土壤耕作制度管理论文

2022-04-17

摘要:以我国中部典型县域为例,探讨耕地质量等别分布特征,系统分析区域耕地质量等别限制因素,提出不同区域耕地质量的提升对策。以县域农用地分等更新成果为研究对象,通过ArcGIS叠加分析与数据统计,综合对比分析耕地质量等别与不同分等因素的关系与规律。下面是小编整理的《土壤耕作制度管理论文(精选3篇)》,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

土壤耕作制度管理论文 篇1:

莱芜市马铃薯早春种植丰产技术研究

近几年,莱芜市农科院的科研人员进行了马铃薯高产高效栽培技术模式研究,总结了马铃薯春播栽培技术,成功地实现了马铃薯春播大丰收。目前每年推广面积在70万公顷以上,增产增值效益显著,现将主要技术总结如下。

1 轮作制度与土壤耕作制度

1.1 轮作制度

马铃薯受多种病害侵染,有不少病是通过土壤传播的,因此,马铃薯忌连作,必须轮作倒茬。轮作方法:马铃薯不宜与甜菜、甘薯、胡萝卜等块根作物轮作,因为它们与马铃薯有相同的病害。最好不用茄科作物作前茬,如番茄、茄子、辣椒等,同时,白菜、甘蓝也不是理想的前茬作物。宜与谷类、豆类以及纤维作物、大葱、大蒜、萝卜等蔬菜轮作,既有利于把病害发病率压到最低限度,同时马铃薯生长期间茎叶覆盖地面,多数一年生杂草受到抑制或不能结籽,对减少草害有重要的作用。

1.2 耕作制度

马铃薯是收获地下块茎的作物,生产场地应清洁卫生,远离有“工业三废”的污染区域,要求土层松软细碎,土壤肥沃,排灌方便、以沙壤土为宜,播种前15天施入优质腐熟有机肥5 000千克/667平方米,深翻细耙。需要15~18厘米的耕作深度。高垄栽培:播前半月,深挖或深耕,起垄,促进土壤疏松熟化,提高肥力,增强蓄水、保水能力。

2 种薯选择与处理

2.1 选用良种

选用优质高产抗病的脱毒品种,如鲁引1号、津引8号、荷兰15、东农303、中薯2号、泰山1号、克新1号等。应选无病虫、无腐烂、无破损的作为种薯。薯形以形状规则,薯皮细致柔嫩光滑为宜。要剔除薯形不规则、尖头、有裂痕、畸形、表皮粗糙老化、皮色灰暗以及芽眼突出等不良形状的种薯。

2.2 种薯处理

采用切块催芽法,在播种前10~15天选无病虫、无冻害的种薯进行切块,可以节省材料,但不要切的太小,一般不小于20~25克,否则不抗旱。每块至少留有1~2个芽眼,并且切立块,不能切成薄片,放在黑暗潮湿的地方催芽,在催芽过程中,温度保持在15~20℃(温度过低则生长缓慢,温度过高生长快,但芽细长。)并保持适宜的湿度。待芽长0.5~1.0厘米时,摊开晾芽,播前应晾芽2~3天。为防止种薯带菌传染,在播前最好用0.3%~0.5%的福尔马林浸泡20~30分钟,取出后用塑料袋或密闭容器密封6小时左右,或用0.5%的硫酸铜溶液浸泡2小时进行消毒。播种时为防止因种薯休眠期未过而推迟出苗,可用2~3毫克/千克的赤霉素溶液浸泡5~10分钟,或用0.5%的石灰水浸泡1~2小时打破休眠。

3 种植

3.1 播种日期

选择在2月底3月初播种。气温稳定在5~7℃,土壤10厘米深处地温达到7~8℃时是马铃薯播种的适宜时期,采用地膜覆盖栽培可以提高地温3~5℃,一般能提早播种10天左右,莱芜一般采用地膜覆盖栽培可在2月下旬至3月上旬播种。

3.2 播种方法

在深翻耙平的地块上,采用大小行播种。大行距50厘米,小行距30~40厘米,株距30~35厘米,每667平方米用种90~100千克,种植4 000~4 500株。一般采用深开沟浅覆土的方法,播种深度一般为6~8厘米,可先浇水,然后把薯块放入沟内,芽朝上。为防治地下害虫,每667平方米可用50%辛硫磷乳油250毫升拌细土10~15千克撒施,然后覆土。在两株的中间每穴施三元复合肥70千克、碳铵50千克,覆土后再培土起垄,垄高10~15厘米,然后每667平方米喷50%乙草胺乳油150毫升,对水40~50千克均匀喷雾防治杂草,最后覆盖地膜,地膜应压好,达到除草、保墒、增温、增产效果。

4 田间管理

4.1 及时查苗补种,引苗定苗

当出苗70%的时候,及时查苗。烂种缺苗的要马上带芽补种。出苗困难的要及时引苗,常耕部分可以通过松土或者淋水、加盖细土使表土软化以利出苗,免耕部分人工引苗。齐苗后应及时定苗,每棵马铃薯保留最壮的1~2株,剪除多余弱苗、小苗,以利结大薯。待马铃薯幼叶平展时划破地膜,放出幼苗,并用细土将破膜孔掩盖。

4.2 肥水管理

马铃薯在整个生长期土壤含水量应保持在60%~80%,始终保持湿润。出苗前应以提温保墒为主,并保持土壤湿润,一般不浇水,如土壤干旱,应适当浇水;出苗到团棵期以保墒促长为主;团棵到开花,以保墒为主,遇土壤干旱应及时浇水,水层宜浅,不能浸泡到种薯,忌大水漫灌,以润灌、喷灌为好,并及时排水落干,一般不追肥;结薯前、中期,保持土壤湿润,结薯后期,降低土壤湿度,以利以后贮藏。若底肥不足,幼苗期要追施氮肥,可结合中耕培土每667平方米用尿素5~8千克对水浇施。在植株生长中后期喷0.3%~0.5%磷酸二氢钾2次,防早衰。在现蕾开花期,对有徒长趋势的田块每667平方米用15%多效唑20~25克对水40~50千克喷雾防徒长。为提高产量,在薯块开始膨大期可喷膨大素来促薯块膨大。

5 主要病虫害防治

5.1 晚疫病

该病属于真菌性病害,危害茎、叶和薯块。茎、叶受害部位产生褐色水泽状斑点后扩展为黑色斑块,潮湿时病斑周围有一圈白色霉状物,叶片背面很明显,薯块受害后,初期产生褐色或蓝色的病斑,以后扩大,表面逐渐凹陷,病部下层薯肉变为褐色。

防治方法:(1)选用抗病品种,是防治晚疫病最经济有效的途径。(2)选择无病种薯,杜绝侵染源;消灭中心病株,及时喷药防治。(3)当发现中心病株时应及时消灭,并采用药剂防治,可用64%的杀毒矾可湿性粉剂500倍液或25%瑞毒霉600倍液或代森锰锌或大生500倍液喷雾防治。

5.2 早疫病

主要危害叶片,薯块也能受害,该病的发生早于晚疫病,一般从下部老叶首先发病,开始在叶片上形成褐色的小点,后扩大成近圆形又具有同心轮纹的暗灰色病斑,故又称轮纹病斑,病斑与无病组织界限分明,严重时叶片干枯。

防治方法:选用抗病品种,增施肥料,加强田间肥水管理,提高植株抗病力;清除病残组织;与非茄科作物轮作;在发病初期可用58%宝大森或0.8%~1%的波尔多液或75%的百菌清可湿性粉剂600倍液或64%的杀毒矾可湿性粉剂500倍液喷雾防治。

5.3 环腐病

该病属于细菌性病害,种薯带菌传播。病薯播种后,重者腐烂,不出苗,轻者虽然出苗,但节间缩短,植株矮小,从下部叶片边缘开始褪绿,逐渐向上枯黄,最后枯萎,但叶片不脱落。感病薯块用手挤压有黄色菌液流出,薯皮与薯肉分离,重者皮裂,薯肉腐烂变质,臭不可闻,感病轻的薯块切开后有明显的环状。

防治方法:从无病区调种,推广抗环腐病的品种,并将切过病薯的刀用75%酒精或食盐水擦刀消毒后再用,以防传染;芽栽时剔除病芽或弱劣芽,选用无病壮芽,可达到提高种性和增产目的;建立无病留种田,提供纯度高、无病、退化轻的种薯。

5.4 病毒病

普通花叶病,该病典型症状为叶片沿着叶脉呈现深绿色与淡黄色相间的轻花叶病斑,叶片稍有缩小,并发生一定程度的皱缩;条斑花叶病感病株初期叶片呈现斑驳花叶或有枯斑,后期发展到叶脉坏死,严重时沿叶柄蔓延植株茎上出现褐色条斑。叶片完全坏死并萎缩,下部叶片呈垂叶坏死状,但不脱落;条斑花叶柄和普通花叶病的病毒复合浸染后,植株呈现皱缩花叶症状,叶片变小,顶叶严重皱缩,小叶尖及边缘向下弯曲植株显著矮小,呈绣球状,不开花,多早期枯死,块茎极小。

防治方法:选用抗病、耐病品种;根据传毒蚜虫发生规律使用杀虫剂乐果乳油800~1 000倍液进行叶面喷雾,控制蚜虫传播。加强田间管理,预防高温干旱。发病初期用20%病毒A500倍液或1.5%植病灵乳剂1 000倍液喷雾防治。

5.5 线虫防治

每667平方米用55%茎线灵颗粒剂1~1.5千克撒在苗茎基部,然后覆土灌水。

5.6 瓢虫、甲虫防治

用90%敌百虫颗粒1 000倍或20%氰戊菊酯3 000倍喷雾。

5.7 蚜虫防治

可用10%的吡虫啉可湿性粉剂2 000~3 000倍液防治。

5.8 地下害虫防治

可用毒土防治的方法。对小地老虎用敌敌畏0.5千克对水2.5千克喷在100千克干砂土上,边喷边拌,制成毒砂,傍晚撒在苗眼附近;蛴螬和蝼蛄可用75%辛硫磷0.5千克加少量水,喷拌细土125千克,施在苗眼附近,每667平方米撒毒土20千克。

6 适时收获

春播马铃薯没有明显的收获期,早熟品种一般出苗后60~70天可收获,中熟品种出苗后70~80天,晚熟品种出苗后80~90天。一般要在晴天收获,收获后放于阴凉处摊晾2~3天,防止暴晒、雨淋,利于贮藏。收获前7天,停止喷施化学药剂。

作者:张晋

土壤耕作制度管理论文 篇2:

我国中部粮食主产区耕地质量等别限制因素及提升对策

摘要:以我国中部典型县域为例,探讨耕地质量等别分布特征,系统分析区域耕地质量等别限制因素,提出不同区域耕地质量的提升对策。以县域农用地分等更新成果为研究对象,通过ArcGIS叠加分析与数据统计,综合对比分析耕地质量等别与不同分等因素的关系与规律。研究结果表明,5个典型县域耕地质量等别总体较高,以中、高等地为主,有少量优等地分布,各区域耕地质量存在共性的自然和利用限制因素,也存在特有的限制因素,土地整治应因地制宜提升耕地质量。这说明开展耕地质量保护与提升工程建设,既要改良耕地质量共性限制因素,更要着眼于不同区域的特有限制因素,制定区域差别化的耕地质量提升对策。

关键词:农用地分等;耕地质量;限制因素;提升策略;典型县域

收稿日期:2015-10-20

基金项目:国土资源部公益性行业科研专项(编号:201511082-2)。

作者简介:董莉莉(1979—),女,河南信阳人,博士研究生,主要从事土地评价与规划研究。E-mail:dllcugb@126.com。

通信作者:吴克宁,教授,博士生导师,主要从事土地评价与规划研究。E-mail:knwu@sohu.com.cn。

我国实行最严格的耕地保护制度,耕地作为农业生产的基本资料,其数量与质量状况影响粮食生产能力,对保障经济发展、维持社会稳定具有决定性作用。当前我国的耕地保护工作已从单一的数量管理向数量、质量、生态三位一体的管护转变,而我国耕地质量总体偏低,中低产田面积比重大,耕地质量日益引起重视。2009年完成的农用地分等定级工作,第一次实现耕地质量全国可比,为推进耕地资源保护利用、保障农业生产与粮食安全发挥了重要作用。

我国耕地资源保护和国家粮食安全保障已上升为一个紧迫的重大战略问题[1-3]。近年来,我国耕地质量问题引起众多学者关注,为科学量化耕地资源的数量、质量和分布,充分认识耕地资源特点,相关学者依据农用地分等成果及其应用,开展了大量相关研究工作。如从大区和省域层面研究耕地资源分布特征,司振中等研究了中国耕地资源的区域差异及保护问题[4],关兴良等研究了中国耕地变化的空间格局与重心曲线动态分析[5],王洪波等研究了中国耕地等别分异特性及其对耕地保护的影响[6],孔祥斌等研究了中国西部区耕地等别空间分布特征[7];在省域尺度,相关学者对河北、江苏、重庆耕地等别分布规律进行了研究[8-10],国内学者开展了耕地质量等别的研究工作,在耕地产能分异[11-13]、耕地质量变化[14-16]、耕地质量评价[17-18]、耕地质量监测[19-23]、产能核算与提升潜力研究[24-27]及耕地質量“占补平衡”[28-29]等方面开展了大量工作,并取得了一定的研究成果,为全面认识耕地质量等别分布特征提供了理论依据。我国中东部地区承担着社会经济发展与粮食安全保障的双重任务,作为人口密集分布区,人地矛盾突出,是我国经济发展与粮食生产的主要集中区。中部地区由于受不同的自然气候因素与社会经济条件影响,耕地质量等别分布特征不同,其主要限制因素也具有区域差异性,系统研究中部典型县域耕地质量等别主导限制因素及提升策略具有重要现实意义。

[JP2]基于我国中部粮食主产区典型县域耕地分等成果,选取黑龙江海伦市、吉林省农安县、河南省禹州市、湖北省公安县、江西省吉安县,分别代表东北区、黄淮海区、长江中下游区、江南区,通过ArcGIS进行数据处理与统计分析,对比5个典型县域的耕地质量等别特征,分布状况以及耕地质量等别限制因素的差异,提出不同区域耕地质量等别提升的相应对策,以期为划定耕地质量保护与提升重点区域、开展土地整治与高标准农田建设、制定差别化的耕地利用保护政策提供理论依据。

1数据来源与研究方法

采用的县域农用地分等数据来自各县的2012年农用地分等补充完善成果,以shape格式存储于ArcGIS格式数据库中。

利用ArcGIS软件对5个典型县域农用地分等成果进行处理,以5个典型县域耕地质量国家级等别作为基础数据,通过Agcgis空间统计分析、叠加分析以及综合分析等数据处理方法,对比分析典型县域耕地自然质量等别、利用等别、经济等别分布特征,及与各分等因素如土壤类型、标准耕作制度、灌排条件、坡度及区域本底条件的相关关系及规律。根据国家对耕地质量等别的统一划分标准,将县域国家级耕地质量自然等别、利用等别、经济等别进行划分,按照1~4等、5~8等、9~12等、13~15等划分为优等、高等、中等、低等4个类型。

本研究在计算区域内耕地质量平均等别时采用面积加权平均法[10],首先统计出各等别耕地的总面积,然后进行各个等别耕地面积加权:

[JZ]Y=[SX(]∑[DD(]i[HT4.]maxi=i[HT4.]min[DD)]i×FiF总[SX)]。

式中:Y为耕地等别平均值;i为耕地等别;imin为耕地等别最小值;imax为耕地等别最大值;Fi为i等耕地面积(hm2);F总为耕地总面积(hm2)。

2结果与分析

2.1耕地质量等别特征综合分析

2.1.1耕地自然质量等别分布特征通过对比分析5个县域耕地自然质量等别,东北区的黑龙江海伦、吉林农安耕地自然质量等别范围为9~11等、8~12等,平均自然质量等别为10.1、9.4等,其中面积最大的为10、9等地,分别占耕地面积的65.6%、58.36%,耕地类型集中分布在中、高等地;黄淮海区的河南禹州耕地自然质量等别范围为6~10等,平均自然质量等别为7.6等,其中面积最大的为7等地,占耕地面积的58.54%,耕地类型集中分布在中、高等地;长江中下游区的湖北公安耕地自然质量等别范围为2~7等,平均自然质量等别为3.5等,其中面积最大的为3等,占耕地面积的47.54%,耕地类型集中分布在优、高等地;江南区的江西吉安耕地自然质量等别范围为8~12等,平均自然质量等别为9.1等,其中面积最大的为9等地,占耕地面积的59.98%,耕地类型集中分布在中、高等地(图1、图2)。

2.1.2耕地利用等别分布特征

通过对比分析5个县域耕地利用等别,东北区的黑龙江海伦、吉林农安耕地利用等别范围为9~12等、8~12等,平均利用等别为10.3、9.4等,其中面积最[JP3]大的为10、9等地,分别占耕地面积的67.97%、44.94%,耕地类型集中分布在中、高等地;黄淮海区的河南禹州耕地利用等别范围为7~11等,平均利用等别为8.0等,其中面积最大的为7等地,占耕地面积的47.77%, 耕地类型集中分布在中、高等地;长江中下游区的湖北公安耕地利用等别范围为 [JP2]1~8等,平均利用等别为4.2等,其中面积最大的为4等,占耕地面积的33.41%,耕地类型集中分布在优、高等地;江南区的江西吉安耕地利用等别范围为4~11等,平均利用等别为7.0等,其中面积最大的为7等地,占耕地面积的3697%,耕地类型集中分布在中、高等地,仅有少量优等地分布(图3、图4)。

2.1.3耕地经济等别分布特征

通过对比分析5个县域耕地经济等别,东北区的黑龙江海伦、吉林农安耕地经济等别范围为9~12等、8~11等,平均经济等别为10.7、9.1等,其中面积最大的为11、9等地,分别占耕地面积的63.36%、46.94%,耕地类型集中分布在中、高等地;黄淮海区的河南禹州耕地经济等别范围为5~10等,平均经济等别为7.2等,其中面积最大的为7等地,占耕地面积的36.07%,耕地类型集中分布在中、高等地;长江中下游区的湖北公安耕地经济等别范围为2~5等,平均经济等别为3.0等,其中面积最大的为3等,占耕地面积的43.24%,耕地类型集中分布在优、高等地;江南区的江西吉安耕地经济等别范围为3~12等,平均经济等别为7.4等,其中面积最大的为7等地,占耕地面积的30.54%,耕地类型主要分布在中、高等地,优等地所占比例较小(图5、图6)。

通过对比分析可以看出,黑龙江海伦市、吉林农安县耕地质量等别偏低,江西吉安县、河南禹州市耕地质量等别处于中等水平,湖北公安县耕地质量等别较高。根据全国耕地质量等级调查与评定结果,全国农用地平均利用等别为9.8等,与全国农用地平均利用等别相比,除黑龙江海伦市耕地利用等别低于全国农用地平均利用等别外,其余4个县域耕地平均利用等别均高于全国农用地平均利用等别。从耕地等别类型来看,5个典型县域耕地以中、高等地为主,优等地分布较少,无低等地分布,5个典型县域耕地的自然质量等别、利用等别、经济等别在分布范围、各等别面积所占比例及平均等别方面均具有一定的差异性,5个典型县域耕地自然质量等别高低顺序为:湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林农安>黑龙江海伦;利用等别高低顺序为:湖北公安>江西吉安>河南禹州>吉林农安>黑龙江海伦;经济等别高低顺序为:湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林农安>黑龙江海伦。

2.2耕地质量等别限制因素分析

依据《农用地质量分等规程》(GB/T 28407—2012)以及5个典型县域所在的标准耕地制度一级指标区,从耕地的自然本底条件和建设条件方面,分别选取有效土层厚度、土壤pH值、土壤有机质含量、障碍层距地表深度、岩石露头度、坡度、表层土壤质地、灌溉保证率、排水条件、土壤盐渍化程度、灌溉水源、农田林网化程度综合分析不同标准耕作制度指标区内5个典型县域耕地质量等别的关键限制因素。

2.2.1不同因素对耕地质量的影响

通过对5个典型县域耕地监测样点调查分析,不同因素对耕地质量等别影响方式总体可分为2种:正相关因素和负相关因素。正相关因素是随着指标值的增大耕地质量也随之提高,负相关因素则随着指标值的增大耕地质量反而降低。不同影響因素对耕地质量等别的影响方式见表1。

2.2.2耕地自然条件限制因素

通过对5个典型县域耕地质量限制因素进行对比分析,不同典型县域耕地质量既有共性限制因素,也有特有限制因素,以典型县域为代表的标准耕作制度区耕地质量等别限制因素存在一定的差异性(表2)。

以黑龙江海伦市、吉林农安县为代表的东北区,属于松嫩平原区二级指标区,有效土层厚度、土壤有机质含量、土壤pH值、障碍层距地表深度、表层土壤质地是影响耕地质量等别的主要自然条件因素。东北区有效土层相对较厚,有机质含量高,表层土壤质地以壤土为主,土壤pH值适中,地形坡度较小,部分区域障碍层距地表较浅。

以河南禹州市为代表的黄淮海区,属于豫西山地丘陵区二级指标区,有效土层厚度、土壤有机质含量、土壤pH值、地形坡度、障碍层距地表深度是影响耕地质量等别的主要自然条件因素,黄淮海区部分地区有效土层厚度较小,土壤有机质含量偏低,表层土壤质地以壤土和沙土为主,存在部分黏土。

以湖北公安县为代表的长江中下游区,属于沿江平原区二级指标区,有效土层厚度、土壤有机质含量、土壤pH值、障碍层距地表深度及表层土壤质地是影响耕地质量等别的主要自然条件因素,长江中下游区自然本底条件较好,部分地区土壤有机质含量偏低、土壤pH值偏酸性,不利于作物生长。

以江西吉安县为代表的江南区,属于西部山地丘陵区,有效土层厚度、土壤有机质含量、土壤pH值、地形坡度、障碍层距地表深度、 表层土壤质地是影响耕地质量等别的主要自然

条件因素,部分地区有效土层厚度较薄,土壤有机质含量较低、土壤pH值偏酸性,地形坡度较大,表层土壤质地中沙土、黏土、砾质土占有一定比例,影响作物生长。

总体来看,各区域耕地质量等别限制因素不一,存在有效土层厚度限制因素的是东北区、江南区,存在土壤有机质含量限制因素的是东北区、黄淮海区、长江中下游区、江南区,存在土壤pH值限制因素的是东北区、黄淮海区、长江中下游区、江南区,以地形坡度为限制因素的是黄淮海区、江南区,存在障碍层距地表深度限制因素的是东北区、黄淮海区、长江中下游区,存在表层土壤质地限制因素的是黄淮海区、江南区。

2.2.3耕地利用条件限制因素

通过对5个典型县域耕地利用条件进行统计与对比分析,典型县域耕地利用条件限制因素也各不相同,不同标准耕作制度区的利用条件限制因素也具有差异性(表3)。

以黑龙江海伦市、吉林农安县为代表的东北区,耕地利用条件的主要限制因素是排水条件和盐渍化程度,存在排水条件不健全或无排水条件的耕地,及轻度盐渍化耕地。

以河南禹州市为代表的黄淮海区,耕地利用条件的主要限制因素是排水条件、灌溉保证率、盐渍化程度及土壤侵蚀。部分区域灌溉保证率不足,达到充分满足条件的耕地面积比重较小,甚至有的耕地无灌溉设施,排水体系也不健全,有轻度盐渍化的耕地,成为县域耕地质量等别的主要限制因素。

以湖北公安县为代表的长江中下游区,耕地利用质量的主要限制因素是排水条件和灌溉保证率。耕地排水体系不健全,灌溉保证率不能充分满足,甚至无灌溉设施,充分满足灌溉条件的耕地面积较少,灌排条件成为此区域耕地利用条件的主要限制因素。

以江西吉安县为代表的江南区,耕地利用质量的主要限制因素是排水条件、灌溉保证率及田间道路通达度。此区域多为山地丘陵区,排灌设施不完善,排水条件不足,部分区域耕地无排水条件,灌溉保证率不能充分满足,需进一步改善,田间道路通达度有待提高。

2.2.4耕地质量等别限制因素

将上述县域耕地自然条件及利用条件的耕地质量等别限制因素进行汇总分析,将县域内存在的限制因素类型用“√”加以表示,以典型县域为代表的各标准耕作制度分区的耕地质量等别限制因素类型和数量不尽相同。从数量上来看,黄淮海区和江南区耕地质量等别限制因素类型数量较多,数量可达6~7个,东北区及长江中下游区耕地质量等别限制因素类型数量相对较少,只有4~5个;从耕地质量等别限制类型上来看,土壤有机质含量、土壤pH值是所有区域的共同限制因素,有效土层厚度是东北区、黄淮海区、江南区的主要限制因素,地形坡度是黄淮海区、江南区的主要限制因素,障碍层距地表深度是东北区、黄淮海区、长江中下游区的主要限制因素,表层土壤质地是东北区、黄淮海区、江南区的主要限制因素,排水条件和灌溉保证率则是各区域的共同限制因素,盐渍化程度则存在于东北区和黄淮海区,土壤侵蚀主要分布在东北区、黄淮海区、长江中下游区及江南区,东北区、黄淮海区的农田林网化程度偏低(表4)。

2.3区域耕地质量等别提升对策

土地整治作为当前耕地质量保护和建设的重要方式,可以提高耕地质量等别,优化耕地利用结构和布局。应结合当地的自然条件、资源禀赋、经济发展水平采取差异化的整治工程措施,明确土地整治的方向及建设重点,在保证生态安全的前提下,增加耕地数量,提升耕地质量,从数量、质量及生态3方面保护和建设耕地资源。针对不同区域耕地质量等别的限制因素,提出差异化的质量提升策略。

以黑龙江海伦市、吉林农安县为代表的东北区:平整土地,提高耕作层厚度,保持黑土耕作层厚度;实施保护性耕作,深耕深松耕作层,改良盐碱土壤。提高土壤有机质含量,防止土壤酸化。适当增加有效灌溉面积,完善灌排工程体系,提高灌溉保证率,改善农田排水条件,改造平原低洼区排水设施;整修和新建田间道、生产路等附属设施;新建、修复防护林带,提高农田防护控制率。

以河南禹州市为代表的黄淮海区:客土改良质地过沙土壤。实现耕作田块集中连片,提高耕作层有效土层厚度。实施秸秆还田,治理盐碱、重金属污染土地。保持土壤有机质含量和土壤pH值。完善井渠结合灌溉体系,提高水资源利用率和灌溉保证率,改善田间排水条件。合理设计田间道路,提高田间道路通达度。新建、修复防护林帶,保护和改善农田生态环境。

以湖北公安县为代表的长江中下游区:保持有效耕作层厚度,因地制宜改良土壤偏酸、潜育化障碍,提高土壤有机质含量,防止土壤酸化。完善农田灌排设施,提高水稻区灌溉保证率和洪涝灾害抵御能力。合理确定田间道路的密度和宽度,整修和新建田间道、生产路,新建、修复防护林带,防止或减少污染,完善农田防护控制率。

以江西吉安县为代表的江南区:加大田块梯田化率,开展水土保持、水源涵养的护路护沟等植被生态工程建设。建设秸秆还田和农家肥积造设施,提高土壤有机质含量,保持土壤pH值,防止土壤酸化。新建、改造灌区内小型水库、塘(堰)和泵站,提高灌溉供水保障和防洪能力;提高稻区、糖料蔗等优势产区灌溉保证率。整修和新建田间道、生产路,新建、修复防护林带,提高农田防护控制率。

3结论

通过对5个典型县域耕地质量等别进行综合对比分析,除海伦市和农安县之外,其余3个县域的平均等别均高于全国耕地平均等别,耕地等别类型以中、高等地为主,部分县域有优等地分布,所占耕地面积比重较小。从标准耕作制度分区来看,长江中下游区、江南区耕地质量等别高于黄淮海区和东北区。典型县域及所在的标准耕作制度分区耕地等别在集中范围、各等别面积比例及平均等别方面均表现出一定的差异性。

以5个典型县域所代表的标准耕作制度分区的耕地质量等别限制因素,各区域耕地质量等别限制因素具有一定的差异性,不同区域既有共性耕地质量等别限制因素,也存在区域特有的耕地质量等别限制因素,土壤有机质含量与土壤pH值是各区域共同存在的自然限制因素,排水条件和灌溉保证率是各区域共同存在的利用限制因素,各区域耕地质量等别同时存在特有的自然或利用限制因素。

针对5个典型县域耕地质量的分布特征与限制因素,应着眼于不同区域耕地质量等别的限制因素类型,采取相应的耕地质量保护与提升措施,在土地整治规划设计时,将土地整治工程与不同限制因素类型相结合,制定不同区域的耕地质量保护与整治提升策略。

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作者:董莉莉吴克宁 魏洪斌赵华甫

土壤耕作制度管理论文 篇3:

麦收后不同耕作模式对土壤水分的影响

摘要[目的]研究麦收后不同耕作制度和田间管理方式对农田土壤水分的影响。[方法]运用比较法,研究了麦收后小麦高茬旋耕还田模式、高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式3种处理对小麦秋播墒情的影响。通过烘干法,测定3种模式下农田土壤含水量、储水量、耗水量。[结果]3种模式的土壤含水量随土壤深度的增加呈下降趋势,且小麦高茬旋耕还田模式的土壤含水量高于高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式,高茬粉碎秸秆覆盖模式略高于高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式;小麦高茬旋耕还田模式1 m深土壤储水量大于高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式,而高茬粉碎秸秆覆盖模式的土壤储水量大于高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式;3个模式的耗水量均随着土壤深度的增加而增大。[结论]土壤深度为1 m的土壤含水量从大到小依次为小麦高茬旋耕还田模式、高茬粉碎秸秆覆盖模式、高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式。

关键词麦收;麦茬;土壤含水量;土壤储水量;耗水量

A

山西高原处于半干旱气候区,降水总量少,降水季节变率大,旱灾频繁,干旱成为影响该地区农业发展最大的限制因子[1]。因此,科学合理地利用土壤水资源并制订出针对性的管理方式尤为重要。临汾市尧都区处于山西高原五大盆地之一的临汾盆地内,为一年两熟制地区[2]。该区农业生产方式主要是冬小麦-夏玉米和冬小麦-休闲两种方式,即在6月中上旬冬小麦收割后,或者紧接着播种夏玉米,或者实行土地休闲,到9月底10月初播种下一茬冬小麦。从近10年临汾市的降水情况来看,麦收后到下一茬小麦播种前4个月是降水比较集中的时期,占全年降水量的70%以上,是土壤水分蓄积的关键时期,在此期间土壤水分的蓄积情况对下一茬小麦的播种、出苗乃至越冬生长起着重要作用。

不同耕作制度和田间管理方式对农田土壤水分有不同影响和要求。近年来,以免耕播种结合秸秆还田为主的保护性耕作措施在北方麦田普遍实施[3],临汾地区农机局经过试验总结推出了4 种处理小麦高茬的模式[4]。笔者研究了麦收后不同处理方式对土壤水分的影响,以期为小麦生产水分利用与管理提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验区位于山西省南部临汾市尧都区东杜村,地处111°34′ E,35°55′ N,海拔484 m,无霜期203 d,平均年降水量550 mm,年平均气温9~13 ℃,土壤类型为褐土,在农业生产特性方面表现为土层深厚,质地适宜,酸碱适中[5]。

该试验选取东杜村相邻相接的具有代表性的3块样地,其面积、土壤表层质地无明显差异,只有农民对麦茬的处理方式不同。

1.2试验设计

共设3个处理。小麦高茬旋耕还田模式(处理①):麦收之后,不对麦秸做任何处理,到下一茬冬小麦播种时用旋耕机将其粉碎还田,直接施肥播种。

高茬粉碎秸秆覆盖模式(处理②):先用秸秆还田机将小麦高茬直接粉碎覆盖在田中,然后用深松机进行深松,到小麦播种时再用硬茬播种机直接播种。

高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式(处理③):在高茬粉碎秸秆覆盖模式的基础上直播夏玉米,玉米在9月底采用机械收割,秸秆粉碎还田。

1.3样品采集采用传统土钻方式取土样,分别于6月上旬麦收后(CK)和10月初下茬冬小麦播种前在3块农田取样,各点取土深度为100 cm,以每10 cm为1个层次采集土样装入铝盒。

1.4测定项目与方法将采集的土样用0.000 1精度天平称取土样重量,在105 ℃烘箱内将土样烘24 h至恒重,然后称取烘干土样及空铝盒的重量。根据测定数据计算以下指标:

土壤质量含水量=(烘干前铝盒及土样质量-烘干后铝盒及土样质量)/(烘干后铝盒及土样质量-烘干后空铝盒质量)×100%。

Dw=∑θv·h

θv=θm·ρ

式中,Dw为土壤储水量;θv为容积含水量,%;h为土层厚度,cm;θm为质量含水量,%;ρ为土壤容重。

2结果与分析

2.1不同耕作模式下土壤水分的剖面特征

从图1可以看出,3种模式的土壤含水量除底层外,随深度的加深,均呈现波动下降趋势,而CK呈现相反趋势,随土层深度的加深,土壤含水量先减少后逐渐增加,30 cm以下土壤含水量远大于3种处理模式。这说明6月麦收后土壤深层含水量较丰富,经过1个夏玉米生长季之后,在10月初下茬冬小麦播种前,3种处理模式下土壤水分均有不同程度的损耗,主要是由于试验验期间降水稀少,只有近10年平均值的40%,收不抵支。从整体剖面上来看,处理①的土壤含水量高于处理②、③,处理②略高于处理③,这是由于处理①中高茬秸秆的覆盖降低了土壤蒸发作用,在保蓄土壤水分方面优势明显,而处理②中将小麦高茬直接粉碎覆盖在田里,并用深松机进行深松之后,土壤紧实度降低,使土壤水分蒸发消耗量较大,处理③主要是因夏玉米的生长对土壤水分不断利用,造成土壤含水量较低。

3种处理模式土壤含水量随土层深度的变化也有着不同的表现。虽然在上层都是随土层深度的增加,土壤含水量下降,但下降截止深度明显不同。处理①在50 cm深度处停止下降,降幅40.0%,且0~20 cm降幅相对较小(2.9%);处理②含水量下降截止深度为40 cm,降幅37.0%;处理③含水量下降截止深度为60 cm,降幅高达50.0%,但在30~40 cm处出现停顿。这表明在干旱年份免耕高留茬覆盖,在下茬小麦播种前再进行粉碎的处理方式与麦收后直接粉碎麦茬结合深松的处理方式相比,虽然剧烈失水层次深度和失水强度均较大,但由于其对雨水的收蓄能力和阻止表层蒸发的能力强,使得其1 m以上土壤含水量保持在较高水平,尤其是表层0~30 cm土壤含水量,与初期CK相比呈净增加状态,这对保证小麦秋播和出苗的表墒十分有利。种植夏玉米虽然由于植被覆盖作用降低了强烈蒸发深度,但根系吸水蒸腾消耗较强,尤其是40~80 cm根系活跃层,导致土壤含水量显著低于2个休闲处理模式。

2.2不同耕作模式下土壤水分蓄积和消耗从图2可以看出,处理① 100 cm土层土壤储水量为186 mm,明显大于处理②和处理③,而处理②100 cm土层土壤储水量(157 mm)高于处理③(140 mm),3个处理模式均低于6月份麦收后的CK储水量(246 mm)。经历了一个少雨的旱季,在接蓄了只有近10年平均值40.0%的降水(142.2 mm)情况下,2个休闲处理(处理①、②)100 cm土壤储水分别较6月麦收后降低了240%和360%,种植夏玉米的处理降低了430%。这说明麦收后休闲处理①的蓄水保水能力明显好于处理②,但由于降水不足,使根系层土壤水库经历了不同程度的损失,而夏玉米的生长更是加剧了土壤水库的消耗。

根据以上数据计算10月份各处理模式分层储水量与6月份CK相应层次储水量之差(耗/损水量)及其占CK相应储水量的百分比(表1),来定量说明不同处理模式对不同土壤深度水分的消耗和利用情况。

由表1可知,处理①、②、③的耗水量均随深度加深而逐渐增大,其中处理①在表层0~20 cm为负值,说明该处理在这个深度层次上接蓄降水量大于土壤水分蒸散发损失量。对于这2个没有作物生长的休闲处理来说,100 cm土层土壤水库的变化主要取决于降水收蓄收入和土壤蒸散发支出。随着土壤深度的增加,降水入渗补偿收入越来越少,导致下层土壤水库失水百分比增加,到80~100 cm深度损失最大接近50.0%。相比较而言,在各层土壤处理②的失水量和失水比例均较处理①大,尤其是20~40 cm失水率是处理①的3.4倍,100 cm深总储水损失率也比处理①多50.0%,这说明麦收后立即碎茬深松不利于土壤水分的保持,相反留茬免耕有助于减少蒸发损失和收蓄降水资源。处理③各层土壤水库消耗量均高于处理①和处理②,土壤水分损失率分别是后两者的1.0~1.9和1.2~4.0倍,这种差距正是玉米生长消耗利用土壤水分造成的。

3结论与讨论

(1)刘文国等[6]研究表明,小麦土壤水分剧烈变化层(活跃层)深度约为0~80 cm。这一层易受大气环境的影响,

土攘的干湿程度波动强烈,在春末夏初时节降水极少,土壤

含水量易降到作物凋萎时的含量;到达多雨时期,在短时间内可到达最大持水量湿度,波动范围可由6%达到22%,靠近地表的耕层常处于风干状态。

(2)李玲玲等[7]研究表明,不同耕作措施对表层0~10 cm土壤含水量影响较大,而免耕秸秆覆盖在作物播种期可以显著增加播种期土壤含水量,0~200 cm土壤剖面贮水量年变化分为春夏作物旺盛生长失墒期(5月中旬至7月中旬),夏秋雨季增墒期(7月中旬至10月中旬)和冬春穏墒期(11月-翌年-5月上旬)3个阶段[7]。

(3)该研究结果表明,100 cm深土体内小麦高茬旋耕还田模式的土壤含水量大于高茬粉碎秸秆覆盖模式和高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式的土壤含水量,而高茬粉碎秸秆覆盖模式的土壤含水量略大于高茬粉碎秸秆后播种夏玉米模式的土壤含水量。这说明小麦高茬旋耕还田模式相对于高茬粉碎秸秆覆盖模式更有利于土壤水分的蓄积。但由于2015年是异于常年的少雨年份,在麦收后的几个月关键蓄雨期内只接受了不到近10年平均值50.0%的降水,因此对于3种处理模式在正常年份或多雨年份的表现仍有待于研究。

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作者:刘飞 赵圆峰 胡子豪 郭建文 何亚男 张晓红

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