神池县耕地地力现状及改良利用对策

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山西农业科学2015,43(8):1054-1057,1068Journal of Shanxi Agricultural Sciences
神池县耕地地力现状及改良利用对策
施万荣
(神池县农业技术推广中心,山西神池036100)
摘要:针对神池县海拔高、气候冷凉、无霜期短、人少地多、广种薄收的立地条件,在总结分析以往土壤改良培
肥、旱作农业综合增产技术的同时,利用测土配方施肥技术与耕地地力调查与评价成果,分析了全县耕地地力现状、生产潜力和耕地地力建设中存在的主要问题,针对性地提出了中低产土壤改良利用对策和建议。

并通过多年的试验示范与较大面积推广,取得了显著的经济效益、生态效益和社会效益。

关键词:耕地地力;改良利用;持续发展;神池县中图分类号:F301.24
文献标识码:A
文章编号:1002-2481(2015)08-1054-05
Cultivated Land Soil Fertility Status and Improved Utilization
Countermeasures of Shenchi County
S HI Wan-rong
(S henchi County Agricultural Technology Promotion Center ,S henchi 036100,China )
Abstract :In S henchi county high altitude,cold climate,short frost free period,fewer people and more extensive cultivation site conditions,the paper summarized and analyzed soil fertility improvement,comprehensive agricultural production technology in dryland,at the same time analyzed the county's cultivated land fertility status,production potential and the main problems existing in the soil fertility construction using the investigation and evaluation of soil fertilization and soil fertility results.The countermeasures and suggestions for improving the medium-low yield soil improvement were put forward.And through many years of experimental demonstration and large
area promotion,it had achieved remarkable economic benefits,ecological benefits and social benefits.Key words :cultivated land soil fertility;improvement and utilization;sustainable development;S henchi county
收稿日期:2015-04-04
作者简介:施万荣(1968-),男,山西神池人,高级农艺师,主要从事农业技术推广工作。

神池县地处黄土高原晋西北高寒地区,属大陆干旱季风气候半湿润偏旱旱作农业区,年均降水量487.7m m ,≥10℃年积温2080.5~2511.8℃,无霜期为90~120d (平均114d )。

全县总耕地面积为60900hm 2,主要种植玉米、马铃薯、小杂粮、胡麻等作物。

2014年末,全县共有10.36万人,其中,农业
人口8.69万人,占总人口的83.8%。

一方面,神池县人少耕地多、中低产田面积大、广种薄收,加强耕地地力建设已成为一个刻不容缓的现实问题;另一方面,通过广大农民和农技人员坚持不懈的努力,先后推广了深耕蓄水、耙耱保墒、镇压提墒三墒整地技术,粮草、粮豆、粮肥轮作倒茬,增施有机肥,秸秆粉碎还田技术,特别是近年来实施坡改梯项目,推广地膜覆盖、测土配方施肥[1-7],选用抗旱耐寒高产作物品种,保护性耕作等综合旱作农业技术,耕地土壤的综合生产能力明显提升,全县粮食总产由1984年全国第2次土壤普查前的5222.5万kg 提高到2014年的16300万kg ,2014年是1984年的3.12倍,但按2014年42000hm 2粮田平均单产计算,仍处于中、低产水平,说明神池县广大旱地仍有很大的增产潜力。

所以,坚持以旱作农业科学发展为导向,不断深化完善中低产田集约化经营技术模式,继续加强耕地保护和地力建设及土壤改良,不断提高耕地的综合生产能力,对于确保粮食安全、农业可持续发展、农民持续增收意义重大。

1耕地地力现状与生产潜力分析
1.1耕地地力现状
神池县总耕地面积60900hm 2,全部是旱地。


中,中、低产田面积为56400hm 2,占总耕地面积的92.61%。

耕地土壤类型以栗褐土为主,伴有少部分草原风沙土和潮土。

土壤有机质平均含量为9.26g/kg ,有效磷平均含量为9.60mg/kg ,属山西省五级水平;全氮平均含量为0.71g/kg ,速效钾平均含量为
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施万荣:神池县耕地地力现状及改良利用对策
104.70m g/kg,属山西省四级水平。

中微量元素养分含量锌、铜较高,除铁属于五级外,其余均属四级水平。

全县88%的耕地为缓坡丘陵耕地,目前生产用地大部分耕地坡度小于6°,12%的耕地为平川地,主要分布在山前倾斜平原、丘涧坪地和沟谷川地区,其地势平坦,土层深厚,十分有利于现代化农业的发展。

1.2生产潜力分析
中低产田改良培肥潜力大。

神池县中、低产田面积为56400hm2,占总耕地面积的92.61%。

其中,坡地梯改型9000hm2,占耕地总面积的14.78%,沙化耕地型900hm2,占耕地总面积的1.48%,瘠薄培肥型43600hm2,占耕地总面积的71.59%,障碍层次型2900hm2,占耕地总面积的4.76%。

对各类型中低产田,针对性地进行工程、农艺、生物等综合措施改良培肥潜力很大。

如果按近年改良培肥效果和速度推算,到2020年,这些中低产田土壤肥力将提高0.5~1个等级、综合生产能力再上台阶是可以实现的。

近年来,农业生产资料价格一再上涨,农业成本较高,部分农民通过增施氮肥提高产量。

加之近几年在施肥上存在“三重三轻”,即:一重特色作物投入,轻普通作物投入。

在市场经济推动下,农民将大部分有机肥和优质化肥施于平川高效特色农田,而占很大比例的粮田有机肥和化肥施用却相对不足;二重复混肥料,轻专用(配方)肥料。

随着我国化肥市场的快速发展,复混(合)肥异军突起,许多复混(合)肥杂而不专,而且农民对于自己所种作物需什么肥料,土壤缺什么元素,底子不清,盲目施肥;三重化肥使用,轻有机肥使用。

由于农事机械作业指数增加,大畜饲养量相对减少,有机肥量不足,秸秆还田又处于起步阶段,农民种地对化肥依赖性逐步加大,结果导致施肥成本加大,肥料利用率低下,土壤结构变差、养分比例失调。

针对这些现象,采取技术培训、土壤测试、配方施肥技术推广等措施,引导农民科学合理施肥,对中低产田土壤改良培肥、提质增效具有十分显著的效果。

2耕地土壤培肥与改良利用模式神池县中、低产田面积大,但主要以瘠薄培肥型和坡地梯改型两大类型为主,分别占全县中、低产田总面积的77.3%,15.96%。

针对这一现状,近年来紧紧围绕改善农业生态环境,提高中、低产土壤肥力和综合生产能力这条主线,因地制宜地进行了工程以及农业综合措施改良培肥中、低产田的技术研究与探索,并进行了较大面积的试验示范与推广,从实践中总结出了适合神池县中低产田改良利用的综合配套技术模式。

2.1工程措施改善坡耕地生态环境条件
2.1.1坡改梯工程措施适用于地形破碎、水土流失较重、土层较厚、坡度小于25°的坡耕地。

机修水平梯田陡坡区田面宽度5~15m,缓坡区田面宽度20~40m;人工梯田田面宽度不小于5m。

根据地形地貌、土壤质地、土埂稳定性、田面宽度的要求而定,为防止高坎倒塌,田坎高度一般取1.0~2.5m。

田坎坡度根据土质条件和田坎高度确定,一般黄土区常取50°~70°,田坎内坡可取45°左右。

为了稳固地埂和防止风蚀、水蚀、涵养水源,要根据当地实际栽植杏树、红柳、柠条、苜蓿、甘草、黄花等乔、灌、草固埂植物。

同时建排水渠系,做到土不下山、水不乱流,达到改变坡耕地生态环境条件的目的。

2.1.2新造田生土熟化技术一是深耕。

新修梯田要平整地面,形成外高里低的反坡地面。

当年秋季要深耕2次,深度达25cm以上,同时施入有机肥。

次年春季在土壤解冻后,浅耕1次,耙耱2次。

二是增施肥料。

第1年结合深耕施足基肥,每公顷施有机肥37500~52500kg。

结合播种开沟条施化肥,施入足量的氮、磷肥,每公顷施纯N240kg,P
2
O5120kg, K2O225~300kg。

三是施用土壤结构改良剂。

在第1年秋深耕时或第2年春季浅耕条施硫酸亚铁,每公顷施450~750kg。

有风化煤或泥炭资源及条件便利的区域,每公顷可增施风化煤或泥炭15000~30000kg,直接撒施地表,耕翻入土。

通过增施有机肥、重施化肥、秸秆还田、种植绿肥、合理轮作、深耕深松、施用土壤结构改良剂等技术措施,3a左右可使梯田的土壤肥力提高到当地中等肥力水平。

2.2农业综合措施提高耕地生产能力[8-11]
2.2.1深耕深松适时深耕是提高土壤蓄水聚肥能力的关键,神池县一般在秋季深耕为好,特别是玉米秸秆还田的地块,要将秸秆还田和深耕结合进行。

深耕深度因耕翻工具、土壤等条件而异,一般耕深以20~22cm为宜,有条件的地方可加深到25~28cm,最深可至30cm。

深耕地块三九天镇压1~2次,可压碎地面坷垃,使碎土比较严密地覆盖地面,以利冻结聚墒和保墒。

次年早春土壤解冻期间,即土壤解冻达3~4cm、昼消夜冻时,要进行顶凌耙地,以后每消一层耙一层,纵横交错进行2~3次耙耱,可切断毛管水运行,使化冻后的土壤水分蒸发
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损失减少到最小程度。

播种前进行耙耱作业,以破除板结,使表层疏松,减少土壤水分蒸发,增加通透性,提高地温,有利于土壤蓄水聚肥能力的提高。

2.2.2增施有机肥广开有机肥源,增加有机肥料的投入,是提高土壤有机质含量和综合生产能力的重要措施。

一是要利用神池县草坡面积大以及玉米、莜麦、谷子、糜黍等小杂粮面积大,优质饲草量多的优势,大力发展养牛、养羊业,通过秸秆过腹实现有机肥源的增加。

二是针对神池县耕地多人口少的自然优势,通过粮—草轮作等形式,适当加大饲草种植面积,实现以农养牧、以牧促农。

三是大力推广秸秆粉碎还田技术,其模式主要有2种,一种是秸秆粉碎直接还田,即玉米收获后先将秸秆粉碎,或机收直接将秸秆(玉米、莜麦)粉碎,然后结合秋深耕将秸秆翻压还田;另一种是覆盖还田,即收获后将秸秆(玉米、莜麦)粉碎均匀撒于地表,然后浅旋耕将秸秆和土搅拌覆盖于地表,防止冬春跑墒,次年播种或覆膜前深翻并耙耱,随后覆膜或播种。

2.2.3配方施肥中、低产田必须坚持有机与无机相结合,大量、中量、微量元素同等重要,平衡供给,用地和养地相结合,投入与产出相平衡的施肥原则。

在增施有机肥同时,要巧施氮肥、重施磷肥、因地因作物施用钾肥,重视微肥施用,使中、低产田土壤养分逐步趋于平衡,土壤肥力和综合生产能力逐年提高。

通过多点多作物肥效试验,神池县中、低产田主栽作物施肥量一般为:玉米每公顷产4500~9000kg,需施有机肥15000~30000kg,纯N180~240kg,P2O560~90kg,K2O30~75kg;马铃薯每公顷产12000~24000kg,需施有机肥22500~37500kg,纯N90~180kg,P2O560~150kg,K2O 45~135kg;谷子每公顷产3000~6000kg,需施有机肥15000~22500kg,纯N120~195kg,P
2
O5 60~75kg,K2O30~75kg,硼肥或锌肥15kg。

2.2.4地膜覆盖地膜覆盖是干旱冷凉地区增温保墒、改善土壤理化性状、获得高产高效关键性旱作农业技术之一,此项技术目前已经被神池县广泛推广应用,且推广面积越来越大,农民对该技术已经有了较大依赖。

目前,推广主要选用70~80cm宽的超微膜或渗水地膜,玉米每100~110cm覆盖一带地膜,种植2行玉米,膜上窄行距33~40cm,膜间宽行距66~70cm,株距33~40cm,密度45000~52500株/hm2;谷子每85~100cm覆盖一带地膜,穴种谷子2行,膜上窄行距35~40cm,膜间宽行距50~60cm,穴距25~30cm,每穴留苗4~7株,密度39万~45万株/hm2。

2.2.5合理轮作不同作物需求养分的种类和数量不同,导致各种作物土壤中遗留残体成分也有较大差异。

因此,通过大力推广“粮—肥、粮—豆、粮—薯、粮—粮”轮作间作等模式,一方面经绿肥翻压和豆科根际固氮提高土壤肥力;另一方面不同作物合理轮作倒茬或间作混种,有利于土壤养分供给的相对平衡和土壤肥力的稳定和提高,达到用养相结合的目的。

神池县中、低产田的主要轮作和间套种模式为:玉米—马铃薯—胡麻(向日葵)—饲草(或绿肥)—玉米;马铃薯—胡麻(向日葵)—豆类(或绿肥)—谷子;马铃薯—玉米—豆类(或绿肥)—谷子;玉米套种马铃薯,玉米套种黑豆,以及马铃薯混种红芸豆或油菜,胡麻混种油菜,向日葵混种豆类等。

3推广应用效益
3.1经济效益
一是2007—2014年,在冷饭坡、大严备、上八角等村实施里切外垫坡改梯和生土熟化面积为600hm2,当年种植马铃薯平均单产为13500kg/hm2,产值高达20250元/hm2,比未改造的坡耕地对照产量减少13%左右,比改造但未采取生土快速熟化和高产综合技术的常规种植对照增产48.76%,每公顷多投入3000元,增加产值6874.5元/hm2;第3年种植地膜覆盖玉米,平均单产7020kg/hm2,产值14040元/hm2,比常规对照增产1770kg/hm2,增加产值3540元/hm2,比坡耕地增产2475kg/hm2,增加产值为4950元/hm2。

二是2001—2014年,全县推广中、低产田高产培肥农业综合技术面积为20000hm2,其中,推广地膜覆盖玉米为15000hm2,马铃薯为5000hm2。

经统计分析,玉米平均单产为7125kg/hm2,马铃薯平均单产为22800kg/hm2,分别比常规对照增产1650,3600kg/hm2,增加产值为3300,5400元/hm2。

贺职乡仁义村在200hm2沟谷川地上,经过10a玉米秸秆机械粉碎还田后, 2007—2014年玉米平均单产达7500kg/hm2以上,较2006年平均单产(6450kg/hm2)增产1050kg/hm2。

烈堡乡大井沟村推广以深耕、增施有机肥、配方施肥、选用良种等中低产田农业综合高产培肥技术[12],种植马铃薯133hm2,比常规施肥区平均增产1920kg/hm2,节肥28.5kg/hm2,全村马铃薯共增产25.6万kg,节肥3800kg,共节本增效12.1万元。

3.2生态和社会效益
3.2.1坡改梯综合生产能力明显提高坡地修成
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水平梯田,降中到大雨后,地表基本没有形成径流,水土流失减少90%以上。

据山西省水土保持研究所对王家沟流域多年观察,坡地修成梯田后,每公顷年均土壤冲刷量由原来的67.5t 下降为6.3t ,每公顷年均径流量由195.0m 3减少为65.0m 3。

同时采用增施农肥、重施化肥、增施土壤结构改良剂、秸秆覆
盖还田等措施,使土壤容重减少0.1g/cm 3左右,0~20cm 水稳性团粒结构是对照的2倍以上,土温提高1~2℃,土壤含水量比对照增加1.98~2.74百分点;经3a 改良,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量分别比对照提高71.5%,73%,114%和40.2%。

3.2.2提高土壤蓄水保墒能力
深耕可以增强土
壤通透性,接纳大量自然降水。

经测定,深耕比不深耕对照土壤容重降低0.1~0.2g/cm 3,孔隙度增加3%~5%,土壤持水量增加2%~7%,0~10cm 土壤含水量提高1.3%~1.4%,10~20cm 土壤含水量提高1.5%~1.7%。

同时,耙耱保墒和镇压提墒可使表土细碎平整,创造紧实、湿润、融合的土壤状况,有利于水稳性团粒结构的形成。

据测定,顶凌耙耱的0~20cm 土壤含水量比不耙耱的对照高3.2%;春耕后立即耙耱的0~10cm 土壤含水量比对照高
1.4%~1.6%,10~20cm 高
2.3%~2.6%。

播种前镇
压0~10cm 土壤含水量提高1%~3%,干土层厚度降低2~3cm ,5cm 深处地温提高1℃左右,有利于播种。

播后镇压可使种子和土壤紧密接触,扎根快,出苗早。

特别是地膜覆盖,比露地栽培土壤蒸发减少89.3%,水分利用率提高34.2%~63.5%,节约农业用水30.4%。

地膜覆盖玉米各生育期土壤含水量比露地玉米提高1.3%~2.4%。

3.2.3土壤养分含量明显提高
增施有机肥,机械
秸秆粉碎还田,配方施用氮、磷、钾化肥,粮草、粮肥、粮豆轮作间作等培肥措施的连年实施,使土壤有机质和各养分含量明显提高。

据2008—2010年连续3a 的6900份土样分析数据与1984年全国第2次土壤普查数据比较分析,除速效钾平均含量比土壤普查时有所下降外,其他养分含量都较土壤普查时明显提高(表1)。

从表1可以看出,全县耕地土壤养分含量与全国第2次土壤普查时比较,有机质含量平均增加1.44g/kg ,按每增加5g/kg 提高一个等级推算,提高近0.3个等级;全氮含量平均增加0.29g/kg ,按每增加0.25g/kg 提高一个等级推算,提高近1.2个等级;有效磷平均含量增加4.01m g /kg ,按每增加5mg/kg 提高一个等级推算,提高0.8个等级;速效钾平均含量减少57.09mg/kg ,按每增加50m g /kg 提高一个等级推算,降低个1.2个等级。

另外根据全县玉米秸秆机械粉碎还田定点观察,2014年土壤有机质由1996年的8.7g/kg 提高到10.23g/kg ,全氮由1996年的0.75g/kg 提高到0.94g/kg ,有效磷由1996年的8.47m g /kg 提高到10.22mg/kg ,速效钾由1996年的124.5m g /kg 提高到148.7m g /kg 。

3.2.4土壤理化性状得到改善农业综合措施,特别是地膜覆盖使土壤表面避免风吹雨淋,使土壤结构保持稳定。

同时,由于膜内水分子的胀缩运动,使土粒间空隙变大,土壤疏松,改善了土壤结构,增加了土壤孔隙度,降低了土壤容重,保持了适宜的固、气、液态三相比。

据神池县多点测定,覆膜田土壤孔隙度为5
4.2%,容重为1.18g/cm 3,比露地田孔隙度增加4.37%,容重降低0.08g/cm 3。

同时,地膜覆盖田播种至出苗期,0~20cm 地温比露地提高2.6~1
5.4℃。

出苗至拔节期提高2.1~3.8℃,拔节至抽穗期提高1.4~2.9℃;抽穗至灌浆期提高0.7~1.9℃。

因地膜覆盖后土壤温度高,墒情好,有利于微生物的繁殖与活动,因而单位质量土壤中微生物数量大大增加。

据报道[13],覆膜土壤比露地土壤细菌多
82.5%~141.6%,放线菌多71.8%~127.7%,真菌多67.7%~127.7%。

由于土壤微生物数量增加,活动增强,促进土壤中有机养料的加速分解,从而提高了土壤的供肥能力。

据神池县测定,地膜覆盖田0~20cm 耕层土壤有机质比露地低0.15g/kg ;全氮比露地低0.06g/kg ;碱解氮比露地高2.45m g /kg ;有效磷比露地高2.3m g /kg 、速效钾比露地高3.0mg/kg 。

表1神池县1984,2008年土壤主要养分变化情况
数据/个6900690069006900
平均值9.260.719.60104.7
等级5级5级5级3级
项目有机质/(g /kg )
全氮/(g/kg )有效磷/(m g /kg )速效钾/(m g /kg )
数据/个
609287606225
平均值7.820.425.59161.79
等级5级4级5级4级
增减%+1.44+0.29+4.01-57.09
1984年土壤普查
2008年测土施肥
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(上接第1057页)
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gro-waste)的研究,大多数都停滞在农业废弃物的技术研发和实验研究的基础之上。

学者们主要从农业废弃物宏观层面进行定量和定性分析,而从微观角度对农业废弃物进行的定量分析并不多见。

研究中仍存在相应不足:第一,多数研究中并未将农业静脉产业看成是一个生态系统或有机整体,以系统化视角进行研究。

研究内容相对零散,多以某个方面、某点问题为切入点,没有综合各个要素进行全面分析。

而实践中,特定区域实施农业静脉产业,必将受到废弃物存量、技术设备支撑、资金法律政策保障等各方面因素的影响。

第二,针对特定区域的定量研究相对较少,内容单一。

有的区域性研究以时间为线,仅估算农业废弃物存量不同年度的变化趋势;有的则主要研究某地农业废弃物的主要利用模式,缺乏深化的产业链。

第三,在废弃物存量的估算上,研究者的测算方法不一致,可能导致相同区域测算数量不同。

因此,后续的研究中,需建立标准化的测算方法或持续性的农业废弃物监测系统,准确量化农业废弃物的数量。

研究内容需要在已有的基础上进一步深化,应针对研究区域农业废弃物的实际情况,进行系统、整体化的定量分析。

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