胡瑩潔,孔祥斌,張玉臻
(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,北京 100193;2. 中國(guó)人民大學(xué)公共管理學(xué)院,北京100872 )
聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)數(shù)據(jù)表明,我國(guó)耕地土壤肥力基礎(chǔ)薄弱,居世界中下游水平(見(jiàn)圖1)。我國(guó)耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值為18.63 g/kg,僅為世界土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值(32.54 g/kg)的57%,僅略高于中亞、西亞、北非等地區(qū),遠(yuǎn)低于東南亞、北美、北歐等地區(qū)。依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查匯總數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)整理分省耕作土壤平均有機(jī)質(zhì)狀況,可知我國(guó)耕地土壤肥力區(qū)域差異較大[1]。黑龍江省平均耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量最高,為37.48 g/kg,是全國(guó)平均值18.63 g/kg的2倍多,是山東省的近4倍(見(jiàn)圖2)。
課題組依據(jù)收集到的1980年1 184個(gè)、2010年574個(gè)全國(guó)范圍內(nèi)耕地土壤剖面點(diǎn)耕層養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù),結(jié)合第二次土壤普查時(shí)期的養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1),對(duì)近30年我國(guó)東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長(zhǎng)江中下游區(qū)、華南區(qū)、內(nèi)蒙古高原及長(zhǎng)城沿線(xiàn)區(qū)、黃土高原區(qū)、西南區(qū)、西北區(qū)以及青藏高原區(qū)九大區(qū)耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化情況進(jìn)行對(duì)比分析。
1980—2010年間,東北區(qū)黑土平均土壤有機(jī)質(zhì)含量由41.7 g/kg下降至24.4 g/kg,減少了17.3 g/kg,降低了2個(gè)養(yǎng)分等級(jí),黑鈣土平均土壤有機(jī)質(zhì)含量減少了16.6 g/kg,降低了2個(gè)養(yǎng)分等級(jí)。黃淮海區(qū)的潮土和褐土,長(zhǎng)江中下游區(qū)的水稻土和紅壤耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化不大。西南區(qū)黃壤和水稻土耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量分別減少了5.2 g/kg和4.1 g/kg,均降低了1個(gè)養(yǎng)分等級(jí)。華南區(qū)赤紅壤耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量減少了4.0 g/kg,降低了1個(gè)養(yǎng)分等級(jí),磚紅壤和水稻土耕層有機(jī)質(zhì)含量基本保持穩(wěn)定。黃土高原區(qū)褐土和黃綿土耕層有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)穩(wěn)定,灰鈣土耕層有機(jī)質(zhì)含量略有增加(見(jiàn)表2)。
圖1 中國(guó)耕地有機(jī)質(zhì)與世界其他地區(qū)的比較
圖2 中國(guó)各?。ㄊ小^(qū))耕地有機(jī)質(zhì)含量差異
2014年,我國(guó)化肥施用量達(dá)5.996×107t,占世界的1/3,單位耕地面積施用量高達(dá)567 kg/hm2[2],居各糧食主產(chǎn)國(guó)之首,是世界平均水平的4倍多。而據(jù)農(nóng)業(yè)部全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),有機(jī)肥在我國(guó)肥料總投入量中的比例不到10%,在大田的投入比例更低,遠(yuǎn)低于美國(guó)及歐洲等國(guó)家40%~60%的有機(jī)肥投入比例[3]。有機(jī)肥投入不足與化肥高投入導(dǎo)致耕地土壤酸化,肥料吸收利用效率低等問(wèn)題。20世紀(jì)80年代早期至今,我國(guó)境內(nèi)耕作土壤pH值下降了0.13~0.80,南方地區(qū)耕地土壤酸化最為顯著[4]。
將2010年各區(qū)域農(nóng)田主要土壤類(lèi)型的耕層有機(jī)質(zhì)含量與定位試驗(yàn)中最優(yōu)施肥方式下的耕層有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行對(duì)比,分析各區(qū)域耕地有機(jī)質(zhì)含量提升潛力(見(jiàn)表3)。黃淮海區(qū)農(nóng)田主要土壤類(lèi)型為潮土,2010年有機(jī)質(zhì)含量平均為15.68 g/kg,在氮肥配施有機(jī)肥的最優(yōu)施肥條件下可達(dá)43.20 g/kg,提升空間較大,為27.52 g/kg。長(zhǎng)江中下游水稻土有機(jī)質(zhì)含量也有較大的提升空間,約為18.32 g/kg。西南區(qū)紫色水稻土有機(jī)質(zhì)含量提升空間約為17.21 g/kg。東北區(qū)黑土農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量在氮磷鉀肥配施“循環(huán)有機(jī)肥”的最優(yōu)施肥方式下可達(dá)56.27 g/kg,2010年有機(jī)質(zhì)含量平均為41.71 g/kg,提升潛力約14.56 g/kg;棕壤農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量提升空間相對(duì)較小,約4.99 g/kg。華南區(qū)水稻土和西北區(qū)灰漠土農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量提升空間分別為12.58 g/kg和11.62 g/kg。黃土高原區(qū)褐土、黃綿土,長(zhǎng)江中下游區(qū)和西南區(qū)紅壤農(nóng)田有機(jī)質(zhì)提升空間相對(duì)較小。
表1 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
1. 實(shí)現(xiàn)從單一施用化肥向有機(jī)無(wú)機(jī)肥相結(jié)合的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變
表2 1980—2010年全國(guó)各分區(qū)不同土壤類(lèi)型耕層有機(jī)質(zhì)含量變化
我國(guó)耕地土壤肥力提升需要實(shí)現(xiàn)從單一施用化肥向有機(jī)無(wú)機(jī)肥相結(jié)合的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變,大力發(fā)展有機(jī)肥,通過(guò)有機(jī)肥與無(wú)機(jī)肥配施以提高耕地土壤肥力。通過(guò)提高畜禽糞便肥料化利用率,提高農(nóng)作物秸稈直接還田率,恢復(fù)并擴(kuò)大綠肥種植面積,合理利用有機(jī)養(yǎng)分資源,用有機(jī)肥替代部分化肥,力爭(zhēng)有機(jī)肥占施肥總量的40%以上。
2. 耕地利用應(yīng)“用養(yǎng)結(jié)合”,保持土壤肥力,實(shí)現(xiàn)耕地可持續(xù)利用
我國(guó)耕地利用應(yīng)“用養(yǎng)結(jié)合”,保持和恢復(fù)土壤肥力,實(shí)現(xiàn)耕地可持續(xù)利用,保障農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。因地制宜地實(shí)行糧肥輪作、間作制度,保持和提高有機(jī)質(zhì)含量,改善土壤有機(jī)質(zhì)的品質(zhì),實(shí)現(xiàn)養(yǎng)地補(bǔ)肥。如在北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶和西北干旱區(qū)推廣糧–草輪作;在中部和南方地區(qū)實(shí)施糧–經(jīng)、糧–飼、糧–肥輪作/間作;在地力嚴(yán)重下降的地下水漏斗區(qū)因地制宜地實(shí)行季節(jié)性休耕。
3. 土壤肥力提升應(yīng)實(shí)行空間差異化管控
對(duì)不同區(qū)域應(yīng)采用差異化的耕地土壤肥力提升管理措施。強(qiáng)化對(duì)不同肥力水平耕地的分級(jí)保護(hù),重視集中連片且土壤肥力水平高的耕地的數(shù)量保護(hù),保證高水平土壤肥力不降低。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)土壤肥力水平不高的耕地進(jìn)行土壤培肥,對(duì)于因長(zhǎng)期過(guò)度利用導(dǎo)致土壤肥力下降的耕地應(yīng)調(diào)整利用結(jié)構(gòu),適當(dāng)降低利用強(qiáng)度,促進(jìn)土壤肥力恢復(fù),同時(shí)應(yīng)因地制宜地開(kāi)展退耕還林還草還濕以保障生態(tài)安全和區(qū)域土地可持續(xù)利用。堅(jiān)持區(qū)域協(xié)同的基本理念,因地制宜,多措并舉,提升我國(guó)耕地土壤肥力。
表3 各分區(qū)農(nóng)田主要土壤類(lèi)型的耕層有機(jī)質(zhì)含量提升潛力
1. 增施有機(jī)肥,適當(dāng)施用化肥,做到有機(jī)肥無(wú)機(jī)肥合理配施
做好配方施肥和平衡施肥,適量使用化肥,增施有機(jī)肥調(diào)節(jié)土壤肥力,提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。黃淮海地區(qū)、長(zhǎng)江中游及江淮地區(qū)、三江平原、松嫩平原和四川盆地等國(guó)家糧食主產(chǎn)區(qū)應(yīng)是大田有機(jī)肥增施的重點(diǎn)區(qū)域。從具體措施上看,要進(jìn)行有機(jī)肥的機(jī)械化制備技術(shù)攻關(guān),提升科學(xué)技術(shù)水平,實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥與化肥配施的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及田間撒施作業(yè)的一體化,并將其產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化;要鼓勵(lì)大中型有機(jī)肥生產(chǎn)企業(yè)和畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)利用畜禽糞便等廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥,并在生產(chǎn)、運(yùn)輸、稅收等方面提供鼓勵(lì)政策;健全農(nóng)技服務(wù)體系,鼓勵(lì)、引導(dǎo)普通農(nóng)戶(hù)在大田增施有機(jī)肥,改良培肥土壤。
2. 大力推廣秸稈還田
秸稈還田對(duì)減少化肥使用,維持及提升耕地土壤肥力具有積極作用。應(yīng)加快秸稈還田關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),重點(diǎn)對(duì)適合北方的大馬力翻耕機(jī)、打捆機(jī)、粉碎機(jī)等,以及適合南方相對(duì)小塊水田應(yīng)用的機(jī)械進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。加大對(duì)秸稈還田機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的政策扶持力度,因地制宜地對(duì)購(gòu)買(mǎi)并使用機(jī)械進(jìn)行秸稈還田的農(nóng)戶(hù)或企業(yè)給予適當(dāng)補(bǔ)貼。
3. 恢復(fù)并擴(kuò)大綠肥種植
種植綠肥既能有效提高土壤肥力,提供飼草來(lái)源,還能部分替代化肥,減輕生態(tài)環(huán)境污染,應(yīng)因地制宜地恢復(fù)并擴(kuò)大綠肥種植。北方地區(qū)以苜蓿和飼料油菜為主;南方冬閑田地區(qū)則以種植飼料油菜和紫云英、黑麥草等綠肥為主。一年一熟為主的地區(qū)以輪作模式為主,一年二熟或三熟的地區(qū)則可推行間套作模式。應(yīng)恢復(fù)發(fā)展綠肥相關(guān)的科學(xué)研究,建立全國(guó)綠肥研究試驗(yàn)體系和種子基地建設(shè)。加強(qiáng)基層農(nóng)技服務(wù)體系建設(shè),不斷更新綠肥相關(guān)科學(xué)知識(shí),推廣應(yīng)用于實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)?;謴?fù)綠肥種植補(bǔ)貼制度,有條件的地區(qū)可實(shí)行統(tǒng)一供種。
4. 提升農(nóng)田耕作條件和農(nóng)田林網(wǎng)布局
完善農(nóng)田耕作條件和農(nóng)田林網(wǎng)布局能提升耕地水土條件,促進(jìn)農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)生物循環(huán),提升耕地土壤肥力。設(shè)施型缺水地區(qū)應(yīng)完善灌溉設(shè)施,保證農(nóng)田水資源需求;資源型缺水地區(qū)應(yīng)發(fā)展噴(滴)灌、膜下滴灌、水肥一體化等高效節(jié)水技術(shù),提高水資源利用效率;洪澇災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)應(yīng)完善排水系統(tǒng);水土流失多發(fā)的山地丘陵區(qū)實(shí)行坡改梯,等高種植,減緩耕地土層變薄趨勢(shì);田塊零碎的平原丘陵區(qū)應(yīng)開(kāi)展農(nóng)田整治,平整田塊,改善農(nóng)田耕作條件。土壤風(fēng)蝕沙化地區(qū)應(yīng)強(qiáng)化防護(hù)林體系,防風(fēng)固沙,防止農(nóng)田土壤因風(fēng)蝕而地力下降。
目前,我國(guó)中低產(chǎn)田占比依然較高,相當(dāng)數(shù)量的基本農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施條件較差,基本農(nóng)田質(zhì)量提升還有很大潛力。建議國(guó)家繼續(xù)實(shí)施高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工程?!笆濉逼陂g全國(guó)確保建成4×108畝(1畝≈666.667 m2)、力爭(zhēng)建成6×108畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。各地區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工程應(yīng)各有側(cè)重。東北地區(qū)應(yīng)重點(diǎn)完善農(nóng)田水利配套設(shè)施,加強(qiáng)黑土地保護(hù);黃淮海地區(qū)應(yīng)繼續(xù)改造鹽堿地和中低產(chǎn)田,加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);長(zhǎng)江中下游區(qū)應(yīng)積極開(kāi)展小流域綜合治理,防治水土流失;西南區(qū)應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和修復(fù),將高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)與陡坡退耕還林還草以及荒漠化、石漠化治理等政策有效結(jié)合;華南區(qū)應(yīng)加強(qiáng)污染耕地的土壤治理修復(fù);西北地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)和改善土地生態(tài)環(huán)境,防治土地鹽堿化,限制生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)的土地開(kāi)發(fā)利用。
建議因地制宜地在我國(guó)大力開(kāi)展土壤改良修復(fù)工程。在我國(guó)南方地區(qū)治理土壤酸化,依據(jù)科學(xué)配方減量施肥,推廣應(yīng)用功能性有機(jī)肥及礦物源土壤調(diào)理劑,改善土壤酸堿度。全國(guó)需治理土壤酸化的耕地面積約2.99×108畝。在干旱地區(qū)如新疆、內(nèi)蒙古等地以及東北平原西部開(kāi)展土壤沙化防治和鹽堿化治理,沙化嚴(yán)重的耕地實(shí)行退耕還草,大力推廣先進(jìn)灌溉技術(shù),提高水資源利用效率,水資源條件允許的地區(qū)通過(guò)水利工程措施結(jié)合化學(xué)及生物改良措施改良鹽堿地。寧夏銀北灌區(qū)和新疆灌區(qū)需要土壤改良治理鹽堿化的耕地面積分別約為2.56×106畝和2×107畝。加強(qiáng)污灌區(qū)、工業(yè)用地周邊地區(qū)污染耕地防治與修復(fù),建設(shè)農(nóng)田生態(tài)溝渠,凈化地表徑流及農(nóng)田灌排水,開(kāi)展典型流域農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理。加強(qiáng)有機(jī)物污染和重金屬污染土地治理,修建植物隔離帶或人工濕地緩沖帶。到2020年,全國(guó)受污染耕地治理與修復(fù)面積達(dá)1×107畝。
建議推廣實(shí)施草田輪作工程,實(shí)施重點(diǎn)區(qū)域?yàn)闁|北平原、華北地區(qū),農(nóng)牧交錯(cuò)帶、西北干旱地區(qū)及南方廣大冬閑田地區(qū)。東北地區(qū)應(yīng)推行糧食–飼料(青貯/牧草)為主的農(nóng)作制,牧草種植比例約為10%~20%左右;華北地區(qū)可實(shí)行糧–經(jīng)–飼(青貯/牧草)三三農(nóng)作制;農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)則農(nóng)牧結(jié)合,實(shí)行糧–飼(牧草/青貯)農(nóng)作制,牧草面積可占20%~40%;西北干旱區(qū)應(yīng)推行糧–經(jīng)(棉、果)–飼(牧草/青貯)農(nóng)作制,農(nóng)區(qū)牧草比例可占10%~30%,草原牧區(qū)牧草種植比例可適當(dāng)提高,達(dá)50%左右;南方地區(qū)應(yīng)以糧–經(jīng)–飼(綠肥/飼料油菜)為主,充分利用冬閑田發(fā)展豆科綠肥與飼料油菜。到2030年,北方可實(shí)現(xiàn)草田輪作面積達(dá)7×107畝,其中農(nóng)牧交錯(cuò)帶和西北干旱區(qū)為4.5×107畝,東北、華北地區(qū)為2.5×107畝;南方冬閑田可實(shí)現(xiàn)以飼料油菜和豆科綠肥為主的草田輪作面積達(dá)1×108畝。
建議以秸稈綜合利用工程為基礎(chǔ),大力推行秸稈還田工程。東北平原、黃淮海平原等地勢(shì)平坦開(kāi)闊的地區(qū),大力推廣玉米秸稈深翻還田技術(shù)、秸稈覆蓋還田保護(hù)性耕作技術(shù)、免耕播種“一條龍”作業(yè)模式,切實(shí)提高耕作效率和秸稈還田率。對(duì)于機(jī)械秸稈粉碎還田推廣條件不成熟的地區(qū),或是因地勢(shì)地形條件不適宜大馬力機(jī)械的地區(qū),如南方丘陵地區(qū)等地,積極研發(fā)推廣秸稈快速腐熟技術(shù)和畜禽糞便發(fā)酵腐熟技術(shù),推廣秸稈堆漚還田或過(guò)腹還田,切實(shí)提高秸稈還田質(zhì)量,秸稈還田率可在目前30%左右的基礎(chǔ)上提高10%~20%。
建議大力推廣應(yīng)用畜禽糞便肥料化利用工程,實(shí)施重點(diǎn)區(qū)域在四川、河南、山東、內(nèi)蒙古等畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)、畜禽糞便污染嚴(yán)重的地區(qū)。應(yīng)以提高畜禽糞便無(wú)害化處理、資源化利用水平為重點(diǎn),根據(jù)養(yǎng)殖規(guī)模推廣相應(yīng)糞便肥料化利用技術(shù)。依托規(guī)?;B(yǎng)殖場(chǎng)建設(shè)畜禽糞便收集再利用系統(tǒng),加強(qiáng)小型養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物回收。加強(qiáng)畜禽糞便肥料化技術(shù)研究,根據(jù)畜禽糞便具體種類(lèi)及數(shù)量比例,有針對(duì)性地開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型肥料產(chǎn)品。加強(qiáng)加工裝備研究和生產(chǎn)工藝升級(jí),在保證肥料有效性的前提下,降低生產(chǎn)成本,促進(jìn)畜禽糞便肥料化利用大規(guī)模推廣。