“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略實(shí)施中的土壤科技問題
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中低產(chǎn)田抗旱和防御隱形災(zāi)害技術(shù)
國內(nèi)基于作物高效利用雨水和灌溉水的機(jī)制，發(fā)展了降水保蓄和灌溉水高效利用的統(tǒng)籌方法，研發(fā)了不同區(qū)域節(jié)水抗旱品種、覆膜集雨保墑和秸稈還田培肥聚墑技術(shù)，形成了“集、蓄、保、提”旱地農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)節(jié)水技術(shù)體系、集雨補(bǔ)灌技術(shù)、分根交替灌溉和調(diào)虧灌溉技術(shù)、水肥耦合技術(shù)、化學(xué)制劑應(yīng)用技術(shù)、水肥一體化微灌節(jié)水技術(shù)；通過集成農(nóng)藝和工程節(jié)水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了生物和化學(xué)節(jié)水、以水調(diào)水促肥、提高降水和灌溉水利用效率的目標(biāo)。在挖掘中低產(chǎn)田弱水資源利用特別是咸水和微咸水利用方面，研發(fā)了基于土壤-水-鹽-作物相互關(guān)系的微咸水補(bǔ)灌制度，基于咸水結(jié)冰凍融咸淡水分離原理建立了冬季咸水結(jié)冰灌溉改良鹽堿地技術(shù)；利用咸水直灌技術(shù)配套“淡化肥沃層”和“兩相耕作抑鹽”等理論技術(shù)，集成了黃淮海中低產(chǎn)區(qū)鹽堿地綜合治理模式。針對(duì)不同中低產(chǎn)耕地分布區(qū)的隱形災(zāi)害類型，通過實(shí)施土壤培肥以及控溫調(diào)水綜合管理措施，調(diào)整作物品種體系和輪作體系，輔助農(nóng)業(yè)災(zāi)害保險(xiǎn)服務(wù)和中低產(chǎn)田改造扶持政策，提升耕地抵御農(nóng)業(yè)隱形災(zāi)害的能力。
適生耐逆品種選育和微生物-作物互作
國內(nèi)針對(duì)障礙土壤研發(fā)了成熟的特色先鋒作物選育及配套栽培技術(shù)，開發(fā)了耐鹽大麥、燕麥、雜交油葵、地膜棉花、苜蓿、羊草、甜高粱、芒草和柳枝稷等先鋒作物體系，針對(duì)海蓬子、鹽地堿蓬、堿蓬、鹽角草和二色補(bǔ)血草等特色經(jīng)濟(jì)植物開展了種質(zhì)資源調(diào)查、引種馴化和應(yīng)用。特別是近年發(fā)現(xiàn)“海稻?86”等高耐鹽資源可以在含鹽量達(dá)?0.5%—0.6%?的濱海鹽堿地中生長，但需要加強(qiáng)對(duì)基因組分析揭示其高耐鹽機(jī)理，加強(qiáng)基因克隆和編輯育種技術(shù)的應(yīng)用。同時(shí)，國內(nèi)在植物-微生物互作方面的研究也有突破，發(fā)現(xiàn)脂肪酸是植物傳遞給菌根真菌的主要碳源形式，通過降低植物脂肪酸的合成，能夠有效抑制白粉病病原真菌的致病性；通過改進(jìn)高通量微生物培養(yǎng)技術(shù)，從擬南芥中分離出近?8?000?個(gè)細(xì)菌，覆蓋了?64%?的根系微生物種類，并建立了人工重組微生物群體（SynCom）的實(shí)驗(yàn)體系。國內(nèi)對(duì)植物-微生物共生的研究傳統(tǒng)上主要關(guān)注微生物本身，需要加強(qiáng)對(duì)植物宿主-微生物互作分子機(jī)制的研究，特別需要研究如何利用這種互作機(jī)制增加作物對(duì)障礙土壤的耐逆適生性。
目前，針對(duì)不同類型耕地的保育和改良，需要完善國家耕地質(zhì)量、土壤環(huán)境基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)體系，查明耕地質(zhì)量演變和土壤污染分布，研究地力培育與水肥資源利用的關(guān)聯(lián)機(jī)制，闡明土壤障礙和污染對(duì)耕地地力提升和作物適應(yīng)性影響，發(fā)展綠色土壤生物修復(fù)技術(shù)體系，提出多水資源綜合利用技術(shù)和抵御隱形災(zāi)害技術(shù)體系，發(fā)掘植物耐逆、抗逆功能基因和適生植物資源優(yōu)勢，建立中低產(chǎn)田產(chǎn)能綜合提升模式，研發(fā)配套機(jī)械、改良劑和肥料產(chǎn)品，為實(shí)現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”的目標(biāo)提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)支撐。
實(shí)施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略提升我國耕地質(zhì)量的途徑問題
“藏糧于地”核心是“地”，關(guān)鍵是“藏”，需要利用農(nóng)業(yè)技術(shù)措施不斷提升耕地質(zhì)量，這也是“藏糧于技”的基本含義。在我國耕地?cái)?shù)量剛性減少，糧食需求不斷增加的前提下，基礎(chǔ)地力的提升對(duì)保證糧食的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，縮減產(chǎn)量差和可持續(xù)生產(chǎn)具有重要的作用，是確?！安丶Z于地、藏糧于技”戰(zhàn)略實(shí)施的有效途徑。在開展全國土壤資源普查的基礎(chǔ)上，需要整合現(xiàn)有土地，按照土地平整、集中連片、土壤肥沃、水利設(shè)施、農(nóng)電配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)的耕地綜合利用目標(biāo)，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化布局，統(tǒng)籌建設(shè)，初步形成了一套不同區(qū)域和不同耕地質(zhì)量的保護(hù)措施與地力提升的技術(shù)模式。
高產(chǎn)田的穩(wěn)產(chǎn)保育
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國的20億畝耕地中，只有?4?億畝能夠達(dá)到高產(chǎn)農(nóng)田生產(chǎn)能力的要求，集中分布在平原以及灌溉水平較高的綠洲區(qū)，此類耕地基礎(chǔ)地力較高，生產(chǎn)穩(wěn)定性好。雖然高產(chǎn)田基本不存在限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的障礙因素，但仍需持續(xù)實(shí)行耕地保育措施，強(qiáng)化耕地資源的保護(hù)利用。因地制宜地加強(qiáng)建立耕地用途監(jiān)測監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)施耕地質(zhì)量監(jiān)測、測土配方施肥、有機(jī)質(zhì)提升技術(shù)（休耕輪作、秸稈還田等），完善農(nóng)田水利建設(shè)工程，提高農(nóng)電配套設(shè)施，實(shí)施現(xiàn)代化播種耕作技術(shù)及基本信息數(shù)字化技術(shù)等。實(shí)現(xiàn)使用與養(yǎng)護(hù)相結(jié)合的方式開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證足夠數(shù)量的高產(chǎn)田耕地面積尤其是將優(yōu)質(zhì)耕地永久保護(hù)起來，并鞏固提升農(nóng)田的“藏糧”能力。實(shí)現(xiàn)?2016?年中央一號(hào)文件提出的“到?2020?年確保建成?0.53?億公頃、力爭建成?0.67?億公頃集中連片、旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、生態(tài)友好的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田”的目標(biāo)。
中低產(chǎn)田的地力提升
中低產(chǎn)田是我國重要的耕地資源，具有很大的增產(chǎn)潛力，占耕地面積的?70%?左右。改良和提升中低產(chǎn)田的土壤地力是“藏糧于地”戰(zhàn)略實(shí)施的重要保障，對(duì)我國糧食產(chǎn)量和安全及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展起到積極推動(dòng)作用。2008?年?11月發(fā)布的《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要（2008—2020?年）》中提出要加快中低產(chǎn)田改造，力爭到?2020?年中低產(chǎn)田所占比重降低到?50%?左右。
中低產(chǎn)田改良過程中，需要遵循改良、使用和養(yǎng)護(hù)相結(jié)合的方式，依靠土壤地力定向培育理論，構(gòu)建土壤障礙消減和地力提升的核心技術(shù)體系。我國中低產(chǎn)田形成的主要障礙因素包括：耕層變淺、干旱缺水、瘠薄、坡耕地、鹽堿、風(fēng)沙、漬澇、酸化及污染嚴(yán)重等?？茖W(xué)認(rèn)知土壤障礙形成過程及消減原理，對(duì)于中低產(chǎn)田改良具有重要的指導(dǎo)意義。通過土壤改良和農(nóng)業(yè)增產(chǎn)相結(jié)合的工程措施與耕作培肥等技術(shù)相配套的綜合措施，加深耕作層、改善土壤結(jié)構(gòu)、提高養(yǎng)分含量和保水保肥能力、促進(jìn)生物功能等，從而提升土壤地力。
我國中低產(chǎn)田特點(diǎn)是：種類較多，分布廣泛，構(gòu)成復(fù)雜，土壤類型多樣，區(qū)域分布差異較大。因此，進(jìn)行改造的任務(wù)和重點(diǎn)不同，所需的改良和提升技術(shù)也有所不同（圖?2）。
（1）東北黑土區(qū)。該地區(qū)是我國中低產(chǎn)田分布最集中的地區(qū)之一，由于高強(qiáng)度利用、重用輕養(yǎng)、土壤侵蝕等原因，導(dǎo)致黑土地土層變薄、有機(jī)質(zhì)含量下降、土壤退化嚴(yán)重。需要加快實(shí)施黑土地保護(hù)策略規(guī)劃，通過用養(yǎng)結(jié)合，水土流失防治，改良培肥等措施，保護(hù)黑土地資源。
（2）華北區(qū)。該地區(qū)中低產(chǎn)田分布較廣，耕層變淺，土壤蓄水保肥能力下降，水利設(shè)施和降水條件成為耕地產(chǎn)能的制約性因素。應(yīng)改善現(xiàn)有農(nóng)田水利設(shè)施，發(fā)展節(jié)水灌溉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)耕地資源的質(zhì)量保護(hù)；此外，應(yīng)重點(diǎn)改善耕層結(jié)構(gòu)，提高耕層質(zhì)量。
（3）長江中下游及南方地區(qū)。自然條件優(yōu)越，是我國熱量資源和水資源最豐富的地區(qū)，但也是中產(chǎn)田分布較多的地區(qū)。近年來，我國南方地區(qū)土壤酸化日益加劇，污染嚴(yán)重。重點(diǎn)在于治酸控污，制定土壤酸化和污染治理與修復(fù)規(guī)劃，開展治理與修復(fù)工程及示范；土地治理過程中應(yīng)注意改造低產(chǎn)坡耕地或退耕恢復(fù)植被。
（4）西北和黃土高原干旱區(qū)。該地區(qū)氣候變化劇烈，降水稀少以及土地不合理利用，導(dǎo)致干旱缺水，耕地退化和次生鹽漬化嚴(yán)重，依靠農(nóng)業(yè)灌溉程度高。注重水資源優(yōu)化調(diào)配，大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)以及退耕還林還草，治理水土流失，防治次生鹽漬化，改善生態(tài)環(huán)境。
（5）青藏高原區(qū)。由于海拔高，年平均氣溫較低，干燥缺水，生態(tài)脆弱，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。應(yīng)以保護(hù)和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境為主要方向，結(jié)合自然地理和氣候環(huán)境條件采取合理的改良措施，開展高原特色生態(tài)農(nóng)田建設(shè)，恢復(fù)植被，減少水土流失，有效治理土地沙化現(xiàn)象，全面提升其生態(tài)服務(wù)功能。
在中低產(chǎn)田地力改良過程中，一些現(xiàn)實(shí)的意義不可忽視。例如，中產(chǎn)田的增產(chǎn)潛力、增產(chǎn)效益均比低產(chǎn)田高，改造費(fèi)用也相對(duì)低廉，因此在中低產(chǎn)田的改良過程中應(yīng)以改造中產(chǎn)田為主攻對(duì)象，在條件允許的情況下有計(jì)劃地改良低產(chǎn)田。我國西北干旱區(qū)、黃土高原區(qū)、青藏高原區(qū)由于自然條件的限制，生態(tài)環(huán)境脆弱、基礎(chǔ)地力差、耕地退化嚴(yán)重，使得這些區(qū)域低產(chǎn)田改良難度較大，需要投入更大的人力、物力和財(cái)力?；谖覈?dāng)前的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，很難在這些地區(qū)實(shí)施大范圍的中低產(chǎn)田改良。