提升耕地质量 夯实农业基础
2012-07-10马常宝辛景树
马常宝,辛景树,任 意,郑 磊
(全国农业技术推广服务中心,北京 100125)
土壤是植物生长繁育的自然基地,是最基本的农业生产资料,为人类提供着丰富多彩的动植物产品和众多财富。我国古籍 《说文解字》对土壤解说为 “土者,吐也,吐生万物”。管子中则说: “有土斯有财”。 “土壤孕育万物”、 “土为万物之母”等观点更是在中外古已有之。马克思在 《资本论》中提出 “土壤是世代相传的,人类所不能出让的生存条件和再生产条件”。耕地作为深度开发利用的土壤,在为人类繁衍生息提供无穷无尽财富的同时,也伴随着人类文明进步和经济快速发展,耕地数量正经历着逐年减少,耕地质量正遭受破坏,严重危及着农业生产基础、经济发展根基和子孙后代福祉。
1 我国耕地质量总体水平堪忧
近15年来,伴随着经济的快速发展,工业化、城镇化的快速推进,我国耕地数量刚性减少的趋势仍在延续,由1997年的1.3亿hm2减少到目前的1.22亿hm2,年均减少55.3万hm2耕地,现有人均耕地仅为0.092hm2,不足世界人均水平40%。受干旱、陡坡、瘠薄、洪涝、盐碱等多种因素影响,耕地质量总体水平不高,中低产田占耕地总面积的70%,土壤退化严重,贫瘠化、酸化、污染等问题比较突出。耕地质量普遍性问题和区域性并存,总体水平不容乐观,正在或潜在危胁着粮食生产。
全国范围耕地质量主要存在4个问题。
1.1 耕地基础地力后劲不足
耕地基础地力反映着耕地本身对粮食产量的贡献和作用,是实现粮食高产的基础。迫于国内粮食生产需求的压力,我国主要采取高复种、高投入方式提高耕地产出率。长期以来,我国耕地 “重用轻养”、 “只用不养”,农田基础设施建设相对滞后,耕地培肥改良措施不配套,造成耕地基础地力支撑能力下降。研究结果表明,目前我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物主产区耕地基础地力对粮食生产的贡献率分别为60.0%、46.3%和44.9%,低于欧美等发达国家10~20个百分点。基础地力低下的耕地,土壤保水保肥性能差,抗旱抗灾能力弱,农作物对养分不均衡更加敏感, “吃肥、吃工”现象严重。近30年来,全国粮食总产提高了70%,而化肥施用总量却增长了325%。同时,低水平基础地力,直接影响作物品种增产潜力发挥。据统计,黄淮海地区玉米新品种区试单产在600kg左右,而实际单产为370kg,仅是区试单产的61%。在这种情况下,要保障我国粮食稳定发展,实现农产品有效供给,目前的耕地基础地力水平不能满足需求,后劲不足的问题尤为突出。
1.2 耕地土壤养分失衡
土壤养分是粮食生产养料供应的重要源之一,是实现粮食高产的必要条件。长期以来,由于农民施肥结构不合理、区域肥料投入不平衡,我国耕地资源养分失衡现象严重。目前耕地土壤有效磷平均含量为23.1mg/kg,与第二次土壤普查相比增长了294%,而全氮基本持平,速效钾含量波动较小,北方地区下降。由于土壤磷素过快累积,导致氮磷钾养分供给不平衡,交互作用下降,肥料农学利用率降低。同时,增强了磷对钙、锌、铁等元素的 “拮抗”作用,降低了中、微量元素有效性。加之施肥对中、微量元素补充不足,农作物中微量元素缺素症表现更加明显,面积不断扩大,中量元素钙、镁和硫缺素面积分别占64%、53%和40%;微量元素硼、铁、锌、锰、铜和钼缺素面积比第二次土壤普查增加近1倍,造成作物出现 “花而不实”、 “蕾而不果”等现象,作物的固氮能力和抗逆能力均有所下降。
1.3 土壤生态功能变差
土壤生物系统是确保物质循环的重要环节,是实现粮食持续发展的重要保障。由于耕作方式变化,化学物质大量投入,农田环境污染,造成土壤微生物区系失调,耕地土壤生态功能变差,土壤对干旱、重金属污染、养分缺乏等胁迫因子的缓冲作用下降。据调查,30年来我国土壤有益线虫数量从3 000~5 000条/kg下降到500条/kg;蚯蚓数量急剧减少,当初耕地土壤有10g/kg蚯蚓,而现在很难在不施用有机肥的耕地土壤上找到蚯蚓。由于土壤中有益动物数量减少,致使土壤食物链断裂,导致土壤物质循环、转化、储存及能量转换功能减弱。同时,由于土壤养分失衡,基础地力下降,一些土壤微生物群落由高肥力 “细菌型”向低肥力或病害 “真菌型”转化,土壤自身调控能力减弱,土传病害频发。据调查,华南地区因土壤微生物群落失衡,造成番茄青枯假单胞菌感染发病普遍,轻病田减产10%,重病田减产50%。广东、海南土壤镰刀菌导致香蕉发生枯萎病。东北大豆种植区,长期过度使用氮肥和除草剂,施用有机肥不足,致使土壤原生根瘤菌急剧下降,大豆固氮肥田能力减弱,对氮肥依赖性越来越大,连作病害越来越严重。
1.4 土壤污染日趋加剧
据全国污染源普查,目前受污染耕地0.1亿hm2,污水灌溉217万hm2,固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2,受污染耕地占总耕地面积的10%以上,每年造成粮食减产1 000万t,直接经济损失200多亿元。土壤一旦受到污染,修复成本高、时间长,还有一些污染根本无法修复,给农产品质量安全生产带来危胁。据研究表明,广西受砷、铅、镉轻度污染的农田,植物修复需要3~5年,每667m2均投入1.5万元以上。农业污染源普查表明,全国部分地区农膜残留污染突出,地膜年残留量12.1万t,残留率20%以上。农田残膜破坏土壤结构,土壤孔隙度下降,阻碍作物对水分和养分的吸收,影响作物生长。
从区域来看,耕地质量也存在4个突出问题。
1.5 东北黑土区有机质大幅下降
东北黑土区是我国重要商品粮生产基地,世界三大黑土带之一,自然肥力较高。由于过度开发、掠夺式经营、水土流失和重用轻养,导致黑土区耕地土壤退化,土层变薄,有机质含量下降。据统计,东北平原耕地黑土层已由开垦初期的80~100cm下降到20~30cm,吉林省黑土腐殖质层厚度小于20cm的面积占黑土总面积的14%。农业部2010年监测结果表明,东北黑土区土壤有机质含量为26.7g/kg,与第二次土壤普查比减少了12g/kg,降幅31%。长此以往,肥沃的黑土层面临消失殆尽可能,土壤肥力大幅下降,直接影响耕地基础生产能力。
1.6 南方土壤酸化加剧
受酸雨发生面积增加、过量施用氮肥等影响,我国农田土壤酸碱度 (pH)大面积下降,30年下降0.8个单位,南方部分地区土壤酸化严重,直接影响农业生产。测土配方施肥数据统计分析,南方14省 (区、市)土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%,小于5.5的由20%扩大到40%,小于4.5的由1%扩大到4%。酸化最严重的广东、广西、四川等省 (区),pH小于4.5的耕地土壤比例分别为13%、7%和4%。因土壤酸化,造成镉、铅等重金属活性增强,给农产品质量安全带来隐患;钾、钙、镁等元素溶解性增强,造成盐基离子大量淋失;嗜酸性细菌增加,造成有益微生物减少。酸化十分严重时,土壤铝离子释放速度加快,极易引发作物铝中毒,甚至死亡。江西樟树市部分地块pH下降到4.0以下后,造成花生绝收。
1.7 华北耕层变浅趋势明显
家庭联产承包制实施后,农民大多使用小型农机具,以浅耕和旋耕作为主要耕作方式,大型农机具用量急剧减少,造成全国耕层普遍变浅,华北小麦玉米轮作区尤为明显。据国家玉米产业技术研发中心调查,华北区小麦玉米轮作区耕层厚度17cm,仅为美国玉米田平均厚度35cm的一半,较第二次土壤普查变浅近5cm。山东、河北小麦玉米轮作区12%的耕层低于15cm。耕层变浅导致有效耕层土壤量显著减少,结构变差,犁底层加厚,容重变大,土壤蓄水保肥能力下降,作物根系下扎困难,极易造成农作物倒伏和早衰。耕层变浅已成为目前作物稳产高产的主要制约因素之一。
1.8 西北次生盐渍化问题突出
西北地区降水少、蒸发大,水去盐留,耕地土壤盐分不断积累,导致土壤次生盐渍化。据统计,西北地区农用地盐渍化面积0.2亿hm2,约占全国盐渍化面积的60%。其中,因灌溉方式不当导致耕地土壤次生盐渍化面积140万hm2,占全国次生盐渍化面积70%。据新疆伽师县调查,全县轻度盐渍化、中度盐渍化和重度盐渍化耕地面积,分别占总耕地面积的62.32%、32.03%和2.42%,耕地土壤次生盐渍化现象十分严重。耕地土壤出现次生盐渍化,不仅造成农业综合生产能力下降,影响农作物生长,同时极易引发土地荒漠化、沙尘暴等生态问题。据调查,轻度盐渍化农田农作物出苗率比正常田块少5%,中度盐渍化少10%,重度盐渍化少25%。近年来,西北内陆灌区土壤次生盐渍化面积呈增长趋势,发生程度加重,已经成为当地发展高效农业的主要障碍因素之一。
2 加强耕地质量建设保护需求迫切
随着工业化、城镇化和农业现代化 “三化”同步推进,耕地承载的压力越来越大。特别是随着人口数量增加,生活水平提高,对粮食、农产品数量和质量的需求越来越高,对农业走可持续发展的路子越来越迫切,而耕地质量又是满足需求,实现预期目标最基础、最重要的保障。
2.1 加强耕地质量建设保护是保障粮食安全的现实需求
随着人口不断增加、人们生活水平提高,粮食需求会不断增长。据 《国家粮食安全中长期规划纲要 (2008~2020年)》预测,到2020年我国人均粮食消费量为395kg,需求总量5 725亿kg,目前国家粮食生产能力与需求还有一定差距。要实现粮食需求的目标,主要有两条途径:其一是扩大播种面积,但随着城镇化、工业化的发展,加之农业结构调整、生态退耕、自然灾害损毁等因素影响,粮食播种面积能基本稳定在1.05亿hm2已经是相当困难,通过扩大播种面积增加粮食产量的可能性基本不存在;其二是提高单位耕地面积粮食生产能力,而耕地质量恰恰是提高单位面积粮食产量的重要基础。目前,我国高中低产田所占比例分别为31%、39%和30%。从现实生产情况分析,高产田基本是地力基础较好,技术集成、资源汇聚的田块,再增产的潜力空间很小;低产田一般受限于土壤本身障碍因素,改良难度较大,但一旦改良成功增产潜力较大;中产田地力水平中等,通过培肥、管理等一系列措施,可以容易实现增产效果。按目前中产田0.4亿hm2,通过培肥等措施每667m2均可增加25kg计,可实现增产粮食150亿kg,对粮食总产增加贡献份额较大。因此,要保障国家粮食安全,就必须要加强耕地质量建设管理,特别是中低产田的培肥改良,不断提高粮食综合生产能力。
2.2 加强耕地质量建设保护是确保农产品质量安全的重要基础
随着人民生活水平的提高,人们不仅要 “吃饱”,而且要 “吃好”,这就要求生产出的农产品要安全、清洁、健康,而耕地是实现 “吃好”这一目标的第一个关口。要实现农产品质量安全,确保耕地清洁、健康。目前我国部分地区耕地工业 “三废”、城市垃圾污染加剧,农业面源污染加重,水环境恶化,许多地方城市周边、交通干道以及江河沿岸耕地重金属与有机污染物严重超标。据国家环境保护部调查,全国受污染的耕地约0.1亿hm2,正在危机和影响着农产品的质量安全。如 “镉大米”事件,土壤被污水、废弃物等污染,镉含量超标,又被水稻吸收,从而进入人类食物链,影响人民生活,给人民带来了很大恐慌。据中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员介绍,南方土壤受镉污染和砷污染的比例最大,仅镉污染的耕地也许就达到533.3万hm2左右。其二是加强耕地投入品的监管,耕地污染已对我国农产品质量安全提出了严峻的挑战,必须加强耕地质量监测,逐步建立健全预警预报制度和污染耕地退出机制,开展污染耕地修复治理,确保耕地质量符合农产品产地环境要求,以保障农产品质量安全。
2.3 加强耕地质量建设保护是促进农业可持续发展的根本保障
当前,我国耕地质量总体不高,中低产田面积比例仍然较大,土壤盐碱、渍涝、瘠薄和障碍层等低产因子没有从根本上消除。在城郊区和经济发达地区,由于大力发展设施农业,追求高投入、高产出,盲目施肥特别是过量施用氮肥的现象仍十分严重;在丘岗山区,为发展粮食生产,提高复种指数,频繁的顺坡翻耕、中耕除草等农事活动,使坡耕地成了水土流失的核心,据湖南省经济地理所谢庭生等的研究,在湘南丘岗红壤区约有70%的水土流失量来自坡耕地;在平原区,部分地区缺乏灌溉管理,农民只考虑堵水灌溉,不注意沟渠清淤,农田排水不畅,导致南方稻田潜育化、北方土壤盐渍化日益严重;在我国东北地区,由于水土流失和农田机械耕作等方面的原因导致耕作层逐年变浅,据吉林省土肥站调查,东北黑土区由于严重的水土流失,黑土厚度由开垦初期60~80cm,减少到目前20~30cm,在一些侵蚀严重地区,黑土成为 “破皮黄”地,有的甚至成为 “露黄”地。在我国南方广大地区,由于日益严重的酸雨危害,导致我国的酸雨发生面积超过国土面积的40%。耕地质量的退化已成为制约我国农业可持续发展的重要瓶颈,只有不断加强耕地质量建设与保护,提高耕地质量,才能提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率,保持农业持续稳定发展。
3 加强耕地质量建设保护势在必行
鉴于我国耕地质量现状和农业发展对耕地质量的现实需求,要切实采取措施加强耕地质量建设保护工作,为农业生产夯实坚实的基础。
3.1 建立耕地质量管理法律体系
推进国家修订 《土地管理法》和 《基本农田保护条例》,切实明确农业部门在耕地质量管理方面的主体地位,进一步明确耕地质量管理内容和要求。组织起草耕地质量管理条例,明确耕地质量实行管理制度,建立和完善耕地质量补偿、监测预警预报、耕地质量保护责任考核、耕地投入监管理机制、耕地质量破坏处罚制度。
3.2 建立耕地质量建设科学投入机制
耕地作为农业生产基础性、战略性资源,需要国家加大耕地质量建设投入力度。国家在开展耕地质量建设时,需要从顶层科学设计,打破当前 “部门分割、互不衔接、重复建设、标准不一”的尴尬局面,强化部门的协调和联动,统一耕地质量建设标准,明确各部门职责和建设重点,实现重大工程和田间工程无缝衔接,工程措施和农艺措施有机配套,稳步推进耕地质量建设工作,促进相关部门相关投资向规划确定的重点区域、重点内容集中,力争在一些重点区域取得实质性进展。为粮食生产提供坚实后盾。同时,鼓励社会参与耕地质量管理与建设,拓宽投入渠道,加大投入力度,建立稳定的耕地质量管理建设投入机制。
3.3 建立耕地质量保护奖罚机制
加大耕地质量保护力度,建立耕地质量保护基金。对于地方政府耕地质量保护工作力度大,对于农民通过增施有机肥、种植绿肥等方式努力提高耕地质量水平的,给予奖励,引导和鼓励社会加强耕地质量建设和保护,建立保护耕地质量的良好氛围。对于耕地管理不善、破坏耕地质量,造成耕地质量下降的,要予以处罚。特别是因工矿企业采矿、排污等造成耕地质量不可逆转性污染的,要严重处罚,同时建立耕地污染补偿修复资金,做到 “谁污染、谁治理”。
3.4 建立耕地质量监测预警机制
加强耕地质量动态监测,快耕地质量评价成果推广应用,进一步完善耕地质量评价标准和操作规程,全面推进区域性耕地质量评价工作。建立健全基层监测网点和标准监测体系,逐步建立起耕地质量预警预报系统,动态监测耕地质量变化状况,及时发布信息,定期向同级人民政府提交耕地质量监测报告,提出耕地质量建设与管理的对策措施。强化监测评价队伍建设,加强技术培训,提高业务素质。