黑龍江省澇漬侵蝕對(duì)糧食生產(chǎn)的影響

黑龍江省澇漬侵蝕對(duì)糧食生產(chǎn)的影響

黑龍江省面積廣闊，耕地面積1672.8萬hm。1澇漬型成澇原因土壤澇漬是指地勢(shì)低、土壤水勢(shì)高、質(zhì)地粘重、透水透氣性差、土壤季節(jié)性過濕或超飽和,各別地塊出現(xiàn)積水現(xiàn)象而造成的災(zāi)害。澇是由于降雨集中、時(shí)間長、強(qiáng)度大或地形較低致客水侵入而使農(nóng)田水匯聚而導(dǎo)致的;漬是由于降雨入滲使地下水位過高或耕層土壤水過飽和而形成的。黑龍江省澇漬形成有兩種原因:第一種是外因,包括地形、地貌、氣候、水文等。黑龍江省地形多樣,如崗中洼、河灘地、低平地、二洼地等,使地表徑流重新匯聚,變向的使降雨重新分配,積水而形成的澇,如在廣闊的三江平原、松嫩平原上,雖然有河流,但多屬于沼澤性河流,沒有河道,難以排水;區(qū)域性地形較復(fù)雜,大平小不平,是成澇的主要原因。外因最主要的決定性因素是自然降雨,近20年來黑龍江省的澇漬區(qū)域的年降水量500～550mm,但降雨分布不均,同時(shí)存在地域間及季節(jié)間差異,形成東部地區(qū)多、西部地區(qū)少;全年降雨量約有70%～90%集中在6-9月(圖1),其他月份的降雨量只占全年10%～30%,歷史上經(jīng)常出現(xiàn)春旱秋澇。外因次要的是人為因素,人們把低濕易澇地開墾成農(nóng)田,建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)偏低和自然地理?xiàng)l件差等原因,這部分土地抵御自然災(zāi)害能力較差,易形成災(zāi)害。第二種是內(nèi)因,土壤性質(zhì)是產(chǎn)生澇漬的內(nèi)在因素,主要包括土壤質(zhì)地、持水性、導(dǎo)水性、通透性等1.1土壤自然條件黑龍江省澇漬區(qū)域耕地的土壤類型主要為黑土、草甸土、泥炭土、白漿土等,其中白漿土為三江平原典型代表性土壤,約占耕地面積的25%,其特點(diǎn):質(zhì)地粘重,通水性能差,排水不暢,在降雨集中季7-9月,地勢(shì)低洼處常常積水,影響到作物生殖生長,繼而影響到產(chǎn)量。澇漬區(qū)域濕粘土壤,其中物理性粘粒大于物理性沙粒,毛管孔隙多,非毛細(xì)管孔隙少,土壤固持水能力強(qiáng),釋水力弱,導(dǎo)水能力差,即使土壤水分處于飽和也不會(huì)被釋放1.2土壤水分不當(dāng)土壤水分狀況與作物生長、微生物多樣性之間存在密切的關(guān)聯(lián)。土壤微生物是土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動(dòng)力,是土壤中最活躍的因子,當(dāng)土壤水分長期處于過飽和時(shí),土壤中的氧容量嚴(yán)重減少,厭氧細(xì)菌增加,破壞微生物生長適宜環(huán)境;土壤中微生物群落發(fā)生改變土壤微生物的活性降低1.3洪水對(duì)作物生長發(fā)育的影響澇漬對(duì)作物造成的影響從各方面展開了科學(xué)性研究,如澇漬的時(shí)間長短、強(qiáng)度等對(duì)作物生育及生產(chǎn)力的影響1.3.1降低作物礦質(zhì)元素的吸收澇漬災(zāi)害引起的低氧脅迫首先對(duì)作物根部的生長起到抑制作用,進(jìn)而降低其對(duì)礦質(zhì)離子和有益微量元素等養(yǎng)分的吸收,這是最終導(dǎo)致作物營養(yǎng)失調(diào)、品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低的主要原因之一1.3.2澇漬對(duì)作物根生長的影響葉子是植物光合作用的主要器官,是制造干物質(zhì)的“源”。澇漬傷害作物根的同時(shí)也會(huì)引起植株體的次級(jí)傷害,葉片生長速度延緩,隨著時(shí)間的延長會(huì)致使葉片失綠、萎蔫、老化、葉柄偏上性生長(葉片彎曲下垂)等1.3.3廢水處理對(duì)抗逆能力的影響作物在逆境條件下,因缺氧而改變細(xì)胞質(zhì)膜通透性,隨即啟動(dòng)膜脂過氧化作用與酶保護(hù)系統(tǒng),進(jìn)而影響到作物體內(nèi)新陳代謝1.3.4洪水對(duì)谷物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響水分是影響作物籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因子。作物受澇漬災(zāi)害時(shí)產(chǎn)量下降,其下降幅度與澇漬發(fā)生的生育關(guān)鍵時(shí)期、強(qiáng)度、時(shí)間長短密切相關(guān)2澇漬工程措施黑龍江省地形復(fù)雜、土壤類型各異,再加降雨集中,產(chǎn)生漬澇形式多樣,治理難度大,又于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、技術(shù)所限,成為黑龍江省治理的難題。治澇漬一是順應(yīng)大自然規(guī)律而采取疏導(dǎo)治澇漬的工程措施,工期長,成本大,效果顯著;二是采取與大自然規(guī)律相對(duì)抗的人為措施,如機(jī)械耕作、農(nóng)業(yè)育種、栽培及生物技術(shù)等措施。2017年,黑龍江省除澇面積為339.4萬hm2.1減少灌溉排澇設(shè)施,設(shè)置統(tǒng)一的灌溉設(shè)施黑龍江省治澇的同時(shí)發(fā)展灌溉,從根本上解決土壤旱澇的問題。在水利建設(shè)方面,開發(fā)江河兩岸的耕地同時(shí)修建大量的防洪工程;加強(qiáng)農(nóng)田工程配套建設(shè),治理閉流區(qū),排除內(nèi)澇,修建渠道,增加了灌溉或排澇面積。澇漬嚴(yán)重帶,排水困難,常年積水,利用局部地勢(shì)低洼,圈筑圍堤建設(shè)蓄水工程設(shè)施——水庫,變害為利,豐水季儲(chǔ)水,缺水季供水,保證低洼地旱田改水田時(shí)作物對(duì)水的需求。水庫地勢(shì)較低,也可以作低洼易澇地排水池。2017年,黑龍江省水庫數(shù)達(dá)到1130座,總庫容量267.6億m2.2澇年種稻治澇技術(shù)澇漬地多為地下水源豐富,地勢(shì)低洼地,土層粘厚,土壤的通氣透水性能差,干旱年為旱田的高產(chǎn)田,澇年糧食顆粒不收,現(xiàn)常采取種稻治澇辦法。黑龍江省稻田面積近年來急劇上升,就是充分利用水資源,追求效益的最大化。部分區(qū)域地勢(shì)較高的應(yīng)采取水旱輪作,豐水年種稻,提高水分利用率;缺水年改種旱田作物,節(jié)省水資源。隨著機(jī)械化的發(fā)展,平整土地,減少積水坑,在澇漬地上廣泛種植,效果極佳。2.3“暗管排水、深松、暗管排水、鼠洞中小型工程”治理模式防治土壤澇漬,利用機(jī)械耕作改土與治水緊密結(jié)合,對(duì)澇漬耕地采用的振動(dòng)深松、深翻加秸稈還田、暗管排水、鼠洞犁等技術(shù),形成“溝、松、縫、洞”工程治理模式。低洼易澇地,地勢(shì)低,較冷涼,深耕,大壟高臺(tái),起到放寒散墑提升地溫,打破堅(jiān)硬犁底層,增厚耕作層,提高土壤的通氣、透水性能2.4澇期耐澇品種通過良種選育,在易澇地區(qū)先種植耐澇作物,其次是選擇耐澇的品種。澇漬災(zāi)害發(fā)生后采取合理的補(bǔ)救措施:及時(shí)排水,適時(shí)適量補(bǔ)施肥料,特別是高效生物有機(jī)肥,防止作物脫肥,促進(jìn)作物根系恢復(fù)生機(jī)。2.4.1產(chǎn)降最低:產(chǎn)降最低澇漬災(zāi)害對(duì)作物的影響,就是要在災(zāi)害發(fā)生時(shí),增強(qiáng)作物抗災(zāi)的能力,從而使作物的減產(chǎn)降到最低。目前抗?jié)碀n品種的篩選主要從根系活力、葉片相對(duì)含水率、硝酸還原酶、POD、SOD、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸、抗氧化酶、葉片膜透性等抗逆生理指標(biāo)的變化,進(jìn)行分級(jí),根據(jù)抗性指標(biāo)的變化,篩選出高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適的優(yōu)良品種。2.4.2增施土壤有機(jī)質(zhì)澇漬土壤增施有機(jī)肥或有機(jī)生物肥料與化肥配施,通過微生物降解為作物生長提供速效養(yǎng)分,提高了肥料利用率;同時(shí)增加土壤腐殖質(zhì),形成有機(jī)無機(jī)復(fù)合膠體,促進(jìn)水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成,改善土壤結(jié)構(gòu)性和孔隙性,增加土壤通透性能,調(diào)節(jié)土壤水、肥、氣、熱狀況,從而減輕澇漬對(duì)作物的危害。作物災(zāi)害發(fā)生后經(jīng)常采取應(yīng)急補(bǔ)救措施,追施氮肥、噴施抗?jié)持苿?延緩葉片SPAD值含量下降,增加不定根或氣生根的形成,促進(jìn)作物生長發(fā)育,從而使作物的減產(chǎn)降到最低。張恩讓等2.5由水稻種植種植管在改土治水的基礎(chǔ)上,要科學(xué)調(diào)整農(nóng)作物種植比例,易澇區(qū)域種植耐澇漬作物,大力發(fā)展水稻種植生產(chǎn),做到宜水則水,宜旱則旱,水旱輪作全面發(fā)展。3災(zāi)前中的意識(shí)不強(qiáng),是造成災(zāi)前災(zāi)后災(zāi)害黑龍江省地形多樣,土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜,降雨分配不勻,澇漬經(jīng)常出現(xiàn)在7-9月,發(fā)生地多為低濕地,農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低,農(nóng)民靠天吃飯,對(duì)災(zāi)害認(rèn)識(shí)不足;氣象預(yù)報(bào)超前時(shí)間不足,位點(diǎn)不夠準(zhǔn)確,農(nóng)民來不急采取相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施,災(zāi)前防災(zāi)效果差;鋪埋暗管必須泵站、溝渠相配套,能及時(shí)排出溝渠澇水,一次性投資較大,推廣有難度;市場(chǎng)上缺少成型的抗?jié)碀n產(chǎn)品;不同作物及不同品種對(duì)澇漬反映不同,機(jī)理摸不清楚,缺少相關(guān)的閾值,滿足不了農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)對(duì)作物的預(yù)判,當(dāng)前農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)精度不高,缺少相應(yīng)的模型,不能更好的與農(nóng)業(yè)無縫對(duì)接。4澇漬災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)對(duì)技術(shù)澇漬給作物帶來的傷害而導(dǎo)致其生理和生化等多方面的變化,目前已經(jīng)有了較為深入的研究及相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。今后應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)技與農(nóng)業(yè)氣象、遙感技術(shù)相結(jié)合,建設(shè)高精準(zhǔn)預(yù)警平臺(tái),對(duì)澇漬災(zāi)害發(fā)生及其規(guī)律進(jìn)行提前預(yù)判;同時(shí)農(nóng)技上加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害發(fā)生前御災(zāi)、發(fā)生時(shí)抗災(zāi)、發(fā)生后減災(zāi)的相應(yīng)措施,今后在黑龍江省應(yīng)加強(qiáng)開展以下幾方面的研究:4.1氣象災(zāi)害預(yù)警和評(píng)估技術(shù)支撐一是災(zāi)害發(fā)生規(guī)律:搜集黑龍江省歷史氣象災(zāi)害信息的收集工作,建立歷史氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)集,總結(jié)歷史發(fā)生規(guī)律及今后氣象預(yù)判和模型的建立;二是災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù):建設(shè)高精端遙感技術(shù)和高精密的小型氣象物聯(lián)站,撲捉作物災(zāi)變過程,為農(nóng)藝提供更加準(zhǔn)確的信息和應(yīng)對(duì)手段,為今后高效減災(zāi)提供數(shù)據(jù)支持。三是氣象災(zāi)害預(yù)警評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)的建設(shè),為農(nóng)業(yè)部門提供技術(shù)支撐。挖掘歷史數(shù)據(jù),明確數(shù)據(jù)種類,對(duì)預(yù)判明確的、模糊的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理;對(duì)各類描述性信息進(jìn)行調(diào)研,明確信息內(nèi)容?；诂F(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品結(jié)合農(nóng)業(yè)的需求做技術(shù)適應(yīng)性開發(fā)。4.2澇漬災(zāi)害防治技術(shù)研究一是作物耐澇漬品種基因型的篩選及品種儲(chǔ)備庫的建立:根據(jù)作物在災(zāi)害時(shí)生育抗逆特性,利用分子生物學(xué)技術(shù)及轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育超抗?jié)碀n性品種材料,同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的主推品種進(jìn)行收集整理并進(jìn)一步篩選,建立抗?jié)碀n的作物品種庫;二是作物澇漬災(zāi)害機(jī)理的研究:作物耐澇機(jī)制的研究,有助于提高作物的抗逆性,培育新的抗災(zāi)品種物理措施:通過機(jī)械改土和培肥地力,為作