平乐县自然资源局
摘要:土地利用方式是影响土壤特性最直接、最普遍、最深刻的因素,它严重影响着土壤养分的分布和转化。鉴于此,分析旱地改水田过程中土壤养分的动态变化,对于土壤质量监测和土地生态效益评价具有重要意义。目前,对土地利用变化过程中土壤理化性质变化的研究大多集中在长期封育、退耕还林、退草还湖等对土壤理化性质的影响。关于旱地改水田后土壤理化性质的变化,相关研究较少且不够系统。本文以旱改水耕地质量为研究对象,研究了旱改水耕地质量提升措施。为了揭示土地利用变化后土壤质量对土壤理化性质的响应规律,为改造后土地资源的可持续利用提供科学管理依据。
关键词: 旱改水耕地;质量提升;措施
引言
土地利用转换的碳效应一直备受关注,而旱地改水的调控必将影响长期旱作农田土壤生态环境的稳定性,这是不争的事实。然而,人们对微环境的变化规律、土壤碳通量的动态以及土壤碳通量与环境因子之间的相互反馈机制知之甚少。本文分析了“旱改水”工程的适宜性和潜力,对于旱改水工程的改进能否提高粮食生产潜力的研究进展, 提出了从旱到水提高耕地质量的工程措施,旨在为土地整治、农田管理和低碳农业发展提供依据。
1“旱改水”适宜性及潜力研究进展分析
“旱改水”是指通过一定的工程手段,将旱地、水浇地、耕地后备资源改良转化为水田,有利于提高耕地质量。在“退耕还林”工程的规划设计阶段,划定和选择工程区域是首要任务,因此构建“退耕还林”适宜性评价体系至关重要。影响“陆改水”工程建设的因素很多。在构建“退耕还林”适宜性评价指标体系的过程中,不能考虑所有的影响因素,但必须尽可能全面地选取评价因子。目前,大多数关于“退耕还水”适宜性的研究主要参考土地整治和农用地分等的标准来确定评价因子。这种方法可能存在一些不足,需要在今后的研究中进一步探索。因此,在今后的研究中,“退耕还水”适宜性指标的选取应尽可能与各项目区的实际自然经济条件相结合,在确定各指标权重时应采用多种方法进行计算赋值,使研究结果更加客观、真实。此外,还应补充或创新其他方法,避免人为因素的影响,使评价结果更加合理、科学。利用GIS技术、逐步回归法和空间插值法,将影响水稻生长的气候和土壤作为“旱改水”的限制因子,从而获得符合气候和土壤因素的适宜“旱改水”建设区域。
2旱改水耕地质量提升措施
2.1对不同处理土壤理化性质进行对比分析
土壤理化性质是土壤的基本属性,是调节植物生长发育的关键生态因子。土壤作为陆地生态系统的核心,是陆地生态系统中最大的碳库。准确估算土壤碳储量对于准确评价土壤在陆地生态系统碳循环中的作用具有重要意义。土壤有机质作为判别土壤肥力的重要指标,在土壤养分循环中起着重要作用。建设后稻田土壤总碳和有机碳在0~10、10~20、20~40和40~60 cm四个土层均有显著增加,与前人研究结果基本一致。究其原因,一方面,水田比旱地具有更高的地上生物量,进而向地上分配更多的光合产物;另一方面,稻田在积水过程中,好氧微生物的新陈代谢变弱,土壤有机碳分解缓慢。土壤氮包括有机氮和无机氮。它和土壤有机质一样,也是评价土壤肥力的重要指标之一。许多研究表明,土壤氮素主要来源于土壤有机质,有机质含量高的地区,土壤氮素水平一般较高。这一结论已被研究很好地证实,即在不同土层中,水田的全氮、铵态氮和硝态氮均高于旱地;此外,这也可能与旱地转水田后的土壤拾遗过程有关。土壤磷和钾是植物生长发育不可缺少的元素。植物被无机离子吸收利用,土壤中的有效磷和有效钾是可溶性的,容易流失,会成为植物生长的限制因素。(1)水稻土的速效磷和速效钾含量低于旱地。可能是稻田滞水加速了土壤中有效磷和有效钾的淋溶,间接反映了为了维持稻田的生产力,在生产实践中需要注意补充磷肥和钾肥。土壤电导率是精准农业研究中的重要参数之一,它包含了丰富的土壤物理性质和土壤质量信息。比如土壤中盐分、水分、有机质的含量都不同程度的影响土壤电导率。(2)在研究中,水田的电导率显著高于旱地,正是因为水田中离子交换更强。土壤pH值是一个高度敏感的因素,它决定了植物的分布和存活。土壤pH值的变化直接影响养分的有效价态和有效性。(3)在研究中,旱地和水田的pH值没有显著差异,但总体上旱地的表层pH值低于水田,旱地的深层pH值高于水田。长期在旱地耕作,必然会积累大量的作物根系和凋落物,增加土壤的酸性。但水田建设过程中,表层大量根系被去除,土壤有机质减少,导致pH值降低,深层土壤厌氧微生物作用强烈,产生大量有机酸,降低了酸度。
2.2明确旱改水的条件
利用评价模型计算了地形条件、土壤条件和耕作条件的评价得分,发现三个评价维度的适宜性差异较大。地形条件总体得分较低,在空间上呈现中间高、四面低的特点。中高地块仅占总面积的13.28%,不适宜地块占比最高。三种条件中,土壤条件适宜度最高,适宜度等级多为高度适宜和中度适宜,分别占总面积的55.17%和18.27%。四类样地没有明显的聚集特征。耕作条件没有高度适宜的地块,其他三个等级的地块面积差别不大。中度适宜、勉强适宜和不适宜样地面积分别占45.62%、28.61%和25.77%,各样地空间分布相对均衡。
2.3加大“旱改水”宣传,提升群众的认知
当地政府和村委会应重视“旱改水”工程完成后的管护工作。通过发放宣传单、悬挂主题横幅、广播、召开主题会议等方式,让群众了解“旱改水”工程的建设效果和工程实施后管护的重要性,让群众加强对“旱改水”工程设施的保护意识。
2.4加强管理力度,完善监督体系
项目完成后,可以研究制定规章制度、指导意见等。以配合当地“干水改善”项目的后期维护和监督。指定一名负责人负责项目的实施、维护和监督。
2.5完善措施维护基础设施
改造后的道路、桥梁可能因自然环境或人类活动而受损。因此,可以在道路的重要位置设立标志,明确其最大承载极限;灌溉和排水沟渠等基础设施可以定期检查或维护,以确保其正常运行;对于配电箱、潜水泵等配套设施,要安排专人监管,防止被盗。
2.6实现生态效益
(1)通过“旱改水”的改良,可以增强土壤的肥力,提高耕地的肥力,从而提高耕地的质量,也有利于增强农田的物流和良性循环,增加水田的稳定性,改善生态环境。(2)通过实施“旱改水”综合整治措施,可提高整治农田的水土保持和蓄水能力,通过完善相关水利设施,有效减少农田地表径流,增强其防洪抗旱能力。(3)项目实施后,将改善项目区的基础设施,提高耕地质量,有效促进农业规模化和工业种植,减少化肥和农药使用量,有利于资源节约和环境保护。
结束语
“旱改水”增加了土壤水稳性微团聚体的比例,增加了土壤含水量,降低了不同粒径土壤团聚体中微生物群落的多样性,也降低了土壤微生物(主要是氨基酸和碳水化合物)利用碳源的能力。为了保证我国的可持续利用,可以利用高通量测序技术研究“旱改水”工程后土壤中难培养微生物种群的变化,从而进一步阐明“旱改水”工程对土壤微生物群落结构和功能影响的生物学机制。
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