留住黑土 抗住倒伏 保護性耕作究竟有多神奇?
吉林省梨樹縣實施保護性耕作模式下的土壤根系剖面。
東北黑土區(qū)是我國最重要的商品糧基地之一,是維護糧食的“壓艙石”。然而,黑土地高強度利用的代價是地力透支。由于長期高強度利用下的不合理耕作,導(dǎo)致土壤侵蝕、有機質(zhì)含量下降和生態(tài)功能退化,保護黑土地刻不容緩。
少動土、多覆蓋讓黑土地再“肥”起來
2002年,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所(以下簡稱沈陽生態(tài)所)張旭東研究員帶領(lǐng)“黑土專家”考察了東北黑土退化問題,專家們發(fā)現(xiàn),由于長期的重用輕養(yǎng),原本肥沃的黑土地累“瘦”了,黑土層正在變薄、變黃。
讓張旭東感到觸目驚心的是,刮大風的時候,鋪天蓋地全是風沙。他在接受記者采訪時說:“除了裸露的表土被刮走之外,造成黑土退化的另一關(guān)鍵因素是水蝕,降雨的時候水的流動會沖刷表層土壤造成土壤侵蝕,黑土層快速流失,不僅降低了土壤肥力,還破壞了生態(tài)環(huán)境。”
面對當前形勢,從2002年開始,我國借鑒了國外的保護性耕作技術(shù),從政府層面在北方的幾個省區(qū)開始示范推廣,邁出了保護黑土資源的步。
在土壤沒有翻墾、旋耕、起壟的情況下,把上一茬作物的秸稈留在地表,然后在秸稈地表覆蓋的條件下將種子直接播到地里,而且要保證莊稼長得比傳統(tǒng)耕作模式下的好,這就是保護性耕作。
“保護性耕作能有效防止土壤風蝕水蝕,增加土壤肥力和保墑抗旱能力,保護環(huán)境,節(jié)本增效。其核心就是少動土,多(秸稈)覆蓋。”張旭東告訴記者,具體來說,一是增加土壤養(yǎng)分庫容,經(jīng)測算,秸稈還田每年可增加土壤有機質(zhì)含量0.1%左右,還可以增加氮磷鉀等養(yǎng)分,可減少化肥施用量20%;二是抗旱保墑,秸稈覆蓋增加土壤儲水量及水分入滲效率,相當于增加40毫米-50毫米降水,可有效抵抗春季旱情;三是保護土壤和環(huán)境,減少農(nóng)田揚沙和土壤水蝕風蝕,避免焚燒秸稈帶來的空氣污染,研究表明,只要地表有30%的秸稈覆蓋,可以有效抑制土壤侵蝕;四是節(jié)本增效,該技術(shù)可減少機車進地次數(shù)、減少人工投入,每公頃節(jié)約成本1000元-1500元,在風沙干旱區(qū)糧食穩(wěn)定增產(chǎn)5%-10%。
沈陽生態(tài)所副研究員解宏圖補充道:“我們經(jīng)過十多年的秸稈還田和免耕播種發(fā)現(xiàn),試驗田土壤有機質(zhì)含量從2007年的1.8%增加到2018年的2.5%;有秸稈覆蓋的農(nóng)田,每平方米生活著約60條-100條蚯蚓,無秸稈覆蓋下情況下很難發(fā)現(xiàn)蚯蚓。這些數(shù)據(jù)說明了保護性耕作技術(shù)在培肥地力、減少風水侵蝕、提高土壤生物性狀等方面的效果顯著。”
此外,張旭東團隊通過對東北黑土地的長期定位實驗和圖像采集發(fā)現(xiàn),同樣深度的土壤,實施保護性耕作的顏色明顯深于普通地塊,而且土壤團聚體顆粒更大,結(jié)構(gòu)更好。這是因為保護性耕作使土壤有機質(zhì)含量提高,整個土壤特性得到了明顯改善。
解宏圖表示,為了讓保護性耕作技術(shù)更好地惠及廣大農(nóng)民,我們團隊與企業(yè)一起研發(fā)了我國臺免耕播種機和配套機械。如今技術(shù)已經(jīng)成熟,只是一些農(nóng)戶對新技術(shù)的接受還需要時間,未來要下更大的力氣來推廣。
推廣一項技術(shù)不容易,要讓老百姓接受,就要給老百姓帶來真正的實惠。從今年開始,實施了東北黑土地保護性工作行動計劃,在免耕播種環(huán)節(jié)上,中央財政給出了40元一畝的參照標準。只要在秸稈覆蓋還田的基礎(chǔ)上,實施了高質(zhì)量的免耕播種作業(yè),就可以給作業(yè)機手每畝補貼40元。張旭東告訴記者:“我們起草了技術(shù)規(guī)范,建立了遼寧省保護性耕作推廣示范網(wǎng)絡(luò),目前我們在遼寧有15個試驗示范點。”記者了解到,如今保護性耕作技術(shù)已逐漸在遼寧大面積推廣應(yīng)用,推廣和輻射面積300余萬畝,覆蓋遼寧主要玉米種植區(qū)。
留風道、扎深根讓玉米變成“不倒翁”
今年8月-9月,東北地區(qū)經(jīng)歷了三場臺風的侵襲,很多農(nóng)作物都嚴重倒伏。但記者在吉林省梨樹縣保護性耕作示范田看到,這里的玉米筆直挺立,高大結(jié)實。
為什么這里的田塊能夠生長出抗倒伏的玉米呢?原來,這跟梨樹縣多年來實施保護性耕作有很大關(guān)系。吉林省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站副總農(nóng)藝師謝衛(wèi)平給記者講了這一技術(shù)抗倒伏的機理:傳統(tǒng)的耕作方式耕作層非常淺,不超過20厘米,下面是犁底層,犁底層使玉米根系無法下扎。等到后期集中降雨的時候,堅硬的犁底層使得雨水不能下滲,從而把淺層的耕作層全都泡軟了,這個時候來一場不大的風就能把玉米吹倒。而實施了保護性耕作的地塊,通過深松打破犁底層,集中降雨的時候,雨水就能夠下滲,同時玉米根系能夠下扎得比較深,抗倒伏能力大幅度提高。
此外,保護性耕作是一個綜合的耕作體系,或是利用秸稈全量還田,或是調(diào)整種植間距,同時還要優(yōu)化品種選擇和施肥。當這些因素達到的配置時,就能在關(guān)鍵時刻發(fā)揮它的功效。比如采用寬窄行種植,其合理的通風透光條件和預(yù)留風道,能讓作物抓得更牢,減弱風力的影響。在玉米籽粒開始飽滿時投入適當?shù)姆柿?,不僅解決了因氮肥前期過量,鉀、磷等元素缺失的問題,還能避免莖稈的纖細和韌性不足。
梨樹縣盧偉農(nóng)機農(nóng)民專業(yè)合作社理事長盧偉對今年的收成很有信心:“今年肯定還會豐收,盡管玉米倒得少,產(chǎn)量還是多少會受點臺風的影響,但不會太大。這多虧了我們縣多年來實行保護性耕作,在抗倒伏這方面確實有用!”
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