浅析东北黑土资源存在的问题与保护措施
2016-10-18张宝库
张宝库
[摘 要]东北黑土是世界上最宝贵的土壤资源.东北黑土作为世界四大黑土带之一,具有肥力高、结构良好、质地疏松、适宜农耕、适合农作物生长的特点。为加强黑土保护和治理,依据多年研究成果,着重阐明了黑土的现状、退化原因及存在的问题:土壤微生物多样性下降、水土流失加剧、土壤有机质下降、黑土耕层变薄、土壤养分库容偏低。针对以上问题提出了制定黑土资源保护中长期规划.建立黑土保护与可持续利用长效机制制定法律法规,启动国家黑土资源可持续利用与保护农业重大科学研究计划,设立黑土保护利用试验示范区,同时开展国际合作研究,进一步推动我国以东北为主体的黑土资源保护与战略发展。
[关键词]东北黑土;问题;保护措施
1 东北黑土区面临的问题和挑战
1.1 种植结构单一导致土壤微生物多样性下降
大豆重迎茬使根部病虫害严重。根系分泌物,根茬腐解物、根际微生物的变化,养分的单一消耗,导致根际环境恶化,有害微生物增加,加剧了重迎茬大豆的减产。同时由于根的活力下降,土壤酶的变化,使根的吸收能力降低,植株生理代谢失调,致使大豆生育不良,产量降低,品质变劣。
1.2水土流失加剧
黑土区由于季节性冻融作用和漫川漫岗的地形地貌特点,开垦后导致水土流失加剧。典型黑土区地形多为地势平坦的波状平原和台地低丘区,坡度虽缓,但坡长较长,一般为500~2000 m。由于该区降水集中在夏、秋季节,且多以暴雨形式出现,加之集雨面积大,故径流集中,冲刷能力大,水蚀严重,春季土壤解冻时,表层土壤疏松,容易被积雪融化的融雪径流冲刷,促进侵蚀沟的蔓延与发展。水蚀主要发生在坡状耕地上,占80%左右。黑土由于质地松散,加之东北地区属于温带半湿润季风区,每年4—5月正值黑土区干旱大风期再加之人类不符合自然规律的生产经营活动更加剧了黑土区的水土流失。
1.3 土壤有机质下降
黑土是我国农田土壤中有机质含量最高的土壤,开垦前,黑土有机质含量高达8%~10%;据测算、开垦20 a的黑土地有机质含量下降l/3;开垦40 a的有机质下降1/2左右;开垦70~80 a的有机质下降2/3左右,下降趋势显著。目前,东北土壤有机质缓慢下降,为每10 a下降0.6~1.4 g.kg。
1.4黑土耕层变薄
由于多年的耕种和土壤侵蚀的发展,黑土层已浙浅薄。初垦时黑土层在80~100 cm,开垦70~80 a只剩下20~30 cm。《东北黑土区耕地质量主要性状数据集》2013—2015年东北测土施肥的大数据,34 652个土壤点位,黑土耕层厚度平均22.1 cm。黑龙江土壤耕层有效厚度范围在20.0~100.0 cm,平均有效土层厚度32.7 cm;
1.5 土壤养分库容偏低
尽管无机肥料的投入已达到300 kg·hm水平,但是,由于黑土的保肥、保水性能变差,肥料的利用率偏低,造成了黑土不同养分库容偏低的局面。黑龙江省主要农田土壤氮的临界值为18.0 mg·kg,磷的临界值为12.5 mg·kg、钾的临界值为120.0mg·kg、硫为10.0mg。kg、锌为2.0 mg·kg、锰为7.5 mg·kg、铜为2.2 mg·kg、硼为0.55 mg·kg。
1.6 土壤酸化现象日趋严重
黑土的酸化现象集中表现在黑龙江省东部和东北部地区的草甸黑土和白浆化黑土地带。该地域土壤矿物质的强烈风化和大量的盐基淋溶现象,导致了土壤的钾、钙、镁、磷元素大量淋析,出现了缺乏症状。同时,由于土壤酸性较强,导致了土壤铁、铝、锰离子的过于活化和毒害作用,其他重金属(Pb、Cr、Cd)的活性与毒性也会相应增加。
2黑±保护措施
黑土恢复与保护是一个长期过程,更是一个社会系统工程,全社会对黑土保护负有共同责任。以黑土资源可持续利用和粮食综合生产能力稳步提升为目标,倡导以政府为主导,调动企业、科研院所、广大农民和社会多方之力量,共同参与黑土资源可持续利用与保护行动。科学谋划,综合施治,统筹推进。全面解决黑土退化问题。
2.1 建立黑土保护与可持续利用长效机制
制定法律法规,设立黑土保护利用试验示范区。遵循科学规律,正确处理利用和保护的关系、在利用中保护的原则。保护黑土资源对农业生产的优质立地生态条件,通过水分平衡、水保治理、作物配置、耕制调整、栽培管理等措施,使“水、土、气、生”条件得到保护与持续;提高黑土资源的生产能力:通过有机培肥、秸秆还田、碳氮平衡、水热协调、平衡施肥等措施,不断促进黑土耕地质量的稳定与提升。黑土资源在培育过程中科学合理的开发利用:通过建立各种综合利用模式,如玉米、水稻、大豆、马铃薯、小麦标准化生产模式。
2.2结合国家“一带一路”的战略布局
通过四大黑土带国际合作.开展黑土国际联网研究,构建我国与国际黑土资源联盟的综合组织机构。打造世界黑土研究平台,建立中国东北黑土保护与研究中心,进一步推动我国以东北为主体的黑土资源的保护与战略发展。进一步面向国际(俄罗斯),不断拓展黑土资源国际规模化开发与利用基地,进一步推动我国以东北为主体的黑土资源的保护与战略发展。
2.3 应确立“十三五”黑土保护总体思路
启动国家黑土资源可持续利用与保护农业重大科学研究计划,针对黑土开发、利用与保育过程中的关键问题开展长期系统研究.加强黑土演化过程与机理、退化黑土恢复与作物结构调整、耕作制度优化、化肥农药减施与粮食增产等农业关键技术研究与创新集成.形成有利于黑土保护的关键技术体系与综合配套政策。完善和开放黑土研究平台和研究网络,围绕黑土资源可持续利用与保护,重点在黑土科学基础研究、监测监控、应用技术推广等方面开展边研发、边示范、边推广应用的科技策略;面向农业发展的实际需求,建立有效合作机制,联合一切可以联合的力量,形成相互支持、紧密合作的有效机制;
2.4制定黑土资源保护中长期规划
制定“跨越2030”黑土保护发展规划。在基础科学问题与前瞻技术引领未来:研究退化防控对策、退化驱动因素、退化负面响应、退化形态压力、退化过程解析;在核心关键技术系统上突破瓶颈:高肥力黑土保育、薄层瘠薄黑土培肥、坡耕地黑土治理、障碍土壤改土技术破解;在区域发展综合技术模式整体解决:有机质提升模式、水土流失治理模式、水肥高效模式、节水保肥模式、障碍土壤治理模式建立:在基础性长期性创新研究的基础支撑:微生物多样性、农田土壤质量、农业水资源、肥料高效利用、农业产地环境长期监测体系。