《耕作造成中国北方土壤干化》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2015-07-14
  • 根据一项跨越30年数据的研究发现中国重要的农业区正在变得干旱。相比气温上升和降水减少,农业增长可能是主要原因。研究小组分析了在中国北方生长季节的土壤水分,发现自1983年以来土壤水分下降了6个百分点。

    农田的最佳土壤水分标准一般为40%至85%,而该地区的土壤现在不到40%,越来越干燥。如果这种趋势继续下去,可能到2090年,土壤无法支持作物生长。该研究显示土壤湿度每十年下降了1.5至2.5%,而气候变化仍然是一个因素。这种水消耗很大程度上是由人类活动驱动的。该项研究主持人普渡大学的庄教授表示在过去的一个世纪中,10%的土壤水分下降将会对这个人口稠密地区的农业和淡水供应造成重大影响。

    研究论文出版在7月9日出版的《Nature's Scientific Reports》期刊上。研究结果显示土壤水分持续下降趋势除了化肥过量使用,还有农作物高用水需求激增。例如,新开发的作物品种可能会要求更多的水,导致土壤湿度下降。这项研究的结果强调可持续农业发展战略的重要性。更广泛地采用节水技术如:覆盖、滴灌、减少耕种、改进农业管理以及农业技术的进步可以改善这种情况。

    下图是从1983至2012年,中国北方生长季节土壤水分趋势图。阴影表示卫星观测到的表面土壤水分,圆圈代表农业土地检测站。

  • 原文来源:http://www.sciencedaily.com/releases/2015/07/150710160931.htm
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    • 我国盐碱地面积较大,为盐碱地“淡盐”成为拓宽农业发展的重要领域之一。同时,长期过度使用化肥农药和工业影响,使我国遭受重金属和其它污染的农田面积也较大,这不仅影响农产品质量安全,也影响水体等环境安全。 广西农业科学院研究员韦本辉发明的粉垄机械及粉垄耕作技术,是在盐碱地的耕作过程中,利用粉垄螺旋钻头设置底层粉垄暗沟系统,进行“淡盐”改造,提高作物单产或品质。经甘肃、宁夏等地粉垄耕作试验后,盐碱地耕作层的松土层土壤含盐量浓度可降低30%以上。该技术可在冬季霜冻前或雨季前进行粉垄耕作,利用雪水融化和雨水下渗,或利用灌溉水源,土壤中的盐分将随水分下沉,土壤中的含盐量下降,使盐碱地土壤“淡盐”,促进作物或植物更良好生长发育。 韦本辉研究员介绍了粉垄使盐碱地土壤“淡盐”的科学原理,一是,利用天然降水的下渗运动,使土壤中的盐分下沉;二是,粉垄土壤疏松在氧气、微生物等作用下,使土壤中的部分盐分下移;三是,由于粉垄土壤是横向切割,土壤疏松,土壤中的毛细管被切断,底层土壤中的盐分不容易像拖拉机耕作土壤那么容易上移。 “这三方面的作用,使得耕作层中的土壤盐分下降30%以上。盐碱地中的土壤含盐量大量被‘淡化’,使作物大幅增产。” 韦本辉说,“除此之外,在每条粉垄条带边缘地带建设排水沟渠,便于在雨水或雪水过大时能顺利排出,利于‘洗盐’。同时,作物种植管理还要求根据不同作物生长发育特点,流程化、标准化种植及管理。” 韦本辉详述了具体方法,建议在粉垄机械螺旋钻头一字排列中间,安装1根或2根加长型钻头,可根据排污需求确定长度,一般加长15—25厘米,并在加长型钻头的相应后位加设清沟方铲;然后,在被重金属和化肥、农药过量施用等污染的耕地,在干田条件下,利用螺旋钻头一字排列中间安装有加长型钻头的粉垄机,进行粉垄耕作,并在耕作松土层层面上形成凹状条沟;同时,要在其内摆放一定厚度,如3—5厘米的杂草或树枝条,再采取人工或者小型机械回土,平整田面;此外,在田地的四周采用人工或小型机械挖沟同样摆放一定厚度如3—5厘米的杂草或树枝条回土,形成耕作松土层以下的一个排污网络系统,在沟底部设置排水排污口,以利于排污。 为便于天然降水或人工灌水的浸透淋洗,韦本辉说,要实行干湿交替的水分管理,在下雨或灌溉时,土壤中的重金属或残留的化肥农药成分,将随水分下沉到粉垄土壤松土层底部与犁底层交界处,再由此层面下沉到凹状条沟中,利于在大雨或暴雨天气时随洪水冲走重金属等排污物。 据了解,粉垄耕作后,由于耕作层土壤结构改善、土质疏松,土壤氧气含量增加,利于土壤微生物代谢活动旺盛,从而增加了微生物对重金属、有机污染物等的吸着和转化。 “利用粉垄耕作和设置的排污网络系统及微生物的分解吸附作用,经过作物生长一个周期,或在免耕条件下经2—3年的水淋排污作用,可达到较好的减污修复耕地的效果。”韦本辉说。
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