黑土利用现状及保护对策

黑土利用现状及保护对策

黑土是地球上最珍贵的土壤资源,它具有质地疏松、肥力高、供肥能力强的特点[1～3 ] 。是我国重要的商品粮基地[4～6 ] 。目前东北黑土区面临着土壤质量下降[7 ] ,养分库容降低,水土流失严重,土壤抵御自然灾害能力降低,这将直接威胁到国家粮食安全。因此通过对黑土区土壤利用现状和面临的问题进行研究,对保护黑土资源、提高粮食综合生产能力具有重要的意义

1.黑龙江省黑土耕地利用中存在的问题

在黑龙江省黑土耕地资源利用过程中，存在着水土流失严重、肥力降低、理化性状

恶化、中低产田面积扩大等问题，这些问题直接导致黑土耕地数量减少、质量降低，严重影响黑土生产力的发挥及黑龙江省可持续农业的实现。在振兴东北老工业基地经济政策与发展背景下，这些问题应该得到足够的重视并尽力解决，否则，必将成为影黑龙江省乃至全国经济可持续发展的重要障碍性因素。

1.1水土流失严重，土层变薄

从黑土区水土流失的类型来看，以水力侵蚀、风力侵蚀为主，其中水蚀面积约占80%，风蚀面积约占20%。水蚀主要发生在坡耕地上，风蚀主要发生在平川上。在以水力侵蚀为主的类型区内常伴有重力侵蚀、冻融侵蚀、混合侵蚀，部分区域沟道侵蚀作用显著。一些坡耕地的水土流失现象很严重，黑土层每年可减少4一5毫米。水蚀不但使黑土层变薄影响作物生长，而且造成河流下游的河道和水库淤积，导致防洪抗旱能力减弱。风蚀对黑土区农业环境的破坏也尤为显著。每年4一5月为黑土区干旱大风期，同时也是播种期，由于地表裸露，表面土层被不同程度的刮走。如果表层有机质消失，剩下的就将是黄上状亚粘土，在这种土壤里农作物无法生长。

据第二次全国土壤侵蚀遥感普查，黑龙江省水土流失总面积1.12x107公顷，占全省总面积的25%，平均2一3年流失1厘米，每年流失的土壤总量约2一3亿立方米。由于土

壤侵蚀，造成黑土有机质含量下降，春季风灾肆虐的地区，每年要刮走富含营养的肥沃表层1一2厘米。开垦60一70年的坡耕地，黑土层厚度由原来的60一70厘米减少到20一30厘米左右，个别地块的耕层厚度仅有5厘米，已经出现了“破皮黄”现象，黑土层急剧变薄。经测算，按目前的水土流失速度计算，黑土区现有耕地的黑土层将在40一50年内

全部被剥蚀，黑土将不复存在，北大仓将再度变成北大荒。

严重的水土流失给黑土区的农业生产、生态环境和经济发展带来了极大的危害，地力锐减，粮食减产;土壤结构恶化，粘粒含量增多，生产力降低;生态环境日趋恶化，旱、涝、风、霜冻等自然灾害频繁发生;沟壑侵蚀加剧，蚕食破坏耕地，降低土地利用率，增加耕作成本;土壤退化面积扩大，中低产田增多，耕地减少，粮食产量低而不稳。如果不加以保护和治理的话，再过50年东北的黑土区将不复存在。

1.2土壤肥力下降，耕地质量退化

土壤翻耕后，虽然有利于土壤微生物活动和土壤养分的释放，加速土壤物质的矿化速度，但黑土翻耕后，表土更为疏松，也加速了土壤的风蚀和水蚀，同时，使有机质的分解速度大于合成的速度。黑土垦殖后，为了减少病、虫、草、鼠害，促进农业稳产、高产，大量化肥、农药和除草剂被投入到土壤中，从而加速了土壤矿化速率，土壤微生物区系也发生改变，破坏了土壤团粒结构，恶化了土壤的理化性质，土壤肥力严重下降。加之农民更多地采用广种薄收的掠夺式经营方式，黑土供给作物的养分得不到补偿，从而使土壤养分平衡失调。据估

算，黑龙江省每年流失氮21.9万一38.4万吨，磷16.4万一28.8万吨，折合尿素47.6万一83.5万吨，过磷酸钙91.1万一160.0万吨。有机质含量减少的直接后果造成了作物单产低，总产量不稳定.与开垦初期相比，黑土开垦20年肥力下降1/3，开垦40年下降1/2，开垦70至80年下降2/3左右;开垦20年后的黑土地土壤有机质含量平均减少30%一40%，开垦40年后的平均减少50%一60%，土壤有机质每年以1/l000左右的速度递减。

1.3黑土理化性状日趋恶化

黑土在开发前土壤的理化性质是非常好的，但随着开垦年限的延长和土壤有机量的减少，土壤的保水、保肥、通气性能等理化性状发生了明显的变化。主要表现土有机质含量下降和腐殖质层厚度变薄。黑土耕地有机质含量由4%一6%下降到3%左右。自然黑土腐殖质层厚度一般为30一70厘米左右，而据我国第二次土壤普料，有近40%黑土腐殖质层厚度不足30厘米。开垦40年的黑土地，土壤容重由克/立方厘米增加到1.06克/立方厘米，总孔隙度由69.7%下降到58.9%，田间持水57.7%下降到41.9%。开垦80年后的黑土与开垦前相比，土壤容重由0.79克/立方增加到1.26克/立方厘米，总孔隙度由69.7%下降到52.5%，田间持水量由57.7%下26.6%，水稳性团粒总量由58.0%减至35.8%(表4-3和图伞1)。0一20厘米土层土重比开垦初期平均增加0.29克/立方厘米，增幅为39.5%，比第二次土壤普查时增加克/立方厘米，增幅为7.34%;总孔隙度比初垦时减少22.7%，比第二次土壤普查时8.12%，田间持水量比初垦时减少33.9%，比第二次土壤普查时减少3.92%;土壤粘量增加，通透性下降，导致了土壤粘重、板结，犁耕阻力越来越大。同时土壤的物粘粒增多，有的黑土地块质地由轻壤土变成中壤土，蓄渗能力降低，供肥力减弱，多黑土高产田变为中低产田[9]。据海伦试区测定，黑土耕层土壤容重由1.0一1.1立方米增加到1.巧一1.25毫克/立方米，土壤总孔隙度由61.2%下降到56%，犁底20一25厘米上升到巧一18厘米，黑土水分物理性质恶化(见表牛4)，导致了黑土壤抗御旱涝能力降低，可耕性越来越差。

1.4黑土耕地数量不断减少

工业发展与城市建设外延扩展、农村建设占用、开发区占用等非农业建设占用耕地是耕地减少的重要原因，直接导致了良田的大面积减少。除农业建设外，弃荒和生态退耕也是耕地减少的主要原因。另外，经过近百年的开垦，黑土区的可垦荒地已逐渐减少，这己成为黑龙江省黑土耕地利用中的重要问题。近十年来，黑龙江省共减少耕地6、10，公顷，平均每年减少5.33KI了公顷，相当于一个中等县份耕地面积。虽然通过开荒补充，总量稳中有增，但已占用的耕地多数是质量较好的良田菜地，致使黑龙江省黑土耕地总体土质有所下降。同时，黑土耕地的后备资源日渐减少，开发难度越来越大。4.习.5生态环境恶化，灾害频繁自然灾害与土壤侵蚀恶性循环，同步发展。自然灾害破坏了生态环境，加速了土壤侵蚀的发展;土壤侵蚀削弱了系统抵御自然灾害的能力，使灾害频繁发生，且破坏严重。黑土区地处“气候脆弱区”，由于水土流失和黑土退化严重，土地沙漠化、盐碱化和草场退化加剧，干旱、洪水、大风等自然灾害频繁，低温早霜和冰雹等灾害种类也越来越多，干旱范围扩大，持续时间延长，流失的无机肥料严重污染水体，土壤病虫害加剧，城市工业污染和农业本身由于农药、化肥使用造成的污染等，不仅破坏了生态系统的良性循环，而且制约了农业生产发展，造成生产力下降。黑土区松嫩流域侵蚀与灾害较为典型，该流域发源于大兴安岭东侧，这里丰富的森林资源是松嫩平原的天然屏障。由于自然灾害和人类不合理的开发利用，造成林缘后退，森林覆被率由20世纪初期的76%下降到60%以下，生态系统恶化，土壤侵蚀日趋严重。据大兴安岭地区水文资料记载，1955年一1986年的32年间，共发生8次灾害较小的洪水，平均每4年发生1次。1987年一1991年的5年间就发生了3次灾害性较大的洪水，其结果是洪水携带大量泥沙下泄，使下游水库、河道被淤积，河床抬高，严重影响了调洪、行洪能力，降低了防洪堤的标准，在同量降雨的条件下，极易诱发和加剧洪涝灾害。黑龙江黑土区50年代平均每年受灾面积1.3又105公顷，占播种面积的2.3%左右;60年代增至

2.27x10”公顷，占播种面积的4%;70年代增至5.3又1护公顷，占播种面积的9.3%;80年代增加到2xl护公顷，达到了占播种面积的35%以上。30年的时间增加了14倍。至于风灾则是年年发生，危害程度亦有加重的趋势。受风蚀危害严重的西部干旱地区，每年受风蚀危害的面积达7.33x10s公顷，这些地块经常发生风剥表土、扒地毁苗、埋没垅顶、吞食良田、沙化面积也在不断扩大。黑龙江省宾县境内有8条主要河流汇入松花江支流。由于多年来的无序开发，带来了对生态环境的破坏，使全县森林覆盖率由51%下降到27.6%，林缘后退20多公里。全县坡耕地面积达1.32又105公顷，占耕地面积的81.8%，超过25度以上耕地有933公顷，黑上层流失殆尽。8度以上坡耕地黑土层也只有十几厘米。由于森林植被率的减少，坡耕地面积的大量增加，水土流失的加重，从而导致了抗御自然灾害的能力下降。1994年4月13日一次降雨135.4毫米，使全县62.4%的农田受灾，8条主要河流被洪水冲刷平均扩宽了50一100米，直接经济损失达4.14亿

重视。《中华人民共和国水土保持法》明确规定了“预防为主，全面规划，综合防治，因地制宜，加强管理，注重效益”的工作方针。为保护黑土耕地资源，保障我国的粮食安全，针对黑龙江省黑土区内不同地域差异特点，提出如下治理措施。

5.3.1“二退二还、二治二防”等生物措施

(l)“二退二还”

一是退大坡度耕地还为林地，二是退低山丘陵耕地还为林地。大坡度耕地和低山丘陵耕地多数是生产力低下、毁林开垦的耕地，破坏了生态环境，加剧了水土流失的形成，因此将这些不适合继续作耕地的地块还为林地是提高区域林草覆盖率的有效途径。在各支流的漫川漫岗区，由于黑土区农业开发较早，垦殖指数高，地面林草植被率低，在治理措施上应以治理坡耕地为主攻方向，保护珍贵的黑土资源。主要措施是，在漫川漫岗的岗脊坡顶植树戴帽，林地与耕地交界处挖截水沟，就地拦蓄坡面径流、泥沙。对坡度较缓的坡耕地通过保土耕作措施防治水土流失;坡度较高的坡耕地通过修建水平梯田或地埂植物带建设成基本农田;并对较高坡度的坡耕地通过坡面工程整治后退耕还林，营造水土保持林、用材林、经济林等，要尽可能突出经济效益，防治水土流失，改变农业生产条件]。

(2)“二治二防”

对已发生淤积的水库进行治淤、治污，并在水库周围种植水源涵养林，以此达到防淤、防污的目的。搞好水土保持，加速水土流失治理，这是黑土耕地保护的必要条件和基础性工程，只有在搞好水土保持，减缓黑土地破坏速度的基础上，通过采取各种有效措施才能达到逐渐恢复黑土耕地功能的目的。

(3)建造农田防护林和护沟林

根据不同环境、不同坡度、不同岩性，乔、灌、草多层结构营造水土保持林，严禁陡坡开垦，改顺坡耕作为横坡耕作。开展山、水、田、林、路综合防治，加上一套严格的科学管理制度和赏罚制度，发挥林业专业户的作用，造林种草[35】。依靠自然修复能力，对现有天然林，人工林及草地进行全面保护，进行封山育林育草。结合天然林保护工程建设，首先对全省现有成林地进行全面调查，按类型、林型、位置、生产期、年生产量等分类登记。然后针对各片成林地的特点和相关因素，因地制宜地采取不同的保护措施:15“以上林间坡耕地全部退耕还林还草，消灭宜林荒山荒坡;地面坡度25“以上的森林不准皆伐，25“以下森林采取间伐。用完的集材道应及时造林，防止产生新的水土流失，避免森林资源的丧失和水土流失的产生。同时对根系基础较好，或残存有天然下种，只要划界封禁起来，停止放牧、取薪柴、开荒、禁绝山火，利用树种的天然下种、根株和根部萌芽及地下茎蔓延就可使森林得到恢复和发育的林斑采取封禁措施。并健全监督管理机构，制定护林公约，配备专人，落实责任，实现封禁措施封得住，不反弹136]。对现有的疏林地进行有计划的改造和保护，提

高林地覆被率，增强蓄水保土和抗蚀能力，防止疏林地水土流失。对各支流的荒山荒地，要大力营造水土保持林，建立防护林体系，增加植被覆盖率。在田间营造的农田防护林应以高大的杨树为主，在坡高较大、土壤贫痔的地方应营造曹条、紫穗槐等经济林和薪炭林为主，做到林成网，田成方，在田间形成一个良好的小气候，增强农田抵御自然灾害的能力。在山地条件较好的地方，建立山地果园发展经济林。通过恢复坡面植被，挖水平截水沟等措施，拦截坡面径流，达到蓄水拦沙作用，改善生态环境。在以风蚀为主的地区，以防治风沙灾害为重点，大力营造防护林，造林种草，改良更新退化草场，控制风蚀。造林要加大灌木比例，树种选择不但要考虑到风沙治理的需要，还要考虑到牧业的发展，要尽量选择牲畜适口性好的树种，发展畜牧业。

5.3.2“垄向区田、深松轮耕”等农业措施

(l)推行土壤培肥实用技术

以提升土壤有机质为核心，大力推行土壤培肥实用技术，主要是采取增施肥料、秸秆还田、深松蓄水等技术模式[37]。就总体情况看，黑土地退化的核心问题是土壤有机质含量的持续降低。因此，培肥地力的关键在于增加土壤有机质。优质农田的土壤有机质总是处于不断地形成、分解和转化的动态平衡状态，随着农业生产的进行，旧的有机质在分解、输出，新的有机质在补给、形成。因此，为了使土壤有机质维持在最适含量水平，必须经常增施有机物料，达到土壤有机质补偿、更新。在这方面，发达国家主要是通过秸秆粉碎还田、休耕和种植绿肥来实现土壤有机质补偿。由于客观条件的限制，不能照搬国外的做法，应从实际情况出发，确定适宜的土壤有机质补偿方式。一是恢复积造施用有机肥的传统，号召、鼓励和扶持农民积造、施用有机肥料，充分利用人畜粪便和大量剩余秸秆等农村有机肥源，制造精细有机肥。二是农机农艺相结合，大力推行农作物秸秆还田技术。在水稻、小麦产区普遍推行高留茬(30厘米以上)收割耕翻还田;在大豆产区实行脱粒后豆秸粉碎还田;在玉米产区实行根茬机械粉碎还田或垄间秸秆覆盖还田，有条件的可以搞秸秆粉碎平翻平作。三是积极发展有机肥料加工生产产业化，以畜禽粪便、草炭、风化煤、无污染工业废料等加工生产有机肥、有机—无机复合肥和生物肥料。四是开发适宜在垄间生长的喜荫性绿肥品种，实行粮、草间作138]。有机肥可改善土壤的理化性质，提高土壤持水能力，从而增加土壤库容，减少地表径流。

(2)推广测土配方施肥技术

测土配方施肥是以肥料田间试验和土壤测试为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的适宜施用品种、数量、施肥时期和施用方法。该技术是集土壤测试肥料试验、专用肥料配制、施肥技术指导为一体的技术体系，也是目前世界上广泛使用的比较先进的科学施肥技术。

测土配方施肥技术就是根据土壤的不同情况进行肥料配备，一是测土，取土样测定土壤养分含量;二是配方，经过对土壤养分诊断，按照庄稼所需的营养“开出药方，按方配药”;三是合理施肥，在农技人员指导下科学施用配方肥。农作物生长过程中，养分60%一70%是从土壤中吸收的，养分又分大量、中量、微量元素三大类，当土壤养分不足，某种养分缺乏时，就要靠施肥来满足。不同土壤养分含量不同，保肥保水性能不同，不同作物所需养分也不同，同种作物不同生长阶段所需养分也不同，养分过量或缺少都会抑制作物生长。因此，测上、配方、平衡施肥要在土壤诊断的基础上，分析作物需肥规律，掌握土壤供肥和肥料释放相关条件，确定肥料种类、配比，按方配肥。测、配、产、供、施一条龙服务，最终达到降低生产成本、提高肥料利用率、减少肥料浪费、促进土壤养分调整、保护农业生态环境的目的。针对目前黑土耕地施肥中存在着“三重三轻”(即重化肥轻有机肥，重氮肥轻磷钾肥，重用地轻养地)的问题，适宜全省不同区域各种作物大面积推广测土配方施肥技术。

(3)应用“垄向区田”技术

“垄向区田”技术是黑土地水土保持、治理坡耕地水土流失比较有效的技术。该技术即是在小于6”坡耕地的垄沟中修筑小土挡，把垄沟分成一节节的小浅穴，以其就地拦蓄降下的雨水。不同坡度有不同的最佳挡距，这样至少能拦蓄持续10分钟29秒的大暴雨。这项技术打破以往治理只会“挡水”不会“存水”的弊端，填补了世界空白，比以前各种技术设施都接近水土保持原则—使每个雨滴都保留在它降落的地方。垄沟中的一个个浅穴，成为一座座小水库，解决了强降雨和弱入渗的矛盾，把珍贵的雨水留在了田里，也使岗上不旱，岗下不涝。顺坡垄或横坡垄均可运用“垄向区田”技术，既可防止顺坡垄沟蚀，又可防止横坡垄断垄，动土量小，且不另占耕地，还可拦蓄瞬时暴雨，与修筑梯田等水土保持措施相比，除机械投入外，几乎不需要任何成本，更加节省投资，既为国家减少水土保持投资，又可达到抗灾增产目的

(4)推广深松轮耕技术

促进土地规模经营，采用大中型农业机械深松轮耕。解决土壤板结、物理性状不良的有效法是采取耕作措施，其中主要是深松，深松耕法有利于土壤保墒、蓄墒，可提高土壤有机质的含量和水稳性团粒总量，增加土壤库容并减轻水土流失，是适合雨养农业区的行之有效的土壤改良措施。推广深松耕法的前提是以大中型拖拉机代替小型拖拉机作业。应当因地扩大土地经营规模，促进大型农业机械的应用。同时，注重解决农户小规模经营土地条件下，如何应用大中型拖拉机的问题。

(5)改良典型低产土壤

盐碱化耕地改良应走以有机培肥为主，农机、农艺、水利、化学、生物措施相结合的改良路子[4l]。白浆土耕地改良不仅仅是解决土壤养分贫痔，关键是打破白浆层和淀积层两个障碍土层的机械组织，以消除其物理性质不良的障碍因素。

(6)围栏种草、禁牧舍饲

5.3.3草皮护砌、田间综合治理等工程措施

(l)修筑截流沟

在山丘自然林地与耕地交界处、坡耕地的低洼处及坡耕地里要有计划地修建截流沟，以便截住山水，防止山水冲刷耕地。在荒山荒地合理布设治沟工程和坡面截流工程措施。

(2)修筑小塘坝

可在耕地的低洼水线处有计划地修建一些小塘坝，能有效地蓄积雨水，既防止了水土流失，又可用于灌溉和发展养殖业，这种方法己投入使用并收到了良好的效果。

(3)草皮护砌和建浆砌石谷坊

草皮护砌和建浆砌石谷坊适合对冲刷沟的治理，从而达到减少水土流失，保护黑土

耕地的目的。

(4)田间综合治理

对黑土区水土流失的防治要以小流域为单元进行综合治理，将改垄沟、修地埂、坡式梯田、修谷坊、沟头埂、水平沟、拦沙坝、营造水土流失防护林、薪炭林等分散治理措施结合起来进行综合治理，采取生物措施、耕作措施和工程措施，实施“集中联片，突出重点，逐步推进，分布实施”的战略。通过治理将一些畸零、狭小、高低不平等不便于耕作的地块合并成初具规模的标准田块，不仅可以扩大直接耕地的耕地面积，同时有利于机械化作业，进一步提高生态效益和经济效益。实施田间综合治理后，特别是森林覆盖率大幅度提高后，可以明显减少自然灾害，从而达到防治水土流失，提高耕地质量的目的。