土壤保育-讲义PPT课件

李志宏中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 土壤保育 技术和对策 一 土壤保育的必要性和发展趋势二 土壤保育及改良技术三 典型土壤保育技术模式四 土壤保育平台建设和政策五 植烟土壤保育现状及趋势 目录 土壤科学 最后的科学前沿 土壤 位于地球陆地表面 具有一定肥力 能够生长植物的疏松层 土壤是各种陆地地形条件下的岩石风化物经过生物 气候诸自然要素的综合作用以及人类生产活动的影响而发生发展起来的 土壤是陆地植物着生的基地 是人类从事农业生产的物质基础 土壤通过本身具有的七大功能 即生物质生产 营养物质和水的储转 生物多样性 物理与文化环境 原料来源 碳库 地质与文化遗产 应对全球土壤的六大挑战 即食品安全 能源安全 水源安全 气候变化治理 生态多样性保护 生态系统服务 在全球环境可持续发展体系下 土壤对粮食安全 水安全 能源可持续性 气候稳定性 生物多样性及生态系统服务供应等方面具有不可替代的重要作用 土壤科学 最后的科学前沿 土壤科学 最后的科学前沿 土壤是地球表层系统最活跃的圈层 是人类赖以生存和发展的基石 是保障人类食物与生态环境安全的重要物质基础 2004年Science 科学 专刊明确指出 土壤是最后的科学前沿 进入21世纪以来 土壤学科发展和科学地位得到了不断提升 国际土壤学会 ISSS 升格为国际土壤学联合会 IUSS 并成为国际科联的独立成员 充分反映了国际土壤学的学科地位和发展形势 2013年12月 第68届联合国大会决议通过了每年12月5日为世界土壤日 并宣布2015年为国际土壤年 2015年6月 联合国粮农组织成员国一致批准新的 世界土壤宪章 将其作为推进和规范各国可持续土壤管理的工具 2015年联合国粮农组织在网上发起的 soils4life 摄影比赛是国际土壤年活动的一部分 大自然面对人类开发所展现出的力量 土壤是所有生命和食物的来源 但面临的压力与日俱增 可持续农业的重要性和人类在优化生产的同时保护和保存土壤中的关键作用 土壤污染给我们的环境 土壤和粮食造成极为不利的影响 土壤退化已成为世界性难题 全球约33 的土壤因城镇化 水土流失 养分耗竭 盐碱化 干旱化和污染等带来的严重挑战 可能引起土壤资源耗竭并导致整个文明的衰败 宋长青 国家自然科学基金委员会地球科学部副主任 我国东北黑土地区的土壤退化 华北地区水资源短缺造成的土壤干旱化 南方地区土壤酸化 西北旱作区土壤贫瘠化与绿洲地区土壤盐渍化所造成的土壤安全问题 严重影响了我国的粮食安全 2015年10月28日 农业部下发 耕地质量保护与提升行动方案 习近平总书记明确提出 耕地是我国最为宝贵的资源 我国人多地少的基本国情 决定了我们必须把关系十几亿人吃饭大事的耕地保护好 决不能有闪失 李克强总理也强调 要坚持数量与质量并重 严格划定永久基本农田 严格实行特殊保护 扎紧耕地保护的 篱笆 筑牢国家粮食安全的基础 2015年中央1号文件提出 实施耕地质量保护与提升行动 中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见也要求 强化农田生态保护 实施耕地质量保护与提升行动 加大退化 污染 损毁农田改良和修复力度 加强耕地质量调查监测与评价 耕地保育的必要性 中国农田数量目前以每年 30 50 万hm2的速度不断减少 这种减少趋势基本不可逆转 对农业生产构成严重挑战 耕地数量不断减少 有机质含量低耕地有机质含量平均1 欧美国家2 5 4 东北黑土刚开垦时 8 10 目前 1 5 土壤养分缺乏与非均衡化我国56 耕地缺钾 约50 以上缺微量元素 70 80 的耕地养分不足 耕地质量总体偏低 耕地保育的必要性 耕地保育的必要性 耕地质量受到严重威胁 据水利部第一次全国水利普查 中国水土流失面积已达294 91万km2 占国土总面积的30 72 人民日报 2015 11 1 无灌溉条件的早地约占耕地总面积的47 而且大多分布在水土流失严重的山丘地区 中低产田占2 3以上 中国土壤沙化面积267万km2 且有加速趋势 20世纪90年代每年平均扩展2460km2 世纪之交达到340万km2 土壤退化严重 年损失耕地100万亩黄土高原重度区年流失1cm表土黑土地变簿 部分黑土层流失殆尽 耕地保育的必要性 耕地质量受到严重威胁 农药用量剧增 对环境和食品安全产生了很大威胁菜 瓜 果的农药用量超过100kg hm2 土壤残留量为50 60 蔬菜 水果中农药总检出率为20 60 总超标率为20 45 有机和固体污染物构成了新的污染源农田塑料年残留量在40 50kg hm2左右 畜禽粪便 秸秆等有机养分资源的有效利用率只有34 未利用的部分造成污染重金属污染严重全国重金属 镉 铅 砷 铜 汞 锌 污染的土壤面积达2000万公顷 土壤污染加剧 广东韶关 投入27 8亿 修复8000亩污染农田 全国土地质量调查结果 耕地保育的必要性 耕地质量受到严重威胁 西北内陆与东北地区农田水环境的改变 导致次生盐渍化愈演愈烈 全国有40 的土地受到酸雨的危害 农田也受到影响 不合理的施肥 用药和种植体系不同程度地抑制了土壤的生物活性 影响农田生物结构 影响有益生物的分布与活动 对农业生态系统的生物多样性构成严重威胁 农田次生盐渍化 酸雨危害和生物多样性降低 农业部 国家发改委等8部门联合印发了 全国农业可持续发展规划 2015 2030年 是今后一个时期指导农业可持续发展的纲领性文件 目标是要实现 三个可持续 粮食生产实现 十一连增 打破了持续多年的 两丰一平一歉 周期循环 连续两年稳定在12000亿斤以上 其他重要农产品也是丰产丰收 供应充足 价格稳定 中国农业在取得巨大成就的同时 也付出了很大的代价 一方面 农业资源长期透支 过度开发 复种指数高 四海无闲田 资源利用的弦绷得越来越紧 另一方面 农业面源污染加重 农业生态系统退化 生态环境的承载能力越来越接近极限 农业发展面临资源条件和生态环境 两个紧箍咒 加快转变发展方式 实现可持续发展 迫在眉睫 刻不容缓 农业发展从主要依靠增加资源要素投入转向主要依靠科技进步 农业部长韩长斌 2015 9 16 全国农业可持续发展规划 2015 2030年 2015 5 27 到2020年化肥 农药 使用量零增长行动方案 2015 3 18 关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见 2015 4 10 关于加快转变农业发展方式的意见 2015 8 10 耕地质量保护与提升行动方案 2015 10 28 2016年种植业工作要点 2016 1 27 耕地保育发展趋势 19世纪50年代 19世纪70年代 19世纪60 80年代 20世纪 土壤保育发展历程 环境友好的耕地保育技术正全面替代高能量投入的耕地管理技术模式 耕地保育发展趋势 养地 技术是发达国家提高耕地质量的主体技术 欧美发达国家提高耕地质量最重要的经验是 重视建立可供农民广泛采用的耕地质量分区管理技术措施与规范 目前 欧美发达国家提高耕地质量的最主要技术规范有 包括施用肥料的种类 施用时期 施用量与施用方式在内的农田施肥 包括免耕 少耕 秸秆还田 轮作 间套作与休耕及其配套的耕作机具在内的土壤耕作 病虫草害防治 土壤改良与复垦 农田灌排 农田纳污 耕地土壤质量监测与评价等技术规范 耕地保育发展趋势 重视耕地质量评价方法与耕地保育措施的衔接 耕地保育发展趋势 生物技术和信息技术的进步带动了土壤质量保育技术的进步 在生物技术方面 着重于应用分子生理 分子生态的方法了解土壤质量演变过程 了解对土壤条件变化更敏感的土壤生物性状如微 中 大型生物种群的数量及活性 在信息技术领域 通过应用现代信息技术 特别是3S技术 探索可有效的量化表征农田过程的方法 量化不同农区水土气生四大要素时空变化规律及其耦合作用机制 实现耕地资源的高效 持续利用 耕地保育发展趋势 长期定位试验是土壤学研究的重要手段 土壤肥力演变与培育是相对缓慢的过程国内外大量资料显示 施肥 耕作 轮作能显著提高土壤肥力 耕地质量演变规律研究 国际上50年以上长期试验20多个 以英国洛桑的长期试验最著名 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 肥力网地力位置 土壤类型 轮作制度 1CK0 撂荒 2CK 不施肥 3N4NP5NK6PK7NPK8NPK Manure NPKM 9HighNPK Manure 1 5NPKM 10Straw NPK NPKS 11Manure M 基本试验处理 土壤保育及修复技术 长期试验的系统总结 土壤保育及修复技术 土壤质量评价技术 阐述了土壤肥力质量 土壤环境质量和土壤健康质量的指标体系与评价方法 提出了中国重要土壤类型的土壤质量标准的建议方案 以典型区域水稻土和蔬菜地为例揭示了土壤肥力质量和土壤环境质量的时空演变规律 研发了基于实例分析的土壤质量评价咨询系统 徐建明等 2010 973 项目 土壤质量演变规律与持续利用 研究成果 土壤保育及修复技术 土壤物理指标 土壤质地 土层和根系深度 容重 渗透率 团聚体的稳定性 土壤持水特征 土壤温度等参数 土壤化学指标 有机质 电导率 常量元素和微量元素等 土壤生物学指标 微生物生物量碳和氮 潜在可矿化氮 土壤呼吸量 酶 生物碳 总有机碳比值 微生物丰度及多样性 土壤动物的丰度 生物量及多样性等 耕地土壤质量包括耕地土壤的肥力质量 环境质量和健康质量 土壤保育及修复技术 土壤健康定义 土壤作为一个生命系统具有的维持其功能的能力 健康的土壤能维持多样化的土壤生物群落 这些生物群落有助于控制植物病害 害虫以及杂草虫害 有助于与植物的根形成有益的共生关系 促进循环基本植物养分 通过对土壤持水能力和养分承载容量产生的积极影响 从而改善土壤结构 并最终提高作物产量 从生态系统视角附加的观点 健康的土壤不会污染环境 相反 它还可以通过维持或增加自身的碳容量 为缓解气候变化做出贡献 土壤健康管理的原则 健康土壤两大显著特征 一是拥有丰富多样的生物群 二是非生物土壤有机质含量高 对于生产性的作物种植而言 如果土壤有机质能增加或者维持在一个理想的水平 那么就可充分判定土壤是健康的 健康的土壤能抵抗土壤传播的虫害的爆发 例如 寄生杂草独脚金在健康土壤条件下远构不成问题 即使不是发生在土壤中的虫害所造成的损失 如玉米螟虫 在肥沃的土壤条件下也有所减少 土壤生物群与有机 无机成分 空气及水分功能上的相互作用 决定着土壤储存养分 水分并向植物释放它们的潜力 也决定着土壤促进 维持植物生长的潜力 在这些组分中 能够影响土壤健康 人类能调节的土壤部分自然是有机质 有机质是土壤活力的核心 出版于1911年的 四千年农夫 的作者F H King将中国历经数千年的耕地肥力依然高于美国未开垦的土地的原因 归结于轮作 绿肥 河泥回填 农家肥施用等精细化的土壤养护和管理 土壤是由固体 空气和水分所组成 固体部分最主要来自其发育的岩石母体的原生和次生矿物颗粒以及来自于生物 动植物和微生物 活体和残体留下的有机质 理想的土壤中 固体占50 空气和水分各占25 固体中矿物部分占45 余下5 的有机质中 各种活动的生物有机质占10 根系有机质占10 已经转化为稳定的高分子的 死的 有机质占80 左右 有机质是土壤活力的核心 1 的土壤有机质相当于含有18kg 亩养分 有机质是衡量土壤保肥能力的CEC的主要贡献者 占50 100 有机质从2 下降到1 5 保肥能力下降14 土壤有机质从1 提升到3 土壤的保水能力增加6倍 土壤有机质是土壤中各种生物的碳源和能源 一个理想的土壤生态系统中 每平方米的土壤含脊椎动物1只 蜗牛和蛞蝓100只 锅虫和蚯蚓3000只 线虫500万只 原生动物100亿只 细菌和放线菌10万亿个 这些动物组成一个食物网金字塔 这些生物一年中生物量总和达400 470kg 亩 农作物秸秆还田技术 秸秆还田不仅可以提高土壤有机质含量 还可以提高土壤腐殖质含量 但有机质积累量和腐殖化程度受还田量 秸秆特性和还田时间等的影响 土壤保育及修复技术 留高茬 原地覆盖还田 翻压还田 高温堆沤还田 过腹还田 直接还田 生化催腐熟还田 间接还田 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 有机肥施用技术 有机无机肥配合使用 18个长期定位试验 有机肥与无机肥配合施用 耕地有机质显著增加 15年后有机质可增加约1倍以上 有机肥与无机肥配合施用10年左右 我国耕地土壤有机质 活性有机质和碳管理指数均极显著增加 但不同土壤类型间存在显著差异 徐明岗等 2006 土壤保育及修复技术 我国农业科技人员普遍认为 有机肥以占50 左右的比例为好 高产田可以低一些 化肥与有机肥的比例约为60 40 而低产田还应更高一些 化肥与有机肥的比例约为40 60 由此可见 目前有机肥的施用比例是很不恰当的 有机无机肥料的比例 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 绿肥种植 2008年我国绿肥播种面积437万公顷 绿肥总量9339万吨 绿肥种类 冬绿肥 春夏绿肥和多年生绿肥 冬绿肥播种面积占209万公顷 资源量5422万吨 主要种植品种有紫云英 苜蓿等 春夏绿肥播种面积118万公顷 资源量2288万吨 主要品种有蚕豆 豌豆 油菜等 多年生播种面积103万公顷 资源量1588万吨 主要有三叶草 红萍等 紫云英 苜蓿 三叶草 红萍 土壤保育及修复技术 绿肥种植 从全国范围看 种植绿肥曾经是缓解我国化肥数量不足和提升耕地土壤有机质水平的重要举措 土壤保育及修复技术 免耕播种技术收获后不翻耕 在留茬地上直接用特制的免耕播种机播种秸秆残茬处理技术用大量秸秆覆盖地表 将耕作减少到保证种子出苗即可 杂草及病虫害控制技术主要用农药控制杂草和病虫害土壤深松技术不翻转土壤 不破坏土层结构 提高土壤含水量 降低土壤容重 保护性耕作 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 土壤保育及修复技术 我国已经发展了针对北方旱地小麦 玉米等作物和南方水田水稻 玉米 油菜等作物种植下的保护性耕作技术体系 土壤保育及修复技术 我国少耕 免耕的农艺试验研究开始早 成果丰富 一是社会效益 减少径流 水分流失 60 水蚀 土壤流失 80 左右 减少风蚀 农田扬沙 抑制沙尘暴 不烧秸秆 减少大气污染 二是生态效益 增加休闲期贮水量14 15 提高水分利用效率15 17 增加土壤肥力 年提高有机质0 03 0 05 三是经济效益提高小麦 玉米产量13 15 降低作业成本10 15 增加农民收入近30 中国农业大学10余年试验 土壤保育及修复技术 土壤改良剂 施用土壤改良剂改良土壤是在现代化工的基础上发展起来的有别于传统土壤改良方法的新方法 土壤改良剂在一定程度上能够松土 保湿 改良土壤理化性状 土壤保育及修复技术 土壤结构改良剂 石灰和石膏的利用较普遍 近些年 泥碳 褐煤和风化煤等用于农业生产越来越多 水溶性非交联性聚丙烯酰胺 NQV 是一种研究和应用都非常广泛的高聚物土壤调理剂 保水剂 贮肥蓄药剂或微型水库 是一种具有三维网状结构的有机高分子聚合物 酸化改良剂 土施用石灰进行调节是过去常见的改良手段 近来以碱渣 粉煤灰和脱硫废弃物等为主要原料的土壤调理剂也取得了较好的应用和推广效果 土壤保育及修复技术 新型改良剂 生物炭 在缺氧的条件下把生物质进行高温处理 生物质中的油和气燃烧掉 剩下的就是生物炭 土壤酸化改良剂 土壤结构改良剂 土壤保育及修复技术 耕地土壤重构技术 耕地土壤重构是通过一系列的工程技术对整理区的土地进行挖 铲 垫 平等处理 使之成为高水平农田的技术 土地平整法 修筑梯田 修筑条田 地形起伏不大 变化单一的区域 通过坡改梯 减缓田面坡度 低洼积涝或者低平盐碱化和次生盐碱化地区 土壤保育及修复技术 建立了酸化土壤耕地典型障碍因子的诊断方法 标准和技术规范 诊断指标 pH 辅助指标 缓冲容量 敏感性 分级标准 强酸性土壤 pH 4 5 酸性土壤 4 6 5 5 微酸性 5 6 6 5 障碍农田修复技术模式 酸化土壤治理技术 土壤改良剂 施用石灰或矿渣 赤泥 碱渣 粉煤灰 磷石膏 等改良 施用有机物料或种植绿肥改良 合理的田间管理 合理选择氮肥品种 作物秸秆还田 合理的水肥管理 选择合理的作物品种 对已经发生酸化的土壤 可以通过施用改良剂中和土壤酸度 恢复土壤的生产力 对于具有潜在酸化趋势的土壤 通过合理的土壤管理可以减缓土壤的酸化进程 促进农业的可持续发展 障碍农田修复技术模式 红壤酸化综合治理技术模式 障碍农田修复技术模式 污染土壤修复技术开始发展 20世纪70年代起步 过去30年时间里 欧 美 日 澳等国家纷纷制定了土壤修复计划 我国开始较晚 在十五 十一五期间才得到重视 被列入了高技术研究规划发展计划 障碍农田修复技术模式 物理分离修复技术是一种借助物理手段将污染物从土壤胶体上分离开来的技术 物理分离修复技术 障碍农田修复技术模式 电化学修复技术 化学修复技术 障碍农田修复技术模式 是通过利用营养或其他化学品来激活微生物 使它们能够快速分解和破坏污染物 使土壤中的有毒污染物转化为无毒物质的处理技术 分为 原位微生物修复和异位微生物修复两类 具体方法 生物通气法 堆肥法和就地耕作法等 微生物修复 障碍农田修复技术模式 植物修复 植物修复技术是指利用植物及其根际微生物对土壤污染物进行吸收 挥发 转化 降解固定 从而去除土壤污染物的一种修复技术 主要包括植物萃取 植物挥发 植物钝化 稳定化等 障碍农田修复技术模式 相关项目20余项 十五 之后 政府大幅度强化了对耕地质量 生态环境建设 循环农业等与农业综合生产能力相关领域的支持 如在 十一五 国家科技支撑计划中启动实施了 耕地质量调控关键技术研究与示范 沃土工程关键技术研究与示范 农田污染综合防控关键技术研究与示范 等项目 大大强化了耕地质量培育与提升技术 土壤保育技术模式 土壤保育技术模式 东北黑土壤质量培育技术与模式 华北棕壤培育技术与模式西南紫色土培育技术与模式砂姜黑土培育技术与模式灌漠土培育技术与模式红壤培育技术与模式稻田培育技术与模式 黑土壤质量培育与技术与模式 主要问题 土壤有机质含量与质量下降 土壤养分大量流失 土壤结构与土体构型遭到破坏 土壤物理性质恶化 土壤保育技术模式 黑土壤质量培育与技术与模式 主要问题 土壤有机质含量与质量下降 土壤养分大量流失 土壤结构与土体构型遭到破坏 土壤物理性质恶化 来源 东北黑土及北方风沙盐碱土区沃土技术模式研究与示范项目报告 土壤保育技术模式 黑土质量培育的典型技术模式 玉米宽窄行种植模式 玉米高产高效施肥模式 增施有机肥 基肥深施 稳氮 减磷 增钾 氮肥分次深施 磷钾追施 增施中微量元素 东北黑土区保护性耕作技术集成研究与示范 土壤保育技术模式 红壤旱地土壤质量培育技术与模式 红壤的特点 耕作管理情况 土壤保育技术模式 红壤典型培育模式 稻草易地还土模式 秋季旱地作物移栽时 将稻草覆盖在植株的行间 并施用氮磷肥 用熟石灰防治病虫害的产生 作物收获后 将稻草直接翻耕入田 作物间套作和合理轮作秸秆施用调理剂模式 每年安排1茬豆科作物 在豆科作物季施用土壤调理剂 保水 保肥 改土 果园间套种豆科作物秸秆覆盖模式 果园间套作豆科作物 豆科作物秸秆全部覆盖还田 土壤保育技术模式 总体思路 保障三个安全 国家粮食安全 农产品质量安全和农业生态安全 树立两个理念 量质并重 用养结合 突出三个重点 新建成的高标准农田 耕地退化污染重点区域和占补平衡补充耕地 依靠科技进步 加大资金投入 推进工程 农艺 农机措施相结合 依托新型经营主体和社会化服务组织 构建耕地质量保护与提升长效机制 守住耕地数量和质量红线 奠定粮食和农业可持续发展的基础 耕地质量保护与提升行动方案 今后一段时间内 我国土壤保育的指导性文件 技术路径重点是 改 培 保 控 四字要领 改 改良土壤 针对耕地土壤障碍因素 治理水土侵蚀 改良酸化 盐渍化土壤 改善土壤理化性状 改进耕作方式 培 培肥地力 通过增施有机肥 实施秸秆还田 开展测土配方施肥 提高土壤有机质含量 平衡土壤养分 通过粮豆轮作套作 固氮肥田 种植绿肥 实现用地与养地结合 持续提升土壤肥力 保 保水保肥 通过耕作层深松耕 打破犁底层 加深耕作层 推广保护性耕作 改善耕地理化性状 增强耕地保水保肥能力 控 控污修复 控施化肥农药 减少不合理投入数量 阻控重金属和有机物污染 控制农膜残留 区域重点 根据我国主要土壤类型和耕地质量现状 突出粮食主产区和主要农作物优势产区 划分东北黑土区 华北及黄淮平原潮土区 长江中下游平原水稻土区 南方丘陵岗地红黄壤区 西北灌溉及黄土型旱作农业区等5大区域 结合区域农业生产特点 针对耕地质量突出问题 因地制宜开展耕地质量建设 我国耕地保育相关政策 有机质补偿政策2015年 中央财政安排专项资金8亿元 继续在适宜地区推广秸秆还田腐熟技术 绿肥种植技术和大豆接种根瘤菌技术 同时 重点在南方水稻产区开展酸化土壤改良培肥综合技术推广 在北方粮食产区开展增施有机肥 盐碱地严重地区开展土壤改良培肥综合技术推广 测土配方施肥补助政策2015年 中央财政安排测土配方施肥专项资金7亿元 2015年 农作物测土配方施肥技术推广面积达到14亿亩 粮食作物配方施肥面积达到7亿亩以上 免费为1 9亿农户提供测土配方施肥指导服务 力争实现示范区亩均节本增效30元以上 草原生态保护补助奖励政策 中央财政按照每亩每年6元的测算标准对牧民给予补助 初步确定5年为一个补助周期 中央财政对未超载的牧民按照每亩每年1 5元的测算标准给予草畜平衡奖励 给予牧民生产性补贴 包括畜牧良种补贴 牧草良种补贴 每年每亩10元 和每户牧民每年500元的生产资料综合补贴 2015年 国家将继续在13省 区 实施草原生态保护补助奖励政策 有机肥补偿政策有机肥使用受制于生产成本较高 有机肥的市场竞争力不足 农民购买的意愿不强 补贴是为了降低有机肥的生产 流通成本 提高农民的使用意愿 因而补贴将从生产 流通 使用这三个环节进行 上海市从2004年最早开展了有机肥补贴 江苏河南等省自2006年开展有机肥补贴 北京市从2007年开展有机肥补贴 2008年山东省 广东省也开展有机肥补贴 国家提出补贴政策 未指定实施细则 目前 各省补贴的标准 每吨有机肥省财政补贴150元 市财政再补贴50元 国外经验 英国农业从业人员53 3万 耕地面积为458 3万公顷 农村环境保护类补贴每年平均累计为15亿英镑 且有增加趋势 无论从事粗放性畜牧养殖的农场主 还是进行集约耕作的粮农 都可与政府部门签订合约 农场遵守了合约措施 政府支付105英镑补贴费 如果农场在改变土地用途过程中 不施用氮肥 政府则每公顷补贴450 550英镑 在氮污染敏感地区 如果衣户每公顷氮肥施用量小于150公斤 则补贴65英镑 如果把耕地转作种植牧草 则每公顷补助590英镑 土壤保育是提升烟叶产量和质量的重要途径 中国耕地在不断减少 烟草不可能通过增加种植面积来发展 部分烟区植烟土壤出现肥力下降 结构失调 生物退化等现象 改良植烟土壤 提高烟叶品质是实现烟叶可持续发展的一个重要方面 植烟土壤现状 植烟土壤现状 土壤结构失调 质地粘重易板结 粘土比例平均为16 9 板结土壤比例平均为8 06 植烟土壤现状 基础设施不完善 排灌条件差 有完善的灌溉设施且水源充足的占28 6 有灌溉设施但水源不足30 3 有充足水源但灌溉设施不完善的占18 9 无灌溉设施和水源 完全依靠自然降水的占18 9 灌溉 排水 烟田坡度较大 水土流失严重 西南烟区中 土壤坡度 5 的占28 2 5 15 的占38 5 15 25 的占25 1 25 的占8 2 坡度大于15 的土壤占基本烟田的1 3 水土流失土壤占基本烟田的6 9 植烟土壤现状 植烟土壤现状 我国主要烟区中 土壤pH最适宜 5 5 6 5 区域集中在南方烟区的湖北西部 重庆 贵州和云南的大部分植烟区域 南方烟区的春烟种植区除湘南外 福建 广东 广西和江西烟区土壤pH普遍低于5 5 以偏酸为主 黄淮烟区中山东和皖南烟区土壤pH较适宜 其他产区土壤pH较高 北方烟区中 吉林烟区土壤pH属于适宜范围 辽宁东部烟区土壤pH偏酸 其他产区土壤pH偏高总体较高 酸化趋势加重 土壤酸化过程即盐基阳离子淋失 使土壤交换性阳离子变成以Al3 和H 为主的过程 植烟土壤盐基离子的减少与土壤盐基离子的输入输出不平衡有关 烤烟对盐基离子吸收移出和降雨淋溶盐基离子的输出量高于钙镁的输入量 烟草生长从土壤中吸收大量钙镁等盐基阳离子并随烟叶烟杆的收获移出土壤 实际生产中又没有及时补充钙镁肥料 从而导致植烟土壤中交换性钙镁含量缺乏 引起土壤酸化 土壤酸化原因 植烟土壤现状 东南烟区中福建烟区土壤有机质含量有所下降 云南烟区滇中土壤有机质含量增加 南部烟区土壤有机质含量有所降低 黄淮烟区土壤有机质含量变化不大 北方烟区以黑龙江为例 植烟土壤有机质含量也呈下降趋势 植烟土壤有机质 第二次土壤普查有机质 部分区域土壤有机质下降 土壤质量降低 四川植烟土壤C N P K化学计量特征 种植措施不当 土壤生物退化凸显 植烟土壤现状 由于产区耕地面积有限 轮作倒茬困难 部烟区存在连作现象 连作障碍和土传病害是导致植烟土壤生物退化的主要原因 生物退化土壤占7 6 连作障碍土壤占7 5 土传病害土壤占7 8 土壤养分不均衡 肥料利用率低 云南省植烟土壤不同种类养分亏欠516 84万亩 占24 71 程度较重的有132 13万亩 占6 32 表现为全氮丰富 磷 钾及部分微量元素亏缺 河南速效磷含量整体偏低 利用率较低 土壤速效钾含量较高 但普遍存在钾的利用率低 约56 的植烟土壤缺锌 约90 的植烟土壤有效硼含量低于0 5mg kg 凉山植烟土壤大部分表现为缺氮 缺硼 部分缺钾 云南 四川 植烟土壤现状 地膜 除草剂大量使用 土壤有机污染加剧 植烟土壤现状 大多烟区在揭膜培土时集中清理出烟田 进行销毁 深埋或回收 但是由于地膜较薄且易破碎 烟田残留量仍较大 烟秆做为生物质之一 有待开发和利用 植烟土壤现状 耕作不当 耕作层浅簿 耕作层浅簿土壤 耕作层厚度 15cm 5 6 耕作层厚度15 25cm 24 8 耕作层厚度 耕作方式 翻耕的植烟土壤 63 1 只旋耕不翻耕土壤 8 7 24 7 秸秆还田在烟草种植中广泛应用 植烟土壤保育措施 前作秸秆还田 秸秆还田不仅可以提高土壤有机质含量 还可以提高土壤腐殖质含量 但有机质积累量和腐殖化程度受还田量 秸秆特性和还田时间等的影响 秸秆还田在烤烟种植中也被广泛应用 秸秆还田改善植烟土壤 植烟土壤保育措施 土壤水稳性团粒明显增加 土壤保水和通气性能明显改善 秸杆施入土壤后 为微生物提供了碳源 微生物活动增强 土壤酶活性也明显提高 秸杆还田并经过淹水浸泡后 土壤中致病菌数量减少 烟田根茎病明显减轻 根系活力 g g 1 h 1 福建省许多烟区在烤烟生产中使用了类似的技术 在烟草种植起垄前将前作稻草轧碎还田 取得了较好的效果 山东省采用秸秆还田和种植毛叶苕子的方法 缓解土壤恶化的状况 采取可持续发展的战略对土壤逐年进行改良 河南 山东的烟田秸秆覆盖措施 被越来越多的烟农接受 美国烤烟前作种植高C N比的黑麦草 一般不做特别处理 直接翻耕还田或粉碎后直接还田 高C N比秸秆直接耕翻还田技术应用在烟草上存在的挑战性 秸秆还田方式 植烟土壤保育措施 目前 秸秆直接粉碎翻压还田的比例较少 原因是烟叶需要适宜的前茬作物 而其适宜的前茬如小麦 水稻等的秸秆施用效果好 农民一般不会直接还田 而将小麦 玉米等秸秆粉碎后再异地还田 较费工费时 无疑增加了植烟成本 将秸秆腐熟或过腹还田是秸秆还田的比较结合实际的有效途径 秸秆还田与秸秆覆盖 植烟土壤保育措施 秸秆覆盖方式 覆盖量 小麦秸秆在400 800kg 亩 覆盖方式 整个烟田全部覆盖 垄上覆盖 垄间不覆盖 垄上覆盖地膜 垄间覆盖秸秆和烟叶生长前期覆盖地膜 揭膜后覆盖秸秆等 植烟土壤保育措施 垄沟隔年互换3年快速培肥技术 宽窄间隔起垄 垄以利用为主 沟以培肥为主 隔年垄沟互换 在利用中培肥 在培肥中利用 有机肥合理施用能有效促进烤烟生长发育 生理代谢活性 增加香气和提高品质 但有机肥由于其养分释放的特殊性 增施有机肥宜把握用量 注重有机肥与土壤环境的互作产生的结果与优质烟需氮规律的吻合 尽量保证大田生长后期肥效充分释放 否则不利于烟叶成熟 植烟土壤保育研究进展 增施有机肥 植烟土壤保育研究进展 合理施用有机肥 施用有机肥 常规施肥 无机化肥 植烟土壤保育措施 植烟土壤保育措施 酸化土壤改良剂及应用 施用土壤调理剂 施用石灰进行调节是常见的酸性土壤改良手段 近来以碱渣 粉煤灰和脱硫废弃物等为主要原料的土壤调理剂也取得了较好的应用和推广效果 植烟土壤保育措施 土壤结构改良剂在烟草上的使用 近年来 土壤改良剂使用在烟草上以改良植烟土壤的研究也在不断的进行当中 靳志丽等研究了腐殖酸对土壤环境和烤烟矿质营养的影响 结果表明 腐殖酸可在一定程度上降低土壤pH值 增加土壤有机质含量2 68 18 70 张晓海等研究了土壤改良剂对植烟土壤微生物的影响 土壤结构改良剂可迅速增加烟田土壤微生物的数量 刘华等研究显示 专用肥与常规发酵牛渣粪 火土灰 生石灰配施大田烟株长势及经济效益均优于对照 植烟土壤保育研究进展 石灰亩施用量为100 150kg 采用撒施的方法 在翻土前撒施50 翻土后整畦前再撒施50 植烟土壤保育措施 种植绿肥 不同绿肥作物改良土壤和提高肥力的作用 绿肥翻压主要影响上部烟叶化学成分和评吸质量 适宜的翻压量可提高烟叶化学成分协调性和烟叶评吸质量 光叶紫花苕 T1 箭舌豌豆 T2 紫云英 T3 普通黑麦草 T4 冬牧70 T5 植烟土壤保育措施 田丰等 2014 烟草行业绿肥种植面积不断扩大 但绿肥品种有待优化和筛选 植烟土壤保育措施 烟田种植绿肥的发展趋势 绿肥与化肥配施 绿肥种类不同 所含主要养分种类及量就不同 因此确定化肥的种类及用量时 需考虑绿肥的种类及翻压量 绿肥具有长期性与后效性因此必须连年种植 翻压绿肥才能使土壤有机质含量恢复到原有水平 从而实现烟叶生产的持续发展 发展经济绿肥经济绿肥按利用方式分为经肥 粮肥 饲肥 菜肥等 可两用或多用 绿肥混播绿肥混种能充分利用不同种类绿肥生育期时间差及生长空间差 最大限度地提高绿肥鲜草产量 并有利于平衡土壤养分比例 从而有利于烤烟产量和质量的提高 植烟土壤保育措施 耕作措施改良 在烟草种植过程中 常用的耕作管理措施包括深松打破犁底层 冬耕晒垡和稻草溶田 其中冬耕晒垡应用最广泛 耕作管理措施应用 植烟土壤保育措施 冬耕晒垡就是对冬季未种植作物的空闲田地进行及早深耕 让土地得到太阳长时间的暴晒 这样既可以很大程度上消灭病虫害 又可以减少杂草对烤烟生长的影响 冬耕时间 11月中旬开始到12月下旬为好 清理烟田 把握好土壤湿度 一般情况下 以泥巴不粘犁头为宜 土壤持水量在30 40 为佳 不要打破犁底层太多 冬耕配肥 在烟田深耕的同时 最好配施有机肥 冬耕晒垡要点 植烟土壤保育措施 烤烟种植中土壤水土保持措施以工程措施为主 即通过修筑梯田等工程措施 形成等高种植 降低土壤水土流失 水土保持措施 植烟土壤保育措施 等高种植是在山坡的同等高度的地上种植农作物 可以减轻雨水对山坡上土壤的冲刷 一是9月下旬深耕播大麦 翌年3月底将大麦掩青 然后整地栽烟 二是9月下旬深耕起垄播大麦 烤烟移栽前10d用除草剂将大麦杀死 免耕 直接栽烟 保护性耕作可以避免水土流失 节约人工 减少杂草 河南保护性耕作模式 张翔等 2010 植烟土壤保育措施 植烟土壤保育与改良项目设计思路 总体目标 本专项以 分区剖析限制因素 分类明确障碍因素消减原理 提出定向保育对策 集成区域性保育技术 的分层推进 逐级提高 综合突破为技术路线开展研究 实现 提出植烟土壤定向保育对策 为主产区地力 产质量 资源利用率协同提高提供技术支撑 为烟叶可持续发展提供保障 的总体目标 植烟土壤保育与改良重大专项总体思路 植烟土壤保育与改良项目设计思路 剖析障碍因素 修复地力 提升地力 定向培育地力 植烟土壤地力提升 植烟土壤保育与改良项目设计思路 研究内容 关键问题 植烟土壤质量评价与指标体系研究按照中国烟草种植区划分区 每个生态区选择2种典型植烟土壤 建立涵盖土壤肥力 土壤环境 土壤健康等方面的土壤质量评价指标与方法 提出植烟土壤质量评价方面的行业标准 为专项实施奠定基础 植烟土壤有机质 水养容量和生物活性协调增进与地力提升重点研究土壤增碳 提升土壤水分和养分库容能力 构建土壤健康生物区系 土壤良好耕层重建等方面的研究 提出植烟土壤有机质调控理论和技术途径 实现高水养缓控协调能力持续保持 解析促进土壤有机质与土壤结构调控的生物作用机制 植烟土壤保育政策支持研究提出支撑土壤保育工作长期开展的技术投入 生产投入和体系建设等方面的政策建议及投入机制 首先调查解析影响烟叶主产区主要土壤类型地力的主要因素 明确高强度种植植烟土壤保育的主要突破口 开展 植烟土壤地力形成及其主控因素 研究 其次提出不同生态区典型植烟土壤障碍因素消减技术 找出挖掘植烟土壤地力潜力的途径 开展 典型植烟土壤障碍因子消减与地力提升技术 研究 第三提出改善植烟土壤地力要素和有效推进地力提升途径 集成土壤保育技术 开展 典型区域植烟土壤定向保育技术对策与验证 研究 研究内容 区域性 专项问题 植烟土壤保育与改良项目设计思路 关键技术 植烟土壤有机质 水养容量和生物活性协调增进与地力提升 分区评价与指标体系研究 区域 集成与示范 云南高原红壤区 贵州山地黄壤区 武