农业科研试验用地的土壤改良与培肥

石 磊，李克民，杨久臣

(中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081)



农业科研试验用地的土壤改良与培肥

石 磊，李克民*，杨久臣

(中国农业科学院作物科学研究所，北京 100081)

农业科研试验地是农业科技成果转化的重要载体。文章以中国农业科学院作物科学研究所试验基地为例，分析了试验地的特点，指出了试验地土壤改良和培肥的目标，并从优化耕作制度，制定合理的施肥和种植制度等方面提出了改良和培肥试验地的主要措施，以期使农业科研试验用地保持地力充裕，实现可持续发展。

农业科研试验地，改良和培肥，耕作制度，合理施肥，种植制度，可持续发展

中国农业科学院作物科学研究所试验农场直接管辖7个试验基地，占地面积289hm2，主要承担国家“863”、 “973”计划、转基因重大专项、国家科技支撑计划和国家重大科技专项等多项国家重大项目的试验种植任务(包括培育高产、优质、多抗粮食作物良种并研究其配套栽培技术；作物原种、原原种种植任务；作物品种资源保重、性状鉴定以及品种检疫工作等)，同时还承担作科所小麦区域试验、作科所小麦新品种展示、国家小麦、玉米新品种展示等任务[1]。为了实现试验地的可持续耕作，确保种植试验能够客观，真实的反应其研究目标，在试验地常年种植的过程中，应坚持用地养地相结合的原则，不断进行土壤改良和培肥，使试验地保持地力充裕，实现可持续发展。为此，特根据多年的实践总结归纳了农业科研试验用地改良和培肥试验地的主要措施。

1 试验地的特点

一是试验地大部分都属于租赁土地，而土地流转涉及多户农田，因此土壤肥力水平不齐，土地高低不平。二是试验地不同于普通生产农田，需要根据研究项目或者课题组需求对试验地进行分割，形成多块小面积的试验用地，所以在种植过程中不便于大型机械化作业。三是试验地种植作物种类相对固定，受到试验项目实施年限、实施方案、实施内容等的制约，不易安排倒茬轮作制度，易发生土壤连作障碍。四是根据不同试验需求，在整个种植管理过程中不仅要采用精细化管理模式，还要严格按照试验需求采取不同的管理措施。

2 试验地改良和培肥的目标

一是要根据试验布局、灌溉条件等将试验地进行土地平整，便于试验种植及管理。二是保持一定的耕层和较高的土壤熟化程度，一般要求熟化耕作层厚度为20～30cm，并保持耕层土质疏松多孔，土体结构良好，防止返生，板结等现象发生。三是既要保持土壤肥力水平均匀一致，养分均衡充足，保肥、供肥能力强，防止因地力透支而影响试验效果，也要避免试验用地肥力水平过高，脱离实际生产应用。四是土壤酸碱度适宜，pH值一般在6～7.5之间，防止土壤盐碱化或者酸碱化现象发生[2]。

3 试验地改良和培肥的措施

3.1 土地平整与合理耕作相结合，不断熟化耕层

由于大部分科研试验地属于流转土地，因此具有土地不平整，肥力不均匀等特点，又受到试验需求的限制，试验地块相对比较小，给耕作和灌溉带来了极大的困难。近几年来，随着我所试验地面积的不断增加，各个试验基地积极购置精密激光平地设备，对新增的试验地块进行大平大整，对原有的试验地进行精细平整，使得90%的试验地高低误差小于5cm。同时积极申请项目资金通过钻井、修建基地排灌渠、修建田间道路等基础设施，使得试验地可采用统一的耕作、栽培措施和水肥管理，减小了试验误差。另外由于试验地块分割细化，长期采用单一耕作模式容易导致犁底层上移，土壤物理性状恶化，蓄水能力下降，影响作物根系生长。针对上述问题及作物根系特征，确定熟化耕作层厚度为30-40cm，利用深松机、翻转犁、旋耕机、圆盘耙等设备结合试验地的区域种植制度及特点进行合理的深耕，有效地改善土壤物理结构，使僵土变活土，生土变熟土，提高土壤保水保肥的能力。

3.2 调整施肥结构与比例，改善土壤肥力

施肥是试验地肥力和生产力提升的最重要手段，施肥技术的改进和施肥量的合理化，对农业科研成果的培育起着至关重要的作用[3]。由于作物生长需要吸收养分，因此，如果不相应补给有机质和氮磷钾等物质，将导致试验地中有机质消耗，土壤养分得不到有效补给，氮素循环往往呈现负值，而施肥不当则会引起土壤养分和有机质的供应失衡，造成试验田磷肥“饥荒”和钾素的亏损[4]，导致试验地地力水平退化，最终影响试验结果。因此，通过种植绿肥、秸秆还田、施用腐熟有机肥等方式增加有机肥施用量，根据试验地养分特点和种植作物的需肥规律调整化肥的施用结构和比例，改进施肥方式，制定科学合理化的有机-无机相结合施肥制度，可以有效提升试验地地力水平[5][6][7]，使其能够真实、客观的反应科研试验的结果，有利于科研试验成果的转化、推广和应用。

中国农业科学院作物科学研究所试验农场管辖的试验地，在前茬作物收获后利用秸秆粉碎机、圆盘耙、翻转犁等农业机械设备100%全部进行秸秆翻压还田。在新乡试验基地，小麦试验收获后，部分试小麦试验地种植玉米，采用玉米直接掩青的方式进行还田，同时撒施一定量的速效氮肥，以利于加速玉米青物质的腐解。根据试验地的区域特点及试验需求，在小麦试验收获后，在小麦试验地种植大豆绿肥直接翻耕，适时还田。同时对试验地逐年增施腐熟有机肥。通过以上三种方式改善土壤物理性状，增强土壤生物和多种酶的活性，提高有机质含量，从而改善地力水平[8]。另外，根据不同作物的需肥规律，结合土壤养分含量采用测土配方施肥调整化肥施用结构和比例，同时采用缓释性作物专用肥(一次施肥不追肥)，对不同作物按需施肥，有效减少化肥施用数量，遏制因化肥施用过量导致土壤板结、环境污染等问题，同时减少种植成本。

3.3 制定合理的种植制度

科研试验地的种植制度的形成除受到气候、土壤等诸多自然条件以及灌溉、施肥等人为条件影响外，还受到试验项目方案、内容及年限等限制，因此需要结合土壤适宜性和试验需求合理安排茬口。如河南新乡试验基地属于黄淮海平原一年两熟区，实行小麦试验田-大豆绿肥轮作，玉米试验田-小麦生产田轮作，大豆试验田-小麦生产田轮作；北京顺义试验基地属于两年三熟区，实行小麦试验田-大豆绿肥轮作，玉米试验田和大豆试验田根据试验项目实施内容每年进行换地倒茬，避免大豆试验田重茬、迎茬；吉林公主岭试验基地属于一年一熟区，除栽培试验外的玉米试验田和大豆试验田均进行循环换地倒茬。根据试验基地所在区域气候、土壤等自然条件、耕作管理水平和试验需求等要素，制定合理的种植制度，力求因地种植，用养结合，是提高科研试验地地力的重要手段之一。

3.4 土壤水分管理和调控

水是生命之源，是作物生长和试验地地力提升的重要因子。土壤剖面中各种物质的运移均离不开水，同时土壤水在很大程度上参与土壤中矿物质的风化、有机质合成和分解等诸多过程，水分过多或者不足都将严重制约这些过程的正常进行。同时水是非再生资源，发展农业高效节水技术已经成为农业可持续发展的必然趋势。我所试验农场7个试验基地已经全部完成灌溉设施改造工程，采用喷灌、微喷、滴灌、土渠输水等相结合的方式进行灌溉，针对不同作物种类进行播种前适时造墒，播种后及时喷灌保证出苗率，在重点生育期进行及时灌溉满足作物生长和试验地地力提升对水分的需求，不仅提升了作物生长对水分的利用率，避免水资源浪费，也有利于试验地土壤物理状况的有效改善、有机质和养分含量的提升，从而使试验地生产力得到正常发挥，保证了科研试验的顺利开展。

农业科研试验地是农业科技成果转化的重要载体，根据试验需求及区域特征合理安排轮作，采用有机-无机相结合的科学化施肥措施，充分发挥农业机械化的作用，针对不同区域制定相应的耕作制度，以达到因地种植，用养结合的效果，实现农业科研试验地利用的可持续发展，促进农业科技成果的转化、推广和应用。

[1] 石磊，李克民．农业科研试验基地管理初探-以中国农业科学院作物科学研究所为例[J]．农业科技管理，2015，34(2)：55-58．

[2] 胡启山．旱地改良与培肥 [J]．科学种养，2010，11：63．

[3] 曾希柏等．耕地质量培育技术与模式[M]．北京：中国农业出版社，2013.

[4] 王步奇．旱地农田土壤培肥技术[J]．中国农业信息，2011，07：24-26．

[5] 李秀英，赵秉强，李絮花，等．不同施肥制度对土壤微生物的影响及其与土壤肥力的关系[J]．中国农业科学，2005，38(8)：1591-1599．

[6] 龚伟，颜晓元，王景燕．长期施肥对土壤肥力的影响[J]．土壤，2011，43(3)：336=342．

[7] 柳影，彭畅，张会民，等．长期不同施肥条件下黑土的有机质含量变化特征[J]．中国土壤与肥料，2011，(5)：7-11

[8] 徐明岗，卢昌爱，李菊梅．农田土壤培肥[M]．北京：科学出版社，2009．

Amending and Fertilizing of Agricultural Scientific Research Cultivated Land

SHI Lei，LI Ke-min*，YANG Jiu-chen

(InstituteofCropScience，ChineseacademyofAgriculturalSciences，Beijing，100081，China)

Agricultural scientific research cultivated land is a significant carrier of agricultural science and technology achievement transformation. Taking Agricultural Scientific Research cultivated land of Institute of Crop Science of CAAS as a case, the traits of agricultural scientific research cultivated land was analyzed in the paper. The aims of amending and fertilizing for agricultural scientific research cultivated land were pointed out. The key measures of cultivated land amending and fertilizing were discussed from optimizing cultivation system, formulating the rational fertilization and planting system to keep high fertility levels of agricultural scientific research cultivated land and achieve sustainable development.

agricultural scientific research cultivated land; amending and fertilizing; cultivation system; rational fertilization; planting system; sustainable development

2016-08-02

石磊(1984-)，女，农艺师，主要研究方向：农业科研试验基地管理。

李克民。