颍泉区耕地质量现状与保护提升对策

2023-02-19郑峰

安徽农学通报 2023年13期

郑峰

（阜阳市颍泉区农业技术推广中心，安徽阜阳 236000）

耕地质量事关国家粮食安全和生态环境安全，近年来受国际形势和疫情影响，国内肥料价格不断走高，粮价逐步上扬，粮食生产面临耕地资源不足、生产成本升高、土地承载量增大等诸多压力。而保护耕地、提升耕地质量不仅能保证粮食播种面积，而且能提高粮食产量。耕地要实现可持续的利用，必须做到对耕地土壤进行培肥改良，消除对耕地以及环境不利的因素，以保证耕地资源得以可持续发展。

安徽阜阳颍泉区位于黄淮海平原南端，安徽省西北部，是阜阳市辖三区之一，因地处颍河之滨、泉河之畔而得名，下辖6个乡镇街道办事处，109个涉农村委会、居委会，耕地面积3.93万hm2，年粮食作物种植面积6.7 万hm2以上，以小麦、大豆、玉米、红芋等作物为主，年粮食产量33.00 万t左右。由于人多地少、中低产田比重大、复种指数高、土地产出多，该地区耕地质量保护与提升面临的压力较大。本文分析了安徽省颍泉区耕地土壤理化性状和耕地质量现状，总结了耕地利用存在的主要问题，并就保护性耕作等耕地质量保护与提升提出对策建议。

1 颍泉区土壤基本情况

1.1 土壤类型

颍泉区耕地土壤按分类标准分为潮土、砂姜黑土、棕壤土3 个土类，5 个亚类，10 个土属，43 个土种。其中，潮土占耕地总面积的50.3%、砂姜黑土占耕地总面积的49.2%、棕壤土占全区耕地面积的0.55%。

1.2 土壤分布

潮土和砂姜黑土在颍泉区的分布面积几乎相当，全区6个乡镇中行流镇全部为潮土；伍明镇80%面积为砂姜黑土，主要分布在东部；宁老庄镇60%为砂姜黑土；闻集镇砂姜黑土、潮土各占50%；中市办西湖至坎河溜为砂姜黑土，其余均是潮土；周棚办潮土占40%、砂姜黑土占60%。

2 颍泉区土壤理化性状

2.1 土壤有机质

评价耕地土壤肥力的一个重要指标是土壤有机质含量。例如，土壤中团粒结构形成、土壤理化性状、土壤通透性、缓冲性和保水保肥性等都受其影响和制约。有机质中还含有植物生长必需的大、中、微量元素。一般通过增施有机肥料、秸秆还田等方法提升土壤中有机质的含量进而提升土壤肥力。颍泉区土壤有机质含量呈北高南低区域分布规律，颍泉区土壤有机质平均含量达到20.20 g/kg，根据土壤养分等级划分标准，属于较丰水平。

2.2 土壤全氮

氮素是植物生长必需的大量营养元素之一。土壤中的氮素以大分子有机态氮为主，约占土壤全氮量的90%，作物不易吸收利用，其余为可被植物直接吸收利用的小分子有机态氮和铵态、硝态、亚硝态等无机态氮。土壤中大分子有机态氮主要存在于土壤有机质中，因此土壤中有机质的含量也在一定程度上决定了土壤中全氮的含量。颍泉区耕地土壤全氮平均含量为1.30 g/kg，按照土壤养分等级划分标准,总体处于中等水平。

2.3 土壤有效磷

颍泉区耕地土壤有效磷平均含量为20.50 mg/kg。按照土壤养分等级划分标准，处于中等较丰水平。其中，宁老庄、闻集、伍明等镇土壤有效磷平均含量高于中市、周棚、行流镇。

2.4 土壤速效钾

颍泉区耕地土壤速效钾平均含量为181.00 mg/kg。按照土壤养分等级划分标准，颍泉区土壤速效钾含量总体处于中等水平。不同土壤类型和利用状况土壤速效钾平均含量有一定差异，如菜地高于旱地，潮土类淤土、两合土平均含量高于其他土壤类型。

2.5 土壤酸碱度（pH）

土壤酸碱度影响土壤生物活性、土壤养分有效性、重金属活性。土壤pH 直观反映了土壤酸碱度，土壤酸碱度的高低受到成土母质、气候条件、水文、水质等因素的影响。一般情况下，pH 在6.5～7.5 较适宜于多种农作物的生长发育，偏高或偏低对多种农作物均有不同程度的影响。颍泉区土壤平均pH为7.1，从土壤类型看棕壤土pH略低于砂姜黑土，潮土则较高，各土壤类型和各剖面层次间的pH变化和垂直分布的差异不大。

2.6 土壤质地

土壤中不同大小矿物颗粒组合状况反映了土壤质地，土壤质地是土壤物理性状之一[1]。土壤质地主要受成土母质影响，同时也受耕作、施肥、灌排等因素影响，通过土壤质地可以区别不同土壤的类型，还可以有针对性地进行改土培肥。颍泉区中部颍河沿岸为近代黄泛沉积物所发育的潮土类，质地复杂，黏粒含量变化幅度大，从13%～93%不等；东北部和西南部成土母质为黄土性古老沉积物，成土年代已久，质地变化不大。一般潮土地区，地形高的质地较粗，低洼地质地较细。

2.7 土壤阳离子交换量

土壤阳离子交换量大小反映了土壤保肥供肥性能、土壤缓冲性能的强弱,成土母质、土壤质地、土壤有机质含量、pH 等因素对其有不同程度的影响。不同的成土母质形成的土壤中盐基组成不同，盐基饱和度高低不同，土壤阳离子交换量也不同。同一种母质、同一个土种，不同的土壤剖面层次土壤质地不同，阳离子交换量也不相同，由上至下逐渐下降，耕作层较高、犁底层次之、心底土层最低。质地越偏黏的土壤、有机质含量越高的土壤离子交换量越大。中性和微碱性土壤阳离子交换量也较碱性和酸性土壤大。颍泉区耕层土壤阳离子交换量从5.1～29.1 cmol(+)/kg 不等，按照土壤离子交换量低于10.0 cmol(+)/kg的土壤保肥性弱、缓冲能力小，10.0～20.0 cmol(+)/kg 为中等，大于20.0 cmol(+)/kg 为保肥性能强的划分标准，土壤保肥性能强的占70%以上。

3 耕地质量保护与提升存在的主要问题

3.1 中低产田面积占比较大

耕地质量等级调查评价结果显示，颍泉区中低产田占全区总耕地面积的51.3%。主要原因是：颍泉区主要为河间平原，存在大平小不平问题；土壤类型主要为砂姜黑土，土壤黏重及降雨时空分布不均，易旱易涝；人多地少矛盾突出，耕地复种指数高，主要为一年两熟或多熟制，存在只用不养现象。挖掘耕地生产潜力，主要是要合理改良培肥地力，解决旱能灌、涝能排，减轻或清除制约产量的土壤障碍因素。

3.2 耕地土壤肥力不均衡

年度耕地质量监测结果显示，与第二次土壤普查结果相比，2022年颍泉区土壤耕层有机质平均含量20.20 g/kg，提高了62%；全氮平均含量1.30 g/kg，提高了44%；有效磷平均含量20.50 mg/kg，提高了2.4倍；速效钾平均含量181.00 mg/kg，变化不大。土壤主要养分含量较第二次土壤普查结果总体上升明显，其中土壤有效磷含量上升幅度最大。从年度对比来看，土壤酸碱度趋于稳定，耕地土壤有效铁、有效铜、有效锌、有效硫、有效硼等中微量元素含量均略有下降。由于农业生产条件、作物品种、种植制度的变化及氮磷钾化肥的广泛使用，使土壤养分含量发生了较大的变化，个别区域土壤中、微量元素缺乏，造成土壤肥力分布不均衡，限制了作物产量的提高。

3.3 耕地质量监测保护机制有待进一步健全

颍泉区目前设立耕地质量监测点34个，其中国家级1个、市级2个，其余为区级监测点，基本形成了覆盖主要土壤类型及土种的耕地监测网络，但要系统的、全方位监测还需要投入大量的工作。如，耕地保护的共同责任机制有待进一步健全，耕地质量保护提升的政策、制度需强化落实；耕地质量监测技术力量薄弱，专业技术人员队伍有待加强；耕地质量监测点的维护管理、数据采集、田间调查及耕地质量保护提升工作的技术培训宣传，都需要大量经费的投入，资金支持投入有待提高。

4 土壤耕作保护提升

4.1 土壤耕作的作用

土壤耕作指根据土壤理化性状和作物生长发育对土壤条件的要求，采用人工、畜力、机械等方式改善土壤理化性状、培肥土壤、整地播种、灌排、防治病虫草害等生产活动。其目的一是适度耕整破碎耕层土壤，打破犁底层，改善土壤团粒结构，增强土壤透水、透气性和保肥保水性能，以利于作物种子萌发和根系生长发育；二是将根茬落叶、田间杂草翻压于土中，起到培肥土壤和控制杂草生长作用；三是通过开沟、起垄、作畦、筑埂、覆膜等方式适应不同作物种植要求，方便灌排水、控制水土流失；四是清除田间的砂姜、树根或其他杂物，消除土壤障碍层。通过耕作可以改良土壤，建立良好的耕层结构，使土壤水、肥、气、热更加协调，有利于作物增产。

4.2 土壤耕作方式

精细耕作法、少免耕法、保水耕作法、联合耕作法等是目前主流的土壤耕作方法。精细耕作是由机械深耕、深松、旋耕、镇压和中耕等组成的系统土壤耕作方式。少免耕是指在满足作物正常生长情况下减少土壤耕作次数和强度的保护性土壤耕作方法，其中免耕是保护性耕作采用的主要耕作方式。保水耕作是对土壤表层进行浅锄、浅耕，防止或减少土壤水分蒸发损失的保护性耕作方式。联合耕作法是指联合作业机械一次性或部分完成旋耕、灭茬、起垄、施肥、播种、施药、覆膜等多项作业的耕作方式。

4.3 保护性耕作

4.3.1保护性耕作的目的保护性耕作是指进行少耕或免耕施肥播种，减少土壤扰动，将农作物秸秆、根茬粉碎，均匀抛撒覆盖于地表，通过喷洒封闭药剂和苗后施药防治病虫草害，达到防止水土流失、培肥地力和抗旱节水的目的[2]。我国目前土壤盐碱化、酸化、板结、耕层变浅、肥力下降、土壤污染等现象仍较普遍，开展保护性耕作对耕地质量保护与提升有着重要作用。

4.3.2开展土壤保护性耕作的意义目前生产中存在表层土肥流失、土壤耕性不良、耕层浅薄及不合理施用化肥造成的环境污染等问题亟须预防治理；个别区域排灌能力差，农户存在靠天种田现象，干涝灾情年度间时有发生；在开展高标准农田建设的同时，也需开展保护性耕作，科学调节土壤水、肥、气、热，确保农业稳产、高产，农民增效；在农事操作过程中，由于土壤下沉，降雨、灌溉的作用和机械、人、畜的践踏，耕层结构被破坏，土壤压实、板结，水分、空气、保肥保水性能变差；作物收获带走了大量营养物质，使土壤中的营养减少，要为土壤微生物制造营养创造良好的生活环境，土壤耕作是最重要的措施；耕地的犁底层较厚，一般在10～15 cm，质地坚实，形成一个障碍层，阻碍水肥气热的交流和根系的生长；耕性不良的黏性土（砂姜黑土、淤土）占比较大，也需要改良耕作。

4.3.3保护性耕作主要技术模式保护性耕作包括免耕施肥播种、秸秆根茬处理、病虫草害防治、深松与表土作业等关键技术环节。免耕施肥播种有别于传统耕作，进行保护性耕作作业时，种子和肥料要播施到有秸秆覆盖的田地里,必须使用的专业的免耕施肥播种机，此类机械要有很好的防壅土、防秸秆缠绕性能，同时要满足种肥同播、肥料深施、覆土镇压要求[3]。秸秆根茬的处理效果直接影响作物播种出苗质量，秸秆根茬粉碎覆盖还田可以保持土壤水分、抑制杂草生长、抑制扬尘扬沙、培肥地力，但秸秆粉碎不够或抛撒不均匀会严重影响播种出苗质量。

实行保护性耕作田块，秸秆还田量大，田间病菌、虫卵残留量大，且寄主、食料、环境有利，会导致病虫害加重，田间杂草防除难度也增加[4]。因此，防治病虫草害是保护性耕作推广应用的关键，要做好种子拌种、包衣和封闭除草，要加强监测，及时开展病虫防治。新采用保护性耕作的田块，要进行一次深松或深耕，打破硬底层。常年进行保护性耕作的田块由于作业机具的压实，要3～5 年深松一次，土壤具备自我疏松能力时可不再深松，对于土壤质地黏重的田块要坚持定期松动。

4.3.4适宜颍泉区的保护性耕作技术模式目前，适宜颍泉区的保护性耕作技术模式主要有小麦—玉米连作少免耕作业技术和小麦—玉米连作少耕作业技术2种模式[5]。

小麦—玉米连作少免耕作业技术模式，小麦收获后将小麦秸秆留茬、覆盖在土壤之上，不进行土壤耕作直接播种玉米；同样的，在玉米成熟收获以后将玉米秸秆粉碎后直接覆盖在土壤上，条带免耕播种小麦。该模式下小麦机械收获时留茬高度为15～25 cm，在留茬区采用免耕播种机播种玉米，播种深度3～5 cm。玉米收获时采用玉米联合收获机作业或人工摘穗后进行秸秆粉碎还田，秸秆粉碎长度在8～10 cm，采用条带免耕播种机播种小麦，浅旋深度为5～8 cm，播种深度为3～5 cm。该模式中小麦秸秆留茬加覆盖还田、免耕播种玉米方式农民易接受，但是播种小麦时多采用玉米秸秆粉碎翻压还田，然后旋耕整地施肥播种。

小麦—玉米连作少耕作业技术模式，小麦留高茬覆盖，免耕或旋耕播种玉米；玉米秸秆粉碎覆盖还田，旋耕播种小麦。该模式下小麦机械收获时留茬高度为15～25 cm,在留茬区旋耕播种玉米或免耕播种玉米，播种深度为3～5 cm。玉米采用人工摘穗或机械收获后进行秸秆粉碎还田，秸秆粉碎长度在8～10 cm，采用旋耕施肥播种机播种小麦，播种深度3～5 cm。该模式是目前采用较为普遍的作业模式。