限制因子;而且低產(chǎn)田也是一個相對的概念,與其所在區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平等相關(guān)聯(lián)。在評價低產(chǎn)田時,除必須考慮其相對產(chǎn)量的高低外,還應(yīng)考慮所處地區(qū)的土壤、氣候等因素。
1.1 我國低產(chǎn)田的狀況及分布特點
國土資源部發(fā)布的《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定》中,將我國耕地質(zhì)量劃分了15 個級別,其中優(yōu)、高、中、低等地分別占耕地總面積的比例為2.67%、29.98%、50.64% 和16.71%,耕地質(zhì)量平均等級為9.8 等,其中東部和中部耕作管理水平相對較高地區(qū)耕地的平均質(zhì)量等級也較高,但總體上處于偏低的狀態(tài)。而農(nóng)業(yè)部2008 年的調(diào)查結(jié)果顯示,我國現(xiàn)有12.2×107 hm2 耕地中,高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)耕地的面積分別為3.5×107、4.8×107 和3.9×107 hm2,三者的比例大致為3∶4∶3。
我國低產(chǎn)田不僅面積大、類型多,而且分布相對集中、障礙因子也較明顯。目前,耕地土壤中有1/3 受水蝕影響,鹽漬化、酸化和污染土壤分別達(dá)到3.3×106、3.3×106 和2.7×106 hm2。相對較集中分布的低產(chǎn)田有:東北平原西部的風(fēng)沙瘠薄農(nóng)田、耕層淺薄及侵蝕農(nóng)田、蘇打鹽化和白漿化農(nóng)田,環(huán)渤海地區(qū)的瘠薄鹽堿農(nóng)田和淡水資源短缺農(nóng)田,黃淮平原西部的沙化貧瘠農(nóng)田、低洼漬害和黏板農(nóng)田,黃土高原北部的風(fēng)沙瘠薄農(nóng)田和水土流失旱塬農(nóng)田,沿洞庭湖、鄱陽湖流域的強酸性及瘠薄黏板農(nóng)田、耕層淺薄和潛育化稻田等等。這些低產(chǎn)田的障礙因子具有典型性和代表性,盡管其改造難度大、成本也較高,但通過采取針對性的技術(shù)和工程措施是有可能將其改造成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田的。
不同類型低產(chǎn)田因障礙或者限制因子不同,其改良的途徑及所應(yīng)用的技術(shù)也不盡相同,現(xiàn)有技術(shù)等條件下部分低產(chǎn)田會由于改造成本過高、效果不理想等原因而達(dá)不到預(yù)期,或者甚至難以改造。
根據(jù)我們近來的調(diào)查結(jié)果,認(rèn)為在當(dāng)今技術(shù)條件下,能改造的低產(chǎn)田一般只占其總面積的2/3 左右,或者說尚有1/3 的低產(chǎn)田目前難以改造的。按照該數(shù)據(jù),如果以每畝低產(chǎn)田經(jīng)改造后的增產(chǎn)潛力為100kg 計算,目前可改造的低產(chǎn)田面積約2.6×107 hm2,則通過改造低產(chǎn)田可實現(xiàn)增加糧食生產(chǎn)能力390 億千克,潛力十分巨大。因此,加強低產(chǎn)田改良技術(shù)研究與示范應(yīng)用,通過改良低產(chǎn)田提高糧食綜合生產(chǎn)能力,對實現(xiàn)我國2020 年新增500 億千克糧食、保障國家糧食和食物安全意義重大。
1.2 低產(chǎn)田的負(fù)面影響
低產(chǎn)田由于本身存在障礙或限制因子,且耕作難度較大,在同樣的耕作栽培管理技術(shù)條件下,作物生長差、產(chǎn)量低,且同時還對耕地的適耕性、水土保持、施肥效應(yīng)及投入產(chǎn)出比乃至周邊生態(tài)環(huán)境等帶來一系列的負(fù)面影響。
一是嚴(yán)重影響糧食和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。我國人均耕地面積少、人口剛性增加、耕地面積逐年下降、水資源不足且自然災(zāi)害頻繁發(fā)生,在這樣嚴(yán)峻態(tài)勢下,加快改良低產(chǎn)田,提高單位面積的生產(chǎn)能力,對保障我國糧食和農(nóng)產(chǎn)品安全意義重大。
二是對生態(tài)環(huán)境帶來一系列影響。據(jù)相關(guān)研究結(jié)果,低產(chǎn)田中由于作物產(chǎn)量低、對養(yǎng)分的吸收也相應(yīng)減少,因此,肥料的利用率一般要較同類地區(qū)低10 個百分點以上;且土壤有機質(zhì)含量及陽離子交換量較低,對養(yǎng)分的吸附能力較弱,致使養(yǎng)分更容易流失,大大地提高了農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生幾率。同時,由于作物生長差、地表覆蓋度低等原因,低產(chǎn)田也更容易發(fā)生水土流失,并由此帶來一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。
三是農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效益大幅度降低。由于在同等施肥與管理下,作物產(chǎn)量較低,導(dǎo)致單位農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本增加,整體生產(chǎn)效益也較低。同時,低產(chǎn)田中存在的障礙或限制因子,致使土壤耕性差,耕作難度和強度加大,漏水漏肥,宜種作物少,對耕作管理要求更高,這無疑大大降低了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效益。
2、低產(chǎn)田的成因及主要障礙因子
2.1 低產(chǎn)田的主要成因
低產(chǎn)田的形成不僅與其所處的自然條件密切相關(guān),在很大程度上也受人為耕作管理等措施的影響,或者是自然因素和人類活動共同作用的結(jié)果,這也是分析低產(chǎn)田障礙因子及制定改良策略的重要依據(jù)。
2.1.1 自然要素
母質(zhì)、氣候、地形等是影響土壤形成的重要自然因素,同時也對耕地質(zhì)量演變起著十分重要的作用。當(dāng)某種因子的作用與耕地質(zhì)量提升的要求相適應(yīng)時,將使耕地質(zhì)量得到改善和提高; 但當(dāng)某種因子的作用與耕地質(zhì)量提升的要求不一致時,則可能會因此成為障礙因子而使耕地成為低產(chǎn)田。
成土母質(zhì)及其分布層次等是導(dǎo)致部分耕地低產(chǎn)的重要原因。盡管母質(zhì)的特性在耕地中表現(xiàn)不如自然土壤中顯著,但由于母質(zhì)影響耕地的質(zhì)地、養(yǎng)分含量及比例、酸堿性等,因而對耕地質(zhì)量的重要性還是顯而易見的。一般而言,砂性或黏性較強的母質(zhì)上發(fā)育的土壤,低產(chǎn)田的比例較大,如第四紀(jì)紅土、砂巖等母質(zhì)發(fā)育的耕地。母質(zhì)層次的不均一性也影響耕地的質(zhì)量,對于沖積母質(zhì)發(fā)育的耕地,如果砂黏層次分布不良則形成低產(chǎn)田的幾率也較大,如“下砂上黏”耕地多為低產(chǎn)田等。
地形在低產(chǎn)田形成中尤其起到十分重要的作用。首先是由于地形支配著地表徑流,從而影響土壤的水分狀況。如在南方丘陵區(qū)地勢低洼的冷浸田,常因水分過多、光照較少等原因而形成潛育化,還原物質(zhì)大量累積,導(dǎo)致水稻產(chǎn)量低下;而在地勢過高的地方,則因水分條件差、水肥運移困難等,耕地層次發(fā)育差、熟化度低,水稻產(chǎn)量也較低。其次,不同地形部位可能分布著不同的成土母質(zhì),因而也對耕地的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。再次是坡度和坡向等的差異,可能導(dǎo)致表層土壤流失以及光照、溫度、水分等的差異,也在很大程度上導(dǎo)致低產(chǎn)田的形成。
氣候在低產(chǎn)田形成中的作用同樣十分重要。如前所述,我國不同地區(qū)低產(chǎn)田的類型及障礙因子各異,這實際上在很大程度上是與所在地區(qū)的氣候條件相對應(yīng)的,如在相對干旱的氣候條件下易導(dǎo)致耕層鹽基離子累積而發(fā)生鹽堿化,在濕熱氣候條件下則因鹽基離子流失而易導(dǎo)致耕地養(yǎng)分貧瘠、酸化。對一個地區(qū)而言,則因多種因素引起的耕地小氣候的變化如太陽輻射減弱、溫度降低、濕度增大等,常常成為耕地障礙因子形成并導(dǎo)致低產(chǎn)的重要原因。
盡管自然要素對低產(chǎn)田的形成起著較重要的作用,但在大多數(shù)情況下是幾種因子綜合作用的結(jié)果。而且,這種作用在很大程度上是受人為因素所影響,即不合理的耕作管理等措施實際上將加快低產(chǎn)田的形成。
2.1.2 人為管理措施
與對土壤形成具有的獨特作用一樣,人類活動對土壤的發(fā)育程度和發(fā)育方向在某種程度上具有決定意義,因而也是導(dǎo)致耕地退化并最終成為低產(chǎn)田的重要原因。
在人為措施的影響中,不合理開墾利用對低產(chǎn)田形成的影響尤為顯著,如坡耕地的不合理利用導(dǎo)致水土流失、土地不合理開墾導(dǎo)致生態(tài)破壞等,最終均可能使耕地失去使用價值;不合理的利用方式可能導(dǎo)致耕地次生鹽漬化、酸化等,使其成為低產(chǎn)田;不合理管理措施對耕地退化的作用亦非常顯著,如不合理灌溉導(dǎo)致耕層鹽堿化、養(yǎng)分貧瘠化;不合理施肥導(dǎo)致耕地有機質(zhì)下降、養(yǎng)分貧瘠或非均衡化;不合理耕作導(dǎo)致耕層結(jié)構(gòu)破壞、耕性變差等,均可能使耕地質(zhì)量退化并可能最終形成低產(chǎn)田。
2.2 低產(chǎn)田的主要障礙因子
低產(chǎn)田的主要問題是存在障礙因子,因此,深入剖析導(dǎo)致低產(chǎn)的障礙因子并分析其可能的原因,對制定針對性的策略是非常重要的。根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果分析,低產(chǎn)田中存在的主要障礙因子包括
2.2.1 有機質(zhì)貧乏
盡管目前對有機質(zhì)貧乏沒有明確的定義,但若不足當(dāng)?shù)赝愋透氐? /3 甚至更低時,可認(rèn)為該耕地土壤有機質(zhì)貧乏。盡管不同區(qū)域耕地中有機質(zhì)的含量范圍有所差異,但由于有機質(zhì)既是微生物的能源,同時其本身含各種養(yǎng)分、對養(yǎng)分離子亦具有很強的吸附和緩沖能力,并在全球碳平衡中具有重要作用,因此,有機質(zhì)貧乏被認(rèn)為是導(dǎo)致耕地作物低產(chǎn)的重要的原因之一。通常而言,有機肥施用少、秸稈不還田、耕作管理不合理等( 如種植制度、翻耕、水分管理等) 是導(dǎo)致耕地有機質(zhì)貧乏的主要原因。
2.2.2 養(yǎng)分匱乏或非均衡化
氮磷鉀等大、中、微量養(yǎng)分是作物生長和微生物活動所必需,養(yǎng)分貧瘠會使作物因得不到正常生長所需營養(yǎng)而導(dǎo)致低產(chǎn); 養(yǎng)分間比例失調(diào)、供應(yīng)時期錯位等,亦導(dǎo)致作物生長不良和低產(chǎn)。過分依賴化肥且氮磷鉀比例失調(diào)、養(yǎng)分特別是中微量養(yǎng)分投入嚴(yán)重不足,是導(dǎo)致耕地養(yǎng)分匱乏或養(yǎng)分間非均衡化的重要原因。
2.2.3 土壤酸化及酸性過強
酸化是指土壤pH 下降的過程; 酸性過強則是因土壤中活性或交換性酸含量過高、pH<5. 0 且嚴(yán)重影響作物生長和產(chǎn)量的現(xiàn)象。土壤酸性過強是導(dǎo)致作物低產(chǎn)的重要原因之一。當(dāng)前,酸化土壤已不只局限在南方紅壤,水稻土、黑土等土壤也呈現(xiàn)酸化的趨勢。除干濕沉降等氣候自然因素外,大量施用化肥( 特別是氮肥) 、不合理輪作及水分管理不當(dāng)?shù)?,也是?dǎo)致土壤酸化的重要原因。
2.2.4 土壤鹽漬( 堿) 化
包括現(xiàn)代鹽漬化、潛在鹽漬化、殘余鹽漬化等,是指易溶性鹽分在耕地表層累積而導(dǎo)致作物生長不良和低產(chǎn)的現(xiàn)象,如果表層土壤中Na+ 的比例高則可導(dǎo)致土壤堿化。受地理位置、水文條件及水分管理、保護(hù)地施肥與種植模式等因子的影響,我國鹽漬( 堿) 化耕地面積約1. 0×107 hm2,主要分布在華北和西北等干旱、半干旱和半濕潤地區(qū)。目前,大棚土壤因不合理的灌溉和施肥而導(dǎo)致的次生鹽漬化問題也十分普遍。
2.2.5 沙化及沙性過強
是指土壤中砂粒含量過高,包括表層、犁底層及心土層等含量過高,土壤團(tuán)聚作用較差,團(tuán)聚體含量低,穩(wěn)定性差,有時會因此發(fā)生“閉沙”現(xiàn)象,導(dǎo)致耕作困難,使作物容易缺水缺肥,生長差,產(chǎn)量低。耕地沙化及沙性過強除與母質(zhì)關(guān)系密切外,還與不合理輪荒、過度開墾或利用、種植根茬少的作物及連年干旱少雨等有關(guān)。
2.2.6 土壤板結(jié)
導(dǎo)致土壤板結(jié)的主要原因是黏粒含量過高且有機質(zhì)含量較低,表土黏粒含量高易板結(jié)( 黏韌性強) ,犁底層或心土層黏粒含量高則不利于水分下滲,易發(fā)生土壤上層滯水,并影響作物根系下伸等,同時也不利于土壤通氣,且犁耕阻力大、耕性差,因而導(dǎo)致作物低產(chǎn)。長期施用化肥、土壤酸化、單一或不合理的耕作及種植模式等,也是導(dǎo)致土壤板結(jié)的重要原因。
2.2.7 潛育化
是指由于長期淹水、排水不暢且溫度較低等原因,導(dǎo)致土壤Eh 值低( -100 mV 以下) ,有機質(zhì)厭氧分解,有毒有害物質(zhì)如Fe2+、Mn2+、S2- 等含量偏高,還有有機酸等其他還原性物質(zhì)累積,土壤結(jié)構(gòu)變差,土體呈淺灰色,作物生長差、產(chǎn)量低。漬水缺氧、易分解有機質(zhì)存在、農(nóng)田排水不暢、水分及田間管理不當(dāng)?shù)仁菍?dǎo)致土壤潛育化的重要原因。
2.2.8 表土大量流失
由于植被覆蓋差且降雨量大等原因,導(dǎo)致表層肥沃、結(jié)構(gòu)良好土壤流失,耕作層變薄,表層土壤向沙化發(fā)展,有機質(zhì)和養(yǎng)分含量降低,養(yǎng)分供應(yīng)能力減弱,結(jié)構(gòu)變差,生產(chǎn)力大幅度下降,并最終成為低產(chǎn)田。導(dǎo)致表土大量流失的主要原因包括毀林開荒、耕作模式粗放、種植結(jié)構(gòu)不合理、坡度過大且降雨量大等。
2.2.9 嚴(yán)重干旱
由于區(qū)域降水量嚴(yán)重不足且季節(jié)性分配不均,以及季節(jié)性干旱時灌溉條件差,或土壤蒸發(fā)強烈等多種原因,導(dǎo)致土壤有效水分含量低,對作物供水嚴(yán)重不足,甚至使作物干枯、死亡。水資源緊缺、水分利用效率低、耕作制度不當(dāng)、灌溉粗放等均可能加劇干旱發(fā)生并使作物產(chǎn)量嚴(yán)重下降。
2.2.10 多因子組合
實際上,受自然和人為因素的綜合影響,低產(chǎn)田在多數(shù)情況下會有幾種障礙因子同時存在,或者在多個土層中存在,即可能同時受幾種障礙因子的影響且相互間具有交互作用,導(dǎo)致其危害加大,改良難度和成本增加。
3、低產(chǎn)田改良技術(shù)研究及進(jìn)展
長期以來,低產(chǎn)田改良一直是土壤學(xué)研究的重點之一,在國家科技計劃的大力支持下,通過黃淮海平原、松嫩- 三江平原、北方旱作區(qū)、南方紅黃壤區(qū)等區(qū)域農(nóng)業(yè)綜合治理項目的實施,有效推進(jìn)了低產(chǎn)田改良和相關(guān)技術(shù)發(fā)展,取得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
但是,由于低產(chǎn)田概念的相對性和復(fù)雜性,以及低產(chǎn)田改良難度和強度較大、投入較高、見效較慢等原因,我國低產(chǎn)田改良研究整體上還處于以農(nóng)藝措施為主,局限于低成本技術(shù)等,所研發(fā)的技術(shù)及產(chǎn)品大多停留在提高耕地肥力、改善土壤的某些理化性質(zhì)等方面,即停留在所謂的“治標(biāo)”上,很少從徹底消除低產(chǎn)田某一個障礙或限制因子入手,缺乏真正的“治本”技術(shù)。同時,已有的技術(shù)成果基本上是根據(jù)障礙因子命名,導(dǎo)致在實際應(yīng)用時無從入手。根據(jù)低產(chǎn)田改良的內(nèi)容和特點,可將低產(chǎn)田改良技術(shù)分為以下三個方面。
3.1 工程改良
包括水利工程措施、農(nóng)業(yè)工程措施和節(jié)水灌溉措施等。其中水利工程主要包括渠系配套和渠道防滲、小水利工程建設(shè)和加固利用以及農(nóng)田排澇,農(nóng)業(yè)工程包括坡改梯、薄改厚等耕地改造整理工程,節(jié)水灌溉措施包括低產(chǎn)田暗灌工程和膜下滴管工程。這些工程措施極大地提高了耕地質(zhì)量和資源利用效率,減少了土壤徑流和侵蝕,改善了土壤理化性狀,增強了土壤供給養(yǎng)分的能力。
3.2 農(nóng)藝措施改良
包括土壤改良技術(shù)、施肥技術(shù)、耕作栽培技術(shù)、秸稈還田技術(shù)、種植模式、良種選育以及病蟲害防治等,它們是低產(chǎn)田改良的主體或核心內(nèi)容。通過有機質(zhì)提升,改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤水分狀況,提高養(yǎng)分含量和有效性,增強微生物活性等措施提升耕地地力,促進(jìn)作物生長以獲取高產(chǎn)。
土壤改良劑包括天然改良劑、合成改良劑和生物改良劑,它們在改善土壤物理性狀、提高土壤入滲率和水平含量、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、活化土壤礦質(zhì)養(yǎng)分、修復(fù)重金屬和有機物污染以及增強宿主的抗病和抗逆性等方面作用顯著。
不同耕作措施是指保護(hù)性耕作( 少免耕技術(shù)) 和構(gòu)建不同土體構(gòu)型的各種技術(shù)以及與間套復(fù)種等種植制度的合理結(jié)合,保護(hù)性耕作可減少土壤侵蝕和水分蒸散,提高有機質(zhì)含量,強化土壤團(tuán)聚作用,增加作物產(chǎn)量。而土體構(gòu)型的構(gòu)建是通過深松、深翻、旋耕等機械化手段,協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱,為作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境,進(jìn)而提高土壤生產(chǎn)力。
3.3 生物技術(shù)改良
包括生物性屏障、植物改良、微生物改良等。生物性屏障在排除表面徑流的同時,能夠截留其帶走的侵蝕土壤,提高土壤肥力與質(zhì)量,是一種簡單有效的土壤侵蝕控制方法。而植物改良則包括我們通常的種植綠肥、先鋒性植物等,微生物改良主要是利用微生物的代謝產(chǎn)物、分泌物或適應(yīng)性等,使土壤的某些障礙因子如強酸性、鹽堿、板結(jié)等部分緩解甚至消除,以達(dá)到改良低產(chǎn)田的目的,如利用叢枝菌根真菌可以改善低產(chǎn)田的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和通氣性等,在多數(shù)情況下微生物改良通常是與植物改良或農(nóng)藝改良等措施相結(jié)合,以獲得更好效果。
實際上,由于低產(chǎn)田成因的復(fù)雜性、綜合性等特點,其改良措施往往不會是單一的,而是多種措施的綜合。如針對黏瘦型、沙漏型、鹽漬型等低產(chǎn)田的改良,大多是通過開溝排水、客土、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)和合理施肥等技術(shù)手段來實現(xiàn)的。
而且,盡管低產(chǎn)田改良研究已取得了大量成果,但還有許多問題亟待解決,包括:(1) 對低產(chǎn)田的劃分尚缺乏明確的指標(biāo);(2) 低產(chǎn)田改良技術(shù)研究主要局限在農(nóng)藝措施、低成本技術(shù)方面,高新技術(shù)的應(yīng)用較少,缺乏針對性強的“治本”技術(shù);(3) 缺乏針對性強的高效率、低成本的各類改良劑;(4) 缺乏對相關(guān)技術(shù)的集成示范,缺少與政府和農(nóng)技推廣部門的有機銜接;(5) 缺少對農(nóng)民掌握相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)等。
4、研究展望及對策
低產(chǎn)田改良難度大、投入高、不同障礙因子改良技術(shù)差異明顯,是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要有各級政府和部門的大力支持,需要較大的資金投入,同時更離不開科技的支撐。必須在進(jìn)一步加大國家投入的同時,瞄準(zhǔn)低產(chǎn)田的主要障礙因子,加強科技攻關(guān),形成一批相應(yīng)的技術(shù)成果和產(chǎn)品,促進(jìn)增產(chǎn)增效。
4.1 強化政策引導(dǎo)并建立必要的激勵機制
從加強低產(chǎn)田改良、強化耕地質(zhì)量培育、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的迫切需求出發(fā),在國家層面上加大對現(xiàn)有《農(nóng)業(yè)法》、《土地管理法》、《基本農(nóng)田管理條例》等法律法規(guī)的執(zhí)行力度,實行更嚴(yán)格的耕地保護(hù)和節(jié)約用地制度,強化耕地質(zhì)量培育和耕地資源保護(hù)。實行更嚴(yán)格的耕地占補平衡政策,在已有“占多少,墾多少”原則的基礎(chǔ)上,突出占補地質(zhì)量的平衡,要求在3~5 年內(nèi)必須使其生產(chǎn)力達(dá)到原有耕地的水平,確保耕地整體質(zhì)量不降低。
建立低產(chǎn)田改良激勵機制,針對不同區(qū)域低產(chǎn)田的類型和改良難度制定相應(yīng)的補貼標(biāo)準(zhǔn),對在低產(chǎn)田改造中做出貢獻(xiàn)的農(nóng)民個人和企業(yè),按標(biāo)準(zhǔn)給予相應(yīng)獎勵。通過政策引導(dǎo)和激勵,逐漸使改良低產(chǎn)田、強化農(nóng)田生產(chǎn)能力建設(shè)成為耕地經(jīng)營者的自覺行動。
4.2 加大對低產(chǎn)田改良的投入并提高資金使用效率
近年來,國家先后組織實施了一系列與低產(chǎn)田改造相關(guān)的工程,如國土資源部組織實施的土地整理、水利部組織實施的農(nóng)田水利設(shè)施改造等項目,通過對田、水、路、林的綜合治理,促進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè);農(nóng)業(yè)部組織實施的沃土工程、中低產(chǎn)田改良、有機肥等項目,通過強化耕地培肥和中低產(chǎn)田治理等工作,全面提高農(nóng)田綜合生產(chǎn)能力; 財政部、國家發(fā)展改革委等部門亦有以提高區(qū)域綜合生產(chǎn)能力為目標(biāo)的相關(guān)項目。
但是,由于低產(chǎn)田改良是一項長期、持久的工程,農(nóng)業(yè)發(fā)展不同階段低產(chǎn)田的障礙因子、改良技術(shù)措施也不盡相同,必須針對不同階段的技術(shù)需求采取針對措施。目前對低產(chǎn)田改良的支持一是投入的經(jīng)費仍十分有限,與低產(chǎn)田改造的經(jīng)費需求尚有較大差距;二是不同類型項目的組織實施部門各異,致使有限經(jīng)費難以集中使用并形成合力; 三是不同項目的實施重點和目標(biāo)差異大,整體上層次和重點不夠明晰;四是沒有形成長效的穩(wěn)定支持機制,支持的重點和方向變化較大。因此,必須在大幅度增加投入的基礎(chǔ)上,明確支持的重點和方向,強化目標(biāo)導(dǎo)向,加強部門間的聯(lián)合,提高有限資金的使用效率。
4.3 強化低產(chǎn)田改良及增糧增效技術(shù)研究
多年來,在國家相關(guān)科技計劃的支持下,我國在耕地質(zhì)量培育、中低產(chǎn)田改良等方面取得了較大成效,如黃淮海平原鹽堿地綜合治理作為我國歷史上最大的一次農(nóng)業(yè)科技大會戰(zhàn),取得了十分突出的科技成果。近年來,在紅壤旱地肥力演變與定向調(diào)控、黃土高原旱地氮磷養(yǎng)分高效利用、有機- 無機復(fù)合肥研制與應(yīng)用等方面取得了一些進(jìn)展,產(chǎn)生了較顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。但從整體看,已有成果大多集中在以農(nóng)藝結(jié)合為主的“治標(biāo)”技術(shù),缺乏以消除某一障礙或限制因子為主的“治本”技術(shù),因而很難從根本上消除土壤障礙因子。
從當(dāng)前我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、特別是低產(chǎn)田改良的迫切需求出發(fā),必須進(jìn)一步強化低產(chǎn)田障礙因子解析與消除、地力和生產(chǎn)力快速提升、抗逆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)先鋒作物品種應(yīng)用等研究,形成針對不同障礙因子的物理及工程改良、化學(xué)改良、生物改良、農(nóng)藝措施改良技術(shù),研發(fā)以農(nóng)業(yè)廢棄物等為原料的生物有機肥、土壤改良劑等產(chǎn)品,創(chuàng)制針對不同障礙因子低產(chǎn)田的新型材料和制劑,逐步構(gòu)建不同類型低產(chǎn)田改良的增糧增效的可操作模式。同時,應(yīng)大力強化現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)等在低產(chǎn)田改良中的應(yīng)用,突出針對某種障礙因子改良的高技術(shù)研發(fā),逐步構(gòu)建以高技術(shù)為中心的技術(shù)模式,為低產(chǎn)田所在地區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供強有力的科技支撐。
4.4 加大相關(guān)科技成果的轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用
科技成果的轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用速度慢、范圍小,是制約其發(fā)揮應(yīng)有效益的關(guān)鍵因子,但實際上,成果本身的轉(zhuǎn)化應(yīng)用不僅取決于推廣工作的強度,同時也在很大程度上取決于成果本身的成熟度、可應(yīng)用性。近年來,國家進(jìn)一步加大了科技成果轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用力度,使一大批成果逐步轉(zhuǎn)化成為生產(chǎn)力,但由于低產(chǎn)田改良的技術(shù)性較強、投資較大、見效較慢等原因,致使相關(guān)科技成果很難在生產(chǎn)實際中轉(zhuǎn)化并發(fā)揮出應(yīng)有的效益。因此,在進(jìn)一步加大對相關(guān)成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用支持力度的前提下,應(yīng)進(jìn)一步強化低產(chǎn)田改良成果的物化,強化科研教學(xué)、推廣、企業(yè)、農(nóng)民相互間的有機結(jié)合,形成有效的“產(chǎn)學(xué)研”合作機制,通過產(chǎn)品的推廣應(yīng)用,加快科研成果的轉(zhuǎn)化,最大限度地發(fā)揮出其增糧增效的潛力。
4.5 建立完善耕地質(zhì)量評價體系和執(zhí)法體制
建立完善耕地質(zhì)量評價體系,明確不同地力等級耕地的劃分標(biāo)準(zhǔn),是制訂相關(guān)政策與法規(guī)的重要依據(jù),也是強化執(zhí)法力度的重要保障,必須加快進(jìn)度。同時,目前與耕地質(zhì)量建設(shè)執(zhí)法有關(guān)的部門涉及國土資源部、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部等多個部門,很容易導(dǎo)致責(zé)任主體不明確、執(zhí)法力度掌握尺度不一等多種問題,因此,必須建立統(tǒng)一的執(zhí)法體制,確保杜絕破壞耕地等不法行為發(fā)生,確保耕地質(zhì)量不斷提升。
作者:曾希柏1,張佳寶2,魏朝富3,宇萬太4,黃道友5,徐明崗6,徐建明7 單位:1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 2.中國科學(xué)院南京土壤研究所 3.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 4.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所 5.中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 6.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 7.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院
中國鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自:《土壤學(xué)報》2014 年04 期

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