退化坡地土壤改良与发展绿色食品生产的途径── 以广东省五华县河东镇农业开发基地为例.doc

文章编号：1008-181X（2001）02-0167-04退化坡地土壤改良与发展绿色食品生产的途径以广东省五华县河东镇农业开发基地为例邓南荣，吴志峰，郭治兴，李定强，刘平（广东省生态环境与土壤研究所，广东 广州 510650）摘要：在对广东省五华县河东镇农业开发基地土壤调查研究的基础上，对该基地坡地土壤肥力现状及存在问题进行了分析与评价，提出了土壤改良途径；结合基地的情况与当前绿色食品发展的形势，提出了在退化坡地发展绿色食品生产的技术措施。关键词：退化坡地；土壤改良；绿色食品中图分类号：S156 文献标识码：C 随着人口、资源、环境之间的矛盾加剧，当今退化坡地的恢复和绿色食品的生产已成为全球共同关注的重大问题。由于经济的高速发展导致耕地的不断减少，尤其在广东省，山多地少，素有“七山一水二分田”之称，耕地的减少更甚，而退化坡地则占广东省土地总面积的50%以上。其自然资源生产潜力巨大，一般超过温带地区1倍以上；通过种植牧草、豆科绿肥、施用有机质肥等措施来改良土壤，提高土壤肥力，可大大提高作物产量。同时广东省退化坡地主要是由于水土流失引起，土壤本身受工业污染较少，有害金属元素残留较低，适于发展绿色食品生产。因此，退化坡地为绿色食品的生产提供了更广阔的发展空间。1 概况 河东镇位于广东省五华县东北部，与县城所在地水赛镇仅一河之隔，面积51 km2，以丘陵坡地为主。气候类型属中低纬度南亚热带季风性湿润气候，夏秋温暖多雨，春暖较早，冬寒较迟，水热资源丰富，年平均气温为20.521.2 ，年平均雨量为14001600 mm，平均日照时数为1967 h，年平均太阳总辐射为502 kJ/cm2，年平均无霜期为325 d，年平均12 有效积温为31503350。土壤类型主要为花岗岩和砂页岩发育的赤红壤，植被类型主要为马尾松、芒萁、岗松等。植被覆盖度较低，水土流失极为严重，部分地方表土已流失殆尽，水土流失类型主要为沟状及面状侵蚀。1998年当地政府引进深圳市英特泰投资有限公司资金对河东镇丘陵坡地进行高效农业综合开发，成立了英特泰（五华）现代农业公司，在规划面积3333 hm2的综合开发基地上种植亚热带高附加值的水果品种。现已开发种植果树面积800 hm2，总投资已接近1亿元人民币。该公司计划在35 a时间内投资35亿元，开发20003000多hm2绿色环保食品基地。基地范围主要位于河东镇的尘风坳平南、黄湖布头两片。2 坡地土壤肥力现状及存在问题 我们对河东镇高效生态农业开发基地的黄湖区和尘风坳选择了10个采样点，共采了13个土壤样品，并对样品进行了化学分析。分析结果表明，本区土壤pH为4.14.9 （半风化紫色土pH为8.8），有机质含量0.241.58%，全氮痕迹至0.066%，全磷0.0130.044%（紫色土略高，为0.131%），全钾1.223.94%；速效氮24.792.9 mg/kg，速效磷2.913.5 mg/kg，速效钾16.681.0 mg/kg，有效硼0.090.849 mg/kg（表1）。 （1）土壤pH值平均值为4.39（紫色土除外），土壤呈强酸性反应（小于4.5）。土壤pH值是决定根系能否吸收其所必需的矿质营养元素的关键。沙田柚的根系要求土壤pH值为5.56.5的微酸性土壤最为合适，当土壤pH值在5.0以下时，土壤中的磷、钙、镁、硼、钼等元素难于吸收，或被溶解出来而流失，使柚树患缺素症。同时也会使铝、铁、锰等元素溶解过多，使根中毒，造成树体生长不良，产量品质下降。 （2）由于本区植被覆盖度差，水土流失严重，有机质分解强烈，加上强烈的淋溶作用，使土壤矿质元素贫乏，有机质含量极低，平均含量为0.60%，为全国统一分级标准的五级（0.6%1%）至六级（0.6%）水平。胶体品质差，土壤结构不良，保肥供肥能力差。 （3）由于本区地表流失严重，有机质含量极低，导致氮、磷、钾等主要肥力元素含量水平低，所分析的12个土样的全氮平均含量为0.028%，为全国统一分级标准的六级水平（0.05%）；速效氮平均含量为46.0 mg/kg（五级），全磷平均含量为0.023%（六级），速效磷平均含量为7.3 mg/kg（四级），全钾平均含量为2.17%（二级），速效钾平均含量为34.6 mg/kg（五级）。由此看来，本区土壤的氮、磷的全量及其速效态均严重缺乏，全钾含量相对丰富，但对作物有效的速效钾也严重缺乏，不能满足果树的生长发育需求。有效硼平均含量为0.45 mg/kg，在土壤pH值5以下或7.5以上条件下，沙田柚吸硼困难，容易出现缺硼症，一般认为土壤pH 4.76.7之间，硼的有效性随pH的升高而升高。 总的来说，本区土壤酸性强烈，有机质低，营养元素缺乏，结构不良，典型的酸瘦瘠侵蚀性土壤。3 坡地土壤改良途径 土壤肥力是指土壤在植物生长发育的全过程中，同时而又不间断地供应和协调植物需要的水分、肥（养分）、气、热、扎根条件和其它生活因素的能力。土壤肥力状况是土壤中水、肥、气、热四大肥力因素的综合体现，土壤肥力的高低，既要看每个肥力因素的数量是否适当，更主要取决于水、肥、气、热之间的协调程度。3.1 增加土壤有机质，提高土壤肥力表1 开发基地坡地土壤化学分析结果编号采集地点土壤名称采样pH值有机质全氮全磷全钾速效氮速效磷速效钾有效硼深度(水提)/%/(mgkg-1)黄01黄湖黄泥塘赤红壤0304.50 0.380.020 0.028 2.03 26.610.0 32.2 0.15 黄02-1黄湖黄泥塘冲积土0304.40 1.090.061 0.024 1.49 68.39.5 24.9 0.39 黄02-2黄湖黄泥塘赤红壤304.20 0.460.025 0.020 1.44 34.13.5 16.6 0.09 黄03-1黄湖办公楼左侧赤红壤094.10 1.580.066 0.025 1.22 72.17.5 37.4 1.09 黄03-2黄湖办公楼左侧赤红壤9454.30 0.350.018 0.025 1.76 32.29.5 20.8 0.09 黄03-3黄湖办公楼左侧赤红壤454.50 0.24痕迹0.023 1.96 30.42.8 16.6 0.20 黄04黄湖办公楼前赤红壤0304.30 1.310.067 0.044 1.58 92.913.5 27.8 0.42 尘01尘风坳基地入口赤红壤0454.80 0.520.024 0.013 3.76 45.58.0 74.7 0.84 尘02基地办公室左侧赤红壤0304.40 0.330.017 0.016 1.60 34.18.1 24.9 0.09 尘03尘风坳水库西面赤红壤0304.10 0.310.016 0.015 3.36 32.24.5 33.2 1.00 尘04尘风坳水库南面赤红壤0304.35 0.18痕迹0.015 1.86 41.72.9 41.5 0.76 尘05大吉坑水库附近紫色土0108.80 0.15痕迹0.131 3.86 24.711.6 81.0 0.09 尘06茶亭岗附近赤红壤0304.90 0.430.033 0.033 3.94 41.77.8 64.3 0.34 平均值（尘土05紫色土因面积极小除外）4.390.600.028 0.023 2.17 46.07.3 34.6 0.45 一般土壤有机质的数量虽然很少（一般小于5%），但它是土壤固相中最活跃的部分，是氮素养分的主要来源，对土壤理化性质具有重大影响，它是衡土壤肥力高低的重要标志。它的作用主要表现在：提供植物需要的多种养分并促进养分的有效性；改善了土壤的物理性质，改良土壤结构，有利于土壤的通气性、通水性和耕性；增加土壤温度，提高土壤保水能力；增加土壤保持肥性和缓冲性；刺激植物根系生长，吸收和溶解某些农药，并与重金属离子形成可溶性络合物，随水排出土体，而具有解毒作用。可通过如下措施调节与提高土壤有机质含量。 （1）施用有机质肥。通过施用粪尿肥、堆沤肥、绿肥等有机肥来增加土壤有机质。施用量可依据有机质的矿化率，一般土壤为23%。若要保持耕作层有机质含量为2%，每1/15公顷耕层土壤质量为15万kg，如果施入的新鲜有机质有70%矿化，而留下30%未矿化，那么每年在耕作地应至少施入有机质为300 kg。 （2）控制有机质转化。主要通过调节土壤的水、气、热状况来控制有机质的转化速度。通气好，好气微生物活跃，矿化为主，有机质分解快，养分多；通气差，嫌气微生物活跃，有机质分解慢，有利于腐殖质积累。 （3）调节碳氮比（C/N）和酸碱度。碳氮比是指有机物中碳素与氮素总量之比。微生物在分解土壤有机质的过程中，首先要从有机质中取得能量和养分，每分解2030份碳约需1份氮素。豆科绿肥，C/N25301，有机质分解缓慢，且微生物会从土壤中吸取氮素而出现与作物争氮的现象，一般不宜直接施入土壤，而必须先经过堆沤（可加石灰加速熟化）后再施用，秸秆直接施入土壤时，还应添加速效氮肥，如尿素、沤制过的粪尿肥等，以降低碳氮比。 （4）合理轮作换茬，套种或间种绿肥等豆科作物。3.2 合理施用化肥，调节土壤肥力 红壤地区土壤普遍缺氮，大部分缺磷和部分缺钾，为了补充土壤养分的不足，据土壤缺素和作物需要，必须适当施用化肥，调节土壤肥力，还可适当施用微量肥料，如硼、锌、钼等。此外，要注意改进施肥技术： 氮肥：铵态氮肥宜深施，硝态氮肥宜浅施。 磷肥：应集中施用，如穴施、条施或与有机质肥混合施用，从而可防止或减少土壤对磷的固定。 钾肥：适当深施，施在干湿变化较小的土层；集中施用；与有机质混合施用，尽量减少钾肥与土壤的接触面，要少量多次施用。3.3 调节土壤水分 土壤水分是四大肥力因素中最积极最活跃的因素，高产土壤应具有优良的蓄水性、供水性和渗透性。 （1）建立排灌系统； （2）雨后或灌水后要及时中耕松土，减少土壤水分的蒸发损失； （3）改良土壤结构，通过增施有机质肥料、种植绿肥、合理耕作等改良土壤结构，增强土壤的蓄水性和透水性，使土壤保存较多的有效水供作物利用，并使土壤的水、肥、气、热状况协调； （4）坡地要实行沟龚断作等高种植，修筑梯地、梯田或植树造林等可以截留雨水，减少地表径流和冲刷，保持水土，增加土壤的蓄水量。3.4 改良土壤通气性 通气良好，有机质分解快，分解物大多数可为作物吸收利用，有利于作物生长；通气差，有机质进行嫌气分解，分解产物为二氧化碳、氨气、沼气、硫化氢和各种有机酸，这些物质积累过多会对作物造成危害。 改进措施：建立完善的排水系统，避免积水，深耕结合增施有机肥，促进土壤团粒结构形成，具有团粒结构的土壤总孔隙度大，且大小孔隙比例协调，既有利于保水，又利于通气。3.5 种植绿肥、豆科作物 种植绿肥可增加土壤有机质，豆科作物根系具有根瘤菌，可以固定空气中的氮素为作物所用，增施磷肥可提高豆科作物的固氮能力。果树间可间种大豆和花生等豆科作物与豆科绿肥。3.6 调节土壤酸碱性 酸性强的土壤可施用石灰来调其酸性，碱性强的土壤可施用石膏或硫磺来调其碱性。广东省水土流失区大部分为酸性赤红壤，因此，可施用石灰来改变土壤酸度。3.7 提高作物抗旱性 钾可促进植物吸水，磷可降低植物的蒸腾作用。所以，增施磷、钾肥可提高作物的抗旱性。4 发展绿色食品生产技术及途径 绿色食品是指遵循可持续发展的原则，按照特定标准生产、经专门机构认定、许可使用绿色食品商标的无污染、无公害、安全优质的营养食品。广东退化坡地则占广东省土地总面积的50%以上，其自然资源与生产潜力巨大，一般超过温带地区一倍以上，通过治理，可大大提高作物产量。同时广东省退化坡地主要是由于水土流失引起，土壤本身受工业污染较少，有害金属元素残留较低，适于发展绿色食品生产。同时，绿色食品的原料作物生产必须具有良好的生境，在退化坡地上生产绿色食品必须通过种植牧草、豆科绿肥、施用有机质肥等措施来改良土壤，提高土壤有机质，促进土壤微生物的增加，土壤微生物的增加又有利于土壤肥力的提高。再者，病虫害的防治也主要依靠生物防治，在提高生物多样性、稳定性和均匀性的基础上，利用天敌防治害虫，使害虫与益虫建立在一个低密度的平衡状态。在山坡地进行绿色食品的生产技术及途径如下。 （1）创建无污染具有良好生态环境的基地。绿色食品产品或产品原料生产基地的自然环境条件必须符合绿色食品生产的要求，其中灌溉水和大气质量应符合国家农灌水和大气环境质量标准。基地土壤质量必须符合包含土壤污染因素和肥力要素的绿色食品产地土壤环境质量综合评价分级中所规定的l级和2级。基地要求远离三废污染源点，为达到截断污染源的目的，绿色食品产地的植物生产、动物生产和农副业加工生产应逐步做到封闭式生产。 （2）选育抗性强的优良品种。绿色食品生产的栽培过程中必须选用抗性强的优良品种，筛选无病虫壮苗，提高幼苗抗病、抗逆能力。同时，实行苗床与栽培场地消毒，确保幼苗期就杀灭病源、虫卵，控制病虫蔓延。这是减少病虫害，提高品质和产量的基础，是生产优质绿色食品的必要条件，也是绿色食品生产过程中实现以生物防治为主的综合防治技术的前提。 （3）搞好生产基地的规划，创造“三高”无公害绿色食品生产基地。划分好基地生产小区，做好基地的排灌设施、道路、防风林、水保措施等的规划，搞好基地内的水土保持。考虑好基地内作物布局、种植方式、规格密度等因素，合理搭配物种，增加物种多样性，解决害虫和天敌问题，使生产基地成为园林化的整体，创造一个适合绿色食品生产的优良生态环境。 （4）少施化学肥料，重施优质有机质肥和生物菌肥，改良土壤。可采取作物间种优质豆科绿肥、园地铺草、施用禽畜粪便、秸杆、垃圾等有机质肥，使基地土壤成为有机质含量高、有效养分充足、水肥适宜、生物活性强的高肥力和环境质量优良的土壤。有机肥源必须严格筛选无害化有机肥的原料，施用的有机肥先进行高温沤制消毒，以加速土壤、植物体及其它畜禽烘便中残留的六六六和DDT等有害物质的降解，改善六六六和DDT等有害物质在土壤生物体中的恶性循环，逐渐减少土壤中的残留量，使产地土壤有害物质含量低于生产绿色食品的标准，生产的产品达到无污染、无公害，产品卫生安全。 （5）综合防治病虫害。综合防治产前和生产初期的农业综合技术和以生物防治为主，必要时结合使用高效低毒、低残留的化学农药，尽可能使用生物性农药的植保技术。尽可能坚持不施农药、激素，减少对生物群落的干扰，以保持物种群落的多样性、稳定性和均匀性，从而保持茶园益虫和害虫的动态平衡，利用生物控制方法防治病虫害。同时，恶化主要病虫害的生活条件，坚持定期修剪、及时修剪，并结合修剪去除有虫枝梢，火烧修剪叶，造成在一个相当长的时间内，害虫在嫩梢上食料、栖息的条件恶化而难于繁衍，达到控制害虫在嫩梢上产卵等措施来控制病害虫的发展。 （6）采用先进的生物技术。利用先进的遗传育种技术培育种苗，可以保持品种的优良性状，从而使好的品种不致退化。如华南植物研究所利用优质香蕉芽组织进行组织培养香蕉种苗，使种苗完全保留了母本的优良性状，且苗壮无病虫害，使香蕉达到优质高产，取得了良好的效果，种苗产品供不应求。应用生物技术生产高效无毒无残留的生物制剂农药。利用天敌防治病虫害，使产品不致因施用化学农药而受污染，如广东省昆虫研究所在高州的荔枝、龙眼果园采用放蜂防治蝽蟓的危害取得了良好的效果。 （7）增加生物多样性。增加生物多样性有利于绿色食品的生产，如在果园区种植防风林、水保林、牧草、豆科绿肥等多种品种有利