石 磊，李克民，楊久臣

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081)

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農(nóng)業(yè)科研試驗用地的土壤改良與培肥

石 磊，李克民*，楊久臣

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所，北京 100081)

農(nóng)業(yè)科研試驗地是農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的重要載體。文章以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗基地為例，分析了試驗地的特點，指出了試驗地土壤改良和培肥的目標(biāo)，并從優(yōu)化耕作制度，制定合理的施肥和種植制度等方面提出了改良和培肥試驗地的主要措施，以期使農(nóng)業(yè)科研試驗用地保持地力充裕，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

農(nóng)業(yè)科研試驗地，改良和培肥，耕作制度，合理施肥，種植制度，可持續(xù)發(fā)展

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗農(nóng)場直接管轄7個試驗基地，占地面積289hm2，主要承擔(dān)國家“863”、 “973”計劃、轉(zhuǎn)基因重大專項、國家科技支撐計劃和國家重大科技專項等多項國家重大項目的試驗種植任務(wù)(包括培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗糧食作物良種并研究其配套栽培技術(shù)；作物原種、原原種種植任務(wù)；作物品種資源保重、性狀鑒定以及品種檢疫工作等)，同時還承擔(dān)作科所小麥區(qū)域試驗、作科所小麥新品種展示、國家小麥、玉米新品種展示等任務(wù)[1]。為了實現(xiàn)試驗地的可持續(xù)耕作，確保種植試驗?zāi)軌蚩陀^，真實的反應(yīng)其研究目標(biāo)，在試驗地常年種植的過程中，應(yīng)堅持用地養(yǎng)地相結(jié)合的原則，不斷進行土壤改良和培肥，使試驗地保持地力充裕，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為此，特根據(jù)多年的實踐總結(jié)歸納了農(nóng)業(yè)科研試驗用地改良和培肥試驗地的主要措施。

1 試驗地的特點

一是試驗地大部分都屬于租賃土地，而土地流轉(zhuǎn)涉及多戶農(nóng)田，因此土壤肥力水平不齊，土地高低不平。二是試驗地不同于普通生產(chǎn)農(nóng)田，需要根據(jù)研究項目或者課題組需求對試驗地進行分割，形成多塊小面積的試驗用地，所以在種植過程中不便于大型機械化作業(yè)。三是試驗地種植作物種類相對固定，受到試驗項目實施年限、實施方案、實施內(nèi)容等的制約，不易安排倒茬輪作制度，易發(fā)生土壤連作障礙。四是根據(jù)不同試驗需求，在整個種植管理過程中不僅要采用精細(xì)化管理模式，還要嚴(yán)格按照試驗需求采取不同的管理措施。

2 試驗地改良和培肥的目標(biāo)

一是要根據(jù)試驗布局、灌溉條件等將試驗地進行土地平整，便于試驗種植及管理。二是保持一定的耕層和較高的土壤熟化程度，一般要求熟化耕作層厚度為20～30cm，并保持耕層土質(zhì)疏松多孔，土體結(jié)構(gòu)良好，防止返生，板結(jié)等現(xiàn)象發(fā)生。三是既要保持土壤肥力水平均勻一致，養(yǎng)分均衡充足，保肥、供肥能力強，防止因地力透支而影響試驗效果，也要避免試驗用地肥力水平過高，脫離實際生產(chǎn)應(yīng)用。四是土壤酸堿度適宜，pH值一般在6～7.5之間，防止土壤鹽堿化或者酸堿化現(xiàn)象發(fā)生[2]。

3 試驗地改良和培肥的措施

3.1 土地平整與合理耕作相結(jié)合，不斷熟化耕層

由于大部分科研試驗地屬于流轉(zhuǎn)土地，因此具有土地不平整，肥力不均勻等特點，又受到試驗需求的限制，試驗地塊相對比較小，給耕作和灌溉帶來了極大的困難。近幾年來，隨著我所試驗地面積的不斷增加，各個試驗基地積極購置精密激光平地設(shè)備，對新增的試驗地塊進行大平大整，對原有的試驗地進行精細(xì)平整，使得90%的試驗地高低誤差小于5cm。同時積極申請項目資金通過鉆井、修建基地排灌渠、修建田間道路等基礎(chǔ)設(shè)施，使得試驗地可采用統(tǒng)一的耕作、栽培措施和水肥管理，減小了試驗誤差。另外由于試驗地塊分割細(xì)化，長期采用單一耕作模式容易導(dǎo)致犁底層上移，土壤物理性狀惡化，蓄水能力下降，影響作物根系生長。針對上述問題及作物根系特征，確定熟化耕作層厚度為30-40cm，利用深松機、翻轉(zhuǎn)犁、旋耕機、圓盤耙等設(shè)備結(jié)合試驗地的區(qū)域種植制度及特點進行合理的深耕，有效地改善土壤物理結(jié)構(gòu)，使僵土變活土，生土變熟土，提高土壤保水保肥的能力。

3.2 調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)與比例，改善土壤肥力

施肥是試驗地肥力和生產(chǎn)力提升的最重要手段，施肥技術(shù)的改進和施肥量的合理化，對農(nóng)業(yè)科研成果的培育起著至關(guān)重要的作用[3]。由于作物生長需要吸收養(yǎng)分，因此，如果不相應(yīng)補給有機質(zhì)和氮磷鉀等物質(zhì)，將導(dǎo)致試驗地中有機質(zhì)消耗，土壤養(yǎng)分得不到有效補給，氮素循環(huán)往往呈現(xiàn)負(fù)值，而施肥不當(dāng)則會引起土壤養(yǎng)分和有機質(zhì)的供應(yīng)失衡，造成試驗田磷肥“饑荒”和鉀素的虧損[4]，導(dǎo)致試驗地地力水平退化，最終影響試驗結(jié)果。因此，通過種植綠肥、秸稈還田、施用腐熟有機肥等方式增加有機肥施用量，根據(jù)試驗地養(yǎng)分特點和種植作物的需肥規(guī)律調(diào)整化肥的施用結(jié)構(gòu)和比例，改進施肥方式，制定科學(xué)合理化的有機-無機相結(jié)合施肥制度，可以有效提升試驗地地力水平[5][6][7]，使其能夠真實、客觀的反應(yīng)科研試驗的結(jié)果，有利于科研試驗成果的轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所試驗農(nóng)場管轄的試驗地，在前茬作物收獲后利用秸稈粉碎機、圓盤耙、翻轉(zhuǎn)犁等農(nóng)業(yè)機械設(shè)備100%全部進行秸稈翻壓還田。在新鄉(xiāng)試驗基地，小麥試驗收獲后，部分試小麥試驗地種植玉米，采用玉米直接掩青的方式進行還田，同時撒施一定量的速效氮肥，以利于加速玉米青物質(zhì)的腐解。根據(jù)試驗地的區(qū)域特點及試驗需求，在小麥試驗收獲后，在小麥試驗地種植大豆綠肥直接翻耕，適時還田。同時對試驗地逐年增施腐熟有機肥。通過以上三種方式改善土壤物理性狀，增強土壤生物和多種酶的活性，提高有機質(zhì)含量，從而改善地力水平[8]。另外，根據(jù)不同作物的需肥規(guī)律，結(jié)合土壤養(yǎng)分含量采用測土配方施肥調(diào)整化肥施用結(jié)構(gòu)和比例，同時采用緩釋性作物專用肥(一次施肥不追肥)，對不同作物按需施肥，有效減少化肥施用數(shù)量，遏制因化肥施用過量導(dǎo)致土壤板結(jié)、環(huán)境污染等問題，同時減少種植成本。

3.3 制定合理的種植制度

科研試驗地的種植制度的形成除受到氣候、土壤等諸多自然條件以及灌溉、施肥等人為條件影響外，還受到試驗項目方案、內(nèi)容及年限等限制，因此需要結(jié)合土壤適宜性和試驗需求合理安排茬口。如河南新鄉(xiāng)試驗基地屬于黃淮海平原一年兩熟區(qū)，實行小麥試驗田-大豆綠肥輪作，玉米試驗田-小麥生產(chǎn)田輪作，大豆試驗田-小麥生產(chǎn)田輪作；北京順義試驗基地屬于兩年三熟區(qū)，實行小麥試驗田-大豆綠肥輪作，玉米試驗田和大豆試驗田根據(jù)試驗項目實施內(nèi)容每年進行換地倒茬，避免大豆試驗田重茬、迎茬；吉林公主嶺試驗基地屬于一年一熟區(qū)，除栽培試驗外的玉米試驗田和大豆試驗田均進行循環(huán)換地倒茬。根據(jù)試驗基地所在區(qū)域氣候、土壤等自然條件、耕作管理水平和試驗需求等要素，制定合理的種植制度，力求因地種植，用養(yǎng)結(jié)合，是提高科研試驗地地力的重要手段之一。

3.4 土壤水分管理和調(diào)控

水是生命之源，是作物生長和試驗地地力提升的重要因子。土壤剖面中各種物質(zhì)的運移均離不開水，同時土壤水在很大程度上參與土壤中礦物質(zhì)的風(fēng)化、有機質(zhì)合成和分解等諸多過程，水分過多或者不足都將嚴(yán)重制約這些過程的正常進行。同時水是非再生資源，發(fā)展農(nóng)業(yè)高效節(jié)水技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢。我所試驗農(nóng)場7個試驗基地已經(jīng)全部完成灌溉設(shè)施改造工程，采用噴灌、微噴、滴灌、土渠輸水等相結(jié)合的方式進行灌溉，針對不同作物種類進行播種前適時造墑，播種后及時噴灌保證出苗率，在重點生育期進行及時灌溉滿足作物生長和試驗地地力提升對水分的需求，不僅提升了作物生長對水分的利用率，避免水資源浪費，也有利于試驗地土壤物理狀況的有效改善、有機質(zhì)和養(yǎng)分含量的提升，從而使試驗地生產(chǎn)力得到正常發(fā)揮，保證了科研試驗的順利開展。

農(nóng)業(yè)科研試驗地是農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化的重要載體，根據(jù)試驗需求及區(qū)域特征合理安排輪作，采用有機-無機相結(jié)合的科學(xué)化施肥措施，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機械化的作用，針對不同區(qū)域制定相應(yīng)的耕作制度，以達到因地種植，用養(yǎng)結(jié)合的效果，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)科研試驗地利用的可持續(xù)發(fā)展，促進農(nóng)業(yè)科技成果的轉(zhuǎn)化、推廣和應(yīng)用。

[1] 石磊，李克民．農(nóng)業(yè)科研試驗基地管理初探-以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所為例[J]．農(nóng)業(yè)科技管理，2015，34(2)：55-58．

[2] 胡啟山．旱地改良與培肥 [J]．科學(xué)種養(yǎng)，2010，11：63．

[3] 曾希柏等．耕地質(zhì)量培育技術(shù)與模式[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2013.

[4] 王步奇．旱地農(nóng)田土壤培肥技術(shù)[J]．中國農(nóng)業(yè)信息，2011，07：24-26．

[5] 李秀英，趙秉強，李絮花，等．不同施肥制度對土壤微生物的影響及其與土壤肥力的關(guān)系[J]．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38(8)：1591-1599．

[6] 龔偉，顏曉元，王景燕．長期施肥對土壤肥力的影響[J]．土壤，2011，43(3)：336=342．

[7] 柳影，彭暢，張會民，等．長期不同施肥條件下黑土的有機質(zhì)含量變化特征[J]．中國土壤與肥料，2011，(5)：7-11

[8] 徐明崗，盧昌愛，李菊梅．農(nóng)田土壤培肥[M]．北京：科學(xué)出版社，2009．

Amending and Fertilizing of Agricultural Scientific Research Cultivated Land

SHI Lei，LI Ke-min*，YANG Jiu-chen

(InstituteofCropScience，ChineseacademyofAgriculturalSciences，Beijing，100081，China)

Agricultural scientific research cultivated land is a significant carrier of agricultural science and technology achievement transformation. Taking Agricultural Scientific Research cultivated land of Institute of Crop Science of CAAS as a case, the traits of agricultural scientific research cultivated land was analyzed in the paper. The aims of amending and fertilizing for agricultural scientific research cultivated land were pointed out. The key measures of cultivated land amending and fertilizing were discussed from optimizing cultivation system, formulating the rational fertilization and planting system to keep high fertility levels of agricultural scientific research cultivated land and achieve sustainable development.

agricultural scientific research cultivated land; amending and fertilizing; cultivation system; rational fertilization; planting system; sustainable development

2016-08-02

石磊(1984-)，女，農(nóng)藝師，主要研究方向：農(nóng)業(yè)科研試驗基地管理。

李克民。