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關鍵詞 農業措施;復墾;有機質;生產力
中圖分類號 X171.4;S157.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)06-0224-02
Effects of Agricultural Measures on Organic Matter and Land Productivity of Reclamation Soil
ZHANG Bian-hua 1 JIN Dong-sheng 2
(1 Xinzhou Teachers University,Xinzhou Shanxi 034000; 2 Institute of Agricultural Environment and Resources,
Shanxi Academy of Agriculture Sciences)
Abstract To elucidate the impact of agricultural measures on soil organic matter and land productivity after the mining engineering reclamation,taking the open-pit mine reclamation land in Yuanpin as the research object,this paper analyzed the change of the organic matter content and land productivity on the reclamation land by comparing the artificial agricultural measures with the natural recovery soil.At the same time,it analyzed the correlation between organic matter and land productivity simultaneously.The results showed that:①Fertilization measures,especially relative to the natural recovery,organic fertilization could improve significantly content of the reclamation soil organic matter;②Variance analysis showed that under the condition of planting the same crop,OM+CF could increase significantly the content of the soil organic matter and the productivity;③Correlation analysis showed that there was significant linear correlation between the organic matter and the land productivity.
Key words agricultural measures;reclamation;organic matter;land productivity
礦產資源開發帶來經濟飛速發展的同時導致礦區土地資源破壞嚴重,生態環境日趨惡化[1-2]。恢復礦區生態環境,遏制耕地劇減的局面,促進礦區經濟與環境協調發展,必須開展礦區土地復墾工作[3-5],而工程復墾后,農業措施在提高復墾土壤生產力,增加土壤有機質方面的效應,是亟待解決的問題。為此,對山西原平軒崗礦區排土場復墾土壤在人為農業措施和自然恢復2種條件下生產力進行了對比研究。
1 材料與方法
1.1 研究區概況
原平是太原市以北唯一的縣級市,轄7鎮、11鄉、3個街道辦事處,520個行政村,49.3萬人;總面積2 560 km2,耕地面積7.4萬hm2;礦產資源豐富,富含煤、鋁、鐵、石灰巖、鉀長石、硅石、銅礦、黏土等20余種礦產資源,其中煤炭儲量約11.2億t,含煤巖系展布面積400 km2,煤層平均厚度19~20 m,且埋藏淺,煤質高,是山西省主要煤炭生產基地。
1.2 試驗設計
以原平市軒崗礦區復墾土壤為研究對象,該區2010年完成工程復墾,于2011年4月在生物復墾前采集基礎土樣,隨后布置試驗,試驗設5個處理,具體措施見表1。3次重復,小區面積為60 m2。無機肥為氮磷鉀復合肥(18-12-10),有機肥為腐熟的羊糞,供試作物為大豆(晉豆25),取2011、2012年復墾2年后的土樣進行對比研究。
1.3 測定項目及方法
每季作物收獲時測定作物產量和生物量,每年秋季收獲后采集耕層土樣,測定其有機質的含量。土壤有機質用重鉻酸鉀容量法。產量測定方法是每小區單收,測定籽粒產量和生物量。數據處理和分析采用Excel和SPSS 11.5軟件。
2 結果與分析
2.1 不同處理對復墾土壤有機質的影響
從表2可知,復墾后第1年,各施肥處理對土壤有機質的增加表現出了促進作用。其中,作用較明顯的有OM和OM+CF處理,在0~20 cm土層中分別比CK增加了56.15%、35.29%,比自然恢復處理分別增加了39.05%、20.48%;在20~40 cm土層中分別比CK增加了66.67%、43.83%,比自然恢復處理分別增加了58.82%,37.06%,但二者差異不顯著。CF處理在增加土壤有機質方面表現一般。
復墾后第2年,各處理表現出了與第1年相同的趨勢,處理間的差異性也表現更加明顯。OM和OM+CF處理對土壤有機質含量的增加顯著高于CK和自然恢復處理。
從圖1可知,復墾后第1年各處理土壤有機質都有所增加,只有CK處理出現了減少趨勢,這可能是因為農業耕作促進了土體原來有機質的礦化,從而造成土壤有機質減少。經過1年的耕作和休養,復墾后第2年,各處理土壤有機質增加量明顯提高,尤其是OM+CF處理,提高幅度最為顯著,這與該處理大大促進作物生長,增加了作物根系生物量和根系分泌物,提高土壤有機質有密切的關系。整體而言,施肥處理,尤其是有機肥的施用,極大地促進了土壤有機質的增加[6-7],無機肥處理和自然恢復處理雖然也能增加土壤有機質含量,但是增幅甚小,效果緩慢??偟膩碚f,各處理在增強土壤有機質方面是OM+CF>OM>CF>自然恢復>CK。
2.2 不同處理對復墾土壤生產力的影響
從表3可知,不同施肥處理對礦區復墾土壤都有一定增產效果,其中OM+CF處理增產作用最顯著,復墾第1年,OM+CF和OM處理產量分別是CK的12倍和11倍,復墾第2年差距逐漸變小,分別為CK的3倍和2倍,這與CK地力逐漸恢復,生產能力增強有一定關系;隨復墾年限增加,不同處理作物產量都有所增加,其中OM+CF處理增幅最大。
各施肥處理生物量比自然恢復區的生物量增加,但CK生物量較少,主要是因為清除地表植被,而種植的作物在缺乏肥料供應的情況下出現長勢較差,生物量較小的結果。
2.3 復墾土壤有機質和土壤生產力的相關性研究
從圖2、3可知,0~20 cm土壤有機質與作物產量和生物量有顯著線性相關關系,相關系數分別達0.735和0.744,這是因為工程復墾后土壤肥力較低,有機質含量已成為復墾土壤生產力的限制因子,有機質含量增加能顯著提高復墾土壤生產力,所以在礦區復墾生產實踐中,必須施有機肥,增加土壤有機質,從而改變土壤質量,才能提高土壤生產力。
3 結論
研究表明,礦區土壤工程復墾后,地表植被可自然恢復,土壤有機質也可逐漸積累,但過程較緩慢,采取一定農業措施可加速這一過程,在復墾初期,有機肥和無機肥配合施用措施最有效,復墾2年中,有機肥+無機肥處理土壤有機質增加量是自然恢復的7.2倍,復墾土壤生產力是自然恢復的3.6倍,有效增加土壤有機質,提高復墾土壤生產力。
4 參考文獻
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關鍵詞標準農田;土壤有機質;浙江紹興;漓渚鎮
中圖分類號S153.6+21文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2012)08-0287-01
土壤有機質不僅是一種穩定而長效的氮源物質,而且其幾乎含有作物和微生物所需要的各種營養元素,具有提供作物養分、增強土壤保肥性能、促進團粒結構形成、改善物理性質、消除土壤污染等多方面的作用[1-3]。因此,土壤有機質含量作為評價土壤質量和土壤肥力的重要指標之一,其也是土壤養分的重要組成部分,如果含量減少將直接降低土壤肥力,從而影響農業生態系統的綜合生產力[4]。鑒于此,筆者對紹興縣漓渚鎮標準農田土壤有機質含量進行研究和分析,旨在為標準農田地塊培肥和農業生產提供技術支撐。
1材料與方法
1.1研究區概況
漓渚鎮位于鑒湖水系源頭,為紹興縣西南部半山區鎮,該鎮常年平均氣溫16.5 ℃,降雨量1 397 mm,無霜期237 d,相對濕度81%?,F有標準農田面積1 210.47 hm2,土壤類型以黃粉泥田和黃泥沙田為主,常年種植作物以苗木居多,是全國有名的花木之鄉。
1.2土樣采集
參照《浙江省標準農田地力調查與分等定級技術規范》,兼顧標準農田類型、土壤類型、土壤利用現狀、常年種植作物等布點,取0~20 cm耕層土壤樣品,每個樣品代表面積最大不超過133.3 hm2,同時記錄GPS。
1.3測試與分析
采用濃硫酸—重鉻酸鉀氧化容量法測定土壤有機質含量[5]。土壤養分分級參照《浙江省標準農田地力調查與分等定級技術規范》。對調查的數據采用Excel進行統計分析。
2結果與分析
2.1土壤有機質含量總體情況
由表1可以看出,紹興縣漓渚鎮土壤有機質含量平均值為36.09 g/kg,居較高水平(>30 g/kg),變幅9.92~69.30 g/kg,標準差為13.91 g/kg,變異系數38.5%,表明土壤有機質含量存在較大的地區差異。
2.2土壤有機質分級情況
由表2可以看出,紹興縣漓渚鎮土壤有機質含量總體水平較高,含量處于高水平(>40 g/kg)的有13個,占總調查數的30.23%,代表面積364.60 hm2,占總面積的30.12%;含量處于較高水平(30~40 g/kg)的有12個,占總調查數的27.91%,代表面積353.27 hm2,占總面積的29.18%;較高水平及以上(>30 g/kg)的樣本數共計25個,占總調查數的58.14%,面積共計717.87 hm2,占總面積的59.30%;位于中等及以下的樣本數有18個,占總調查數的41.86%,總面積為492.60 hm2,約占總面積的40.70%。
3結論與討論
紹興縣漓渚鎮標準農田土壤有機質平均含量36.09 g/kg,居較高水平(>30 g/kg),但各地土壤有機質含量差異較大,全鎮仍有492.60 hm2耕地有機質含量處于中等水平及以下,占全鎮總標準農田面積的40.70%。
建議以紹興縣開展的測土配方施肥、沃土工程、土壤有機質提升工程、標準農田質量提升工程等土肥項目為依托,加大標準農田土壤有機質提升力度。采取以下4項技術措施:一是擴種綠肥。栽培綠肥不僅可以提高土壤有機質含量,還可提高土壤氮素含量,改善土壤的理化性狀[1]。前幾年由于農村剩余勞動力轉移及綠肥利用方式單一、種植效益低下等原因造成了綠肥呈下降趨勢,因而需要各級政府的積極鼓勵和扶持,增加財政支持力度,將綠肥生產資金列入當地財政預算,建立扶持綠肥生產的長效機制[2]。二是秸稈還田。當地秸稈資源比較豐富,有條件的地方建議采取秸稈腐熟還田的方式,同時注意增加氮素供應,以免影響生物競爭氮[6]。三是推廣商品有機肥。目前,紹興縣啟動實施的標準農田項目實施區塊及商品有機肥示范推廣項目區塊,農戶可以享受到一定的補貼,同時建議建立長效機制,加大推廣力度。四是廣積農家肥。有條件的地方建議采用禽畜糞便發酵還田的方法,既能美化生態環境,又可實現變廢為寶。
(下轉第290頁)
(上接第287頁)
4參考文獻
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關鍵詞 標準農田;有機質;浙江慶元
中圖分類號 S151.9+3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)08-0194-02
2013年慶元縣標準農田面積5 773.67 hm2,占全縣耕地面積的1/3。通過2008年標準農田地力調查與分等定級,對典型農戶、地塊資料的調查檢測分析,慶元縣雖居區位優勢,山地植被保護較為良好,土壤養分重要量化指標有機質處于中等偏高水平,但隨著農村勞動力的轉移,著重偏向于對化肥的投入,相對投入較小的有機肥則受到冷落,生產上偏施氮磷肥,不施或少施鉀肥,同時缺乏對土壤地力培肥的長效措施。加上農民對標準農田養護意識不強,粗放式經營現象比較明顯,導致農田地力逐年退化[1]。2009年以來,開展了標準農田土壤有機質含量調查工作,據此探討標準農田土壤有機質提升的途徑和可行性,以提高標準農田糧食生產能力,促進農業增效,農民增收。
1 標準農田土壤有機質現狀及評價
1.1 材料與方法
通過農戶調查,有針對性地開展了標準農田土壤有機質含量的調查和取樣分析,通過大量的調查和數據分析,結合糧食生產的實證分析,初步掌握了慶元縣標準農田土壤有機質的基本狀況。數據來源,一是2005年慶元縣土肥站組織的全縣種糧大戶施肥情況調查,共調查典型農戶300戶,代表全縣不同類型農田。二是2011―2013年開展了25個水稻平衡施肥示范點建設和9個田間肥效試驗,采集土壤樣品進行檢測,調查農戶施肥狀況。三是2010―2013年,實施測土配方施肥項目,在全縣逾5 333.33 hm2標準農田共采集534個水稻土壤樣品檢測土壤有機質含量。
1.2 結果分析
慶元縣標準農田土壤有機質含量總體較高,但是有下降的趨勢。2005年調查結果表明,標準農田土壤有機質含量平均為38.7 g/kg,其中>40 g/kg的占總數的34%,30~40 g/kg 的占28.3%,20~30 g/kg 的占18.3%,10~20 g/kg 的占13.6%,40 g/kg 的占總數的19.5%,30~40 g/kg 的占26.3%,20~30 g/kg 的占23.5%,10~20 g/kg 的占22.4%,
2 標準農田有機質提升的途徑和可行性分析
2.1 繼續推廣紫云英種植技術
據試驗測定,農田種植紫云英平均鮮草產量22.5 t/hm2,可為土壤提供純N 88.5 kg/hm2、P2O5 9.45 kg/hm2、K2O 60.0 kg/hm2,相當于尿素192 kg/hm2、普鈣79.5 kg/hm2、氯化鉀100.5 kg/hm2。另據試驗,水稻田通過種植紫云英,與非種植區相比,可增加有機質3%~6%、全氮5%~10%、有效磷7%~16%、速效鉀8%~20%。這些試驗表明,農田種植紫云英對提升土壤有機質和肥力有重要作用[2]。而且種植紫云英技術投資小,操作簡單,效果明顯,具有廣闊的推廣前景。
2.2 水稻高留茬還田
秸稈還田是提高土壤有機質含量、改善土壤品質的根本措施,而且可以減輕因焚燒秸稈帶來的污染,保護生態環境,在生產上需要大力推廣應用。2011、2012年連續2年在屏都街道、淤上鄉進行水稻不同留茬高度對土壤理化性狀和產量的影響的對比試驗,結果表明,土壤有機質、全氮、速效磷、速效鉀含量均隨水稻留茬高度的增加而增加,留茬35、25、15 cm,土壤有機質比對照分別增加1.6、1.4、0.5 g/kg,土壤容重比對照分別降低0.3、0.2、0.1 g/cm3;作物產量隨水稻留茬高度的增加而降低,以水稻留茬15 cm產量最高,單產比對照增加780 kg/hm2。水稻留茬高的田塊,水稻前期分蘗較差,伴有僵苗現象發生,后期出現貪青遲熟,其原因有待研究。因些,水稻留高茬0~35 cm范圍內,留茬越高,對土壤的有機質提升越多,但由于水稻留茬過高,水稻前期易僵苗,后期易貪青遲熟,水稻產量不是最高,因此,水稻留茬高度在15 cm最好。
慶元縣水稻產量平均為4.5~6.0 t/hm2,秸稈豐富,具備高留茬還田的資源基礎,而且水稻高留茬還田是慶元縣水稻生產的特色,全縣60%以上的農戶都有此習慣,推廣空間很大。應該加大宣傳,把有限的秸稈資源用到土壤有機質提升上來。
2.3 廢菌棒還田
慶元縣是世界人工栽培香菇的發祥地、食用菌的王國。據調查全縣有食用菌1.5億袋,每年共計產生廢菌棒30萬t,食用菌廢料中,仍含有機質和部分營養元素,將其還田,就做到了物盡其用。據2010年在松源鎮下塢村進行單季稻施用香菇廢菌棒對比試驗,施用廢菌棒9萬~12萬段/hm2,水稻有效穗增加29.7萬穗/hm2,千粒重增加0.66 g,產量增加12.8%,土壤有機質、堿解氮、速效磷和速效鉀值比對照分別增加3.1 g/kg、32.5 mg/kg、13.9 mg/kg、5.8 mg/kg,土壤容重降低0.04 g/cm3。因此,水稻田施用廢菌棒可以提高土壤有機質、速效氮、速效磷和速效鉀的含量,提高土壤肥力水平,降低土壤容重,改善土壤環境,增強土壤通透性,利于水稻根系生長,促使水稻有效穗和千粒重增加,從而顯著增加產量[3]。據測算,通過廢菌棒還田,可減少肥料成本600元/hm2左右。由此可見,推廣廢菌棒還田基礎條件已具備,需要在政策上予以扶持,盡快擴大規模,為慶元縣標準農田有機質提升做出貢獻。
3 參考文獻
[1] 陳家菊.農作物秸稈還田技術[J].現代農業科技,2007(9):140.
關鍵詞:稻草還田;大棚苦瓜;腐熟劑;產量
作物秸稈還田不僅可以促進作物增產,而且還可以固碳減排,培肥土壤,提高地力[1]。因此,推進作物秸稈還田,發展低碳農業,是提高土壤有機質和培肥地力的重要途徑。但是,在生產實際中,秸稈還田既費工又費時,如果翻壓還田技術不到位,易造成秸稈腐解速度慢,影響作物的生長發育,農民往往將秸稈焚燒或拋棄,既嚴重污染大氣和水[2],又導致大量碳素和養分的損失,嚴重影響到土壤有機質的平衡,致使耕地質量嚴重下降[3]。
傳統土壤是塑料大棚蔬菜生產的物質基礎,其理化、生物性狀的優劣直接關系到蔬菜產量和經濟效益的高低。大棚的塑料薄膜覆蓋隔絕了雨水對土壤的淋洗,形成了高溫高濕的內部環境,多茬連作、超量施用化肥、有機物料投入量少和無法引進大型機械耕翻等因素,使新建的溫室、大棚投入使用3~5 a后,經常出現土壤次生鹽漬化、板結、耕層淺及病原菌密度增高等土壤障礙,由此造成了塑料大棚蔬菜產量下降、產品中農殘上升、品質降低以及投入產出比變小等不利趨勢。許多研究表明,大量施用腐解或非腐解的有機物料是克服溫室大棚土壤障礙、改善土壤環境最經濟有效的途徑。
攀枝花是全國早春蔬菜的重要產區,南菜北調基地,早春蔬菜是當地農業的支柱產業,農民的主要收入來源。全市早菜面積8 666.7 hm2,均采用水旱輪作方式,即6~10月種水稻、11月至翌年5月種蔬菜,稻草資源豐富。但是,由于稻草含有大量的硅、鉀等營養元素,粗纖維含量高,還田后秸稈不易腐爛分解,短時期難見到稻草還田的效果,稻草還田費時、費工、低效,加上化肥工業的發展,造成稻草還田技術在生產中難以推行,因此,出現了重化肥輕有機肥、重用地輕養地、重產出輕投入的現象[4]。為了推進稻草高效利用,加速稻草腐爛分解,實現稻草還田技術的良性循環,增加農民收入,同時保護耕地,提高土壤利用率,四川攀枝花市農林科學研究院于2011年開展了稻草還田技術在大棚苦瓜種植的應用研究,以期篩選出適合當地生產的稻草施用量及施用方式。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
試驗采用隨機區組設計,3次重復,共12個小區。小區面積18 m2,長15 m,寬1.2 m包溝開廂,株距50 cm,行距60 cm,雙行單株定植,每小區60株,試驗面積216 m2,地膜覆蓋栽培。于苦瓜定植前按處理分別將稻草溝施到廂面下,按試驗設計將土師傅5號對水澆到鋪好的稻草上,再在稻草上覆土20 cm后平整廂面定植苦瓜。其他管理按生產常規進行。
1.3 采樣及測定方法
于苦瓜生長中期(2012年3月15日)調查植株株高、節數、莖粗、葉片縱橫徑,果實采收期(3月22日)調查果實縱橫徑。分小區調查苦瓜性狀和產量。在試驗前取大田混合土樣一個(土壤耕地深翻后,采用X型5點取樣法);全部收獲后在各小區分處理取試驗產量混合樣,取樣深度20 cm(方法同前)。于苦瓜定植前測定整個試驗地的養分含量,采用土壤養分快速測定儀測定。
2 結果與分析
2.1 植株性狀
由表1可見,4個處理的植株性狀差異不大,綜合株高、節數、莖粗以及葉片和果實大小,處理1和處理2植株長勢較旺,果實個頭大。
2.2 產量結果
2.3 土壤養分測定
3 結論與討論
①施用稻草的苦瓜植株長勢及果實性狀與處理4(CK1)沒有明顯差異;平均產量比處理4(CK1)高47.46 kg/667 m2,但是方差分析差異不顯著;土壤有機質含量及其他養分含量(除有效磷外)均比處理4(CK1)有明顯的增加,其中增加最多的是有機質含量,為56.3%,其次是速效鉀增加55%。這說明稻草還田能夠有效提高土壤有機質含量和其他養分含量[5],能從一定程度上增加苦瓜產量,但對苦瓜的生長發育及苦瓜的品質沒有較大影響。
②稻草的使用量及腐解劑土師傅5號的施用與否以及施用量都對苦瓜的植株性狀、果實性狀、產量、土壤有機質含量和土壤養分含量有較大的影響,這可能與試驗時間短,稻草的腐爛分解程度淺有關系,所以在本試驗的基礎上,建議繼續進行更長時間更深入的研究。
參考文獻
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關鍵詞:秸稈還田,前景展望
目前,為了保護大氣環境,禁燒秸稈已經逐步被各級政府和百姓所認可。但是每到麥、秋季節,大量的莊稼秸稈又運往何處、如何處理呢?秸稈還田技術是既經濟、又利國利民的科學方法。
1、秸稈還田的好處
(1)增加土壤新鮮有機質,提高土壤肥力。作物秸稈的成分主要是纖維素、半纖維素和一定數量的木質素、蛋白質和糖。這些物質經過發酵、腐解、分解轉化為有機質。土壤有機質決定著土壤結構性、土壤耕性、土壤代換性和土壤緩沖性,同時在防治土壤侵蝕、增加透水性和提高水分利用率等方面均具有重要的作用。如果長期連續做到秸稈還田,可以有效地遏制土壤有機質的持續下降,并有逐漸回升的趨勢。特別是秸秸還田后土壤中的細菌數量可以增加16倍;纖維分解菌提高8.5倍;放線菌提高3.6倍;真菌提高2.7倍。微生物數量增加,活動增強,加速了土壤有機質的分解轉化,使土壤供肥能力得到加強。(2)改善土壤物理性質,使土壤耕性變好。秸稈還田后土壤孔隙度增加,土壤水、肥、氣、熱得以很好地協調,滲水能力增強,保墑性能增加,抗旱抗澇的能力都得到提高。。(3)增加產量,降低成本。據調查,秸稈還田后第一季作物平均增產5%~10%,第二季后作物平均增產5%。在秸稈還田的地塊上施用化肥,可較好地發揮化肥的肥效,提高氮肥利用率15%~20%,磷肥利用率提高30%左右。(4)一般1000噸農作物秸稈資源,其養分相當于3噸尿素、5噸過磷酸鈣、5噸硫酸鉀。。連續3年秸稈還田,可增加土壤有機質0.2%~0.4%,增產效果達5%~15%。
2、前景展望
技術人員在田邊給農民算了一筆秸稈還田賬。實施秸稈還田,每畝田至少可以節省尿素20多斤。秸稈還田的最直接好處就是節省了肥料,而且還能使土壤更松軟,促進肥料吸收。
2.1社會經濟效益:實施秸稈還田技術不僅可增加糧食產量6%~15%,而且由于逐步增加了土壤肥力,實現大面積以地養地,促進糧食產量的持續增加。此外,機手可在農機作業中獲得—定的收入,秸稈機械粉碎還田的作業成本僅為人工還田作業成本的1/4,而工效提高了40~120倍。。實施秸稈還田技術,無論從宏觀上還是從微觀上看,都具有較好的經濟效益。
2.2生態效益:秸稈機械化還田技術既解決了大量剩余秸稈的出路,避免了秸稈因廢棄霉爛和焚燒造成的大氣、河流等環境污染,減少了由此引起的影響民航、鐵路等交通障礙的弊端,又增加了土壤有機質含量,培肥了地力,減少化肥施用量,避免過量施用化肥造成的農業環境和生態環境的污染,形成良性的生態循環,促進農業可持續發展。同時,機械化秸稈還田技術在早作農業區實施,增加了土壤含水率,改良了土壤結構,使土質疏松,提高了土壤吸納雨水的能力,減少徑流損失,最大限度地保存和利用了自然降水,使旱作農業區生態環境趨于好轉。對于在全球水資源緊缺的情況下發展農業具有非常重要的意義。