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1、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、
2、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。,第七章 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
3、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。19962003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
4、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,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
5、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
6、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，我国是唯一的“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
7、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
8、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15。,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。
9、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
10、，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
11、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
12、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
13、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、串灌，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
14、,（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
15、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
16、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
17、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,农田保护：是指保护农田不受自然与人为的破坏，防止跑土跑水跑肥，保护作物正常生育。 在自然生态系统中，土壤的消失与更新速度相同，土壤处于一种平衡状态。 农业生态系统受人为影响，水土流失现象产生。,一、农田水土流失的治理,逆境土壤:通常是指存在着
18、对植物生长有各种限制因素的土壤，即那些受干旱、盐碱、洪涝、污染、养分缺乏等因素胁迫，影响植物正常生长的土壤。,一、农田水土流失的治理,水土流失：是指陆地表面在水力、重力、风力等外力作用下，水土资源和土地生产力的损失和破坏。这是广义的水土流失。狭义的水土流失是特指水力侵蚀现象。指雨水或融雪乃至灌溉水流形成的地表径流对土壤的冲刷与迁移。一般来说，凡是地面倾斜且遭暴雨的农田都有可能产生水土流失。,一、农田水土流失的治理,影响水土流失的因素,气候：降水、风、温度 地形：坡度、坡长土壤：透水性、抗蚀性、抗冲性 植被：植被在水土保持中的功能： 拦截雨水； 调节地面径流； 固结土体； 改良土壤性状； 减低风
19、速，防止风蚀。,水土流失动态监测试验,四川省水利科学研究所的观测证明，坡度愈大，水土流失也愈大。特别在降雨强度较大与覆被率极低的情况下，更为严重和迅速。不同坡地上的水土流失与坡度成正比。,表 水土流失与坡度的关系,影响水土流失的因素,人类不合理的经济活动：毁林毁草陡坡开荒草原上过度放牧开矿、修路随意倾倒废土弃石等,（一）保护性作物种植（二）保护性土壤耕作（三）梯田种植法,一、农田水土流失的治理,土壤耕作,（一）保护性作物种植,1.保护性作物布局 农作物按它们的水土保持效能分为三大类：(1)中耕作物 如玉米、高粱、棉花、马铃薯、烟草等，行株距较大，植株对地面的覆盖度小，经常中耕松土，连年种植常促
20、使土壤结构破坏，导致径流量和冲刷量加大，而引起土壤侵蚀。,(2)密植作物 如小麦、大麦、莜麦、谷子、糜子、大豆、花生等禾谷类和豆类作物，保持水土的作用较好。(3)二年生与多年生牧草 如草木樨、苜蓿、沙打旺、小冠花等，覆盖面积大，时间长，能缓冲雨滴冲击地面，根系能穿插挤压土壤，形成团聚体，有大量有机质还田，改良土壤结构，使土壤具有良好的渗透性，水土保持作用最大。,1.保护性作物布局,在种植制度中扩大密植作物面积，压缩中耕作物比例；扩大秋熟作物面积，压缩夏熟作物面积；扩大多年生作物面积，压缩一年生作物面积等。都可以在一定程度上通过增加农田植物覆盖度，避免暴雨季节农田裸露休闲等，减轻水土流失的发生。
21、在作物布局中，应尽可能避免防侵蚀能力差的中耕作物长期连作。在可能条件下，最好把防侵蚀作用强的牧草同一年生作物结合起来。,1.保护性作物布局,美国研究资料表明，中耕作物插入密播作物，在中等坡地上能有效地控制径流和侵蚀。每年土壤侵蚀吨数,休闲为140thm2，连作棉花为50thm2，玉米与覆盖作物二年轮作为25thm2，玉米、棉花、小麦与胡枝子轮作为20thm2.,我国甘肃天水水土保持试验站进行草田轮作对比试验，轮作地的冲刷量平均减少26.2%。,1.保护性作物布局,在一个山区坡地上，为了保持水土，般是坡上部造林，中下部种植果树，坡底种植一年生作物。,1.保护性作物布局,2.间作、混作和套作,间混
22、套作可以增加地面覆盖度，延长覆盖时间减轻水土流失，是山区丘陵保持水土的重要措施。,据陕西延安水土保持站研究，苏丹草单作时，覆盖度为70%，与草木樨间作时，覆盖度为90%，覆盖度的增加可减弱雨水对土壤的冲击，减少水土流失。,据天水水土保持试验站测定，扁豆与青稞混作比扁豆单作时的水土流失量要少90%。,发展泡桐实行农桐间作；发展苹果、梨、葡萄、枣、桃、杏等果树， 实行果农间作；发展沙打旺、草木樨、苜蓿、田菁等， 选择适沙性较强的避风沙较好的小麦、谷子、 棉花、花生、瓜类等作物，实行粮、经、菜、 肥间作轮作。建立起林草农复合层片生物结构，增加植被覆盖，利用植物防风固沙，改善田间小气候，稳定近地面大气
23、层水热动态，是风沙区农田保护的根本措施。,2.间作、混作和套作,3.带状种植,带状种植：就是条带种植，是沿着坡地等高线划分成若干长而窄的条带，在各条带上交互和轮流种植密生作物与疏生作物或牧草。保护性作物覆盖着地面，能防止雨水对地面的冲击，减缓径流，拦截泥沙，阻拦疏生作物带冲下来的水土，防止土壤侵蚀。在空间上是带状间作，在时间上是草田轮作。,带状间作,农作物带状间作就是用疏生作物(玉米、高粱、棉花等)和密生作物(小麦、大麦、谷子、糜子等)成带状相间种植。带的宽度一般35m。,草田带状间作就是用牧草与农作物成带状相间种植。玉米地对水土流失的控制力较差，苜蓿地可截留较多的水土。玉米与苜蓿成带状交替种
24、植，减少水土流失的效果显著。,据辽宁阜新市水土保持站观测，实行草田(苜蓿、草木樨)与高粱带状间作后，径流量比高粱单作减少78%，冲刷量减少92%。,带状种植的条带最好符合于等高线，在坡度较大时，最好和梯田相结合。,在地陡、雨量多而强度大、土壤紧实吸水性能小的地区，条带窄一些。相反，条带应宽一些。坡度为120150时，可设置1020m宽的条带坡度为150200时，条带宽度只宜510m。,3.带状种植,基本原理：利用土壤耕作措施增加地面粗糙度，改良土壤结构，提高土壤肥力和透水贮水能力，减轻土壤径流和土壤流失量，从而达到保水保土、培肥地力和持续增产的目的。,(二)保护性土壤耕作,等高耕作法（Cont
25、our Cultivatiion)沟垄耕作法(Listing or Ridge Tillage)丰产坑或区田耕作法残茬覆盖耕作法少耕与免耕法,(二)保护性土壤耕作,1.等高耕作法,土壤耕作,等高耕作法：指沿坡地等高线进行的耕作方法。所形成的等高小垄与作物作为减缓水向下流动的障碍物，可以减少径流，减小水蚀，增加土壤水分，起到保土保水的作用。许多研究资料表明，等高耕作比顺坡上下耕作水蚀减少25%78%。,1.等高耕作法,土壤耕作,据测定，当坡面小于20度时，普通降雨，等高耕作与顺坡种植比较，径流减少80%，土壤冲刷减少90%。在缓坡地上作用较大，随着坡度增加，它的作用降低。它适用于250以下的山坡
26、地，宜种糜谷、小麦、豆类、马铃薯等作物。这种耕作法投资小，方法简单，见效快，易普及推广。,1.等高耕作法,2.沟垄耕作法(Listing or Ridge Tillage),土壤耕作,2.沟垄耕作法(Listing or Ridge Tillage),沟垄耕作法：指通过耕作在地面上形成较大的沟和垄，从而能更有效地控制土壤侵蚀的一类耕作法。,据陕西汉中水保站多年试验，横坡等高沟垄种植可减少径流64%，减少泥沙冲刷92.9%，一般作物增产30%。,土壤耕作,它一般也是按等高线进行，适于在较大坡度的耕地采用。我国的沟垄种植法，适宜于川台塬坝和水平梯田。此法需深耕起垄，顺沟种植，深播浅盖，播后镇压。,
27、2.沟垄耕作法(Listing or Ridge Tillage),3.丰产坑或区田耕作法,沿等高线在坡上每隔1m2范围挖一方坑，长、宽、深各50cm，挖出的生土在坑的下沿和左右两侧作成土埂，把上方50cm和左右两侧各50cm范围内挖出的表土放在坑内，然后在坑内施肥和播种。,竹节沟,竹节沟,土壤耕作,4.残茬覆盖耕作法,在地表保留足够数量的作物残茬或秸秆，以保护土壤，减少大量的土壤损失。植物残留物缓和了雨滴冲击地面的力量，减少了地面板结的可能性。残留物吸收大量降水，延迟了地表的水流，使水分有更多的时间渗入地下。,美国威斯康星州研究，在60坡地上，头年用切碎的玉米秆部分覆盖地面，第二年可减少土壤
28、侵蚀77%。,土壤耕作,一般是在联合收割机上装上秸秆切碎机和撒布机，在收割作物的同时就把秸秆切碎，撒在地面上，然后用相应的农机具进行耕作。,4.残茬覆盖耕作法,残 茬 覆 盖,控制土壤侵蚀所需要作物残茬量随土壤和坡度而不同，一般约需小谷物残茬33606720kghm2。小谷物、牧草残茬的效果是玉米残茬的2倍。,5.少耕与免耕法,免耕法由于留有作物残茬保护地面，避免了地面的裸露，又不翻动土层，从而有效的防止和减轻了土壤侵蚀。少耕法是在满足作物必要的土壤耕作措施的基础上，尽可能减少耕作次数及环节，以便保持良好的耕层构造，避免土壤过于疏松，从而减轻土壤流失。美国俄亥俄州试验结果表明，在坡地上用免耕法
29、种植玉米，对土壤的保持作用几乎与草地的效果相当。华北平原对风沙土的耕作经验是：一般不进行秋耕，并高留作物的残茬(玉米、高粱、谷子)作为风障，以降低风速，预防风蚀。,水平梯田,(三)梯田种植法,梯田种植法,(三)梯田种植法,梯田种植法：指通过修筑梯田控制坡长、降低坡度，减缓田面径流的一项有效的防止水蚀的措施。有较高的水土保持能力。据牛文元报道，黄土高原坡耕地上的水土流失量为梯田的7.7倍。,Spomer在美国Iowa州东南部坡度为180、年降水量810mm的地区的集水域连续8年测定了土壤的流失量得出，玉米地达1534t/hm2，草地和梯田式种植玉米的农田不到3thm2。,我国梯田类型,水平梯田：
30、把耕地的长坡分段，在各段内采用里挖外垫的方法，把坡面修成若干个长条梯田。坡式梯田：在坡面上每隔一定距离沿等高线开沟筑梗，把坡面分割成若干个带状田块。除开沟和筑梗部分改变了小地形外，坡面其它部分保持原状不动。隔坡梯田：在每两个水平梯田之间，隔着一个保持原坡面的斜坡地。一般斜坡段与水平段宽度之比为11或21。,梯田的规格主要包括田面宽度、田坎高度和田块坡度三方面田面宽度不宜太窄，也不宜太宽。太窄了耕作不方便，地坎占地多，太宽了运土量大，花费劳力多。机耕作业时适合履带拖拉机操作的田面宽度为15-18m，胶轮拖拉机牵引双铧犁耕作，田面最小宽度应在10m以上，手扶拖拉机操作的田面宽度应在4m以上。,(三
31、)梯田种植法,田坎高度要根据土质好坏、坡度大小、耕作方便等方面来确定。山坡缓、土层厚的田坎可低些，山坡陡、土层薄的田坎应高些。陕北黄土区群众经验，田坎最高不应高于3.5m。 修筑梯田应根据地形进行规划，一般以25以上的陡坡地，原则上应退耕还林还牧，但在人多地少的地区，也可修筑梯田。,(三)梯田种植法,风蚀：是指在气流冲击作用下，细土粒、沙粒脱离 地表被搬运和堆积的过程，它受风速、地表 状况、颗粒比重和大小的影响。我国是一个风沙区面积较大，风沙危害及沙漠化严重的国家，风沙区面积占全国耕地面积的15.9%。主要分布在西北和沿长城一带的干旱和半干旱地区。,二、农田土壤风蚀的治理,二、农田土壤风蚀的治
32、理,防治基本原则：降低风速，提高土壤的防风能力。保护性作物种植保护性土壤耕作改良土壤性状田间设置屏障,1.保护性种植,选择种植防风蚀能力强的作物和品种抗风蚀强的作物：大麻、麦类、苜蓿等；马铃薯、玉米、谷子等次之；棉花、瓜类、豆类等最差。调整播种期，避开风季如春小麦顶凌播种，在风季来临时麦苗已健壮，具有了一定的防风能力。多熟种植，填闲种植、带状种植等，延长植被覆盖时间，提高植被覆盖度，增加地面粗糙度。覆盖种植法。如留茬种植，塑料薄膜，秸秆还田等。,2.保护性土壤耕作,在坡上修梯田、挖水平阶、开水平沟等。可减缓坡度，截短坡长，改变小地形，达到减轻或防止土壤侵蚀的作用。在荒坡上造林实施鱼鳞坑、水平沟
33、等水土保持整地法，在谷地上修谷坊、建水库，可以控制沟底下切和沟坡侵蚀。开沟起垄，保持犁沟与垡垄不平整，以增加地表粗糙度，减弱近地面风力。免耕覆盖等。,水平阶,鱼鳞坑,石谷坊,这些土壤耕作措施应与其它的防风措施配合，同时耕作方向应该尽可能与盛行风向垂直。风沙土耕翻不宜过深，一般不超过30cm，以防漏水漏肥。,2.保护性土壤耕作,3.改良土壤性状如采用客土法改良土壤质地、增施有机肥料、平衡施肥、施用石灰或石膏改良土壤酸性或碱性、适宜土壤结构改良剂、免耕技术、深松技术等措施可以改良土壤性状，提高土壤抗蚀性和抗冲性，防治土壤风蚀。,4.设置田间屏障,设置作物防风障、篱笆防风障等。设置农田防护林,秋播小
34、麦时，一般采用两种办法：,一种是隔一定距离(35m)留高茬，在高茬风障间进行条播。,另一种是进行一般的密播，则每隔一定距离(35m)用玉米秆设立风障。,农田防风林,农林结合，建立农田防护林,成片、成带的森林对附近的农田保护可带来一些有利的影响，但也有一定的副作用。与一年生作物间的群体关系相似，农林复合群体也存在着互补与竞争两个方面。,森林对近农田的主要有益作用是：,第一，在山区坡地上保护水土。植树造林由于增加了植被覆盖率，可以减弱地表径流，降低雨水对地面的冲击，减少水土流失，涵养水源。据调查，在森林覆盖下，树冠的截雨率(截雨量占降雨量的百分比)可达10%以上，地表的枯枝落叶有强大的吸水力，1k
35、g的枯枝落叶可吸收2-5kg的水。,第二，减低风速，抗御风沙灾害。一般在林带下风向4-15倍树高距离可减低风速10%40%。第三，改变了农田小气候。由于林带使风速和涡流交换显著减弱，因而降低了带间农田的可能蒸发量，林带和作物蒸腾水分损失较少，土壤含水量显著增加，空气湿度相应提高，平均提高3%5%。,林带对农田不利的影响表现在：,第一，“胁地”作用。即在高大树木遮荫下，附近农田受光时间短，热量减少，水分养分消耗多，因而减低了附近农作物的产量。不同情况下胁地表现不同，般林带东侧受威胁西侧，北侧南侧，秋作物夏作物，旱地水浇地，瘦地肥地不同作物耐胁程度是：水稻蔬菜小麦玉米大豆棉花谷子甘薯,第二，改变农
36、田小气候。林下农田温度降低，对玉米、棉花等喜温作物的生长发育是不利的。,护田林带通常由主林带和副林带两部分组成。主林带的方向与主要害风垂直；副林带一般又垂直于主林带。田块上配置的主林带和副林带组成林网，在林网内每一田块的主林带和副林带就形成一个网格。护田林只有由多数林网所组成时，其减低风速从而改善一系列小气候条件的作用才是稳定与显著的。,农林结合，建立农田防护林,农田防风林,农田防风林网,相邻两个主林带的距离称为林带的间距，通常以主要树种达到壮龄时林带平均高度(H)的倍数来表示。一般主林带间距不应超过带高的25倍。如果带间距小于500m，防风效益则大为增加，但胁地作用也将增大。副林带间距可大到
37、最适于农机田间作业的距离。网格面积如控制在50hm2以内，效果更加显著。,农林结合，建立农田防护林,林带的树种要适应当地的土壤和气候条件，也符合经济上的要求，具有良好的向上生长的能力，树冠发达，根系强大而不在表土蔓延，不给农作物带来病虫害。一般护田林选配三类树种：主要树种。植株高大的乔木，如箭杆杨、毛白杨、橡树、桦树等，形成上层树冠，起主要防风作用。伴生树种。亚乔木树种，如刺槐、加拿大杨等，树冠较低，形成中间郁闭层，并对主要树种起天然整枝作用。灌木树种。如紫穗槐、柠条等，在下层起挡风作用，并郁闭地面，防治杂草丛生。几种树种合理搭配，形成混交林，比单一树种稳定，防风效果好。,防盐的主要措施是控制
38、地下水位，防止地下水位抬高可通过减少和防止渠道渗漏和发展节水农业，防止水分下渗抬高地下水位。建立农林复合生态系统，既可降低地下水位，又可改善农田小气候，是防止土壤次生盐渍化的有效措施之一。,三、农田土壤盐碱的治理,在有条件的地区种植水稻可以改良盐渍土。稻田由于生育期长期淹水，有完善的排、退水条件，可有效地洗脱土壤盐分，淡化地下水质；稻根呼吸作用产生的有机酸，可中和苏打盐土等过高的土壤碱度。对盐渍土农业改良措施主要有平整土地，种植绿肥、草田轮作等。,三、农田土壤盐碱的治理,四、污染土壤的改良利用,工程措施生物措施化学措施农业措施,（一）工程措施,工程措施：是指用物理（机械）、物理化学原理治理污染
39、土壤，且工程量比较大的一类方法。客土、换土、翻土隔离法清洗法热处理电化法,1.客土、换土、翻土,客土法：就是向污染土壤中加入大量的干净土壤，覆盖在其表层或混匀，使污染物浓度降低到临界危害浓度以下或减少污染物与植物根系的接触，从达到减轻危害的目的。该法对于浅根植物（如水稻）和移动性较差的污染物（如铅）效果较好。客土应尽量选择比较黏重或有机质含量较高的土壤，以增加土壤环境容量，减少客土量。,1.客土、换土、翻土,换土法：就是把污染土壤取走，换入新的干净的土壤。适用于小面积严重污染且污染物具有放射性或易扩散难分解的土壤。对换出的客土应妥善处理，以防二次污染。,1.客土、换土、翻土,翻土法：就是深翻土
40、壤，使聚集在表层的污染物分散到更深的层次，达到稀释目的。该类方法治理效果显著，不受土壤条件限制。但须大量人力、物力，投资大，且肥力会有所降低，应多施肥料以补充肥力。,2.隔离法,隔离法：就是用各种防渗材料，如水泥、黏土、石板、塑料板等，把污染土壤就地与未污染的土壤或水体分开，以减少或阻止污染物扩散到其它土壤或水体的做法。该法应用于污染严重、易于扩散而且污染物又可一段时间后分解的情况，如较大规模事故性农药污染的土壤。,3.清洗法,清洗法：就是用清水或含有能增加重金属水溶性的某些化学物质的水，把污染物冲至根外层，再用含有一定配位体的化合物或阳离子与重金属形成较稳定的络合物或生物沉淀，以防止污染地下
41、水的做法。用富含泥土的洪水淹灌污染土壤，既起清洗作用，同时又容入一定量的新土。清洗法对烃、硝酸盐等污染较经济实用，适宜于轻质土壤如沙土、沙壤土等。,4.热处理法,热处理法：就是将已经隔离或未经隔离的污染土壤加热，使污染物产生热分解的方法。该法多用于能够热分解的有机污染，如石油污染。产生热的方法有多种，如红外线辐射、微波和射频方式加热、管道输入水蒸气等。,5.电化法,电化法：在水泡的土壤中插入一些电极（最好是石墨电极，电极间距和深度根据需要而定），通过低强度直流电（15A）。通电后，阴极附近产生的H+便向土壤毛孔移动，并把污染物释放到毛管溶液中。大量的水溶液以电渗透的方式在土中流动，移到阳极附近
42、，并被吸收到土壤表层，这样就可清除污染物质。采用这种方法还可以回收多种金属。 （美国路易斯安娜州立大学研制）该法适用于其他方法难以处理的透水性差的黏土类土壤。,生物措施：指用某种特殊的动物、植物、微生物较快的吸走、移走、沉淀或降解土壤中的污染物质，而达到净化土壤的目的。蚯蚓及某些鼠类能降解土壤中的一些农药，吸收移走土壤中的重金属。,(二)生物措施,美国分离出能降解三氯丙酸或三氯丁酸的小球状反硝化菌种；意大利从土壤中分离出的某些菌种，可抽取出酶复合体，能降解2.4-D除草剂；日本研究出土壤中红酵母和蛇皮藓菌，能降解剧毒性聚氯联苯达40和30。,(二)生物措施,一些野生植物能吸收并在体内大量累积铅
43、、锌、铜、镉、镍等重金属元素和砷、硼等污染元素。这类植物称为超积累植物，其吸收重金属的量超过一般植物100倍以上，可通过人工栽培用于重金属等元素污染土壤的治理。这类植物根系通常含较高浓度重金属，割除植物时应尽量连根收走。,（二）生物措施,化学措施：通过在某些污染土壤中加入一定的化学物质有效地降低污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低它们进入植物体、微生物体和水体的能力，减轻对生态环境危害的一类措施。对于重金属污染的土壤，施用石灰、高炉灰等碱性物质能提高土壤pH，降低重金属的溶解性，从而有效地降低植物体内的重金属浓度。,（三）化学措施,增加磷肥、硅肥等提高土壤的缓冲能力，也能降低植物体内的
44、重金属浓度。离子拮抗也可降低植物对某种污染物的吸收。,法国农业科学院波尔多试验站研究结果，在镉、锌污染的土壤上施用含铁丰富的物质（铁渣、废铁矿）能明显降低植物镉、锌含量。,（三）化学措施,增施有机肥提高土壤环境容量控制土壤水分选择合适形态的化肥选择抗污染的农作物产品改变种植方式或改为非农业用地,（四）农业措施,施用堆肥、厩肥、植物秸秆等有机肥，可增加土壤有机质。可增加土壤胶体对重金属和农药的吸附能力；部分有机质是还原剂，可促进土壤中的隔形成硫化镉沉淀。可将高价铬（Cr6+)还原为毒性较低的低价铬(Cr3+)；能促进微生物和土壤酶系的活性，加速有机污染物的降解。,1.增施有机肥提高土壤环境容量,
45、土壤的氧化还原状况影响某些污染物的存在状态，通过控制土壤水分可达到降低污染物危害的作用。据研究，在水稻抽穗到成熟期，保持淹水可明显减少水稻籽粒镉、锌、铜、铅的含量。因为在还原状况下，其可于S2-结合形成硫化物沉淀。此法不适于砷污染土壤。在还原条件下砷以亚砷酸形式存在，砷的溶出量增加，会加重砷污染。汞在还原状况下与甲烷形成甲基汞，汞的毒性增加。,2.控制土壤水分,不同形态的氮、磷、钾化肥具有不同的生理酸碱性和化学性质，因此，其对土壤特别是植物根际环境的理化性质具有不同的影响，影响重金属的溶解度。某些形态的化肥更有利于降低作物体内重金属（镉）浓度。氮肥：Ca(NO3)2NH4HCO3NH4 NO3
46、、CO(NH2)2 (NH)4SO4、(NH)4Cl磷肥：钙镁磷肥Ca(H2 PO4)2磷矿粉、过磷酸钙钾肥： K2SO4KCl。,3.选择合适形态的化肥,不同种类的植物或同一种植物的不同品种，对污染元素的吸收和利用能力有很大差异。菠菜、小麦、大豆吸镉量多，不宜在含镉量高的土壤上种植，而玉米、水稻一般较低，但有的水稻品种具有较强的富积镉的能力。,4.选择抗污染的农作物产品,我国华南地区种植的水稻、豆角、油菜中的不同品种对镉的吸收累积也有明显差异。国外研究也表明，种植于同一污染土壤上，大麦、玉米、烟草的不同品种对重金属的吸收具有明显差异。,4.选择抗污染的农作物产品,一般来说，在中、轻度重金属污
47、染的土壤上，不宜种植叶菜、块根类蔬菜，可改种瓜果类蔬菜或果树等，能有效地降低农产品的重金属浓度。在轻度污染的土壤上，选用生长期短的早熟品种，可减少污染物在作物体内的积累量。通过筛选出在食用部位累积污染物少的品种，直接种植在中、轻度污染的土壤上，可减轻农产品污染物的浓度，有时甚至减少几倍。,4.选择抗污染的农作物产品,污染严重的某些农田，若污染物不会对人体产生危害，在需要的时候优先考虑改为建筑用地等非农业用地。污染较严重的农田，可改种非食用植物，如花卉、苗木、棉花、苎麻等。农业措施投资少，无副作用，但治理效果较差，周期长，适于轻度污染的土壤。同时农业措施应与生物措施，化学措施配合使用。,5.改变
48、种植方式或改为非农业用地,第三节 农田培肥,养分平衡农田的物质循环与养分平衡不同种植制度下农田物质平衡动向土壤培肥生物养地化学养地物理途径养地防护途径养地,（一）农田的物质循环与养分平衡农田的物质循环是开放型的输入：降水；土壤矿质分解；生物固氮；根系和残茬归还；灌溉；有机肥料和矿质肥料；播种与幼苗移栽。输出：植物收获时的养分移出；土壤的淋失；土壤的冲刷；挥发；土壤固定等。输出大于输入土壤越来越瘦，输入大于输出土壤越来越肥，输出等于输入地力呈相对稳定状态。,一、 养分平衡,在农业生态系统中，每种元素都有自己独特的循环途径。我们必须弄清养分的循环途径和转移路线，通过各种途径扩大营养物质的循环，才能
49、稳定和提高土壤肥力。土壤有机质的动态与平衡碳的循环与平衡氮的循环与平衡磷的循环与平衡钾的循环与平衡,有机质、碳、氮、磷、钾的循环与平衡,土壤有机质的动态与平衡,土壤有机质是地力的物质基础，其含量高低直接影响土壤的结构性、紧实度、通透性、容量、养分、耕性及微生物的活性。土壤有机质包括腐殖化和矿质化过程。土壤有机质来源：作物残体、秸秆还田、蓄粪厩肥还田等。,大量的有机物质不能还田绿肥种植面积小，且产量低，养地速度跟不上养分移出农田的速度化学氮肥大量施用，使土壤碳氮比降低，从而加速了土壤有机质的矿化，导致土壤有机质含量下降土壤的雨水淋溶掉大量营养元素。,土壤有机质下降的原因分析：,研究表明，土壤有机
50、质含量在4%以下时，与作物产量呈明显正相关。因此，在农田培肥中，注重农田有机质平衡，使土壤有机质稳定增长，是培肥地力提高作物产量的重要环节。,土壤有机质的动态与平衡,碳的循环与平衡,农田生态系统中碳的循环属于气态型循环。以“大气CO2动植物（残体与排泄物）分解者”途径进行循环。输入：秸秆、根茬、落叶以及各种有机肥输出：通过土壤中有机质的分解，把有机态碳变为气态碳而逸散。农田土壤中碳的输入与输出决定着土壤有机质的消长。,碳的循环与平衡,如果能将其中半数还田的话，大致可以维持碳平衡或有些富余。高产多熟有利于增加土壤有机质源。,输入：降雨，土壤自生固氮，豆科作物共生固氮，人蓄粪便，根茬，秸秆。输出：
