浅析水土保持重要性及相关农业技术措施
2020-07-04宋学忠刘赫张延红
宋学忠 刘赫 张延红
摘要:
从土地资源保護和缓解土壤退化角度而言,水土保持是国土整治与江河治理的根本。本文从水土保持工作的重要性入手,系统剖析了3类水土保持农业技术措施,旨在为缓解水土流失农耕措施的制定提供技术参考。
关键词:
水土保持;农业技术措施;坡耕地;水土流失
中图分类号:S157
文献标识码:A
DOI:1019754/jnyyjs20200630040
水土保持工作是国土整治、粮食安全的重要保障。近年来,我国水土流失趋势明显,土壤肥力不断退化,粮食安全受到极大威胁。由于我国坡耕地面积较大,土壤大面积板结,以东北黑土区为例,尽管开发较晚,但与同为黑土区的美国大平原和乌克兰平原相比,土壤保水蓄肥能力更弱、水土流失更为严重,主要因素在于降水、气温的季节变化和风力吹蚀[1];从社会因素来看,耕作制度不合理,如顺坡作垄、种地不养地、土地深耕不够、犁底层变浅等,以及过度破坏植被,如毁林毁草开荒、过度放牧、开矿挖山、大河淘沙等现象使植被覆盖率减少。
1水土保持重要性分析
水土保持是农业可持续发展的重要保证。水土资源和生态环境是人类繁衍生息和农业生产的基础,是社会发展和进步过程中不可替代的物质基础。加大水土保持力度,维护生态环境健康[2],是经济社会可持续发展的客观要求。水土保持的根本任务在于防治水土流失,这是资源与环境的高度融合,解决重大生态环境问题的起点和焦点。水土流失严重将导致资源破坏、生态环境恶化,严重威胁我国的粮食安全,制约经济社会的可持续发展。水土资源和生态环境是我国实施可持续发展战略需要解决的2大制约因素。搞好水土保持,防止水土流失,是保护和合理利用水土资源,维持和改善生态环境必不可少的有效手段,是农业可持续发展的重要保证。
水土流失是人与自然不再和谐的重要体现,是人类不合理开发水土资源或者滥用水土资源产生的严重后果。水土流失具有难以逆转的破坏性,即破坏耕地、削弱耕作层结构,从而导致农业生态环境恶化,引发河流、湖泊和水库淤积,加剧自然灾害。因此,水土保持不仅是促进人与自然和谐相处的重要手段,还是实现人与自然和谐相处的必然选择。在我国,坡耕地是人类从事农业生产的主要场所,水土流失严重会导致耕作层土壤养分流失,降低土地生产力和土壤潜在肥力,这对农业生产和经济发展极为不利[3]。因此,坡耕地的水土保持与农业生产和粮食安全有关,应予以高度重视。
2水土保持农业技术措施
21以改变微地形为主的水土保持耕作措施
211等高耕作
在坡耕地上沿等高线进行犁耕并种植作物,既可保持水土,又能提高抗旱能力。技术要点在于沿等高线垂直于坡向进行横向耕作,能有效拦蓄地表径流,增加土壤水分入渗率,减少水土流失,更有利于作物生长发育。据报道,横坡垄作在坡度≤5°的坡耕地上要远好于顺坡垄作[4]。等高耕作是在坡耕地实施水土保持耕作措施的基础,其它一切耕作措施都要在此基础上进行。在坡耕地,将顺坡垄改为水平横坡垄,沿等高线作垄垦殖,能够有效减少水土流失,提高土壤有效和潜在肥力。
等高耕作技术要点如下:适当进行土地平整;自上而下测定等高基线;犁筑等高畦,当坡度改变时需重新测定等高线,重新犁筑等高畦;梯田的配合使用。当顺坡改横坡时,应注意在改为横坡耕作之前,应确定改垄后的道路和排水沟的位置,时间应在秋季作物收获后,结合翻耕进行,在改造前2~3a内种植密生早播作物,提前改变微小地形,翻耕顺序要由下而上进行,缓坡地更适于改垄向。
212沟垄耕作
以蓄水和保土为目的,在坡耕地上沿等高线开沟起垄并种植作物。沟垄耕作改变了坡地小地形,增加耕作层;使地面受雨面积增大,减少单位面积上的受雨量,减少径流量和冲刷量,减少土壤养分的流失,提升保水、保土、保肥和增产的效果。
213区田
在坡耕地上沿等高线犁出水平的沟和垄,将作物种在垄的半坡上,在沟中每隔一段距离做一土挡,以蓄水保土,这一耕作措施为区田。区田可改变小地形,暴雨来临时能够拦蓄地表径流、保持水土。
214圳田
在<20°的坡耕地上开垦宽约1m的水平梯田,沿坡耕地等高线做水平条带,每隔50cm,挖长、深各50cm的沟,结合分层施肥,将生土放在沟外拍成垄,将上方表土填入下方沟内,能有效减少地表径流和土壤冲刷。
215水平犁沟
坡耕地上,在伏耕以前,或在伏耕同时,用套犁方法,每隔一定距离沿等高线犁成水平截水防冲沟,能够较好发挥拦蓄径流、防止暴雨的作用。
216平播起垄
又可称为中耕培垄。播种时采用等高隔犁条播,雨季到来前,结合中耕锄地,将行间的土培在作物根部,形成等高水平沟垄,每隔1~2m作一土挡,防止径流集中,形成冲刷。可防止春旱因早起垄而增加蒸发造成的干旱,而在雨季又可充分接纳和拦蓄雨水,蓄水保土增产效果明显。
217坑田耕作法
适用于15°~30°土层深厚的陡坡上,沿等高线分成1m×1m的小耕作区,每区用铁锹挖直径50cm、深50cm的种植穴,纵横成行,上下行钵成品字形错开,使整个坡面形成许多凹形种植坑,在坑内土壤含水状况良好,可适当密植作物。
坑田耕作措施对地表微地形均有影响,但耕作措施不同对地表糙度的影响也不同,会导致地表拦蓄降水和泥沙沉积作用的差异[3]。
22以增加地表覆盖为主的覆盖耕作法
在坡耕地利用作物残茬、秸杆、地膜和砂石等增加地表覆盖,可以有效缓解水土流失。作物残茬覆盖可以保护表土结构,提高降水入渗率,有效抑制土壤水分蒸发;地膜覆盖可有效保土、保水;砂田是由大小不等的河卵石或粗砂混合而成的掺混物,覆盖在农田土壤表面能够提高农田蓄水保墒性能,防止水蚀、风蚀。此外,在农业生产中,通过不同作物间、套和复种,亦可增加地表覆盖、延长覆盖时间、保护土壤免受雨水直接冲刷[5]。可在适宜的坡耕地上播种农作物和牧草,形成农牧间作区。如,在玉米之间种植紫花苜蓿等密生且生长期较长的牧草,能够更好地覆被地表,增加覆盖度,稳固耕区表层土壤,吸持水分,同时,苜蓿等豆科牧草还会固氮,为玉米提供氮素养分,其本身也是优质牧场,因此还能促进畜牧业的发展。
23以改变土壤物理性状为主的少耕、免耕法
由多耕向少耕转变,增加大型农耕机械的使用,扩展犁底层深度,打破不透水层阻隔,增强土壤的蓄水保肥能力,有效延缓土壤中有机物质的分解速度[6],减少地表径流对土壤的冲刷,降低表土侵蚀程度。
231少耕法
在常规耕作基础上尽量减少土壤耕作次数或在全田间隔耕种、减少耕作面积的一类耕作方法,以局部深松代替全面深耕,以耙茬、旋耕代替翻耕,在季节间、年份间轮耕,间隔带状耕种,减少中耕次数或免中耕等,均属于少耕的范畴。在黑龍江和宁夏等北方地区,在较肥沃的耕地上,沿等高线用深松铲每隔5~8a对土壤进行一次深松,深度以30cm为宜,间距25cm,深松后、播种前耙耱1次。深松要在伏天进行,该措施能够改善耕层构造,调整土壤“三相”比例,减轻风蚀和水蚀,减少土壤养分的流失。
232免耕法
免耕是指在作物播前不用犁、耙整理土地,直接在茬地上播种;作物生育期间也不使用农具进行土壤管理的耕作方法。
少免耕法松土的原理在于根系松土,作物根系腐烂后会在土壤中留下大量孔道,时间愈长,通道数量愈多,若翻耕,孔道将被全部破坏,少免耕能有效避免孔道的受损,为暴雨下渗提供条件;蚯蚓松土,蚯蚓在土壤中的活动主要是不断地挖掘孔道,疏松土壤、创造良好的耕层,少免耕同样能减少孔道的破坏,增加蓄水、减少地表径流;结构松土,保护性耕作能够增加土壤团粒结构,促进疏松耕层的形成,不易压实,给雨水下渗提供方便条件;胀缩松土,土壤冬冻春融,干湿交替,胀缩效应使土壤趋于疏松、孔隙度增加。可见,少免耕在水土保持的效果上更加显著,但考虑到我国农业生产实际,少耕的推广前景将会更好。此外,少免耕若能与常规耕作轮流实施,将更有利于农业的可持续发展。
参考文献
[1]
曲咏,许海波,律其鑫.东北典型黑土区水土流失成因及治理措施[J].长春师范大学学报,2019,38(12):111-114.
[2]赵晓翠,王继军,乔梅,等.水土保持技术对农业产业—资源系统的耦合路径分析[J].生态学报,2019,39(16):5820-5828.
[3]方乾,赵龙山,吴发启.降雨强度对农业耕作措施水土保持作用的影响[J].干旱地区农业研究,2019,37(2):215-219,228.
[4]史彦林,陈生永,刘建新,等.东北黑土区不同耕作措施保水保土效应研究[J].中国水土保持,2019(1):47-49.
[5]安曈昕,周锋,吴珍珍,等.坡耕地间作作物群体水土保持耕作措施[J].水土保持研究,2019,26(2):17-22.
[6]侯建国,马燕.试论水土保持与耕地资源持续利用[J].现代农业研究,2020,51(3):36-37.
(责任编辑周康)