劉彥伶, 李 渝, 秦 松, 黃興成, 張雅蓉, 張文安, 蔣太明

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西南喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)實(shí)行輪作休耕問題探討*——以貴州省為例

劉彥伶1,2, 李 渝1,2, 秦 松1,2, 黃興成1,2, 張雅蓉1,2, 張文安1,2, 蔣太明2,3**

(1. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所 貴陽 550006; 2. 農(nóng)業(yè)部貴州耕地保育與農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站 貴陽 550006; 3. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所 貴陽 550006)

輪作休耕制度是中國農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的有效手段, 是探索藏糧于地、藏糧于技的具體實(shí)現(xiàn)途徑, 對推動中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和保障國家糧食安全具有重要戰(zhàn)略意義。西南喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)是輪作休耕制度試點(diǎn)的重點(diǎn)區(qū)域之一, 貴州作為喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)的典型代表, 探討其實(shí)行輪作休耕的現(xiàn)狀、問題及對策, 對完善該區(qū)輪作休耕制度具有重要指導(dǎo)意義。本文從耕地質(zhì)量和耕地環(huán)境兩方面分析了貴州實(shí)施輪作休耕的必要性; 在剖析輪作休耕現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上提出了貴州實(shí)行輪作休耕存在的問題, 其中最突出問題為輪作模式面積不大、特色不強(qiáng), 休耕為被動休耕、休耕農(nóng)田不合理。根據(jù)存在的問題, 提出了實(shí)施輪作休耕的措施與對策, 重點(diǎn)探討了不同退化類型耕地實(shí)施輪作休耕的技術(shù)路徑, 耕地質(zhì)量優(yōu)越區(qū)應(yīng)發(fā)展山地高效的特色農(nóng)作制度, 重金屬污染區(qū)宜實(shí)施多年休耕, 連作障礙、面源污染及石漠化區(qū)應(yīng)合理實(shí)施輪作和休耕, 同時與秸稈還田、肥田作物、有機(jī)肥、保護(hù)性耕作等措施相結(jié)合; 最后, 簡要介紹了貴州實(shí)施耕地輪作休耕制度的實(shí)踐。

喀斯特; 生態(tài)脆弱區(qū); 貴州; 耕地退化; 輪作休耕

土地長期高強(qiáng)度利用導(dǎo)致肥力下降、耕作層變淺, 土壤質(zhì)量不斷下降, 土壤酸化、面源污染、重金屬污染等環(huán)境問題不斷凸顯, 嚴(yán)重制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[1]。古今中外實(shí)踐證明[2-3], 實(shí)行土地輪作休耕可讓“傷痕累累”的土地休養(yǎng)生息、保持土壤質(zhì)量、恢復(fù)地力, 減少病蟲害、減少農(nóng)業(yè)污染及增強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品安全性。西南喀斯特巖溶山區(qū)以貴州為中心, 包括貴州大部及廣西、云南、四川、重慶、湖北、湖南等省的部分地區(qū), 面積達(dá)50多萬km2, 是全球三大巖溶集中連片區(qū)中面積最大、巖溶發(fā)育最強(qiáng)烈的典型生態(tài)脆弱區(qū)。同時該區(qū)也是我國絕對貧困人口相對集中的地區(qū)之一, 由于喀斯特地貌特殊的環(huán)境條件, 喀斯特地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱[4], 主要表現(xiàn)在: 成土過程緩慢, 土層淺薄且不連續(xù), 人地矛盾緊張; 植物生長緩慢、群落結(jié)構(gòu)簡單, 食物鏈易受干擾而中斷, 生態(tài)環(huán)境敏感度高、脆弱性強(qiáng)、穩(wěn)定性低; 季節(jié)性干旱頻發(fā); 石漠化和水土流失嚴(yán)重; 坡耕地比重大、機(jī)械作業(yè)難。然而, “生態(tài)脆弱-貧困-掠奪式開發(fā)-環(huán)境退化-進(jìn)一步貧困”使該區(qū)陷入惡性循環(huán)的“貧困陷阱”[5]。此外, 該地區(qū)地處長江和珠江兩大流域的上游, 石漠化的快速發(fā)展, 不利于兩江上游生態(tài)屏障的建設(shè), 并間接影響兩江中下游沿岸地區(qū)的生態(tài)安全。貴州是全國惟一沒有平原支撐的典型喀斯特省份, 同時也是全國石漠化最嚴(yán)重和經(jīng)濟(jì)較落后的省份, 是西南喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)的典型代表。目前關(guān)于實(shí)行耕地輪作休耕的意義、內(nèi)涵、存在問題及實(shí)施策略的研究較多[6-10], 但關(guān)于喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)輪作休耕狀況的研究報道還鮮見報道。本研究通過分析貴州省耕地質(zhì)量現(xiàn)狀及輪作休耕現(xiàn)狀與問題, 提出喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)宜采取的輪作休耕對策與措施, 研究結(jié)果可為喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)開展輪作休耕提供理論依據(jù)。

1 貴州省耕地質(zhì)量和耕地環(huán)境現(xiàn)狀

1.1 耕地人均面積少, 質(zhì)量差, 土壤石漠化嚴(yán)重

2015年貴州省耕地面積453.41萬hm2, 僅占農(nóng)用地總面積的30.74%。25°以上陡坡耕地和小于25°的強(qiáng)度以上石漠化耕地及不宜耕地高達(dá)146.37萬hm2, 占耕地面積32.3%, 適宜耕地面積為307.1萬hm2, 人均適宜耕地面積僅0.09 hm2; 中、低產(chǎn)田土面積大, 中、低產(chǎn)耕地占比高達(dá)97.3%, 全省無1~6級優(yōu)、高等耕地; 千畝以上集中連片的耕地面積21.06萬hm2, 在全省耕地面積占比不到5%[11]; 未利用地中有58.07%是裸巖石礫地難以利用, 土地開發(fā)成本高, 難度大[12], 隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程推進(jìn), 占補(bǔ)不平衡導(dǎo)致耕地質(zhì)量和面積不斷下降。2015年全省水土流失面積為4.88萬km2, 約占全省國土面積的27.7%[13]。2010年遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)表明[14]: 貴州喀斯特面積10.91萬km2, 占全省國土面積的61.9%, 其中無石漠化、潛在石漠化、輕度石漠化、中度石漠化、重度石漠化分別占36.2%、30.4%、20.6%、9.2%、3.6%, 現(xiàn)有石漠化土地面積3.65 萬km2, 占全省喀斯特面積的33.4%, 占全省面積的20.7%。土地石漠化過程中地表植被群落多樣性下降、土壤物理性質(zhì)變差、土壤養(yǎng)分下降、土壤微生物活動減弱[15-20], 使土壤質(zhì)量逐漸退化, 進(jìn)而加劇了生態(tài)環(huán)境的脆弱性, 進(jìn)一步影響植物群落結(jié)構(gòu), 從而使喀斯特石漠化強(qiáng)度不斷增加。

1.2 耕地環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻

貴州耕地環(huán)境污染主要表現(xiàn)為重金屬污染、農(nóng)藥污染、化肥污染及固體廢棄物對土壤環(huán)境的污染[21], 與石漠化第二大省云南存在問題基本一致[22]。貴州省煤、磷、汞礦等資源豐富, 但是開采不合理, 造成了重金屬對土壤的污染。全省綜合污染指數(shù)為2.81, 污染等級為中污染, 主要污染物為鎘(Cd)和汞(Hg), 其中, 鎘(Cd)的單因子污染指數(shù)高達(dá)4.05, 屬重污染區(qū), 汞(Hg)的單因子污染指數(shù)為2.19, 屬中污染區(qū)[23]; 2015年全省農(nóng)藥使用量1.37萬t[24], 且大量的農(nóng)藥包裝瓶、包裝袋被農(nóng)民隨意丟棄于河邊、田間、地頭, 進(jìn)一步增加污染風(fēng)險; 2015年全省化肥使用量103.69萬t, 南方山地丘陵區(qū)不同農(nóng)業(yè)模式平均肥料流失系數(shù)為氮0.868%, 磷0.497%, 其中水田流失系數(shù)高于旱地, 露地蔬菜高于大田作物[25]。由于貴州特殊地質(zhì)環(huán)境, 施于耕地的農(nóng)藥和化肥絕大部分進(jìn)入空氣、土壤和水體, 一方面導(dǎo)致化肥和農(nóng)藥利用率均不到30%, 另一方面大量化肥和農(nóng)藥進(jìn)入土壤和水體, 增加面源污染風(fēng)險, 又使土壤結(jié)構(gòu)受到破壞。2015年全省地膜用量4.94萬t, 農(nóng)膜回收利用率不到20%, 大量農(nóng)膜殘留在土壤中, 直接破壞土壤耕層結(jié)構(gòu), 造成耕地退化和作物減產(chǎn), 礦山廢棄物堆放也是土壤固體污染的一個重要來源。此外, 貴州城市郊區(qū)由于常年種植蔬菜, 長期大量化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜施用導(dǎo)致的耕地連作障礙問題突出, 土壤生產(chǎn)力嚴(yán)重下降, 作物病蟲草害頻發(fā)。

2 貴州省輪作休耕現(xiàn)狀

2.1 輪作現(xiàn)狀

貴州省大部分地區(qū)仍以水稻、玉米或烤煙單一作物的耕作制度為主。旱地主要輪作模式為油菜/玉米和小麥/玉米, 在高寒貧困地區(qū)芋(馬鈴薯）/玉米輪作面積較大。2000—2006年小麥播種面積下降57.0%, 之后相對穩(wěn)定, 2015年播種面積24.9萬hm2, 僅為油菜的47.1%。為充分利用光溫資源提高單位面積土地產(chǎn)出率, 從20世紀(jì)80年代初期開始, 旱地分帶輪作多熟制在該省廣泛推廣, 主要模式為小麥/玉米/紅苕3熟制, 并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了多種多熟模式[26]。貴州省“九五”和“十五”計劃實(shí)施以來, 玉米、油菜和烤煙為主的糧經(jīng)藥蔬立體種植農(nóng)作制度正在蓬勃發(fā)展, 寬廂寬帶多熟制方式不斷推廣, 玉米間套作輪作綠肥、蔬菜、食用菌、中藥材等養(yǎng)地作物或高價值經(jīng)濟(jì)作物模式逐漸興起[27]。稻田農(nóng)作制度的改革較晚, 目前稻田輪作模式仍以油菜/水稻、小麥/水稻、水稻/烤煙、魔芋/水稻等2熟輪作制為主, 其中油菜/水稻輪作面積最大。部分地區(qū)通過合理布局, 實(shí)現(xiàn)了1年3熟或2年5熟, 如小麥/水稻/水稻、油菜/水稻/水稻、魔芋/水稻/魔芋等多種形式?！笆濉币詠? 糧經(jīng)型稻田多熟制蓬勃興起, 主要有蔬菜/水稻、蔬菜/魔芋/水稻、蔬菜/水稻/蔬菜、油菜/瓜果/水稻、蔬菜/早玉米/水稻、綠肥/瓜果/水稻、大蒜/水稻、草莓/水稻/蔬菜等模式, 目前面積較大的是蔬菜/水稻/蔬菜模式, 綜合利用的形式主要有稻田養(yǎng)魚、養(yǎng)鴨、稻田種菇(食用菌)、水稻+水生蔬菜等。

2.2 休耕現(xiàn)狀

2.2.1 退耕

貴州省第一輪退耕還林工程自2000年開始, 截至2013年底, 已累計造林133.5萬hm2, 其中退耕地造林43.8萬hm2、荒山造林74.37萬hm2、封山育林14.9萬hm2[28]。2014年, 國家啟動新一輪退耕還林還草工程, 2014—2020年貴州將力爭把25°以上坡地的42.16萬hm2耕地全部退耕還林, 退耕還林補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為1.8 萬元×hm-2, 比上一輪退耕還林補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)有所降低。

2.2.2 休閑

據(jù)黃國勤[29]研究表明, 休閑主要包含“冬閑田”、“秋閑田”、“夏閑田”等不同季節(jié)休耕農(nóng)田, 此外, 還有全年都休閑、撂荒的農(nóng)田及長年休閑、撂荒的農(nóng)田。中國南方以“冬閑田”面積最大, 約占整個耕地面積的50%~60%, 有些地方達(dá)80%~90%, 有些地方甚至全部休閑、撂荒。貴州省耕地休閑以冬閑田土面積最大, 為213.44萬hm2, 占耕地面積的56.1%[30]。據(jù)全國農(nóng)技推廣中心王積軍等[31]研究結(jié)果顯示, 貴州2012年冬閑田面積28萬hm2, 約占水田面積的21.8%。近年來, 隨著農(nóng)村空心化、務(wù)農(nóng)人口老齡化問題的凸顯, 冬閑田土面積不斷擴(kuò)大, 且耕地全年和長年棄耕、撂荒現(xiàn)象時有發(fā)生。

3 貴州省輪作休耕存在的問題

3.1 輪作面積不大、模式不優(yōu)、特色不強(qiáng)

當(dāng)前, 盡管貴州省旱地和水田輪作模式多種多樣, 但大多為“糧/糧型”或“糧/油型”輪作, 且多為一年2熟制, “糧/經(jīng)型”及一年3熟制輪作規(guī)模較小, 大多不成氣候。貴州立體氣候明顯, 應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源, 發(fā)展山地高效的特色農(nóng)作制度, 在穩(wěn)定糧食產(chǎn)量的情況下, 適當(dāng)調(diào)減糧食作物比重, 增加“糧/經(jīng)型”多熟制的比例, 應(yīng)充分利用貴州復(fù)雜多樣的生態(tài)環(huán)境, 開發(fā)具有地方優(yōu)勢的特色農(nóng)產(chǎn)品, 如: 茶、辣椒、魔芋、花卉、蕓豆、苡仁米、酒用高粱等, 在產(chǎn)區(qū)(基地)發(fā)展以特色為主的多熟或多收型種植模式。

3.2 休耕多為被動休耕, 休耕農(nóng)田不合適、方式不合理、補(bǔ)償不到位

休耕應(yīng)是為恢復(fù)地力、保護(hù)耕地可持續(xù)生產(chǎn)能力而采取的“積極”、“主動”的養(yǎng)地方法和措施。然而, 貴州省大多耕地休耕多因缺乏勞動力或沒有經(jīng)濟(jì)效益或耕地質(zhì)量太差等原因?qū)е碌摹氨粍邮健毙莞鸞32], 實(shí)則“棄耕”、“撂荒”。休耕農(nóng)田大都是因?yàn)檗r(nóng)民外出, 農(nóng)田沒人種而導(dǎo)致的“休耕”、“休閑”, 這類農(nóng)田往往水肥條件優(yōu)越, 不應(yīng)該休耕, 而在石漠化較嚴(yán)重的貧困地區(qū), 許多條件差應(yīng)該休耕的土地卻被高強(qiáng)度利用。目前休耕農(nóng)田的劃分尚無明確標(biāo)準(zhǔn), 到底該選用什么樣的農(nóng)田進(jìn)行休耕僅有一個定性的描述, 有可能造成“一刀切”的現(xiàn)象, 同一片區(qū)無論耕地質(zhì)量好壞都劃分為休耕區(qū)域; “休耕”耕地大多為“一丟了之”, 不管、不聞、不問, 時間少則1季, 多則1年或幾年, 往往不是有計劃進(jìn)行, 周期不規(guī)律, 期間雜草叢生, 有的甚至長出灌木, 土壤肥力下降、質(zhì)量變劣、耕性變差, 再利用難度大; 不同質(zhì)量耕地休耕方式、周期和時限等缺乏科學(xué)研究; 目前, 農(nóng)民自發(fā)進(jìn)行的休耕并沒有納入耕地“休耕”規(guī)劃, 沒有得到相應(yīng)的“休耕補(bǔ)償”, 農(nóng)民對合理休耕缺乏科學(xué)認(rèn)識, 對休耕期間土地管理缺乏積極性。

4 實(shí)行輪作休耕的對策與措施

4.1 加強(qiáng)認(rèn)識和監(jiān)督管理

輪作休耕作為實(shí)現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的一項(xiàng)重要措施被寫進(jìn)“十九”大報告, 然而長期以來, 我國一直倡導(dǎo)多熟種植和提倡“集約農(nóng)作”, 部分農(nóng)民群眾、領(lǐng)導(dǎo)甚至農(nóng)業(yè)科研工作者對實(shí)行耕地“輪作休耕”僅限于字面理解, 缺乏深入了解或有所誤解, 故應(yīng)加強(qiáng)宣傳, 樹立“輪作休耕”制度是為今后更好更快實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的理念。據(jù)實(shí)地調(diào)查, 受農(nóng)村勞動力短缺的影響, 大部分農(nóng)民愿意將土地進(jìn)行輪作休耕, 故實(shí)施耕地輪作休耕最重要和關(guān)鍵的問題是要確保休耕農(nóng)田類型和休耕技術(shù)模式的合理選擇, 切實(shí)做到耕地質(zhì)量差的農(nóng)田得到休耕, 而良田不納入休耕范疇。確保對休耕地采取保護(hù)性措施, 切實(shí)做到休而不荒、休而不廢, 確保急用之時能夠復(fù)耕。政府部門應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管, 把休耕補(bǔ)償發(fā)放與休耕期間耕地管理相結(jié)合, 確保農(nóng)民得到該有補(bǔ)償?shù)臈l件下實(shí)現(xiàn)休耕的目的。

4.2 確定輪作休耕區(qū)劃和差異化的技術(shù)方案

調(diào)研貴州省各區(qū)域的資源和環(huán)境狀況, 深入重點(diǎn)分析各地土壤退化的主要矛盾、退化機(jī)制, 對現(xiàn)有的修復(fù)技術(shù)和方法進(jìn)行歸類總結(jié), 結(jié)合全省耕地質(zhì)量監(jiān)測和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查及石漠化綜合治理等工程項(xiàng)目, 明確適于輪作休耕的耕地資源數(shù)量(如面積、范圍、規(guī)模)和質(zhì)量(生產(chǎn)功能、環(huán)境功能、生態(tài)功能), 確定適合該省實(shí)際情況的輪作休耕區(qū)劃。從貴州省耕地和環(huán)境質(zhì)量狀況來看, 實(shí)施耕地輪作休耕采取的技術(shù)方案應(yīng)針對不同類型耕地面臨的實(shí)際問題而定, 通過輪作、休耕、退耕、替代種植等多種方式, 提出針對性區(qū)域差異化的耕地輪作休耕技術(shù)方案, 并開展綜合治理和示范。

4.2.1 耕地質(zhì)量優(yōu)越區(qū)

貴州省高質(zhì)量耕地資源少, 此部分耕地應(yīng)充分利用光溫資源, 加強(qiáng)貴州特色作物輪作制度研究, 發(fā)展山地高效的特色農(nóng)作制度, 提高土地生產(chǎn)力, 同時應(yīng)注重肥田作物在間套作輪作時的應(yīng)用, 以保持土地生產(chǎn)力。經(jīng)貴州黃壤23年長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明(相關(guān)數(shù)據(jù)未發(fā)表), 小麥季套種綠肥可顯著提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮等養(yǎng)分, 還可顯著提高后茬作物玉米的產(chǎn)量。故對于糧油作物, 可采取小季作物間套作綠肥, 大季作物間套作豆科或薯類作物, 以提高單位面積土地生產(chǎn)力和土壤肥力?！度珖N植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃(2016—2020年)》規(guī)定西南地區(qū)調(diào)整方向?yàn)椤胺€(wěn)糧擴(kuò)經(jīng)、增飼促牧”, 調(diào)減云貴高原非優(yōu)勢區(qū)玉米面積, 生產(chǎn)中應(yīng)加快推進(jìn)蔬菜/水稻/蔬菜等稻田糧經(jīng)型多熟制及玉米(烤煙、馬鈴薯)間套作綠肥、蔬菜、中藥材等糧經(jīng)藥蔬立體種植農(nóng)作制度的發(fā)展。

4.2.2 重金屬污染區(qū)

結(jié)合貴州省農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤重金屬污染普查和詳查等項(xiàng)目, 選擇土壤和農(nóng)作物中重金屬含量均超標(biāo)的耕地作物試驗(yàn)點(diǎn), 在此區(qū)域進(jìn)行休耕, 期間采用物理、化學(xué)、生物及聯(lián)合修復(fù)等技術(shù)進(jìn)行修復(fù), 待重金屬含量達(dá)標(biāo)后再恢復(fù)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)。

4.2.3 連作障礙區(qū)和面源污染區(qū)

該區(qū)主要問題是由于大量化肥和農(nóng)藥施用所致, 故此類耕地適合采取輪作與休耕相結(jié)合的方式, 通過種植養(yǎng)地作物(豆類作物或綠肥), 實(shí)行年際間輪作或季節(jié)性休耕, 充分利用植物本身的培肥效應(yīng)和化感效應(yīng), 減少化肥農(nóng)藥施用, 避免同一作物或同一類型作物長期連作導(dǎo)致的土壤質(zhì)量下降。貴州省黃壤23年長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明(相關(guān)數(shù)據(jù)未發(fā)表), 長期水稻-綠肥輪作比水稻單作顯著提高土壤全氮和速效氮含量; 李劍等[33]研究表明, 光葉苕子和小麥套種烤煙可明顯緩解烤煙連作障礙; 水旱輪作或者年際間輪換種植不同類蔬菜(如蔥蒜類與豆類、綠葉菜類與瓜類、根莖類與葉菜類)輪作可有效減輕蔬菜連作障礙[34]。

4.2.4 石漠化區(qū)

石漠化是西南喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)。據(jù)研究, 喀斯特石漠化治理模式主要有[35]: 林草植被恢復(fù)模式、草食畜牧業(yè)發(fā)展模式、水土保持模式、生態(tài)農(nóng)業(yè)模式、生態(tài)移民模式、建立生態(tài)保護(hù)區(qū)開發(fā)旅游模式、綜合治理模式。結(jié)合石漠化治理的實(shí)踐, 貴州石漠化地區(qū)耕地實(shí)行輪作休耕結(jié)合多種治理模式進(jìn)行: 坡度>25°的強(qiáng)度石漠化耕地, 應(yīng)采取退耕還林還草措施, 封山育林或種植生態(tài)經(jīng)濟(jì)林草, 增加地表植被覆蓋; 坡度<25°石漠化較嚴(yán)重的耕地, 實(shí)行耕地多年休耕, 以恢復(fù)土壤地力, 但休耕期間應(yīng)加強(qiáng)管理, 如松土(改變土壤耕性)、有機(jī)培肥(有機(jī)肥、生物菌肥、秸稈還田、綠肥、生物炭)及地表覆蓋(秸稈或綠肥和豆科類植物), 也可種植水保型牧草, 發(fā)展畜牧業(yè), 實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧結(jié)合; 石漠化程度相對較輕的耕地, 實(shí)行輪作和季節(jié)性休耕相結(jié)合, 充分利用耕地輪作休耕, 提高耕地質(zhì)量和作物產(chǎn)量, 同時應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)性耕作(免耕、少耕、輪耕、橫坡植物籬、秸稈覆蓋還田等)的研究應(yīng)用, 防止土壤進(jìn)一步退化。此外, 應(yīng)加強(qiáng)石漠化地區(qū)替代產(chǎn)業(yè)的培植及其產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營, 提高農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收益[36]。一是發(fā)展綠色產(chǎn)品加工業(yè), 加強(qiáng)地道中藥材產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(杜仲、黃柏、石斛、五倍子、金銀花、天麻)、牛羊肉系列產(chǎn)品開發(fā)(關(guān)嶺、惠水等地的黃牛, 沿河、望謨、威寧等地的黑山羊等)、優(yōu)勢的經(jīng)果林系列產(chǎn)品開發(fā)(剌梨、獼猴桃、香椿籽、火龍果等)。二是充分利用喀斯特地區(qū)獨(dú)特的地形地貌, 利用輪作休耕, 合理搭配或種植農(nóng)經(jīng)作物, 開展鄉(xiāng)村旅游。

4.3 加強(qiáng)輪作休耕制度研究

目前, 耕地輪作休耕制度處于剛起步階段, 輪作休耕體制、機(jī)制和相關(guān)技術(shù)配套措施尚不完善。為切實(shí)做好輪作休耕制度的試點(diǎn)和推廣工作, 必須重視和開展科學(xué)研究, 加強(qiáng)科技支撐, 培養(yǎng)相關(guān)人才?？λ固厣鷳B(tài)脆弱區(qū)應(yīng)重點(diǎn)開展: 不同退化類型耕地分布狀況調(diào)查及土壤肥力區(qū)劃、具有培肥和水土保持作用的耕地輪作休耕模式及綜合效益、不同土地退化類型耕地輪作休耕的模式及技術(shù)差異性比較、不同肥力耕地休耕的適宜年限、生態(tài)環(huán)境變化對實(shí)行輪作休耕的響應(yīng)機(jī)制、建立全省輪作休耕數(shù)據(jù)庫和土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測體系、與輪作休耕配套的保障措施和補(bǔ)償機(jī)制等研究。

5 貴州耕地輪作休耕制度實(shí)踐

5.1 輪作休耕制度試點(diǎn)工作

根據(jù)農(nóng)業(yè)部頒布的《探索實(shí)行耕地輪作休耕制度試點(diǎn)方案》, 西南石漠化區(qū)(貴州省、云南省)作為輪作試點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)之一, 選擇25°以下坡耕地和瘠薄地的兩季作物區(qū), 連續(xù)休耕3年[37]。2016年, 貴州結(jié)合耕地破碎實(shí)際選擇休耕區(qū)域, 在石漠化相對嚴(yán)重地區(qū)選擇5個縣區(qū)作為全國休耕試點(diǎn)縣, 總實(shí)施面積1 333 hm2, 休耕補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)1.20萬元×hm-2[38]。2017年, 農(nóng)業(yè)部繼續(xù)擴(kuò)大輪作休耕試點(diǎn)面積, 貴州試點(diǎn)面積增至13 333 hm2, 試點(diǎn)縣增至13個, 主要集中在貴州東北和西南地區(qū)。輪作休耕實(shí)施地點(diǎn)要求相對集中連片, 優(yōu)先選擇已經(jīng)完成土地確權(quán)工作的村鎮(zhèn), 以便運(yùn)用遙感技術(shù)對耕地質(zhì)量變化和作物結(jié)構(gòu)變化實(shí)行精準(zhǔn)監(jiān)測, 全程跟蹤和指導(dǎo); 休耕的實(shí)施主體明確, 專業(yè)合作社、企業(yè)、村集體或種養(yǎng)大戶等均可作為輪作休耕的實(shí)施主體; 休耕補(bǔ)助較2016年有所下降, 標(biāo)準(zhǔn)為0.75萬元×hm-2; 及時啟動輪作休耕試點(diǎn)區(qū)域耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測, 每66.67 hm2設(shè)1個監(jiān)測點(diǎn), 對休耕地塊進(jìn)行跟蹤調(diào)查; 休耕試點(diǎn)技術(shù)模式多樣[39], 主要有直接休耕(每年翻耕1次)、種植綠肥、種植豆科類植物、種植綠肥+豆科類植物或其他作物、花卉油菜輪作等模式, 各地因地制宜制定休耕的技術(shù)模式。

5.2 輪作休耕效益

貴州耕地質(zhì)量差, 適宜耕地尤其是壩地稀缺, 且有限的耕地又面臨諸多環(huán)境問題, 而通過輪作休耕可有效解決以下問題: 提高單位面積土地生產(chǎn)力和農(nóng)作物單產(chǎn), 在耕地質(zhì)量較好的土地上推廣多熟農(nóng)作制度使貴州涌現(xiàn)出大批“雙千田”和“噸糧土”; 實(shí)現(xiàn)石漠化生態(tài)恢復(fù), 石漠化地區(qū)退耕還林還草可增加地表覆蓋, 顯著改善土壤質(zhì)量[40-41], 例如, 關(guān)嶺花江石漠化地區(qū)種植花椒和金銀花改土及增產(chǎn)效果顯著[42]; 減少土壤侵蝕, 防止水土流失, 實(shí)行間套作輪作技術(shù), 提高地表植物覆蓋度, 尤其是在作物生長的春、夏、秋3季, 可減少土壤水分蒸發(fā)和水土流失[43-44], 進(jìn)而防止土地石漠化, 例如畢節(jié)市威寧縣在休耕工作中, 因地制宜選擇免耕種植綠肥、少耕種植豆類、肥草植物混間種等模式, 實(shí)行耕地休息保護(hù)與培肥地力結(jié)合、免耕與少耕結(jié)合; 減少化肥農(nóng)藥施用[34-45]及緩解連作障礙[46-47], 緩解和治理農(nóng)業(yè)面源污染問題, 例如, 六盤水市六枝特區(qū)采用“紅飯豆等豆科作物種植秸稈還田-光葉苕子等綠肥種植鮮草還田”技術(shù)模式, 在收獲大豆提高效益的同時, 秸稈綠肥還田提高了土壤質(zhì)量; 實(shí)行休耕可解放農(nóng)村勞動力, 整合項(xiàng)目資金, 扶持貧困農(nóng)戶調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu), 助推增收脫貧, 例如, 遵義市鳳岡縣種休耕期間植草本花卉萬壽菊輪作油菜實(shí)施休閑觀光農(nóng)業(yè), 銅仁市萬山區(qū)通過休耕種植紫云英等一年生花卉, 結(jié)合養(yǎng)蜂, 帶動了該地的蜂蜜產(chǎn)業(yè), 遵義市習(xí)水縣休耕采用草肥混作, 促進(jìn)當(dāng)?shù)芈檠虍a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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A discussion on land fallow rotation problems in ecologically fragile areas of the southwest karst area: A case study of Guizhou Province*

LIU Yanling1,2, LI Yu1,2, QIN Song1,2, HUANG Xingcheng1,2, ZHANG Yarong1,2, ZHANG Wen’an1,2, JIANG Taiming2,3**

(1. Institute of Soil and Fertilizer, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, China; 2. Scientific Observation and Experimental Station of Arable Land Conservation and Agricultural Environment (Guizhou), Ministry of Agriculture, Guiyang 550006, China; 3. Institute of Tea Research, Guizhou Academy of Agricultural Sciences, Guiyang 550006, China)

The implementation of land rotation fallow has been an effective way of realizing the supply side reform of agriculture and specifically for the realization of the implementation of food crop production strategy based on farmland management and technological application. This has had a strategic impact on the development of green agriculture and guaranteeing national food security. The ecologically fragile area of the southwest karst is one of the key pilot areas of land rotation fallow system and Guizhou Province is a typical karst region. It is therefore important to analyze current conditions and develop countermeasures of land rotation fallow systems in Guizhou Province. This will give a better idea on land rotation fallow in the study area. This paper analyzed the necessity of land rotation fallow systems from two aspects — cultivated land quality and environment of Guizhou. On the basis of current conditions, the problems of land rotation fallow systems in Guizhou were put forward. Among them, the most prominent problem was the current crop rotation system in Guizhou was small without unique characteristics, and mostly passive and inappropriate. On the basis of the existing problems, countermeasures were suggested, and the implementation of land rotation fallow system, technical paths of land rotation fallow systems in different degraded/cultivated lands were discussed in detail. Highly fertile land was more suitable for developing mountain characteristic farming system, while heavy metal contaminated land should be fallowed continuously. And for areas with continuous cropping obstacle, non-point source pollution or rocky desertification, the measures of reasonable crop rotation and fallow combined with straw return, green manure use, organic fertilization, conservation tillage were suggested. Finally, the practice of land rotation fallow system in Guizhou was evaluated.

Karst; Ecologically fragile area; Guizhou Province; Cultivated land degradation; Land rotation fallow

, E-mail: jtm532@163.com

Dec. 11, 2017;

Mar. 9, 2018

S01; X53

A

1671-3990(2018)08-1117-08

10.13930/j.cnki.cjea.171151

* 貴州省科技計劃項(xiàng)目(黔科合支撐[2017]2852, 黔科合基礎(chǔ)[2018]1154)、貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新專項(xiàng)(黔農(nóng)科院科技創(chuàng)新[2017]06號)和貴州省科技平臺及人才團(tuán)隊(duì)計劃(黔科合平臺人才[2018]5604號)資助

蔣太明, 主要從事貴州耕地保育及農(nóng)田肥力研究。E-mail: jtm532@163.com 劉彥伶, 主要從事貴州耕地保育及農(nóng)田肥力研究。E-mail: lyl890615@163.com

2017-12-11

2018-03-09

* This study was supported by the Science and Technology Project of Guizhou Province (Guizhou [2017]2852 and [2018]1154), the Science and Technology Innovation Project of Guizhou Provincial Academy of Agricultural Sciences (Guizhou [2017]06), and the Science and Technology Platform and Talent Team Plan of Guizhou Province (Guizhou [2018]5604).

劉彥伶, 李渝, 秦松, 黃興成, 張雅蓉, 張文安, 蔣太明. 西南喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)實(shí)行輪作休耕問題探討——以貴州省為例[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2018, 26(8): 1117-1124

LIU Y L, LI Y, QIN S, HUANG X C, ZHANG Y R, ZHANG W A, JIANG T M. A discussion on land fallow rotation problems in ecologically fragile areas of the southwest karst area: A case study of Guizhou Province[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(8): 1117-1124