③农作物种植-沼气-菌菇种植生态产业模式农户,取决于菌菇种植所需草料和沼气生产所需粪便的来源。种植业对此类生态产业模式发展至关重要,种植业为菌菇生产提供草料、为牲畜提供饲料,进而为发展沼气提供粪便。种植业始终是此类农户发展的瓶颈,需要适当产业组织形式的引导。在牧草资源匮乏的条件下,其对土地的依赖程度应该是很高的,同时这种模式在资源利用和土地的持续管理上具有生态的内稳性,潜在的发展空间较大。
④农作物种植-养牛-沼气利用生态产业模式,取决于养殖所需饲料资源的具体来源,在饲料资源成本较低的条件下,可能对土地的直接依赖程度和集约利用程度均呈现比较低的状态,但是在牧草资源匮乏的条件下,特别是灌区特定农业产业结构约束下,对土地的间接依赖程度应该是很高的,同时这种模式在资源利用和土地的持续管理上具有生态的内稳性,潜在发展空间较大;但是养殖周期和养殖规模始终是此类农户发展的瓶颈,需要适当产业组织形式的引导。在目前条件下,如果能够发展为专业农户之间的分工协作生产,则既可以避免劳动力紧缺的矛盾,也可以缓解资源紧张的矛盾,单个农户的规模化生产还可以提高资源利用效率和效益。进而在农户之间形成协作,达到资源循环利用。
⑤典型专业化生产模式,如葡萄专业户,土地依赖程度呈现数量和质量的双高特征,因此土地集约利用程度也较高,但是由于经营结构单一,市场的稳定性和改良土地资源的可获得性是决定其改良土地行为持续性的关键因素。
农户作为土地经营的基本单位,因各自产业结构的不同,在退化土地的治理方面表现出不同的途径和效果。在一定可支配现金收入约束下,单位土地面积预期收益的比较大小,是决定农户未来土地利用和管理行为的主要因素;因此在资金允许条件下,葡萄和菌菇生产表现出较好的发展前景。但是在土地可持续利用方面,传统种养生产所提供的秸秆和有机肥资源的价值是无可替代的,如何稳定粮食生产面积以及扩大牲畜养殖规模,经营模式和管理制度都是需要在社区层次上进一步优化完善。鉴于实际管理水平和产业发展需求,不提倡小而全的农户兼业发展模式。综合典型农户分析,结合社区产业的长期发展,从一般性的政策或技术建议的角度出发,葡萄产业需要专业化发展,成立专业协会,协调农户与市场的关系,促进产业的长期稳定发展;建立股份制养殖公司,集中建设养殖小区,扩大养殖规模,压缩养殖周期,控制养殖成本;引导农户带技术和设备进行劳务输出,提高劳务输出效率;适当提高秸秆和牲畜粪便的交易价格,加大外部秸秆和粪便资源的输入,理顺社区内部农林废弃物(有机质资源)的循环利用机制(农户间的交易机制和组织平台),引导农田和葡萄地有机肥的投入数量和管理水平的不断提升。
4.2农户土地利用方式与土壤改良效果对比分析
基于传统种养模式与葡萄专业生产模式农户之间比较分析,不同农户间由于经营方式和经营内容的不同,土壤理化指标间有明显差异,相对荒地对照,发生了不同方向和不同程度的变化。整体而言,连续种植葡萄,通过一定程度的改土措施,除全盐含量和土壤pH值指标外,相对荒地,植物根系主要分布层土壤理化性状有极为明显的改善,而且这种改善的程度相对耕地而言,更为突出。其中速效磷、全氮和有机质含量的升高最为明显。
同时,可以明确的指出,在粗放管理下,粮食种植对地力的消耗也是比较明显的。葡萄地的持续改土活动可以有效增加土壤有机质的含量,而土壤有机质含量的高低直接决定了沙荒地各项土壤肥力指标的表现。土壤全盐含量的变化较为特殊,可能与耕地灌水次数较多,洗盐效果较为明显有关,也可能与地块差异有关。但是相对与土壤表层全盐含量的明显提升,葡萄地表层土壤的pH值并未出现明显变化,甚至有所降低,而耕地在全盐含量相对下降的同时,pH值反而有所上升。
5.小结
永宁县闽宁镇土地退化综合防治模式项目园艺村示范点执行的建设内容包括:通过栽植防护林、菌菇种植、葡萄种植、建设沼气池、发展畜牧业、开展技术培训等,探索出在农户内部形成一个资源互相利用、互相促进、共同发展的循环经济模式,为防治土地退化和提高社区自身经济发展发挥示范带动作用。其关键是通过发展产业带动沙化土地的综合治理,即依靠葡萄种植改土,通过菌菇废料肥田、发展养殖施用有机肥等土壤改良措施和群众共同参与、自下而上的规划机制,建立起经济、生态协调的可持续发展模式。
六、青铜峡市甘城子村植被恢复综合治理研究
该项研究以生态经济学和系统科学理论为指导,以退化土地综合治理为突破口,以提高农民经济收入为核心,充分调动甘城子群众的积极性,通过科技与农户联动,上下互动的形式,农业技术的综合集成,合理高效利用水土资源,充分发挥劳动力及基础设施等优势,优化资源配置,调整农牧业结构。组装配套构建退化土地综合治理技术体系并大力推广,力求生态、经济效益的同步实现。
1.甘城子村水资源高效利用技术体系的建立
1.1水、地资源合理调整与优化
根据甘城子村土地总面积3.601万亩计算分析,其中,农用耕地600亩、林业地4830亩(经济林4600亩,防护林230亩)、牧业用地3.0万亩、其他用地(村庄、道路等)580亩,分别占总面积1.67%、13.41%、83.31%、1.61%,可直观地看出主体为林、草布局结构特点,更重要的是以经果林兼顾支撑特色产业培育和退化土地与环境治理,显着提高了植被率,林木覆盖达到了13.4%,对含养水源利用,改善生态、生产、生活、生存环境,构建人与自然和谐环境,促进与新农村建设的结合,具有保障后续发展的重大意义和效果。
甘城子村草地、果园(经济林)、耕地、防护林、居民点及道路用地面积比例13.3∶20.9∶0.27∶0.1∶0.26,草地、果园用地占绝对性的优势,充分体现了草果并重与构建草畜业和林果业发展基础地位相结合的功能特征。进一步由其用地与用水的对应关系分析,依其用地比例分别占总面积的83.3%、12.8%、1.7%、0.6%、1.62%,相对应的需水量所占总量比率分别为75.1%、19.3%、3.2%、1.3%、1.07%,可见草地、果园需水量比率明显小于面积比率,表明实施林草并重生产结构对协调资源平衡作用明显。
由单位面积需水量比较,果园需水量3.5×105立方米/平方千米,草地2.1×105立方米/平方千米,耕地4.5×105立方米/平方千米,防护林4.5×105立方米/平方千米,居民点、道路等1.5×105立方米/平方千米,其基本趋势与前者相一致。
通过显着扩大林草用地和减少高需水粮食作物比例,对促进和协调土地资源的合理利用和水资源平衡利用的效果是显着的。
1.2种植业内部结构的调整与优化
甘城子村种植业结构的调整与优化,促进了集约化经营和可持续发展基础条件与潜力的充分发挥,其核心是节水、高效、降耗、农民增收和为舍饲畜牧业的发展提供丰富的物质基础。考虑到人口动态发展、养殖业发展需求、农产品市场价格因素、供给水源平衡和作物需水规律性等,突出增加饲料作物、经济作物种植比例,促进土地利用率、土地生产力和水资源利用效率,总体上体现以农促牧、农牧结合、合理用水、多元化种植、协调发展的特点。
参照上述评价分析的内容表明,种植业内部结构的调整优化后,单一的农作物用地仅为600亩,农业人口1380人、261户、劳动力486人,“人、户、劳”平均占有农作物种植用地仅0.43亩、2.3亩、1.23亩,仅可基本满足人口、家庭生活用粮、生产用种和有限的秸杆饲料,据此激发出了不断扩宽林果业种植规模和剩余劳动力人口从事劳务输出或从事农产品贮运加工、运输、养殖、市场营销及信息服务等商贸经营增收理念,形成互补效应且良性发展。
而在调整优化后农业结构体系建设过程中,着眼于有限土地生产能力的显着提高与高效用水的结合。甘城子村土地比较贫瘠,沙砾较大,灌溉用水较多,适合种植葡萄等耐旱、耐贫瘠树种,在项目实施调整优化基础上,改变利用途径,利用200亩农田发展酿酒葡萄种植,种植酿酒葡萄143亩、枣4亩、防护林50亩,促进了葡萄产业培育的引伸发展,并通过减少小麦等高耗水作物的种植,增加低耗玉米粮饲草兼用作物,改单一作物种植为间复套立体种植,扩宽林地带间立体种植途径等,形成了麦-玉、麦-豆、麦-玉-豆间种胡萝卜和林-粮、林-菜(瓜),以及麦复种白菜、青贮饲料等多元化种植方式和模式,又增加了30%~60%的灌水、肥料、用工等生产成本,单位面积土地生产力、灌水生产效率、投资增值效益较单种植产量提高1倍以上,经济效益提高50%~85%,同时显着增加了玉米、秸杆、青贮等精粗饲草料来源和产量,对养殖业和农副产品加工运输业的发展起到重要的支撑效果,年立体复合种植面积1000亩左右。
1.3完善和建立高效用水、节水灌溉工程体系
针对干、支渠引水渠道年久失修、引水渗漏损失和造成土壤盐渍化耕地面积不断扩大的负面因子,加大了对灌溉渠道的防渗衬砌治理。截至目前,全村已完成斗渠砌护2条2500m,引水水流速度加快,缩短了灌水时间,提高了灌水效率,减少或降低了输水渗漏损失。据统计,砌护前,每亩平均灌水时间为50~60分钟,砌护后,每亩平均灌水时间为30~40分钟,每年可节约灌水开支20%,增加灌溉面积10%,节约用水20%,减轻了土壤次生盐渍化的危害。
1.4高效、节水和蓄水保墒技术的集成与应用
灌溉、灌水方式的改进:通过对灌溉渠道的防渗衬砌治理,输水渗漏损失减少或降低,并结合改变了传统的大田、大水漫灌方式,通过缩小灌面、沟灌、畦灌节水技术的推广应用,节约了用水、投工投劳少、生产费用降低,且方法简便易行,群众容易接受,使村民得到了实惠,适宜农作物、果树的种植。普通较大水漫灌方式节水20%~30%以上,农作物灌溉水利用系数由0.44提高到0.53~0.58,水分生产效率由0.62kg/立方米提高到1.16kg/立方米~1.37kg/立方米,灌水收益率有明显提高。
精耕细作抑制土壤蒸发损失:通过对耕、耙、耱、压、锄相结合的传统抗旱保墒措施加以指导,突出深耕、深松耕、旋耕、中耕培土等现代机械作业的结合,在显着降低劳动力强度、提高生产效率和耕作质量的同时,兼顾了抑制土壤水分蒸发损失的作用。另外,结合地膜覆盖种植、渗水膜覆盖、膜侧种植、秸秆覆盖等技术的应用,据此建立了适宜本土化、可操作的有效抑制杂草耗水和降低农田土壤水分蒸发损失的蓄水保墒组合措施,提高利用率。其中,采用麦秸覆盖,厚度l5~20cm,在有效抑制杂草耗水和降低农田土壤水分蒸发损失的同时,又相当于每亩增施约l000kg有机物,相当于施入2000~2500kg有机肥,连续覆草3年,活土层加厚10~15cm,0~40cm土层内有机质含量由0.41%提高到0.67%。覆草果园土壤含水量常年保持在10.9%~12.6%。
发展高效立体复合种植:在种植业结构优化调整和林果菜优化配植过程中,突出生产的多样性结合。一是农田作物种植以麦-玉、麦-玉-豆或麦(西瓜)后复种秋菜为主体的“两种两收”或“三种三收”立体复合生产方式,作物全生育期灌水量仅增加了30%~40%,单位面积土地生产力较传统单作小麦增产增收1倍的效益,水资源利用效率显着提高;并以玉米粮饲草兼用和高价值豆类、西瓜等优势作物为配套,促进与庭院养殖和市场营销经营的结合。果园树间地通过豆类、西瓜的立体间作,促进经果林管理与土壤培肥、水资源高效利用和增加经济收入的有效结合,高产立体复合种植水分生产效率可以达到1.5kg/立方米~1.8kg/立方米,最高达到2.2kg/立方米~2.5kg/立方米,小麦和玉米的每亩年均纯收入为400~600元。