近年來(lái)，受氣候變化及水土資源約束等因素的影響，全球糧食安全問(wèn)題日漸突出，已受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。在我國(guó)，得益于各級(jí)政府和部門的高度重視，依靠政策、投入和科技等因素的保障，糧食生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了“十連增”、農(nóng)民收入增長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)了“十連快”，這與新品種、新技術(shù)的研發(fā)與推廣應(yīng)用密不可分，同時(shí)也有中低產(chǎn)田、尤其是低產(chǎn)田改良如黃淮海鹽堿地、南方紅壤改良等所做出的巨大貢獻(xiàn)。
但是，在糧食連年增產(chǎn)中“良種”、“良法”的作用得到充分發(fā)揮的同時(shí)，我國(guó)單位面積耕地的產(chǎn)量差異大，約40% 的耕地為中產(chǎn)田，30% 的耕地為低產(chǎn)田，其中低產(chǎn)田產(chǎn)量低，且存在障礙因子，改良難度大，在很大程度上制約了我國(guó)糧食持續(xù)增產(chǎn)。因此，明確我國(guó)低產(chǎn)田的現(xiàn)狀及制約因子，最大限度發(fā)揮其增產(chǎn)潛力，對(duì)實(shí)現(xiàn)糧食持續(xù)穩(wěn)定增產(chǎn)，保障國(guó)家糧食安全意義重大。
1、我國(guó)低產(chǎn)田的狀況及其影響
盡管從二十世紀(jì)七、八十年代起，國(guó)內(nèi)學(xué)者就開(kāi)始中低產(chǎn)田改良研究，但至今仍缺乏關(guān)于中低產(chǎn)田的確切概念，而且已有研究中通常將中產(chǎn)田、低產(chǎn)田統(tǒng)稱為“中低產(chǎn)田”，沒(méi)有考慮二者的差別。如以前通常將糧食年產(chǎn)量在3000～5000 kg hm－2 的耕地稱之為中低產(chǎn)田，這種評(píng)價(jià)方法從當(dāng)時(shí)來(lái)看是合適的，但隨著生產(chǎn)力提高等諸多因素的影響，農(nóng)作物的單產(chǎn)實(shí)際上是在逐年提高的，且不同地區(qū)的作物產(chǎn)量會(huì)因水土氣候等的差異而有較大差別，因此，以絕對(duì)產(chǎn)量作為判定標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)階段已不合適了。也有人定義中低產(chǎn)田為：低于當(dāng)?shù)? 年平均產(chǎn)量20%的農(nóng)田。
張佳寶等認(rèn)為中低產(chǎn)田的重要特征是其基礎(chǔ)地力水平低，但缺乏定量的描述。此外，亦有學(xué)者從耕地質(zhì)量角度對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行了分析，或者按照成因( 障礙因子) 進(jìn)行劃分等，但大多缺乏明確的定義。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)相關(guān)專家圍繞低產(chǎn)田改良等問(wèn)題展開(kāi)了多次討論，在充分吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上，認(rèn)為從耕地本身狀況、改良難易程度、改良效果等方面綜合考慮，中產(chǎn)田和低產(chǎn)田均具有很大的差異，因而將其統(tǒng)稱為“中低產(chǎn)田”是不合適的。
對(duì)中產(chǎn)田而言，影響其肥力發(fā)揮和作物產(chǎn)量的主要因子大多來(lái)自耕作、施肥、管理等方面，以及由此導(dǎo)致的土壤因子變化，通常可以通過(guò)作物改良、耕作及施肥優(yōu)化等措施達(dá)到改良之目的。
而對(duì)低產(chǎn)田而言，我們認(rèn)為是“在現(xiàn)有的正常耕作栽培管理技術(shù)水平條件下，因?yàn)楦乇旧泶嬖诘恼系K或者限制因子，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育差，產(chǎn)量較當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)田低30%以上，且年際間變異大的農(nóng)田”。因此，低產(chǎn)田除了通常所說(shuō)的產(chǎn)量低以外，還應(yīng)該包括耕地本身是否存在障礙或者限制因子；而且低產(chǎn)田也是一個(gè)相對(duì)的概念，與其所在區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平等相關(guān)聯(lián)。在評(píng)價(jià)低產(chǎn)田時(shí)，除必須考慮其相對(duì)產(chǎn)量的高低外，還應(yīng)考慮所處地區(qū)的土壤、氣候等因素。
1.1 我國(guó)低產(chǎn)田的狀況及分布特點(diǎn)
國(guó)土資源部發(fā)布的《中國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定》中，將我國(guó)耕地質(zhì)量劃分了15 個(gè)級(jí)別，其中優(yōu)、高、中、低等地分別占耕地總面積的比例為2.67%、29.98%、50.64% 和16.71%，耕地質(zhì)量平均等級(jí)為9.8 等，其中東部和中部耕作管理水平相對(duì)較高地區(qū)耕地的平均質(zhì)量等級(jí)也較高，但總體上處于偏低的狀態(tài)。而農(nóng)業(yè)部2008 年的調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)現(xiàn)有12.2×107 hm2 耕地中，高產(chǎn)、中產(chǎn)、低產(chǎn)耕地的面積分別為3.5×107、4.8×107 和3.9×107 hm2，三者的比例大致為3∶4∶3。
我國(guó)低產(chǎn)田不僅面積大、類型多，而且分布相對(duì)集中、障礙因子也較明顯。目前，耕地土壤中有1/3 受水蝕影響，鹽漬化、酸化和污染土壤分別達(dá)到3.3×106、3.3×106 和2.7×106 hm2。相對(duì)較集中分布的低產(chǎn)田有：東北平原西部的風(fēng)沙瘠薄農(nóng)田、耕層淺薄及侵蝕農(nóng)田、蘇打鹽化和白漿化農(nóng)田，環(huán)渤海地區(qū)的瘠薄鹽堿農(nóng)田和淡水資源短缺農(nóng)田，黃淮平原西部的沙化貧瘠農(nóng)田、低洼漬害和黏板農(nóng)田，黃土高原北部的風(fēng)沙瘠薄農(nóng)田和水土流失旱塬農(nóng)田，沿洞庭湖、鄱陽(yáng)湖流域的強(qiáng)酸性及瘠薄黏板農(nóng)田、耕層淺薄和潛育化稻田等等。這些低產(chǎn)田的障礙因子具有典型性和代表性，盡管其改造難度大、成本也較高，但通過(guò)采取針對(duì)性的技術(shù)和工程措施是有可能將其改造成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田的。
不同類型低產(chǎn)田因障礙或者限制因子不同，其改良的途徑及所應(yīng)用的技術(shù)也不盡相同，現(xiàn)有技術(shù)等條件下部分低產(chǎn)田會(huì)由于改造成本過(guò)高、效果不理想等原因而達(dá)不到預(yù)期，或者甚至難以改造。
根據(jù)我們近來(lái)的調(diào)查結(jié)果，認(rèn)為在當(dāng)今技術(shù)條件下，能改造的低產(chǎn)田一般只占其總面積的2/3 左右，或者說(shuō)尚有1/3 的低產(chǎn)田目前難以改造的。按照該數(shù)據(jù)，如果以每畝低產(chǎn)田經(jīng)改造后的增產(chǎn)潛力為100kg 計(jì)算，目前可改造的低產(chǎn)田面積約2.6×107 hm2，則通過(guò)改造低產(chǎn)田可實(shí)現(xiàn)增加糧食生產(chǎn)能力390 億千克，潛力十分巨大。因此，加強(qiáng)低產(chǎn)田改良技術(shù)研究與示范應(yīng)用，通過(guò)改良低產(chǎn)田提高糧食綜合生產(chǎn)能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)2020 年新增500 億千克糧食、保障國(guó)家糧食和食物安全意義重大。
1.2 低產(chǎn)田的負(fù)面影響
低產(chǎn)田由于本身存在障礙或限制因子，且耕作難度較大，在同樣的耕作栽培管理技術(shù)條件下，作物生長(zhǎng)差、產(chǎn)量低，且同時(shí)還對(duì)耕地的適耕性、水土保持、施肥效應(yīng)及投入產(chǎn)出比乃至周邊生態(tài)環(huán)境等帶來(lái)一系列的負(fù)面影響。
一是嚴(yán)重影響糧食和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。我國(guó)人均耕地面積少、人口剛性增加、耕地面積逐年下降、水資源不足且自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，在這樣嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)下，加快改良低產(chǎn)田，提高單位面積的生產(chǎn)能力，對(duì)保障我國(guó)糧食和農(nóng)產(chǎn)品安全意義重大。
二是對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)一系列影響。據(jù)相關(guān)研究結(jié)果，低產(chǎn)田中由于作物產(chǎn)量低、對(duì)養(yǎng)分的吸收也相應(yīng)減少，因此，肥料的利用率一般要較同類地區(qū)低10 個(gè)百分點(diǎn)以上；且土壤有機(jī)質(zhì)含量及陽(yáng)離子交換量較低，對(duì)養(yǎng)分的吸附能力較弱，致使養(yǎng)分更容易流失，大大地提高了農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生幾率。同時(shí)，由于作物生長(zhǎng)差、地表覆蓋度低等原因，低產(chǎn)田也更容易發(fā)生水土流失，并由此帶來(lái)一系列嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
三是農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效益大幅度降低。由于在同等施肥與管理下，作物產(chǎn)量較低，導(dǎo)致單位農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本增加，整體生產(chǎn)效益也較低。同時(shí)，低產(chǎn)田中存在的障礙或限制因子，致使土壤耕性差，耕作難度和強(qiáng)度加大，漏水漏肥，宜種作物少，對(duì)耕作管理要求更高，這無(wú)疑大大降低了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效益。
2、低產(chǎn)田的成因及主要障礙因子
2.1 低產(chǎn)田的主要成因
低產(chǎn)田的形成不僅與其所處的自然條件密切相關(guān)，在很大程度上也受人為耕作管理等措施的影響，或者是自然因素和人類活動(dòng)共同作用的結(jié)果，這也是分析低產(chǎn)田障礙因子及制定改良策略的重要依據(jù)。
2.1.1 自然要素
母質(zhì)、氣候、地形等是影響土壤形成的重要自然因素，同時(shí)也對(duì)耕地質(zhì)量演變起著十分重要的作用。當(dāng)某種因子的作用與耕地質(zhì)量提升的要求相適應(yīng)時(shí)，將使耕地質(zhì)量得到改善和提高; 但當(dāng)某種因子的作用與耕地質(zhì)量提升的要求不一致時(shí)，則可能會(huì)因此成為障礙因子而使耕地成為低產(chǎn)田。
成土母質(zhì)及其分布層次等是導(dǎo)致部分耕地低產(chǎn)的重要原因。盡管母質(zhì)的特性在耕地中表現(xiàn)不如自然土壤中顯著，但由于母質(zhì)影響耕地的質(zhì)地、養(yǎng)分含量及比例、酸堿性等，因而對(duì)耕地質(zhì)量的重要性還是顯而易見(jiàn)的。一般而言，砂性或黏性較強(qiáng)的母質(zhì)上發(fā)育的土壤，低產(chǎn)田的比例較大，如第四紀(jì)紅土、砂巖等母質(zhì)發(fā)育的耕地。母質(zhì)層次的不均一性也影響耕地的質(zhì)量，對(duì)于沖積母質(zhì)發(fā)育的耕地，如果砂黏層次分布不良則形成低產(chǎn)田的幾率也較大，如“下砂上黏”耕地多為低產(chǎn)田等。
地形在低產(chǎn)田形成中尤其起到十分重要的作用。首先是由于地形支配著地表徑流，從而影響土壤的水分狀況。如在南方丘陵區(qū)地勢(shì)低洼的冷浸田，常因水分過(guò)多、光照較少等原因而形成潛育化，還原物質(zhì)大量累積，導(dǎo)致水稻產(chǎn)量低下；而在地勢(shì)過(guò)高的地方，則因水分條件差、水肥運(yùn)移困難等，耕地層次發(fā)育差、熟化度低，水稻產(chǎn)量也較低。其次，不同地形部位可能分布著不同的成土母質(zhì)，因而也對(duì)耕地的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。再次是坡度和坡向等的差異，可能導(dǎo)致表層土壤流失以及光照、溫度、水分等的差異，也在很大程度上導(dǎo)致低產(chǎn)田的形成。
氣候在低產(chǎn)田形成中的作用同樣十分重要。如前所述，我國(guó)不同地區(qū)低產(chǎn)田的類型及障礙因子各異，這實(shí)際上在很大程度上是與所在地區(qū)的氣候條件相對(duì)應(yīng)的，如在相對(duì)干旱的氣候條件下易導(dǎo)致耕層鹽基離子累積而發(fā)生鹽堿化，在濕熱氣候條件下則因鹽基離子流失而易導(dǎo)致耕地養(yǎng)分貧瘠、酸化。對(duì)一個(gè)地區(qū)而言，則因多種因素引起的耕地小氣候的變化如太陽(yáng)輻射減弱、溫度降低、濕度增大等，常常成為耕地障礙因子形成并導(dǎo)致低產(chǎn)的重要原因。
盡管自然要素對(duì)低產(chǎn)田的形成起著較重要的作用，但在大多數(shù)情況下是幾種因子綜合作用的結(jié)果。而且，這種作用在很大程度上是受人為因素所影響，即不合理的耕作管理等措施實(shí)際上將加快低產(chǎn)田的形成。
2.1.2 人為管理措施
與對(duì)土壤形成具有的獨(dú)特作用一樣，人類活動(dòng)對(duì)土壤的發(fā)育程度和發(fā)育方向在某種程度上具有決定意義，因而也是導(dǎo)致耕地退化并最終成為低產(chǎn)田的重要原因。
在人為措施的影響中，不合理開(kāi)墾利用對(duì)低產(chǎn)田形成的影響尤為顯著，如坡耕地的不合理利用導(dǎo)致水土流失、土地不合理開(kāi)墾導(dǎo)致生態(tài)破壞等，最終均可能使耕地失去使用價(jià)值；不合理的利用方式可能導(dǎo)致耕地次生鹽漬化、酸化等，使其成為低產(chǎn)田；不合理管理措施對(duì)耕地退化的作用亦非常顯著，如不合理灌溉導(dǎo)致耕層鹽堿化、養(yǎng)分貧瘠化；不合理施肥導(dǎo)致耕地有機(jī)質(zhì)下降、養(yǎng)分貧瘠或非均衡化；不合理耕作導(dǎo)致耕層結(jié)構(gòu)破壞、耕性變差等，均可能使耕地質(zhì)量退化并可能最終形成低產(chǎn)田。
2.2 低產(chǎn)田的主要障礙因子
低產(chǎn)田的主要問(wèn)題是存在障礙因子，因此，深入剖析導(dǎo)致低產(chǎn)的障礙因子并分析其可能的原因，對(duì)制定針對(duì)性的策略是非常重要的。根據(jù)現(xiàn)有研究結(jié)果分析，低產(chǎn)田中存在的主要障礙因子包括
2.2.1 有機(jī)質(zhì)貧乏
盡管目前對(duì)有機(jī)質(zhì)貧乏沒(méi)有明確的定義，但若不足當(dāng)?shù)赝愋透氐? /3 甚至更低時(shí)，可認(rèn)為該耕地土壤有機(jī)質(zhì)貧乏。盡管不同區(qū)域耕地中有機(jī)質(zhì)的含量范圍有所差異，但由于有機(jī)質(zhì)既是微生物的能源，同時(shí)其本身含各種養(yǎng)分、對(duì)養(yǎng)分離子亦具有很強(qiáng)的吸附和緩沖能力，并在全球碳平衡中具有重要作用，因此，有機(jī)質(zhì)貧乏被認(rèn)為是導(dǎo)致耕地作物低產(chǎn)的重要的原因之一。通常而言，有機(jī)肥施用少、秸稈不還田、耕作管理不合理等( 如種植制度、翻耕、水分管理等) 是導(dǎo)致耕地有機(jī)質(zhì)貧乏的主要原因。
2.2.2 養(yǎng)分匱乏或非均衡化
氮磷鉀等大、中、微量養(yǎng)分是作物生長(zhǎng)和微生物活動(dòng)所必需，養(yǎng)分貧瘠會(huì)使作物因得不到正常生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)而導(dǎo)致低產(chǎn); 養(yǎng)分間比例失調(diào)、供應(yīng)時(shí)期錯(cuò)位等，亦導(dǎo)致作物生長(zhǎng)不良和低產(chǎn)。過(guò)分依賴化肥且氮磷鉀比例失調(diào)、養(yǎng)分特別是中微量養(yǎng)分投入嚴(yán)重不足，是導(dǎo)致耕地養(yǎng)分匱乏或養(yǎng)分間非均衡化的重要原因。
2.2.3 土壤酸化及酸性過(guò)強(qiáng)
酸化是指土壤pH 下降的過(guò)程; 酸性過(guò)強(qiáng)則是因土壤中活性或交換性酸含量過(guò)高、pH＜5. 0 且嚴(yán)重影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的現(xiàn)象。土壤酸性過(guò)強(qiáng)是導(dǎo)致作物低產(chǎn)的重要原因之一。當(dāng)前，酸化土壤已不只局限在南方紅壤，水稻土、黑土等土壤也呈現(xiàn)酸化的趨勢(shì)。除干濕沉降等氣候自然因素外，大量施用化肥( 特別是氮肥) 、不合理輪作及水分管理不當(dāng)?shù)龋彩菍?dǎo)致土壤酸化的重要原因。
2.2.4 土壤鹽漬( 堿) 化
包括現(xiàn)代鹽漬化、潛在鹽漬化、殘余鹽漬化等，是指易溶性鹽分在耕地表層累積而導(dǎo)致作物生長(zhǎng)不良和低產(chǎn)的現(xiàn)象，如果表層土壤中Na+ 的比例高則可導(dǎo)致土壤堿化。受地理位置、水文條件及水分管理、保護(hù)地施肥與種植模式等因子的影響，我國(guó)鹽漬( 堿) 化耕地面積約1. 0×107 hm2，主要分布在華北和西北等干旱、半干旱和半濕潤(rùn)地區(qū)。目前，大棚土壤因不合理的灌溉和施肥而導(dǎo)致的次生鹽漬化問(wèn)題也十分普遍。
2.2.5 沙化及沙性過(guò)強(qiáng)
是指土壤中砂粒含量過(guò)高，包括表層、犁底層及心土層等含量過(guò)高，土壤團(tuán)聚作用較差，團(tuán)聚體含量低，穩(wěn)定性差，有時(shí)會(huì)因此發(fā)生“閉沙”現(xiàn)象，導(dǎo)致耕作困難，使作物容易缺水缺肥，生長(zhǎng)差，產(chǎn)量低。耕地沙化及沙性過(guò)強(qiáng)除與母質(zhì)關(guān)系密切外，還與不合理輪荒、過(guò)度開(kāi)墾或利用、種植根茬少的作物及連年干旱少雨等有關(guān)。
2.2.6 土壤板結(jié)
導(dǎo)致土壤板結(jié)的主要原因是黏粒含量過(guò)高且有機(jī)質(zhì)含量較低，表土黏粒含量高易板結(jié)( 黏韌性強(qiáng)) ，犁底層或心土層黏粒含量高則不利于水分下滲，易發(fā)生土壤上層滯水，并影響作物根系下伸等，同時(shí)也不利于土壤通氣，且犁耕阻力大、耕性差，因而導(dǎo)致作物低產(chǎn)。長(zhǎng)期施用化肥、土壤酸化、單一或不合理的耕作及種植模式等，也是導(dǎo)致土壤板結(jié)的重要原因。
2.2.7 潛育化
是指由于長(zhǎng)期淹水、排水不暢且溫度較低等原因，導(dǎo)致土壤Eh 值低( －100 mV 以下) ，有機(jī)質(zhì)厭氧分解，有毒有害物質(zhì)如Fe2+、Mn2+、S2－ 等含量偏高，還有有機(jī)酸等其他還原性物質(zhì)累積，土壤結(jié)構(gòu)變差，土體呈淺灰色，作物生長(zhǎng)差、產(chǎn)量低。漬水缺氧、易分解有機(jī)質(zhì)存在、農(nóng)田排水不暢、水分及田間管理不當(dāng)?shù)仁菍?dǎo)致土壤潛育化的重要原因。
2.2.8 表土大量流失
由于植被覆蓋差且降雨量大等原因，導(dǎo)致表層肥沃、結(jié)構(gòu)良好土壤流失，耕作層變薄，表層土壤向沙化發(fā)展，有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量降低，養(yǎng)分供應(yīng)能力減弱，結(jié)構(gòu)變差，生產(chǎn)力大幅度下降，并最終成為低產(chǎn)田。導(dǎo)致表土大量流失的主要原因包括毀林開(kāi)荒、耕作模式粗放、種植結(jié)構(gòu)不合理、坡度過(guò)大且降雨量大等。
2.2.9 嚴(yán)重干旱
由于區(qū)域降水量嚴(yán)重不足且季節(jié)性分配不均，以及季節(jié)性干旱時(shí)灌溉條件差，或土壤蒸發(fā)強(qiáng)烈等多種原因，導(dǎo)致土壤有效水分含量低，對(duì)作物供水嚴(yán)重不足，甚至使作物干枯、死亡。水資源緊缺、水分利用效率低、耕作制度不當(dāng)、灌溉粗放等均可能加劇干旱發(fā)生并使作物產(chǎn)量嚴(yán)重下降。
2.2.10 多因子組合
實(shí)際上，受自然和人為因素的綜合影響，低產(chǎn)田在多數(shù)情況下會(huì)有幾種障礙因子同時(shí)存在，或者在多個(gè)土層中存在，即可能同時(shí)受幾種障礙因子的影響且相互間具有交互作用，導(dǎo)致其危害加大，改良難度和成本增加。
3、低產(chǎn)田改良技術(shù)研究及進(jìn)展
長(zhǎng)期以來(lái)，低產(chǎn)田改良一直是土壤學(xué)研究的重點(diǎn)之一，在國(guó)家科技計(jì)劃的大力支持下，通過(guò)黃淮海平原、松嫩－ 三江平原、北方旱作區(qū)、南方紅黃壤區(qū)等區(qū)域農(nóng)業(yè)綜合治理項(xiàng)目的實(shí)施，有效推進(jìn)了低產(chǎn)田改良和相關(guān)技術(shù)發(fā)展，取得了十分顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
但是，由于低產(chǎn)田概念的相對(duì)性和復(fù)雜性，以及低產(chǎn)田改良難度和強(qiáng)度較大、投入較高、見(jiàn)效較慢等原因，我國(guó)低產(chǎn)田改良研究整體上還處于以農(nóng)藝措施為主，局限于低成本技術(shù)等，所研發(fā)的技術(shù)及產(chǎn)品大多停留在提高耕地肥力、改善土壤的某些理化性質(zhì)等方面，即停留在所謂的“治標(biāo)”上，很少?gòu)膹氐紫彤a(chǎn)田某一個(gè)障礙或限制因子入手，缺乏真正的“治本”技術(shù)。同時(shí)，已有的技術(shù)成果基本上是根據(jù)障礙因子命名，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用時(shí)無(wú)從入手。根據(jù)低產(chǎn)田改良的內(nèi)容和特點(diǎn)，可將低產(chǎn)田改良技術(shù)分為以下三個(gè)方面。
3.1 工程改良
包括水利工程措施、農(nóng)業(yè)工程措施和節(jié)水灌溉措施等。其中水利工程主要包括渠系配套和渠道防滲、小水利工程建設(shè)和加固利用以及農(nóng)田排澇，農(nóng)業(yè)工程包括坡改梯、薄改厚等耕地改造整理工程，節(jié)水灌溉措施包括低產(chǎn)田暗灌工程和膜下滴管工程。這些工程措施極大地提高了耕地質(zhì)量和資源利用效率，減少了土壤徑流和侵蝕，改善了土壤理化性狀，增強(qiáng)了土壤供給養(yǎng)分的能力。
3.2 農(nóng)藝措施改良
包括土壤改良技術(shù)、施肥技術(shù)、耕作栽培技術(shù)、秸稈還田技術(shù)、種植模式、良種選育以及病蟲(chóng)害防治等，它們是低產(chǎn)田改良的主體或核心內(nèi)容。通過(guò)有機(jī)質(zhì)提升，改善土壤結(jié)構(gòu)和土壤水分狀況，提高養(yǎng)分含量和有效性，增強(qiáng)微生物活性等措施提升耕地地力，促進(jìn)作物生長(zhǎng)以獲取高產(chǎn)。
土壤改良劑包括天然改良劑、合成改良劑和生物改良劑，它們?cè)诟纳仆寥牢锢硇誀睢⑻岣咄寥廊霛B率和水平含量、改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、活化土壤礦質(zhì)養(yǎng)分、修復(fù)重金屬和有機(jī)物污染以及增強(qiáng)宿主的抗病和抗逆性等方面作用顯著。
不同耕作措施是指保護(hù)性耕作( 少免耕技術(shù)) 和構(gòu)建不同土體構(gòu)型的各種技術(shù)以及與間套復(fù)種等種植制度的合理結(jié)合，保護(hù)性耕作可減少土壤侵蝕和水分蒸散，提高有機(jī)質(zhì)含量，強(qiáng)化土壤團(tuán)聚作用，增加作物產(chǎn)量。而土體構(gòu)型的構(gòu)建是通過(guò)深松、深翻、旋耕等機(jī)械化手段，協(xié)調(diào)水、肥、氣、熱，為作物創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境，進(jìn)而提高土壤生產(chǎn)力。
3.3 生物技術(shù)改良
包括生物性屏障、植物改良、微生物改良等。生物性屏障在排除表面徑流的同時(shí)，能夠截留其帶走的侵蝕土壤，提高土壤肥力與質(zhì)量，是一種簡(jiǎn)單有效的土壤侵蝕控制方法。而植物改良則包括我們通常的種植綠肥、先鋒性植物等，微生物改良主要是利用微生物的代謝產(chǎn)物、分泌物或適應(yīng)性等，使土壤的某些障礙因子如強(qiáng)酸性、鹽堿、板結(jié)等部分緩解甚至消除，以達(dá)到改良低產(chǎn)田的目的，如利用叢枝菌根真菌可以改善低產(chǎn)田的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和通氣性等，在多數(shù)情況下微生物改良通常是與植物改良或農(nóng)藝改良等措施相結(jié)合，以獲得更好效果。
實(shí)際上，由于低產(chǎn)田成因的復(fù)雜性、綜合性等特點(diǎn)，其改良措施往往不會(huì)是單一的，而是多種措施的綜合。如針對(duì)黏瘦型、沙漏型、鹽漬型等低產(chǎn)田的改良，大多是通過(guò)開(kāi)溝排水、客土、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)和合理施肥等技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
而且，盡管低產(chǎn)田改良研究已取得了大量成果，但還有許多問(wèn)題亟待解決，包括：(1) 對(duì)低產(chǎn)田的劃分尚缺乏明確的指標(biāo)；(2) 低產(chǎn)田改良技術(shù)研究主要局限在農(nóng)藝措施、低成本技術(shù)方面，高新技術(shù)的應(yīng)用較少，缺乏針對(duì)性強(qiáng)的“治本”技術(shù)；(3) 缺乏針對(duì)性強(qiáng)的高效率、低成本的各類改良劑；(4) 缺乏對(duì)相關(guān)技術(shù)的集成示范，缺少與政府和農(nóng)技推廣部門的有機(jī)銜接；(5) 缺少對(duì)農(nóng)民掌握相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)等。
4、研究展望及對(duì)策
低產(chǎn)田改良難度大、投入高、不同障礙因子改良技術(shù)差異明顯，是一項(xiàng)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要有各級(jí)政府和部門的大力支持，需要較大的資金投入，同時(shí)更離不開(kāi)科技的支撐。必須在進(jìn)一步加大國(guó)家投入的同時(shí)，瞄準(zhǔn)低產(chǎn)田的主要障礙因子，加強(qiáng)科技攻關(guān)，形成一批相應(yīng)的技術(shù)成果和產(chǎn)品，促進(jìn)增產(chǎn)增效。
4.1 強(qiáng)化政策引導(dǎo)并建立必要的激勵(lì)機(jī)制
從加強(qiáng)低產(chǎn)田改良、強(qiáng)化耕地質(zhì)量培育、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的迫切需求出發(fā)，在國(guó)家層面上加大對(duì)現(xiàn)有《農(nóng)業(yè)法》、《土地管理法》、《基本農(nóng)田管理?xiàng)l例》等法律法規(guī)的執(zhí)行力度，實(shí)行更嚴(yán)格的耕地保護(hù)和節(jié)約用地制度，強(qiáng)化耕地質(zhì)量培育和耕地資源保護(hù)。實(shí)行更嚴(yán)格的耕地占補(bǔ)平衡政策，在已有“占多少，墾多少”原則的基礎(chǔ)上，突出占補(bǔ)地質(zhì)量的平衡，要求在3～5 年內(nèi)必須使其生產(chǎn)力達(dá)到原有耕地的水平，確保耕地整體質(zhì)量不降低。
建立低產(chǎn)田改良激勵(lì)機(jī)制，針對(duì)不同區(qū)域低產(chǎn)田的類型和改良難度制定相應(yīng)的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)在低產(chǎn)田改造中做出貢獻(xiàn)的農(nóng)民個(gè)人和企業(yè)，按標(biāo)準(zhǔn)給予相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)。通過(guò)政策引導(dǎo)和激勵(lì)，逐漸使改良低產(chǎn)田、強(qiáng)化農(nóng)田生產(chǎn)能力建設(shè)成為耕地經(jīng)營(yíng)者的自覺(jué)行動(dòng)。
4.2 加大對(duì)低產(chǎn)田改良的投入并提高資金使用效率
近年來(lái)，國(guó)家先后組織實(shí)施了一系列與低產(chǎn)田改造相關(guān)的工程，如國(guó)土資源部組織實(shí)施的土地整理、水利部組織實(shí)施的農(nóng)田水利設(shè)施改造等項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)田、水、路、林的綜合治理，促進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)；農(nóng)業(yè)部組織實(shí)施的沃土工程、中低產(chǎn)田改良、有機(jī)肥等項(xiàng)目，通過(guò)強(qiáng)化耕地培肥和中低產(chǎn)田治理等工作，全面提高農(nóng)田綜合生產(chǎn)能力； 財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展改革委等部門亦有以提高區(qū)域綜合生產(chǎn)能力為目標(biāo)的相關(guān)項(xiàng)目。
但是，由于低產(chǎn)田改良是一項(xiàng)長(zhǎng)期、持久的工程，農(nóng)業(yè)發(fā)展不同階段低產(chǎn)田的障礙因子、改良技術(shù)措施也不盡相同，必須針對(duì)不同階段的技術(shù)需求采取針對(duì)措施。目前對(duì)低產(chǎn)田改良的支持一是投入的經(jīng)費(fèi)仍十分有限，與低產(chǎn)田改造的經(jīng)費(fèi)需求尚有較大差距；二是不同類型項(xiàng)目的組織實(shí)施部門各異，致使有限經(jīng)費(fèi)難以集中使用并形成合力; 三是不同項(xiàng)目的實(shí)施重點(diǎn)和目標(biāo)差異大，整體上層次和重點(diǎn)不夠明晰；四是沒(méi)有形成長(zhǎng)效的穩(wěn)定支持機(jī)制，支持的重點(diǎn)和方向變化較大。因此，必須在大幅度增加投入的基礎(chǔ)上，明確支持的重點(diǎn)和方向，強(qiáng)化目標(biāo)導(dǎo)向，加強(qiáng)部門間的聯(lián)合，提高有限資金的使用效率。
4.3 強(qiáng)化低產(chǎn)田改良及增糧增效技術(shù)研究
多年來(lái)，在國(guó)家相關(guān)科技計(jì)劃的支持下，我國(guó)在耕地質(zhì)量培育、中低產(chǎn)田改良等方面取得了較大成效，如黃淮海平原鹽堿地綜合治理作為我國(guó)歷史上最大的一次農(nóng)業(yè)科技大會(huì)戰(zhàn)，取得了十分突出的科技成果。近年來(lái)，在紅壤旱地肥力演變與定向調(diào)控、黃土高原旱地氮磷養(yǎng)分高效利用、有機(jī)－ 無(wú)機(jī)復(fù)合肥研制與應(yīng)用等方面取得了一些進(jìn)展，產(chǎn)生了較顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。但從整體看，已有成果大多集中在以農(nóng)藝結(jié)合為主的“治標(biāo)”技術(shù)，缺乏以消除某一障礙或限制因子為主的“治本”技術(shù)，因而很難從根本上消除土壤障礙因子。
從當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、特別是低產(chǎn)田改良的迫切需求出發(fā)，必須進(jìn)一步強(qiáng)化低產(chǎn)田障礙因子解析與消除、地力和生產(chǎn)力快速提升、抗逆高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)先鋒作物品種應(yīng)用等研究，形成針對(duì)不同障礙因子的物理及工程改良、化學(xué)改良、生物改良、農(nóng)藝措施改良技術(shù)，研發(fā)以農(nóng)業(yè)廢棄物等為原料的生物有機(jī)肥、土壤改良劑等產(chǎn)品，創(chuàng)制針對(duì)不同障礙因子低產(chǎn)田的新型材料和制劑，逐步構(gòu)建不同類型低產(chǎn)田改良的增糧增效的可操作模式。同時(shí)，應(yīng)大力強(qiáng)化現(xiàn)代生物技術(shù)、信息技術(shù)、新材料技術(shù)等在低產(chǎn)田改良中的應(yīng)用，突出針對(duì)某種障礙因子改良的高技術(shù)研發(fā)，逐步構(gòu)建以高技術(shù)為中心的技術(shù)模式，為低產(chǎn)田所在地區(qū)農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。
4.4 加大相關(guān)科技成果的轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用
科技成果的轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用速度慢、范圍小，是制約其發(fā)揮應(yīng)有效益的關(guān)鍵因子，但實(shí)際上，成果本身的轉(zhuǎn)化應(yīng)用不僅取決于推廣工作的強(qiáng)度，同時(shí)也在很大程度上取決于成果本身的成熟度、可應(yīng)用性。近年來(lái)，國(guó)家進(jìn)一步加大了科技成果轉(zhuǎn)化和示范應(yīng)用力度，使一大批成果逐步轉(zhuǎn)化成為生產(chǎn)力，但由于低產(chǎn)田改良的技術(shù)性較強(qiáng)、投資較大、見(jiàn)效較慢等原因，致使相關(guān)科技成果很難在生產(chǎn)實(shí)際中轉(zhuǎn)化并發(fā)揮出應(yīng)有的效益。因此，在進(jìn)一步加大對(duì)相關(guān)成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用支持力度的前提下，應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化低產(chǎn)田改良成果的物化，強(qiáng)化科研教學(xué)、推廣、企業(yè)、農(nóng)民相互間的有機(jī)結(jié)合，形成有效的“產(chǎn)學(xué)研”合作機(jī)制，通過(guò)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，加快科研成果的轉(zhuǎn)化，最大限度地發(fā)揮出其增糧增效的潛力。
4.5 建立完善耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和執(zhí)法體制
建立完善耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，明確不同地力等級(jí)耕地的劃分標(biāo)準(zhǔn)，是制訂相關(guān)政策與法規(guī)的重要依據(jù)，也是強(qiáng)化執(zhí)法力度的重要保障，必須加快進(jìn)度。同時(shí)，目前與耕地質(zhì)量建設(shè)執(zhí)法有關(guān)的部門涉及國(guó)土資源部、農(nóng)業(yè)部、環(huán)保部等多個(gè)部門，很容易導(dǎo)致責(zé)任主體不明確、執(zhí)法力度掌握尺度不一等多種問(wèn)題，因此，必須建立統(tǒng)一的執(zhí)法體制，確保杜絕破壞耕地等不法行為發(fā)生，確保耕地質(zhì)量不斷提升。
作者：曾希柏1，張佳寶2，魏朝富3，宇萬(wàn)太4，黃道友5，徐明崗6，徐建明7 單位：1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 2.中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所 3.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 4.中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所 5.中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 6.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 7.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院
中國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)現(xiàn)網(wǎng)轉(zhuǎn)自：《土壤學(xué)報(bào)》2014 年04 期
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