耕作制度包括两个方面相互依存的内容,即种植制度与养地制度。养地制度是与种植制度相适应的以养地为中心的一系列技术措施体系,它包括农田土壤培肥与农田保护等方面,其中心目的是提高土地综合生产能力。地力培肥:通过人为措施提高土壤肥力的过程。要做到充分用地、积极养地、以用促养、以养保用。用养结合、用养协调,保持土壤地力“常、新、壮”。农田保护:指保护耕地面积,减少土壤侵蚀和污染,减轻自然灾害的危害,改善农田环境。做好农田养护,可以增强农业发展后劲,是农作物全面、持续高产稳产的重要基础。农田综合生产力:农田种植农作物获得持续高产稳产的能力。多样生产力(适宜种植多种作物、水旱适宜)肥力状况好(厚、平、肥)稳定生产力表现(自我协调力、养分平衡、有机质平衡、结构良好、水旱适应,抗劣性)人类活动的双重性:提高地力,良性循环;破坏地力,恶性循环。6农田土壤保护与培肥第一节耕地土壤现状及存在的问题第二节农田保护第三节农田培肥第四节节水抗旱技术概念与术语农田保护逆境土壤土壤次生盐碱化土壤贫瘠化土壤污染水土流失本章提要本章重要问题农田土壤的现状及存在的问题农田保护的意义及主要措施节水农业与农田水分调控技术第一节耕地土壤现状及存在的问题一、耕地现状二、农田土壤存在的问题一、耕地现状耕地面积逐年减少人均占有耕地面积急剧下降耕地质量‘低、费、污’问题严重耕地面积逐年减少1957-1986年间耕地面积净减少23400万亩,平均每年减少807万亩。1999年与1996年相比,净减1300万亩,平均每年净减433万亩。1996~2003年,由于建设用地等,全国耕地面积就减少近1亿亩。2001年为19.14亿亩,2002年为18.89亿亩,以后连年呈减少的趋势,2007年减至18.26亿亩。根据预测,到2020年,我国耕地的保有量还将较目前减少7%。而可开垦耕地不足7000万亩。耕地减少的原因主要有:生态退耕:退耕还林还草等生态工程。农业产业结构调整:改为果园或改挖为鱼塘等,大多数年份由于农业内部用地调整减少的农田面积约占总农田面积减少量一半;国民经济建设占用耕地:道路、城市、工矿、乡村等;耕地退化:荒漠化、沙漠化、水土流失等;自然灾害等导致耕地减少;我国宜农荒地较少:耕地后备资源不足。应当指出,非农业用地一般具有不可恢复性,耕地一旦改为它用,很难再复原为农田。表7-1近年来耕地减少的因素构成原因生态退耕农业结构调整建设用地灾害损失比重62%18%14%6%人均占有耕地面积急剧下降从50年代初期至1980年不到30年时间,人均占有耕地少了677m2。1996年,我国人均耕地面积1.59亩,不足世界平均水平的43%。全国2800多个县(区)中,有666个低于联合国粮农组织确定的人均耕地0.8亩的警戒线。1997年,我国人均耕地面积降为1.57亩,1998年为1.56亩,1999年为1.54亩。2005年为1.4亩。目前人均耕地面积仅为1.38亩,约为世界平均水平的40%。不到世界平均水平的1/2,不到发达国家的1/4,只有美国的1/6、阿根廷的1/9、加拿大的1/14。耕地质量‘低、费、污’问题严重低:主要是指基础地力低。○《中国耕地质量等级调查与评定》(国土资源部2009年12月24日发布)把全国耕地评定为15个等别,1等耕地质量最好,15等最差。○调查显示,全国耕地质量平均等别为9.80等,等别总体偏低。优等地、高等地、中等地、低等地面积占全国耕地评定总面积的比例分别为2.67%、29.98%、50.64%、16.71%。○全国耕地低于平均等别的10至15等地占调查与评定总面积的57%以上;全国生产能力大于1000公斤/亩的耕地仅占6.09%。○中国耕地质量总体明显偏低。费:是由于耕地质量低,保水保肥性能、耐水耐肥性能差,对干旱、养分不均衡更敏感,对农田管理技术水平更苛求,因此土壤更加“吃肥、吃工,吃水,增加产量或维持高产,主要靠大量使用化肥、农药、农膜和灌溉用水”,导致“费”。耕地质量‘低、费、污’问题严重分析显示,目前在全球高氮化肥用量国家中,中国是唯一的“增肥低增产”类型,2000-2008年九年中,化肥总用量较90年代增长了35%,粮食单产净增加为315公斤/公顷。“减肥高增产”类型,如德国、以色列、荷兰,在2000-2006年7年中氮化肥总用量较90年代下降9%-26%,粮食单产增加约500公斤/公顷;“减肥低增产”类型,如韩国、丹麦、英国、法国在氮化肥用量下降17%-33%条件下粮食单产同期增加为211-296公斤/公顷;“增肥高增产”类型,如越南、孟加拉、埃及、智利等,同期化肥用量增加了20%-69%,粮食单产净增加超过400公斤/公顷,最高达1173公斤/公顷。耕地质量‘低、费、污’问题严重耕地质量‘低、费、污’问题严重污:即耕地土壤污染,它是我国耕地质量存在的另一个主要问题。(一)水土流失我国是世界上水土流失最严重的国家之一。从多年统计资料看,我国水土流失面积呈逐年增加趋势,新中国成立初期我国水土流失面积150万km2,目前已增加到357万km2,占国土面积的37.2%;我国每年因水土流失侵蚀掉的土壤总量达50亿t,大约占全世界土壤流失总量的1/5。二、农田土壤存在的问题以黄土高原地区最为严重.该区水土流失耕地面积占其总耕地面积的70%以上,部分地区年均土壤侵蚀量为每平方公里超过3万吨,相当于每年2.3cm厚的表层土壤流失(在自然情况下,形成25.4mm表层土壤,需历时300-1000年,甚至更长);西南地区其次,耕地水土流失面积占总耕地面积50%以上;第三是东北地区,水土流失耕地面积占当地总耕地面积的40%。(一)水土流失一、是导致土地退化,耕地毁坏,使人们失去赖以生存的基础,威胁国家粮食安全。我国因水土流失而损失的耕地平均每年约100万亩。根据科学考察,按现在的流失速度推算,50年后东北黑土区1400万亩耕地的黑土层将丧失殆尽;35年后西南岩溶区石漠化面积将增加一倍二、是导致江河湖库淤积,加剧洪涝灾害,对我国防洪安全构成巨大威胁。水土流失的危害三、是恶化生存环境,加剧贫困,成为制约山丘区经济社会发展的重要因素。水土流失与贫困互为因果、相互影响,水土流失最严重地区往往也是最贫困地区,我国76%的贫困县和74%的贫困人口生活在水土流失严重区。赣南15个老区县中,有10个是水土流失严重县;陕北老区县25个,全部为水土流失严重县。同时,我国西南、西北许多少数民族区也多为水土流失严重区,贵州省铜仁地区和黔西南布依族苗族自治州11个民族县,全部为水土流失严重县;甘肃省临夏回族自治州7个民族县,全部为水土流失严重县。水土流失的危害四、是削弱生态系统功能,加重旱灾损失和面源污染,对我国生态安全和饮水安全构成严重威胁。○一方面水土流失导致土壤涵养水源能力降低,加剧干旱灾害;○另一方面,水土流失作为面源污染的载体,在输送大量泥沙的过程中,也输送了大量化肥、农药和生活垃圾等面源污染物,加剧水源污染。水土流失还导致草场退化,防风固沙能力减弱,加剧沙尘暴;导致河流湖泊萎缩,野生动物栖息地消失,生物多样性降低。○根据科学考察和亚洲开发银行的研究,水土流失给我国造成的经济损失约相当于GDP总量3.5%。水土流失的危害(二)土地沙化我国沙化土地面积较大,全国现有沙化土地174万平方公里,占国土面积的近五分之一,涉及4亿人口。每年因土地沙化造成的直接经济损失超过540亿元人民币。我国土地沙漠化的形成除自然因素外,人为造成的草原植被破坏是土地沙漠化的直接原因。因此,沙漠化以农牧交错带最为严重。我国新疆沙漠化面积最大,约占其总土地面积的1/4;而内蒙古自治区、甘肃省部分地区沙漠化面积增加迅速。目前整个西北地区沙漠化面积以约每年10万hm2的速度扩展,自西北向东南蔓延。(二)土地沙化黄河首曲放牧过度沙漠化问题严重(三)土壤次生盐渍盐碱化不受人为影响、自然发生的土壤盐碱化称为原生盐碱化。次生盐碱化又称“次生盐渍化”。指由于人类不合理的耕作灌溉而造成的非盐碱化土地的盐碱化,以及由轻盐碱化转为重盐碱化的过程。已有的统计资料表明,我国盐渍化(碱化)耕地面积总的变化趋势是逐年增加,已从1976年的706万hm2增加到了1992年的763万hm2,约占总耕地面积的6%。其中盐土耕地面积为658万hm2,碱土面积106万hm2。主要分布在华北、东北和西北地区,其中华北地区最多,约为314万hm2,占全国盐碱地面积的40%以上。又由于大量开采水资源与不恰当的灌溉又引起次生土壤盐渍(碱)化。(三)土壤次生盐渍盐碱化一望无际的盐碱地一望无际的盐碱地二是灌溉不合理,过量灌溉不仅浪费了宝贵的水资源,也引起地下水位上升,地下水借助毛管作用能够上升至地表,水分被蒸发掉后盐分留在了土壤中,导致表层土壤盐分积聚;—是北方干旱半干旱地区的灌溉农田面积扩大,而用于灌溉的水量有限,但蒸发量大,盐分向上移动大于下向淋洗的数量;造成土地次生盐渍(碱)化面积增加的原因主要有以下几4个方面:三是近十多年来水利设施特别是农田水利工程设施老化,排灌不畅,地下水位难以得到及时有效的控制;(三)土壤次生盐渍盐碱化四是农田耕作、土壤培肥不合理,土壤物理化学性质劣化,肥力下降导致土壤盐碱危害加重。如:不施有机肥,大量使用化肥,增加盐分积累;不合理灌溉,如大水漫灌,大量灌溉水由田面渗漏补给,造成地表积盐。(三)土壤次生盐渍盐碱化(四)耕地土壤贫瘠化耕地土壤贫瘠化:是指耕地在利用过程中,投入到耕地中的养分物质数量不足以弥补同期由于作物收获、水土流失等原因造成的从耕地中移走的养分物质数量,从而导致土壤肥力和土地生产力下降的现象。有机质含量的下降可以作为土壤贫瘠化的一项重要标志。土壤有机质作为土壤肥力的基础物质,在协调水、肥、气、热各肥力因子之间关系方面起着十分重要的作用,它的含量高低在一定程度上代表土壤肥力的高低,决定着土地的生产力水平。目前,我国土壤中的有机质含量严重下降,全国耕地有机质含量平均已降到1%,明显低于欧美国家2.5%~4%的水平。而且长期以来,施入农田的肥料品种单一,表现出氮肥多、磷肥少、钾肥和微量元素不足,导致土壤养分不平衡。我国约50%以上的耕地微量元素缺乏,70%-80%的耕地养分不足,20%-30%的耕地氮养分过量。此外,由土壤侵蚀引起肥沃的表土流失,也是导致土壤肥力水平下降的另外一个重要原因。特别是在贫困地区燃料短缺,人们将秸秆等物质大量地用做燃料而导致向农田有机物质投入减少,土壤培肥变得很困难。人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度,引起土壤质量恶化,并进而造成农作物中某些指标超过国家标准的现象,称为土壤污染。(五)土壤污染(五)土壤污染目前全国受污染的耕地约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占中国耕地总面积的1/10以上。造成农田土壤污染的原因•工业和城市排污,•污水灌溉,•农药、农膜等化学品的超高量和不合理使用,•规模化畜禽养殖场高环境激素含量,畜禽粪便和废弃物的不合理使用。白色污染农药污染途径污染物在土壤中的去向我国是农药使用大国,农药使用量居世界第一。权威部门提供的资料显示,目前,我国农药使用量已达130万吨,是世界平均水平的2.5倍,受农药污染的耕地土壤面积达1.36亿亩;地膜使用量达63万吨,白色污染相当严重;造成农田土壤污染的原因近年来畜禽粪便产生量已达到工业固废量的3.8倍,在畜禽养殖业主产区,当地畜禽粪便及废弃物产生量往往超出当地农田安全承载量数倍乃至百倍以上。○畜禽粪尿中含有大量的钠盐和钾盐,如果直接用于农田,过量的钠和钾通过反聚作用而造成某些土壤的微孔减少,使土壤的通透性降低,破坏土壤结构,危害植物。○造成严重的土壤重金属(铜、锌、砷、铅等微量元素饲料添加剂)和抗生素、激素等有机污染物的污染。造成农田土壤污染的原因农田水土流失的治理农田土壤风蚀的治理农田土壤盐碱的治理污染土壤的改良利用第二节农田保护土壤耕作