第11章 农田培肥与保护（1/1）

一、农田培肥途径

（一）化学培肥

又称为无机培肥，即通过施用化学肥料、土壤改良剂，弥补因农产品输出带走的养分，强化农田物质循环，增进地力。化学培肥是现代农业扩大再生产的基础，也是现代农业培肥地力的重要途径和标志。化肥施用量与作物产量水平密切相关。

化学培肥遵循的原则有以下3条。

化肥施用量应服从施肥经济原则，避免出现“ 报酬递减”现象。

②化肥施用必须遵循因土壤、因作物制宜，氮、磷、钾合理配施原则，推荐测土配方施肥。

③在强化无机投入的同时，应注重有机培肥，坚持有机与无机相结合。有机肥与化肥配合施用，可以相互取长补短，能够持续均衡地全面满足作物生长过程中对养分的需求，保持地力经久不衰。

（二）有机培肥

有机肥(包括秸秆还田)是一种全肥， 它的某些作用是化肥难以替代的。有机肥中含有多种微量元素，这是化肥所缺少的，有机肥还可以改善土壤的理化性状和生物学性状、培肥地力，使施用的化肥效果更大。提倡有机肥与化肥合理配合施用，是制定施肥方案的一个重要原则。

（三）生物培肥

借助植物光合作用合成的有机物质，通过生物固氮作用增加氮素营养，连同家畜粪便含有的营养物质投入农田，能显著增加土壤有机质和氮素等营养物质。生物培肥是地力培肥的基本途径，主要包括种植豆科作物、种植绿肥牧草、合理轮作、施用厩肥和堆肥及菌肥、秸秆还田、造林种草等。生物培肥的主要作用表现为:生物固氨，增加土壤有机质:增加土壤营养物质;固土保水;改良土壤理化性状;生物排水和消除盐碱等。

（四）物理措施和防护措施

1、物理措施

借助土壤耕作、灌溉与排水、农田基本建设等措施，可有效地改善耕层构造，协调耕层土壤水分、空气和养分的矛盾，改善肥力条件，促进肥力因素有效化，控制地力非目标性消耗，为农田作物生长发育创造一良好的土壤环境条件。

例如采取适宜的少耕免耕技术，可减少土壤扰动而改良土壤结构，优化土壤物理性质，提高土壤生物多样性，从而达到提高土壤肥力的目的。

2、防护措施

建立综合的农田防护体系，控制因水蚀、风蚀和草害导致农田地力因素的非目标性输出。通过基本农田建设、营造农田防护林带、实施保护性耕作与保护性种植、控制农田水土流失、防除农田杂草危害等保护性农业措施，将能持续提高土壤肥力，改善农田生态环境条件，维护和提高农田地力。

由于地力是多因素综合作用的结果，建立与种植制度相适应的多途径农田培肥技术体系，是耕作制度发展的需要和必然结果。多途径农田培肥技术体系是指:以地力动态平衡为基础，在建立良好农业生产体系的同时，以人工施肥为核心，通过化学措施、物理措施、生物措施和工程防护措施实行多维养地，全面调控地力的技术体系。

二、确立用养结合的有机质与养分平衡体系

养分循环是支持农业生态系统作物生产的基本过程之一。农业生态系统的养分循环是开放性的，由于循环过程中养分的损失，参加再循环的养分数量必然逐渐减少，生产平必将逐步下降。因此为了提高养分的循环强度，必须从系统以外获得养分以增加养分投入。农田养分平衡是体现用地养地相结合的基本原理。因此计算种植制度中农田养分和有机质平衡、确立用养结合的平衡体系，是建立合理耕作制度的重要内容。

（一）农田养分和有机质平衡

土壤有机质平衡的计算公式为

A = （加人每公顷土壤中的有机质干物质量(kg) X腐殖化系数）/（每公顷耕层土壤质量(kg) X土壤有机质含量(g/kg) X 有机质矿化率）

式中，A表示平衡状态。A＞1时表示土壤有机质为盈余状态，A＜1时表示土壤有机质处于亏缺状态。

加入土壤中的有机质包括有机肥、作物秸秆、残茬根系等，其腐殖化系数一般为 0.2～0.4，依碳氮比比值的不同而异，碳氮比高的禾本科作物腐殖化系数较高，碳氮比低的豆科作物则较低。土壤有机质的矿化率一般为0. 01～0.04，因气候和土壤条件而异。

（二）种植制度中用养结合平衡体系的建立

种植制度中用养结合平衡体系的建立，实际上就是计算肥料需要量及其分配。

1、以肥料当季利用率计算

计划施养分量 = （施肥区计划单位面积移走养分量 - 无肥区作物移走养分量）/当季肥料利用率

上述公式计算中的当季肥料利用率只是当年一季作物所利用的，一般为20% ~ 30%。

2、以肥料累加利用率计算

氮素投入与产出间的关系:

实际累加利用率 = 产出氮/投入氮

养分平衡公式为:

计划施用养分量（无机 + 有机）= 计划产量所需养分量/肥料累加利用率

具体的计算步骤如下。

算出计划产量所需养分量。一般每百千克籽粒与秸秆所移走的氮量，小麦为3.0kg，玉米为2.5kg，水稻为2. 1 kg。

②氮肥累加利用率以60%估算。

③由化肥与有机肥等所含的氮率算出计划单位面积施氮量。

三、旱区节水型耕作制度

节水型耕作制度是指一个地区或一个生产单位以提高水资源利用有效性为目的的作物组成、配置、熟制和种植方式的综合。在分析区域水资源特征和耕作制度发展水平的基础上，进行作物水分基础参数分析，并据此结合当地自然条件、经济条件等进行作物节水种植结构优化，并辅以节水种植模式及配套节水综合技术体系，实现水资源的优化配置，维持农业生产系统、环境和人类社会的良性关系。

1、构建节水型耕作制度的主要原则

（1）优化配置原则

农业水资源优化配置必须遵循多维用水、 因需供水和供需动态平衡原理、提出水资源合理配置方案和相应节水政策，实现有限水资源区域供需平衡、水资源产出量与经济效益的最大化。

（2）量水而行原则

深入分析农业水资源供应条件，以水定种植结构、作物布局、作物品种和种植比例，做到量水而行。

（3）效益最大化原则

在农业水资源优化配置、构建节水型种植制度、选择配套节水技术时，必须以用水效益与产量效益的最大化为原则。

2、节水种植制度

节水种植制度 : 是指在一定技术经济条件下，以作物适水性调整为核心，优化作物品种结构及时空布局，提高作物水分利用效率及利用效益，使区域有限水资源效益最大化的种植业结构。

在既定水资源条件下，通过调整种植业结构和作物布局，最大限度地提高作物水分供需的时空协调度，使农田水分生产率最大化，实现区域效益最佳。

节水种植制度是以提高水资源利用率和土地产出率为目的，通过实行合理的作物单作、间作、混作、套作模式，实现最佳产量效益与节水效益的种植模式。不同地区都具有与当地生态条件、社会条件和作物生物学特性相适应的典型节水种植制度。

…………农田保护…………

农用保护是指采用各种有效措施保护农田，防止土壤被水冲刷，被风吹走，引起土壤侵蚀，也包括防治农田污染和土壤盐渍化。

一、防水蚀，

(一）水蚀的概念

水蚀:也称为水土流失，是指在陆地表面由外营力引起的水土资源和土地生产力的损失和破坏。一般水蚀过程，开始在土壤层进行，当其发展到一定程度则将涉及土壤母质和基岩，一旦土层全部损失，其实质不仅是肥力的损耗，而且是肥力的彻底破坏，同时也是土地生产力的破坏;不仅是农业上的损失和破坏，而且是涉及人类生命和生产安全以及国土整治、城乡建设、生态环境的破坏。

(二）水蚀的危害

1、引起“三跑”（跑水、跑肥、跑土），降低土壤肥力

2、切割、蚕食、淤积和埋压农田

3、危害水利设施

(三）水蚀的影响因素

1、气候因素

影响径流和水蚀的主要气候因素包括降雨、温度、太阳能和风。降雨是影响水蚀的最主要因素，是引起水蚀的原动力。降雨导致地表产流有两种情形:超渗产流，即当降雨强度较大时，超过土壤水分入渗速率，雨水在地表蓄积和汇集形成径流;②超蓄产流，即当降雨量较大时，超过土壤蓄水能力，雨水在地表蓄积和汇集形成径流。

温度可使雪融化产生径流，从而导致无覆盖、较浅融化表层产生细沟侵蚀。风主要是通过雨滴碰撞角度和速度来影响侵蚀过程。风也影响蒸发蒸腾，影响土壤含水量和蓄水能力，进而影响土壤侵蚀。

2、土壤因素

土壤特性对水蚀的影响主要表现在土壤接纳雨水能力和降雨或径流期间土壤抗分散及抗冲性。

（1）土壤接纳雨水能力

土壤接纳雨水能力的大小取决于土壤孔隙度、降雨时土壤含水量和土壤剖面渗透度。

（2）土壤抗分散及抗冲性

主要与土壤质地、土壤有机质含量、土壤结构等有关。

土壤抗冲性是指土体抵抗水力机械破碎的能力，其大小主要与土壤湿涨性及土体固结状态有关。

3、地形因素

地形是决定径流量和侵蚀的重要因素。平坦土地通常不容易发生水蚀。只要地形略有起伏，侵蚀就会加剧。而坡度和坡长是影响径流和侵蚀的两个主要地形特征。

4、植被因素

地表有厚草皮或密林等良好植被覆盖可以缓和气候、地形、土壤对侵蚀的影响，使得径流和侵蚀降低。植被能防止水土流失的作用主要包括:拦截雨滴、滞阻径流、固结土体和改善理化性质。

整体的防水蚀功能顺序是:森林＞牧草＞农作物间混作＞农作物单作。

5、人为因素

人类不合理的生产活动和建设活动是导致土壤侵蚀的人为因素，例如乱砍滥伐森林、破坏植被、陡坡开荒、过度机械化耕作、超载放牧等不合理利用自然资源的生产活动， 以及社会建设中开矿、 修路、采石、建厂、建房等大型建设活动， 在破坏地表植被和地形后不加以保护，都是造成土壤侵蚀的人为因素，这类人为作用造成的土壤侵蚀又称为现代侵蚀。

（四）农田水蚀控制技术原理

土壤流失通用方程式， 即

A = R * K * LS * C * P

式中，A为单位面积年平均土壤流失量(t/hm2)；R为降雨侵蚀因子；K为土壤可蚀性因子；LS为地形因素，即坡长与坡度影响的联合因子； C为作物管理因子；P为土壤侵蚀控制措施因子。土壤流失总量A的大小，取决于5个因素值连乘积的大小:当5个因素值都最大时，土壤流失量最大;②当5个因素值都趋向于零时，土壤流失不会发生:③只要这些因素中的某个趋向于零，不论其他因索值大小，土壤流失总量也趋向于零: ④虽然这些因素中没有趋向零的，但只要每个因素的值都低于一定的大小， 土壤流失总量将被控制在一个允许的范围之内。

（五）农田水蚀生态修复

1、工程措施

防治水蚀的工程措施主要在于改变坡地形态，从而使径流量和径流速度降低。修筑梯田就是通过控制坡长、降低坡度来减缓田面径流的一项有效的工程措施。

2、生物措施

（1）整体布局

对于不适宜农耕的坡地，要退耕还林、种草、归牧，同时确立与土壤水蚀区气候相适宜的、有助于控制农田水蚀的种植业结构。

（2）合理轮作

在坡耕地上实行合理轮作，能有效防治水蚀。

（3）带状种植

在坡地上沿等高线将坡耕地建成长而窄的条带，并相间种植不同作物，包括密播保护作物(例如多年生牧草)，也包括不耐水蚀的中耕作物和密植禾谷类作物。

3、耕作措施

防止水蚀的原理在于利用土壤耕作措施增加地面粗糙度，改良土壤结构，提高土壤肥力和透水储水能力，减轻土壤径流和土壤流失量，从而达到保水保土、培肥地力和持续增产的目的。主要通过等高耕作、沟垄耕作、区田耕作、残茬覆盖耕作、少耕免耕等措施以减少地表径流，防止或减轻土壤侵蚀。