黄河三角洲地区现代农业粮经饲作物优化种植与利用
2022-12-17孙文彦尹红娟温延臣唐继伟田昌玉李志杰
孙文彦 尹红娟 温延臣 唐继伟* 田昌玉 李志杰
(1东营市农业综合服务中心,山东东营 257091;2东营市技师学院,山东东营 257091;3中国农业科学院德州盐碱土改良实验站,山东德州 253015)
黄河三角洲的开发历史仅有百余年,农业开发经历了盲目自流垦殖、解放区垦荒和中华人民共和国成立后有计划地进行农田水利建设等几个阶段。长期以来,该地区农业以种植业为主,种植业以粮食作物为主。由于种植结构不合理,生产结构单一,农业资源利用不充分,农业产出效益低,生产成本较高,限制了农业生产的进一步发展[1]。如何发挥当地资源优势,突破结构调整关键技术瓶颈,建立合理的粮经饲多元种植体系,实现降本增效、绿色增产的新模式、新路子,促进产业提档升级,实现稳粮增收、提质增效和农业可持续发展,是目前亟待解决的问题。
土地盐碱化是黄河三角洲地区最大的特点,通过种植耐盐植物进行盐渍土改良利用是国内外普遍采用的一种治理模式。种植耐盐作物不仅可以增加地表覆盖,有效抑制土壤返盐,而且能够明显增加土壤有机质,提高土壤养分含量,改善土壤结构,具有可持续利用的特点[2-3]。一些耐盐的植物如棉花、油葵、田箐、甜高粱、菊苣、苜蓿、籽粒苋和一些作物的耐盐品种均可以作为间套轮作的经济作物和饲料作物[4]。黄河三角洲地区盐碱化程度大体上呈南低北高的态势,因地制宜根据土壤盐渍化程度选择适宜的种植结构和种植制度是盐碱地开发利用的根本对策。探寻适宜黄河三角洲地区的粮经饲多元种植结构和改良利用技术对该地区土地利用和农业持续健康发展具有极其重要的意义。
1 黄河三角洲地区自然特点
黄河三角洲以山东省东营市宁海为顶点,北起套尔河口,南至淄脉河口,向东呈扇状展开,位于东经 118°05′~119°40′和北纬 36°35′~38°20′之间,总面积逾13.2万km2。该区属于暖温带半湿润季风气候区,四季温差明显,雨热同期,年均气温11.7~12.6℃,年日照时数为2 590~2 830 h,无霜期211 d;年均降水量530~630 mm,70%分布在夏季;年均蒸发量750~2 400 mm,蒸发量为降水量的1.8~3.5倍。除5.48万hm2的山前平原、1.96万hm2的低山丘陵外,95.78%的土地为黄河冲积土,是一块宜粮则粮、宜棉则棉、宜果则果、宜菜则菜、宜草则草、宜副则副的亟待深层次、多元改制种植业的区域性地带。
黄河三角洲地区土壤含盐量高,盐渍化土地面积占整个区域面积的50%以上[5],有光板地1.5万hm2,含盐量6~12g/kg的盐碱地5.2万hm2,含盐量4~6g/kg的盐碱地8.7万hm2,含盐量2~4 g/kg的盐碱地21.5万hm2[6-7]。该区成陆时间短,土壤熟化程度低,表土层薄,有机质含量低。79.5%的土地有机质含量在0.8%~1.2%之间,且速效钾丰富,碱解氮、有效磷严重不足,氮、磷、钾比例失调[8],74.4%的土壤碱解氮<60 mg/kg,92.7%的土壤有效磷含量<10 mg/kg,77.0%的土壤速效钾含量>100 mg/kg。4级以上的土地占总土地面积的35.6%,而其中一、二级土地仅4.4%,大部分土地为劣级地[9]。
2 黄河三角洲地区适宜的粮经饲作物优化种植与利用模式
2.1 适宜轻度盐渍化土壤的作物种植与利用模式
轻度盐渍化土壤上大多数作物都能正常生长,生产中主要以防止土壤次生盐渍化和培肥地力为核心,以粮经饲作物高产高效多元化种植为重点[10]。此类土地以种植粮食作物为主,兼顾蔬菜、花卉等重要农产品的生产,积极发展高效特色种植,推广间、混、轮、套立体种植模式,构建粮经饲协调发展的生态高效型种植结构,提高种植业发展质量和效益。
例如,玉米间作花生和玉米间作大豆种植模式,围绕玉米、花生高产高效生产,坚持良种良法配套、农机农艺融合、肥药双减目标,加快扩大玉米花生宽幅间作高效生态种植模式的应用,推进粮油作物协调发展。以玉米花生宽幅间作3∶4(3行玉米∶4行花生)、3∶6(3 行玉米∶6 行花生)为标准模式,以机播、机收为前提,间作模式下玉米产量7 500 kg/hm2以上、花生产量2 250 kg/hm2以上。夏玉米间作大豆适宜模式以“三三式”较好,即3行玉米间作3行大豆,行距均为50 cm。该模式与常规种植方式相比,少收夏玉米340 kg/hm2左右,增产大豆近2 000 kg/hm2,增收7 000元/hm2左右,且该模式能够实现机械化收割,达到以生产粮食为主、兼收夏大豆的粮油均衡高产、高效的目的。此外,“小麦+饲料作物”及“粒用玉米+饲用玉米”的种植模式也可以很好地解决玉米生长后期光热资源不足及严重影响下季小麦高产高效的问题,进一步优化轻度盐碱地作物种植制度。
2.2 适宜中度盐渍化土壤的作物种植与利用模式
该类土地主要以盐碱地改良、培肥和提高生产力为核心,以粮经饲多元化高效种植为重点,充分利用区域资源优势,综合协调播期、播量、种植方式、水肥管理等技术措施,结合土壤改良种植耐盐性强的杂粮、棉花、饲草等作物。生产中可以推广应用小麦—饲草间套轮作、小麦—杂粮轮作、饲用玉米—花生间套作等种植制度和优质饲草生产种植制度,积极推行秸秆直接还田、秸秆腐熟堆沤还田和过腹还田,不但与畜牧养殖、豆制品加工等结合,延长产业链,提高种植效益,还可以通过秸秆过腹还田改良土壤结构,提升地力水平。
例如,小麦—饲用作物种植秸秆直接/过腹还田模式,注重小麦产量和品质提升的同时,饲用作物可选用饲用玉米、饲用高粱等,与黄河三角洲地区畜牧养殖结合,解决饲料来源问题,并通过秸秆过腹还田实现资源的循环利用。小麦—大豆(谷子)种植秸秆直接还田模式,选用小麦、大豆、谷子等作物耐盐品种,一年两作,以提高产量和效益为重点,并通过秸秆直接还田逐步改良土壤、提高地力。饲用玉米—花生间作套种过腹还田模式是一年两作与间作套种相结合的粮经饲种植模式,冬春季种植小麦,夏秋季饲用玉米与花生间作套种,其中小麦秸秆直接还田,玉米秸秆和花生秸秆过腹还田,同时玉米花生间作套种还可以促进根际土壤生物优化互补和土壤的生态改良[11]。
棉花是黄河三角洲地区重要的耐盐经济作物,生产上应积极推广棉—瓜、棉—菜、棉—粮、棉—草等间套高效种植模式,提高综合效益。如棉饲两熟生产模式[12],利用棉(短季棉)—饲(小黑麦)轮作,实现棉花、饲草一年两季栽培,在稳定棉花生产的基础上,增加一季优质饲草生产,不仅可以提高土地综合效益,促进农牧供给侧协调发展,同时可以增加棉田冬闲地的地表覆盖,改善生态环境。棉田冬绿肥种植利用模式[13],针对本地区棉花收获后期到翌年棉花播种将近6个月的空闲时间和光热资源,利用这段间隙生产一季冬绿肥,绿肥品种宜选择毛叶苕子、二月兰、冬牧70黑麦和冬油菜等,鲜草产量可达7 500~22 500 kg/hm2,在棉花播种前结合整地翻压还田,起到轮作倒茬、培肥土壤的作用,不但对连作棉田的土传病害有一定的抑制作用,而且起到了节省化肥、提高产量的目的。如果绿肥不翻压还田,也可为畜牧业提供一定量的饲草,而且绿肥作物4月初花色艳丽、景色优美,适宜发展现代观光农业。
2.3 适宜重度盐渍化土壤的作物种植与利用模式
重度盐渍化土壤一般作物不能正常生长,但一些耐盐牧草生长良好,是草食畜牧业发展的潜力区域[14]。也可以充分利用区域资源优势,发展水稻和莲藕等特色产业,建设优质稻米、特色蔬菜基地。
重度盐碱地上可以种植的饲草主要有田菁、野豆子、三角叶滨藜、甜菜、高丹草等经济作物和一些绿肥牧草,可以获得较好的产量[15]。耐盐牧草过腹还田模式可通过种植肥饲兼用的耐盐牧草,与黄河三角洲地区畜牧养殖相结合,为畜牧养殖业提供优质饲草,并通过秸秆过腹还田实现资源的循环利用和盐碱地的持续改良。通过在重度盐碱地上应用不同的水稻耕作种植模式,可以形成改盐沃土、生态高效的种植制度。稻—稻—麦—饲草改良模式,前1~2年通过种植水稻,将重度盐碱地改良为中轻度盐碱地,接下来种植综合效益更高的小麦/玉米—饲草作物。水稻—绿肥两作种植模式,选择能在黄河三角洲地区安全越冬的紫花苜蓿、毛叶苕子、二月兰等绿肥,可以与机插秧水稻进行轮作种植。
此外,重度盐碱地上间套轮作种植模式的综合配套应用也可以起到很好的效果,如山东省农业科学院作物研究所在东营市探索的重度氯化盐黏土盐碱地棉花油葵玉米间套作轮作高效种植模式[16],采用不同耐盐、吸盐作物间套作、轮作的方式,设置高秆作物(春玉米、油葵)挡风带和绿肥(夏玉米)还田区,通过年内茬口(春玉米、棉花、油葵和夏玉米)的合理安排和年际作物(棉花和油葵)轮作,土壤地力培肥,可以实现含盐量0.4%以上重度盐碱地的高效生态种植。
3 结语
黄河三角洲处于陆地、河流、海洋交汇区,多种生物和生态系统交汇交融,自然资源禀赋独特,生态类型丰富,具有大规模发展生态种植业与养殖业、培育生态产业链、发展高效生态农业的优越条件,实现本地区农业持续高效发展,对区域经济增长具有不可替代的作用。
根据黄河三角洲地区生态环境和自然条件,要避免不同盐渍化程度盐碱地上的种植结构单一,提高盐碱地生产力。推广应用用地养地结合,产量效益并重,粮经饲作物合理轮作与间套作种植制度,构建粮经饲多元化种植结构并合理布局,不仅可以解决饲料缺口问题,减轻黄河三角洲粮食生产压力,扩大产业结构调整空间,而且将使畜牧业及畜产品加工业发生革命性变革,同时可以培肥地力,使低产田变成中高产田,实现盐碱地农业可持续健康发展。