重慶丘陵山區(qū)旱地改水田工程關鍵技術探討

孫靜

[摘要]在人地矛盾日益激化和農(nóng)用地整治潛力日益匱乏的雙重壓力下，旱地改水田無疑是貫徹“十分珍惜土地，合理利用每一寸土地和切實保護耕地”基本國策和全面落實“占優(yōu)補優(yōu)、占水田補水田”制度的有力保障。這一舉措對耕地數(shù)量、質量、生態(tài)“三位一體”保護發(fā)揮了積極作用。如何實施好旱地改水田工程，提高新增水田質量已經(jīng)成為耕地保護者們關注的重點。從重慶丘陵山區(qū)旱地現(xiàn)狀和特點出發(fā)，開展了旱地改水田土地整治的工程類型、適宜性指標及工程涉及的土地平整技術、灌溉排水工程技術、田間道路工程技術和土壤改良技術探討，為重慶丘陵山區(qū)旱地改水田土地整治工程提供技術支持。

[關鍵詞]丘陵山區(qū)；旱地改水田；整治技術

[中圖分類號]F301 [文獻標識碼]A

1 引言

“十分珍惜和合理利用每一寸土地，切實保護耕地”是我國的基本國策，黨的十八大以來，中央高度重視耕地保護工作，提出要像保護大熊貓一樣保護耕地。要切實加強耕地數(shù)量、質量、生態(tài)“三位一體”保護，要全面落實“占優(yōu)補優(yōu)、占水田補水田”制度。重慶屬西南丘陵山區(qū)，耕地后備資源匱乏，地塊較為破碎，質量總體不高，旱地比重較大，在社會經(jīng)濟跨越式發(fā)展的今天，如何做實做好耕地保護工作，按照國家要求實現(xiàn)耕地占補平衡，保證耕地質量，開展旱地改水田適宜條件及工程關鍵技術研究意義重大。

旱地改水田（簡稱“旱改水”）是一項利國利民的工程，可以充分挖掘土地的資源價值，將瘠薄的旱地改造成優(yōu)質水田，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，增加農(nóng)民收入；同時旱地改水田可使分散的耕地集中成規(guī)模化水田，改善農(nóng)田耕作條件，提高耕作效率。目前，國內(nèi)外已有一批學者對旱地改水田進行了研究，如：張叢風等對高瑋寒地的旱改水種植方式轉換技術進行了探索和實踐，從田間工程建設、農(nóng)藥殘留處理、品種選擇，栽培方法等四方面提出相關技術措施；王君對湖南省旱地改水田項目中新增水田的適宜性評價方法進行了研究，構建了適宜性評價指標體系。杭州市富陽區(qū)引進“生態(tài)海綿水田”新技術試點旱地改水田項目，取得了良好成效。閆加力等采用土壤盆栽試驗和室內(nèi)淹水培養(yǎng)相結合的方法，研究了江漢平原棉花田旱改水活動對水稻幼苗生長的影響及秸稈的改良作用。以上研究表明，旱改水在實踐上是可行的，可以取得較好的經(jīng)濟和生態(tài)效益。

研究組對重慶市旱地的土體結構和土壤質地進行了典型區(qū)塊調查，結合水田的基本土體構型，確定了適宜整治的條件，劃分了旱地改水田土地整治三種工程模式，并進行了工程技術探討。

2 重慶市旱改水適宜條件分析

2.1 重慶市旱地特征分析

重慶位于青藏高原與長江中下游平原過渡地帶，2015年，現(xiàn)有旱地面積146.19萬hm2，約占總耕地面積的60.15%。從緯度范圍來看，地帶性土壤是在亞熱帶濕潤季風氣候條件下形成的黃壤、紅壤，土類有九種，分別為紅壤、黃壤、黃棕壤、棕壤、山地草甸土、紫色土、石灰（巖）土、新積土和水稻土，其中黃壤是第一大類土壤，也是地帶性土壤，紫色土是第二大類土壤，是主要耕作土壤之一。

從土壤發(fā)生層次看，旱地的土壤發(fā)生層次多為耕作層（A）、心土層（B）、底土層（C）和基巖層（D），其中心土層（B）又細分為粘粒淀積層（Bc）、砂姜層（Bca）、鐵錳淀積層（BMn）、鹽分淀積層（BSa）。心土層是影響旱地改水田的重要因素之一，心土層的有無對水稻的干物質積累量、根系發(fā)育、產(chǎn)量等有較大差異。

研究組對重慶市5個區(qū)縣74個旱地土壤剖面調查得到，重慶市的旱作土壤，大多為坡地，其土層淺薄，犁底層發(fā)育不明顯，其土體結構特點為耕作層以下以心土層為主，厚度較小，其土壤重力水的滲漏較快。

2.2 旱改水適宜性指標確定

旱地改水田的適宜性，需綜合考慮地塊的區(qū)位因素，土壤條件、地形條件、水源條件、交通條件和農(nóng)民意愿等，針對新增水田進行適宜性指標設計。在諸多的土地適宜性評價指標中，某些評價因子存在極限指標，這些極限指標對旱地改水田起著一票否決作用，主要包括坡度、有效土層厚度、質地、pH、含鹽量和土壤侵蝕強度等。在選擇指標時，參照《農(nóng)用地質量分等規(guī)程》（GB/T28407-2012）、土壤環(huán)境質量標準（GB 15618-2008）等資料，結合重慶市旱地實際情況，選取影響旱地改水田適宜性評價因子9項，主要包括地形坡度、臺面坡度、土壤質地、犁底層發(fā)育狀況、有效土層厚度、土壤環(huán)境狀況、水源條件、實施規(guī)模、群眾支持度等。經(jīng)過專家打分和實地調查，對指標進行了篩選，最終確定旱改水適宜影響度較大的指標因子5項（見表1）。

3 關鍵技術

3.1 土地平整工程

按照旱地改水田的施工工藝要求，旱地改水田的土地平整工程較常規(guī)的土地平整工序復雜，對施工工藝也有較高的要求，從工序上看，一般包括耕作層土壤剝離、田塊整形、田坎（?。┬拗?、田間防滲、耕作層土壤回覆和細部平整等工藝，具體要求如下。

3.1.1 耕作層土壤剝離技術。進行旱地改水田土地整治工程時，開展土壤剝離是關系到新增水田質量高低的重要環(huán)節(jié)，因此，對耕作層土壤剝離的施工工藝也有較嚴格的要求，研究組對重慶市5個區(qū)縣74個旱地土壤剖面進行調查，其耕作層厚度一般15～27cm，因此，其剝離的厚度一般以不超過25cm為宜，少數(shù)耕作層較厚地區(qū)可適當增加。剝離后的耕作層土壤，應對其進行妥善安置，防止水土流失。

3.1.2 田塊整形技術。根據(jù)項目區(qū)地形地貌、種植方式和產(chǎn)業(yè)確定田塊的形狀，為了方便農(nóng)田機械化作業(yè)，田塊的長寬比一般宜控制在4：1～10：1。在地形坡度小于2°的平壩區(qū)，宜修建格田。在丘陵山區(qū)地區(qū)，宜修建梯田。格田在布置時充分利用現(xiàn)有田塊格局，以田間道路或溝渠為中軸布設成網(wǎng)格狀。梯田田塊布局應注意依據(jù)地形條件，充分考慮梯級灌溉、梯級排水的要求，合理調整田塊布設，實現(xiàn)灌排通暢。

3.1.3 田坎（?。┬拗夹g。田坎（?。┰谒锉Ｋδ苌掀鸬揭欢ㄗ饔?，旱地改水田在修筑田坎（?。r對田坎的高度、距田面的高差、背坡坡比和工藝要求有嚴格的要求。田坎（?。┑牟馁|可選用粘土坎，地質條件不穩(wěn)定的區(qū)域可加用石坎進行穩(wěn)固。田坎（?。┰谠O計時宜高出田面15cm～20cm，埂頂寬15cm～40cm；，埂寬30cm～50cm；當田坎（?。┢鸬缴a(chǎn)路通行功能時可講寬度放大到40cm～60cm。

3.1.4 田間防滲技術。田間防滲主要是土壤結構處理達不到水稻種植防滲要求的犁底層，其厚度不小于10cm，當犁底層小于厚度要求時，采取客土補充，土壤質地以壤土或粘土為主，土質均勻，具有良好的保水性。

（1）防滲技術。田間持水量是土壤保持水分的一種基本特性，要確保新增水田的田間持水特性，需進行防滲工程，構筑犁底層。犁底層是耕作時在耕作層下所形成的硬土層，它對水的入滲產(chǎn)生阻礙作用，具有保水作用。犁底層一般厚約5～7cm，最厚可達到20cm。因此，構筑犁底層工藝相對復雜而精細，需要將耕作層土壤剝離后，對心土層進行碾壓、夯實、多次淹水犁耙（3次或3次以上）后靜置，將泥漿沉淀，最后進行絞田邊、糊田（土）埂施工工藝，等綜合防滲措施。在實際整治過程中，可根據(jù)旱地的土體結構情況，對其防滲工序因地制宜進行施工，直到達到新增水田防滲要求。

（2）防滲檢驗。檢測旱地改水田防滲是否達標，測定田間的持水量可采取土壤容重測定或田間水田滲漏強度檢測兩種方式。土壤容重是反映土壤的緊實度的主要指標。土壤容重小，表明土壤越疏松，通透性較好，農(nóng)田中土壤犁底層容重顯著高于耕作層，其土層的緊實度顯著高于耕作層，容重一般為1.5～1.7g/cm3。

環(huán)刀法測定土壤容重的方法是指用一定容積的環(huán)刀切割代表性的原狀土，使土樣充滿其中，稱量后計算單位容積的烘干土（105℃）重量。室內(nèi)環(huán)刀測定田間持水量較其他方法簡便易行，容易掌握，有利于廣泛采用，其測定數(shù)值也較為可靠。

（3）田間水田滲漏強度檢測。水田土壤水分在單位時間內(nèi)垂向滲漏和側向滲漏的水量，以mm/d表示。如爽水型水稻土10～20mm/d，滯水型水稻田5～10mm/d（未計算蒸騰量）。測定方法以田間標尺定時觀察方法為主。具體可采用水頭差法，在水田田面（迎水面）垂直插入木樁水尺，泡田3天后開始觀測，每天定時觀測一次，觀測3～5次，實測24h內(nèi)水頭差值，取平均值為水田的滲漏強度。

3.1.5 耕作層土壤回覆及整地要求。耕作層土壤回覆及田面平整是新增水田土地平整的最后一道工序。防滲工程完成后，應將剝離的耕作層土壤即時回覆，并需對其進行鋪攤均勻和適當鎮(zhèn)壓，并進行淹水泡田，采用機械或人工犁耙將田面進行細部平整，使田面平整。水稻是喜水作物，但是過量的水也能將其淹死，為保障水稻作物的正常生長，新增水田的田面高差宜控制在±3cm以內(nèi)，礫石含量應不高于1%。

3.2 灌溉與排水工程

3.2.1 灌溉與水源工程。旱地改水田土地整治項目存在單片性、零散性等特點，新修大型的水源設施不利于項目的投資建設。在考慮灌溉工程時，可以充分利用整治區(qū)域的現(xiàn)有溪河、水庫、山泉水、山坪塘、囤水田等可利用的水源設施，并結合必要攔蓄和輸水設施的建設，保障項目區(qū)灌溉設計保證率。

3.2.2 排水工程。排水溝的設置與灌溉渠道相適應，利用天然溝渠，合理布置排水渠道，做到減少“串排串灌”，少占耕地，不破田塊要求。重慶丘陵山區(qū)的排水溝設計標準采用暴雨歷時1～3天，3～5天可排至作物耐淹水深，要滿足農(nóng)田防洪、排澇、降漬的要求。

3.3 田間道路工程

3.3.1 田間道。田間道路在設計時應結合建設區(qū)地形地貌條件及農(nóng)田機械耕作與運輸?shù)囊筮M行布設。田面的寬度不大于3.5cm，高出田面0.5cm，從生態(tài)的角度，路面可以采用砂礫石、碎石等鋪筑，厚度為0.1cm～0.15cm，采用素土夯實路基，并設置土路肩，寬度一般為0.25cm。

3.3.2 生產(chǎn)路。生產(chǎn)路是為了滿足生產(chǎn)人員田間生產(chǎn)、生產(chǎn)機械下田和收獲農(nóng)產(chǎn)品等活動的需要。生產(chǎn)路的適宜寬度一般為1.2～2.0m。

3.4 其他工程

整治后的新增水田質量等別較低，需進行土壤改良，土壤質地的改良主要通過結構改造和地力提升的措施實現(xiàn)。結構改造采取摻沙、摻黏措施或利用建設用地剝離的耕作層土壤進行客土改良。地力提升措施有秸稈還田、種植綠肥還田和增施有機肥等方式，使得土壤中有機肥含量達到水稻土的基本要求。作物秸稈還田量，每年宜不小于500kg/667m2；農(nóng)家肥宜按1500～2000kg/667m2標準施用；商品有機肥按200～300kg/667m2標準施用。改良后的土壤宜達到三泥七沙或四泥七沙的壤土范圍。

4 結語

旱地改水田是一項實現(xiàn)農(nóng)地資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略性工程，規(guī)劃協(xié)調、科學設計、合理施工的旱地改水田項目可以有效增加水田面積，提高土地生產(chǎn)能力，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，促進農(nóng)地生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。本文針對重慶丘陵山區(qū)旱地特點進行分析和設計，開展了旱地改水田土地整治的工程類型、適宜性指標及工程涉及的土地平整技術、灌溉排水工程技術、田間道路工程技術和土壤改良技術探討，可以為“十三五”乃至以后的重慶市旱地改水田任務提供支持，是落實“占優(yōu)補優(yōu)、占水田補水田”制度下的旱地改水田整治模式實施的有力保障。

[參考文獻]

[1] 西南大學.重慶農(nóng)業(yè)土壤[M].北京：中國大地出版社，2013.

[2] 高盼，王秋菊，劉峰，等.心土層對水稻生長及產(chǎn)量影響的研究[J].中國土壤與肥料，2016（1）：47-52.

[3] 王君.旱地改水田項目中新增水田的適宜性評價方法研究——以湖南省華容縣梅田湖鎮(zhèn)北剅口村金雞村旱地改水田項目為例[J].農(nóng)業(yè)與技術，2015，35（24）：55-56.

[4] 劉正國，游振波，黃俊.江西省旱地改水田土地整治研究——以永豐縣瑤田鎮(zhèn)湖西村旱地改水田項目為例[J].安徽農(nóng)業(yè)大學，2015（36）：185-187+229.

[5] 朱雪梅.單季稻水田生態(tài)系統(tǒng)水量平衡及節(jié)水研究[D].沈陽：中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所，1999.

[6] 王長海.“旱地改水田”工作的思考：以龍江縣推進“旱地改水田”工作為例[J].農(nóng)民致富之友，2014（4）：29.