長江中游地區(qū)土壤潛育化沼澤化現(xiàn)狀及改良措施

昌宜昌是長江中游的著名地區(qū)，包括著名的江漢平原和洞庭湖平原。這里自然資源豐富，發(fā)展歷史悠久。人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)極其頻繁。這是中國糧食、棉、油、鳥、蛋、水和其他重要基地之一。但該地區(qū)湖泊洼地眾多,洪、澇、漬、旱為害頻繁且危害嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境甚為脆弱,嚴(yán)重制約著該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。從土壤資源來說,該地區(qū)土壤潛育化沼澤化十分普遍,成為限制該地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人民生活水平提高的重要因素之一。因此,如何有效地改良這些低產(chǎn)土壤,合理利用這部分土壤資源,是科研部門和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門的重要任務(wù)之一。1潛育化、沼澤化水稻田布局該地區(qū)共有稻田1008.4×104ha,沼澤166.7ha,湖泊94.8×104ha。由于自身淤積和人類圍墾作用,湖泊面積急劇縮小,沼澤化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。以四湖地區(qū)為例,50年代尚有湖泊水面約26.8×104ha,而至80年代中期則降為7.87×104ha左右,與此同時(shí),沼澤化潛育化低產(chǎn)稻田增加了10×104ha左右。目前四湖地區(qū)28.7×104ha水稻田中潛育化沼澤化面積達(dá)13×104ha,加上次生潛育化沼澤化面積則達(dá)24×104ha左右,表明該地區(qū)近84%的水稻土處于潛育化和沼澤化狀態(tài)(表1)。從整個(gè)流域來說,潛育化和潛育性水稻土主要分布在中游地區(qū),表明該地區(qū)仍有大面積的低產(chǎn)田需要改良,增產(chǎn)潛力大。而下游地區(qū)由于生產(chǎn)力水平相對(duì)較高,經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),土壤經(jīng)過60、70年代的改良,大多發(fā)育成為脫潛型的高產(chǎn)水稻土(下圖)。2不同潛育型水稻土還原性物質(zhì)含量一般來說,凡潛沼化土壤都有其共同特點(diǎn),如質(zhì)地較粘重,結(jié)構(gòu)性差或無結(jié)構(gòu),通氣透水性不良,水、氣、熱協(xié)調(diào)能力差,屬典型的低產(chǎn)稻田類型之一。從其化學(xué)性質(zhì)來說,由于有機(jī)質(zhì)含量較高,加上長期漬水,微生物以厭氣分解作用為主,產(chǎn)生一些破壞性的有機(jī)還原性物質(zhì),同時(shí)鐵、錳、硫等物質(zhì)還原,不僅對(duì)作物生長產(chǎn)生毒害作用,而且會(huì)引起土壤中其它物質(zhì)的連鎖變化,最終導(dǎo)致土壤發(fā)生退化作用。不同時(shí)期對(duì)不同潛沼化程度土壤的測定結(jié)果表明,沼澤型和重潛型水稻土Eh值較低,還原性物質(zhì)含量相對(duì)較高,表明還原強(qiáng)度高,中度潛育型水稻土次之,輕度潛育型水稻土還原作用最低。而潛育型和非潛育型水稻土相比,不論Eh值,還是還原性物質(zhì)含量二者均有明顯的差異(表2)。Eh值的高低,還原性物質(zhì)含量的多寡,反映著土壤潛育化作用的強(qiáng)弱,這同土壤有機(jī)質(zhì)含量特別是易分解的有機(jī)質(zhì)含量有著密切的關(guān)系。潛沼化土壤由于有機(jī)質(zhì)含量較高,土壤全N、全K含量以及堿解N和速效K含量相對(duì)來說均較豐富。但由于潰水厭氣,雖然潛在養(yǎng)分雖高,但難以有效發(fā)揮。此外,由于有效磷含量明顯低于非潛型水稻土,所以土壤肥力低,制約著作物的高產(chǎn)(表3)。3漬害對(duì)作物產(chǎn)量的影響潛沼化土壤水、肥、氣、熱諸因素協(xié)調(diào)能力差,潛在肥力難以發(fā)揮,這是造成這類土壤低產(chǎn)的原因之一。此外,由于排水不暢,地下水位高,“回水”矛盾突出,往往產(chǎn)生嚴(yán)重的洪、澇、漬害,這也是造成該地區(qū)作物產(chǎn)量不高的原因。多年的調(diào)查資料表明,荊州地區(qū)秋冬季節(jié)地下水位離地表不到60cm的農(nóng)田有20×104ha之多,占總耕地的21%左右,僅監(jiān)利縣在干枯季節(jié)時(shí)地下水位離地表高度小于100cm的農(nóng)田就有6.7×104ha左右,占總耕地的58%。顯而易見這些農(nóng)田在春夏雨季時(shí)極易產(chǎn)生漬害。1987年冬季至1988年春季四湖地區(qū)漬害調(diào)查表明,整個(gè)地區(qū)受災(zāi)面積達(dá)11.8×104ha,其中嚴(yán)重受災(zāi)和中度受災(zāi)比例占61%左右。1988年冬季至1989年春季漬害更為嚴(yán)重,僅江陵、洪湖、監(jiān)利、潛江四縣嚴(yán)重受災(zāi)和中度受災(zāi)面積便達(dá)13.3×104ha,占總耕地的34%—47%,災(zāi)區(qū)主要分布于低洼地,50%—97%的水稻田受害。洞庭湖地區(qū)亦是如此。以華容、湘陰兩縣為例,平原湖區(qū)38%—49%的耕地,41%—78%的水田均發(fā)生不同程度的潰害。華容縣常年受災(zāi)面積達(dá)4×104ha,占總耕地的70%,其中重災(zāi)和中度災(zāi)害的比例占80%—90%;湘陰縣常年受災(zāi)面積達(dá)3.3×104ha,占總耕地的80%,其中90%左右為重災(zāi)和中度災(zāi)害。該地區(qū)漬澇災(zāi)害常常發(fā)生在每年3月至5月間,以4月尤為嚴(yán)重,這主要是對(duì)夏收作物而言。當(dāng)降雨量在這三個(gè)月中累積超過300mm,土壤便產(chǎn)生潰害,超過400mm,便產(chǎn)生嚴(yán)重潰害。四湖地區(qū)多年資料統(tǒng)計(jì)表明,大約每10年中便有8到9年降雨量在此時(shí)期超過300mm,其中5到6年超過400mm,可見該地區(qū)漬害發(fā)生頻繁,而且較為嚴(yán)重。漬害的產(chǎn)生強(qiáng)烈影響小麥、水稻和油菜等作物的產(chǎn)量。1989年江陵、洪湖、監(jiān)利和潛江四縣的調(diào)查資料表明,小麥?zhǔn)転?zāi)面積達(dá)6.3×104ha,損失達(dá)4×104t左右;油菜受災(zāi)面積亦達(dá)2.7×104ha,共損失0.66×104t左右;其它作物受災(zāi)0.6×104ha,損失達(dá)0.98×104t。研究表明,地下水位的高低對(duì)水稻植株的生長有著強(qiáng)烈的影響。不僅影響植株的株高、根長、鮮重等指標(biāo),還影響作物對(duì)養(yǎng)分的吸收能力(表4),進(jìn)而影響水稻的產(chǎn)量。隨著水位下降,水稻產(chǎn)量便依次增加。據(jù)荊州地區(qū)水文站的資料,地下水位每降低1cm,早稻每畝可增產(chǎn)5.1kg,晚稻每畝可增加8.7kg。江陵縣土肥站的資料亦表明,地下水位每上升1cm,小麥平均每畝減產(chǎn)2.9—3.7kg。田間試驗(yàn)結(jié)果表明,不同潛沼化程度對(duì)作物產(chǎn)量有著顯著的影響,二者有著明顯的相關(guān)性。不論施肥與否,作物產(chǎn)量隨著潛沼化程度的減輕而增加,對(duì)旱作來說,漬害嚴(yán)重時(shí)可能顆粒無收(表5)。4漬害原因分析該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)區(qū),平均年降水量1100—1300mm,年蒸發(fā)量1200—1500mm。降水主要集中于春季和夏季,且年際變化較大,易產(chǎn)生洪、澇、旱等災(zāi)害。每當(dāng)汛期時(shí),長江洪水壓境,外江水位比堤內(nèi)地面要高出6—13m,地表逕流的外排嚴(yán)重受阻,易造成外洪內(nèi)澇的局面。由于內(nèi)澇水不能及時(shí)排出,土壤漬水時(shí)間加長,加上長江、湖泊及內(nèi)河對(duì)該地區(qū)地下水位的側(cè)向補(bǔ)給作用,引起大量低湖田土壤潛育化和沼澤化,并產(chǎn)生作物漬害。由于該地區(qū)60年代及70年代大規(guī)模圍湖造田,加上湖泊自身的淤積作用,蓄水面積急劇下降,導(dǎo)致排蓄比例失調(diào),這是引起該地區(qū)土壤發(fā)生漬害的另一重要原因。僅以四湖地區(qū)為例,到80年代中期,由于湖泊面積縮小,調(diào)蓄能力便減少了8—10×108m3,而該地區(qū)常年便有3—6×108m3的水難以外排。洞庭湖地區(qū)情況也是如此。從土壤本身來看,該地區(qū)耕地中廣泛分布著由湖沼圍墾而形成的水稻土。由于開墾時(shí)間不長,多數(shù)尚未完全脫潛,而且由于地勢(shì)低洼、河湖水頂托,而造成地下水位高、有機(jī)質(zhì)含量較豐富,從而具備潛育化沼澤化的條件,加上排水系統(tǒng)不完善,所以土壤易于返回退化,向潛育化沼澤化方向發(fā)展。5土壤改良措施該地區(qū)潛沼化土壤的利用改良須同時(shí)從兩個(gè)方面著手。一是進(jìn)一步完善水利設(shè)施,解決“回水”矛盾;二是因地制宜,因時(shí)制宜,從土壤本身出發(fā)選擇合理而有效的改良措施。1.從區(qū)域整體出發(fā),綜合治理,全面規(guī)劃,水利措施要大、中、小配套,協(xié)調(diào)局部和整體的關(guān)系,解決整個(gè)區(qū)域的“回水”矛盾。2.因地制宜,適時(shí)調(diào)整單一的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu),大力發(fā)展多種經(jīng)營。難以種植作物的土地要返回發(fā)展?jié)O業(yè)及特種水生植物以及畜牧業(yè),增加經(jīng)濟(jì)收入,為進(jìn)一步的土壤改良打好經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。3.采用合理而有效的土壤改良措施。一是調(diào)整耕作制度,進(jìn)行水旱輪作,改良土壤的理化性質(zhì);二是開溝排水,完善田間水利配套設(shè)施,消除水害,三是實(shí)行壟作,改善水氣矛盾。當(dāng)?shù)貙?shí)踐表明,壟作是一種見效快、成本低、簡便易行的群眾性改良土壤增產(chǎn)措施。壟作具有通氣、促根促葉、增溫增穗增產(chǎn)的效果;四是合理施肥,平衡作物所需養(yǎng)分,增強(qiáng)作物的抗逆能力,從而達(dá)到增產(chǎn)的效果。洞庭湖地區(qū)情況同四湖地區(qū)相似。本紀(jì)以來,洞庭湖地區(qū)湖泊面積日趨減小,20、30年代尚有42×104ha左右,而80年代中期僅為22.4×104ha,減少了47%,其中洞庭湖湖面由23.7×104ha減至13.1×104ha左右。由于湖泊自身的淤積與沼澤化,開闊水面不斷被分割,內(nèi)湖由20、30年代的685個(gè)增加至50年代的813個(gè),面積增加了