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东北黑土是世界三大片黑土之一,主要分布在我国黑龙江和吉林两省,区域面积近1000万公顷。根据土壤普查资料统计,黑土总土地面积为595.6万公顷,其中耕地面积为443.8万公顷,黑土垦种指数较高,耕地比重较大,一般垦种指数在80%以上,是主要的耕作土壤。黑龙江省黑土总面积为482.5万公顷,占全省耕地总土地面积的31.24%,是黑龙江省主要耕作土壤。农田黑土广泛分布在松嫩平原,是我国重要的商品粮基地。农田黑土一直被人们认定是高产土壤,根据生产潜力分析,主要作物(春小麦、玉米、大豆)平均产量应达到8250kg/hm,而目前产量仅为4000kg/hm左右,这除了受气候、品种和栽培等因素的影响外,人为不合理利用造成的土壤障碍因子,也是影响提高作物质量和产量的主要因素。黑土耕垦后,肥力形状发生了很大变化,有部分土壤向不断培肥熟化的过程发展,但是,大多数则表现为自然肥力逐渐下降的趋势,并派生出降低土壤生产力水平的障碍因子。
黑土开垦时间较短,整体上土壤还没有达到农田的平衡过程,在生产过程中,还有一部分依靠土壤中物质的供给。实际上黑土农田生态系统的演替的主导因素以人类活动为主,其次是环境的不稳定性和农业生产技术的变化。随着人口迅速的增长,尤其是50年代以后,以开垦林地和草地为代价,使大量的林地和草地成为农田,改变了原有生态系统的平衡,形成了稳定性较低的农田生态系统化。由于生态平衡的变迁,环境条件也随之变化,灾害性天气发生频率提高,农田的抗逆能力降低。随着农业生产技术水平的提高,人类对农田的干预进一步增强,作物的生产力水平对生产技术的依赖性不断增加,从而使黑土农田生态系统自然的属性减弱。
1.土壤退化严重
主要是耕层由疏松向紧实过渡,有效养分逐渐向供给能力减弱方向发展,从而出现土壤抗逆能力降低,灾害发生频繁。岗平地耕种历史比较长,由“五花草塘”变为农田后,受到人为干扰和生态环境影响,破坏比较严重,薄层黑土面积不断扩大,甚至出现了破皮黄黑土。
十几年长期定位试验研究结果表明,农田黑土地演替趋势是土壤容重增加,土壤总孔隙度下降,土壤三相比不合理,土壤持水能力降低,有效水含量减少;土壤有机质和N、K含量下降,土壤P的含量增加;土壤生物活性降低。按照黑土类型分析:厚层黑土最大蓄水能力较低,耕层以下土壤养分含量相对较低,土壤生物活性较弱,对作物生长发育的障碍主要表现在作物生长的中后期养分和水分供给能力减弱;中层黑土退化表现在土壤物理性状向不良方向演替,土壤养分处于下降趋势,供肥、供水能力减弱,土壤生物活性降低;薄层黑土开垦年限较长,温度相对较高,土壤有效养分含量相对较高,土壤持水力较强,主要的障碍因子表现在土壤紧实,耕性不良,养分供给能力后劲不足,土壤生物活性较低,土壤物理性状变劣,养分供给能力减弱。坡耕地黑体是4种黑土类型质量最差的,由于土壤侵蚀所致,耕层和耕层以下的各种形状指标基本相近,物理性质、化学性质和生物活性均表现出多作物生长的障碍,侵蚀黑土受水土流失影响,土壤水分、养分流失较多,黑土层变薄,土壤紧实,养分含量下降,应该进行全面的调控。
影响作物产量最主要的因素是土壤容重、孔隙度、持水能力、土壤微生物和土壤有机质。不同作物之间存在差异,对玉米产量影响较大的是土壤N和有机质,对春小麦产量影响较大的是土壤有机质和K,对大豆产量影响较大的是N、K。同一区域黑土培肥条件较好与退化黑土比较,主要作物单位面积产量相差25-30%。
2、水土流失加剧
由于人类不合理的开发和利用,首先造成植被由顶级群落向次生群落演替,生态环境恶化,岗地水土流失加剧。植被掩体过程是针阔混交林一次生阔叶林—柞树灌木丛一杂草类群落一农田;植被的演替改变了生态环境条件,加剧了水土流失的发生发展,致使黑土层变薄,土壤退化,生产力水平下降。东北黑土多分布于起伏的漫岗台堤之上,夏秋降水量较大集中,加速水土流失,进而加剧土壤退化进程。水蚀、江河沿岸的沟蚀、风蚀导致耕地面积减少,黑土层变薄、养分大量流失。
3、耕作方式落后
黑土农田系统管理技术是随着科学技术的进步而变化的,耕作方面从刀耕火种一畜力农具耕种一大型农业机械耕种一小型农机具与大型农机具混合耕种;施肥方面从不施肥—施农家肥一施氮肥、磷肥一施农家肥、氮肥、磷肥一施农家肥、氮肥、磷肥、钾肥和中微量元素肥料一施农家肥、氮磷钾、微量元素肥料和微生物肥;施肥方法方面从春季一次性施基肥一春季施基肥、生育期追肥一秋季施基肥、生育期追肥;种子处理方面从种子不处理播种一种子催芽播种—种子包衣播种;病虫害防治方面从人工防治一残毒农药防治一无残毒农药防治一生物防治。
黑龙江耕作制度水平差异较大,从农场的全面机械化到农村的畜力耕作,随着栽培技术的变革和生产管理水平的提高,已经成为制约黑龙江省农业发展的主要因素,必须使粗放经营向集约化经营转变,完善黑龙江省耕作制度,可以有效地挖掘粮食生产潜力。缺乏保护性耕作意识,传统的用犁笔耕反土壤、裸露休闲的耕作方式加剧了碎土流失和杨沙天气,农业生态环境恶化。
农田黑土在人类控制下,随着思想意思的变化而演替,我们应该认识到,黑土开垦200多年历史,走过了中原地区3000多年生态系统演替过程,必须对黑土今后的发展方向引起高度重视。黑土的研究是一个长期过程,在不同研究阶段根据科技的进步不断提高研究水平。目前,亟待加强农田黑土综合能力的研究,提高黑土生产力,以保证我国2l世纪粮食安全。实际上对黑土演替已经引起了世界的关注,许多学者已经将黑土演替作为生态热点问题,正在从不同角度积极参与研究,在这样态势情况下,我们应该尽快地对黑土进行深入研究,这对中国未来食物安全保障体系建设具有举足轻重的作用。
(作者单位:161437黑龙江省嫩江县伊拉哈镇农业技术服务中心)
黑土开垦时间较短,整体上土壤还没有达到农田的平衡过程,在生产过程中,还有一部分依靠土壤中物质的供给。实际上黑土农田生态系统的演替的主导因素以人类活动为主,其次是环境的不稳定性和农业生产技术的变化。随着人口迅速的增长,尤其是50年代以后,以开垦林地和草地为代价,使大量的林地和草地成为农田,改变了原有生态系统的平衡,形成了稳定性较低的农田生态系统化。由于生态平衡的变迁,环境条件也随之变化,灾害性天气发生频率提高,农田的抗逆能力降低。随着农业生产技术水平的提高,人类对农田的干预进一步增强,作物的生产力水平对生产技术的依赖性不断增加,从而使黑土农田生态系统自然的属性减弱。
1.土壤退化严重
主要是耕层由疏松向紧实过渡,有效养分逐渐向供给能力减弱方向发展,从而出现土壤抗逆能力降低,灾害发生频繁。岗平地耕种历史比较长,由“五花草塘”变为农田后,受到人为干扰和生态环境影响,破坏比较严重,薄层黑土面积不断扩大,甚至出现了破皮黄黑土。
十几年长期定位试验研究结果表明,农田黑土地演替趋势是土壤容重增加,土壤总孔隙度下降,土壤三相比不合理,土壤持水能力降低,有效水含量减少;土壤有机质和N、K含量下降,土壤P的含量增加;土壤生物活性降低。按照黑土类型分析:厚层黑土最大蓄水能力较低,耕层以下土壤养分含量相对较低,土壤生物活性较弱,对作物生长发育的障碍主要表现在作物生长的中后期养分和水分供给能力减弱;中层黑土退化表现在土壤物理性状向不良方向演替,土壤养分处于下降趋势,供肥、供水能力减弱,土壤生物活性降低;薄层黑土开垦年限较长,温度相对较高,土壤有效养分含量相对较高,土壤持水力较强,主要的障碍因子表现在土壤紧实,耕性不良,养分供给能力后劲不足,土壤生物活性较低,土壤物理性状变劣,养分供给能力减弱。坡耕地黑体是4种黑土类型质量最差的,由于土壤侵蚀所致,耕层和耕层以下的各种形状指标基本相近,物理性质、化学性质和生物活性均表现出多作物生长的障碍,侵蚀黑土受水土流失影响,土壤水分、养分流失较多,黑土层变薄,土壤紧实,养分含量下降,应该进行全面的调控。
影响作物产量最主要的因素是土壤容重、孔隙度、持水能力、土壤微生物和土壤有机质。不同作物之间存在差异,对玉米产量影响较大的是土壤N和有机质,对春小麦产量影响较大的是土壤有机质和K,对大豆产量影响较大的是N、K。同一区域黑土培肥条件较好与退化黑土比较,主要作物单位面积产量相差25-30%。
2、水土流失加剧
由于人类不合理的开发和利用,首先造成植被由顶级群落向次生群落演替,生态环境恶化,岗地水土流失加剧。植被掩体过程是针阔混交林一次生阔叶林—柞树灌木丛一杂草类群落一农田;植被的演替改变了生态环境条件,加剧了水土流失的发生发展,致使黑土层变薄,土壤退化,生产力水平下降。东北黑土多分布于起伏的漫岗台堤之上,夏秋降水量较大集中,加速水土流失,进而加剧土壤退化进程。水蚀、江河沿岸的沟蚀、风蚀导致耕地面积减少,黑土层变薄、养分大量流失。
3、耕作方式落后
黑土农田系统管理技术是随着科学技术的进步而变化的,耕作方面从刀耕火种一畜力农具耕种一大型农业机械耕种一小型农机具与大型农机具混合耕种;施肥方面从不施肥—施农家肥一施氮肥、磷肥一施农家肥、氮肥、磷肥一施农家肥、氮肥、磷肥、钾肥和中微量元素肥料一施农家肥、氮磷钾、微量元素肥料和微生物肥;施肥方法方面从春季一次性施基肥一春季施基肥、生育期追肥一秋季施基肥、生育期追肥;种子处理方面从种子不处理播种一种子催芽播种—种子包衣播种;病虫害防治方面从人工防治一残毒农药防治一无残毒农药防治一生物防治。
黑龙江耕作制度水平差异较大,从农场的全面机械化到农村的畜力耕作,随着栽培技术的变革和生产管理水平的提高,已经成为制约黑龙江省农业发展的主要因素,必须使粗放经营向集约化经营转变,完善黑龙江省耕作制度,可以有效地挖掘粮食生产潜力。缺乏保护性耕作意识,传统的用犁笔耕反土壤、裸露休闲的耕作方式加剧了碎土流失和杨沙天气,农业生态环境恶化。
农田黑土在人类控制下,随着思想意思的变化而演替,我们应该认识到,黑土开垦200多年历史,走过了中原地区3000多年生态系统演替过程,必须对黑土今后的发展方向引起高度重视。黑土的研究是一个长期过程,在不同研究阶段根据科技的进步不断提高研究水平。目前,亟待加强农田黑土综合能力的研究,提高黑土生产力,以保证我国2l世纪粮食安全。实际上对黑土演替已经引起了世界的关注,许多学者已经将黑土演替作为生态热点问题,正在从不同角度积极参与研究,在这样态势情况下,我们应该尽快地对黑土进行深入研究,这对中国未来食物安全保障体系建设具有举足轻重的作用。
(作者单位:161437黑龙江省嫩江县伊拉哈镇农业技术服务中心)