0 引言

中低產田是指土壤環境因素不良或土體內存在一種或幾種障礙因子，影響土壤生產力發揮，從而導致農作物產量低而不穩的一類耕地土壤[1],是環境條件不良、綜合農業技術措施不高、農作物全部環境因素不相協調、產量水平低的耕地[2].這些障礙因素主要包括土壤、病蟲害、耕作技術和氣候環境因素。南平市位于福建省北部，俗稱"閩北",轄10個縣（市、區），地貌以丘陵、山地為主，河谷與山間小盆地錯落其間，土地資源大致為"八山一水一分田","一分田"為22.05萬hm2,其中水田21.33萬hm2.第二次土壤普查時，以單位面積產量劃分，71.74%為中低產田；1999年市土肥站通過"南平市中低產田的現狀調查研究與改造規劃"項目調查，以冷浸型、粘瘦型、砂漏型3個類型劃分，66.7%屬于中低產田。其中的冷浸田占全省冷浸田面積的50.5%[3],而冷浸田單產較低，若采取有針對性的綜合改良措施，對提高土壤肥力從而促進福建糧食增產具有重要意義[4].閩北地形地貌復雜，水網密布，水稻土類型多，分布廣而散，就土體而言，主要障礙因素是冷、爛、漬、粘、酸、漏、瘦、銹、旱、淺、毒等。長期以來，中低產田的改造治理一直在進行，也取得較好成效，但由于許多工程年久失修或失管，已漸漸失去改造效果；洪澇災害的頻繁發生導致的災毀田及其復墾后又成為新的中低產田；經濟建設用地占用的良田所調整的耕地或新開發的耕地也基本屬中低產田。因此，中低產田的改造治理是一項長期而艱巨的任務。

閩北是福建省的糧食主產區，多年來糧食總產和提供商品糧量均居全省的首位。隨著黨和政府多項強農惠農政策的落實、農業科技的推廣、投入的增加，糧食生產實現了多年"連增",但"連增"的空間愈來愈顯局限性。據南平統計年鑒[5],1981年稻谷平均單產為3750 kg/hm2,至1997年單產為5550 kg/hm2,16年平均年增產112.5 kg/hm2;1998年、1999年由于特大洪災影響單產有所下降；2000年稻谷單產為5745 kg/hm2,至2012年單產為 6255 kg/hm2,12 年平均年增產 42.5 kg/hm2.

2000 年以前，單產的提高除良種推廣、增加肥料投入及栽培技術改進等措施外，中低產田治理改造及土壤改良對糧食增產起重要作用。據中低產田協作攻關資料 ,1983 年，閩北參加全省中低產田協作攻關的759 hm2水田，平均增產 1500 kg/hm2,增長 37.59%;1984 年，實施面積 4460 hm2,平均增產1222.5 kg/hm2,增長25.09%;對爛泥田改造通過石砌深溝，并在有冷泉眼內加埋波紋管有效排除地下水后，平均增產3151.5 kg/hm2,增長52.0%[6].2000年以后，一系列的農業技術推廣及土地整治、標準農田建設、農業綜合開發等項目多在連片大面積的中高產田區域實施，對中低產田及土壤障礙因素治理方面考慮較少，如2001年起福建省開始實施的農村土地開發整理項目，主要是平整歸并零碎分割的田塊，完善田間道路、農田水利設施配套，使路渠成網、排灌暢通，有效改善農業生產條件，但項目追求的目標是增加耕地，而山、田、水、路等綜合整治的內涵未得到充分發揮[7].即這些項目注重的是新品種、新肥料、新農藥、新技術、新機具推廣及路、溝、渠的配套等農業基礎設施建設，雖然對糧食增產起一定的作用，但由于單產基數高，增產難度越來越大。因此，治理和改造中低產田是糧食進一步增產的潛力所在。通過分析不同類型中低產田土壤的主要障礙因素，并總結經過實踐可行的工程措施及農業和生物技術措施，為2015年至2018年全省完成5.33萬hm2拋荒山壟田復墾改造及今后中低產田治理改造提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 資料收集整理

收集和查閱《福建土壤》、《建陽地區土壤》；1983-1986 年中低產田協作攻關資料；1999-2000 年"南平市中低產田的現狀調查研究與改造規劃"項目成果資料；分析整理相關數據資料。

1.2 中低產田概況

1.2.1 類型分布 中低產田劃分有 3 個依據，一是按糧食產量水平；二是按障礙因素；三是按成土過程[8].科研和農業部門一般以障礙因素劃分，如彭世琪[9]以土壤主導障礙類型和改良主攻方向及改良利用的共性劃分。福建省按分布地形、環境條件、土壤特性及障礙因素等差異，將全省中低產田分為冷漬田類、淺瘦田類、砂漏田類、鹽漬田類和毒質田類5個類型[10].閩北按土壤肥力特性和改良措施分為冷浸型、粘瘦型、砂漏型3 個類型，并根據緯度、海拔、氣候，結合閩北水稻土分布及種植特點，又細分為暖地冷浸型雙季稻區、暖地黃泥型雙季稻區、暖地砂漏型雙季稻區、溫地冷浸型單雙季稻區、溫地黃泥型單雙季稻區、冷地黃泥型單季稻區、冷地冷浸型單季稻區。從分布上看，全市從海拔50~1300 m,從河谷盆地到中山山垅谷地，都有分布。

據第二次土壤普查資料統計[11],以單位面積產量劃分，在21.33萬hm2稻田中，年稻谷平均單產6000 kg/hm2以下的有11.75萬hm2,占55.06%;單產6000~7500 kg/hm2的有 3.56 萬 hm2,占 16.68% ,合計 15.31 萬 hm2,占71.74%.從 1999 年市土肥站通過"南平市中低產田的現狀調查研究與改造規劃"項目調查統計，以冷浸型、粘瘦型、砂漏型 3 個類型劃分 ,全市有中低產田14.23 萬 hm2,占66.7%,其中，冷浸型、粘瘦型、砂漏型面積分別為5.06萬hm2、6.64萬hm2和2.53萬hm2,見表1.以北部的光澤縣、武夷山市、浦城縣及中部的建甌市中低產田面積較大，分別占水田總面積的80.8%、73.4%、67.2%和 73.3%.

1.2.2 障礙因素 中低產田形成原因比較復雜，有干旱缺水、水土流失、熱量不足、土壤瘠薄、鹽堿化、經營管理等多種原因[12].在南方地區，中低產田低產原因主要是3個方面：自然環境條件的影響、土壤性狀的影響和人為因素的影響[13]
.在廣東省，中低產田的主要障礙因素：耕層淺薄、瘦瘠缺素、地下水位或干旱缺水，過砂、過粘、過酸、過咸，含有毒物質等[14].在閩北，受自然和人為因素的共同影響，3種類型的中低產田土壤主要障礙因素有冷、爛、漬、粘、酸、漏、瘦、銹、旱、淺、毒等，且一種類型可能有多個障礙因素。以緯度、海拔、氣候，結合水稻土分布及種植特點來劃分，其所占面積、分布區域、障礙因素、土壤及水稻種植表現見表2.

1.2.3 治理技術 中低產田治理改造技術主要是針對不同類型的中低產田存在的一個或幾個障礙因素，實施工程及農業和生物技術的措施。除氣候環境因素、病蟲害、耕作技術的影響外，排除土壤障礙因素，改善土壤水、肥、氣、熱狀況最為根本。上世紀80年代初至90年代末，閩北先后開展了中低產田協作攻關；商品糧基地縣中低產田工程改造；農業綜合開發的土地治理項目；財政扶持與發展糧食生產專項資金的中低產田改造等，共實施改造面積5.63萬hm2,取得較好的增產效果。如對冷浸型水田，通過石砌深窄溝排水，或埋地下暗管引冷泉等，克服冷、爛、漬、粘、酸、銹、毒等障礙因素；對沙漏型、粘瘦型水田客土客砂，改良土壤質地，加厚耕作層，克服酸、漏、瘦、旱、淺等障礙因素；通過路溝渠配套建設、改善灌排條件、保持水土等措施改善農業生產條件和土壤環境條件。同時，輔以農業和生物技術措施，如選擇抗逆抗病水稻品種、改進施肥和耕作技術、水旱輪作、秸稈還田、增施有機肥、種植綠肥等措施來改善作物生長與土壤條件、土壤改良、土壤肥力的關系。

2 結果與分析

2.1 土壤侵蝕威脅

閩北是閩江的主要上游區，境內的建溪、富屯溪流域由流域面積在50~500 km?以上的156條小流域構成，河網密度平均達0.18 km/km?,流域面積占土地總面積的75%以上。流域地區屬亞熱帶季風區，氣候溫濕多雨，陽光充足，年平均氣溫17.5~19.3℃,年平均降雨量達1900~2300 mm,每年3月~6月來自南方熱帶海洋暖濕氣團與來自北方的冷氣團常在武夷山脈、仙霞嶺交綏，形成靜止峰，造成大量降雨，雨量占全年的60%左右，易導致暴雨泛濫成災，一些年份的 7-9 月還會受臺風影響，形成局部暴雨，而到盛夏和秋季雨量偏少時，又容易出現干旱。由于災害頻繁、水利設施老化失修、田間機耕路及灌溉網絡不健全，防抗洪旱災害能力差，導致農田的綜合生產水平較低。另外，長期以來的農業和林業生產，由于對土壤侵蝕缺乏足夠的認識，普遍存在重開墾開發輕保護管理、重采伐輕造林，甚至毀林開荒，陡坡、順坡墾植，造成水土流失加劇，1982 年全市水土流失面積 27.87 萬 hm?,其中水田隱匿流失 5.35 萬 hm?,2005 年全市水土流失面積仍有15.66 萬 hm?.遭受嚴重土壤侵蝕后，生產力下降非常明顯，即使采用平衡施肥和增施腐熟農家肥，短期內很難恢復原有生產力水平[15].且遭受土壤侵蝕或災毀的耕地即便是能恢復耕種也是新的中低產田。

2.2 潛育化和次生潛育化影響

閩北特定的自然和氣候水文條件，不合理的灌溉方式和單一的輪作制度，促進土壤潛育化和次生潛育化，如冷浸田終年積水，土壤長期浸泡，土壤結構破壞、土粒分散、通透性差、土溫低，有效養分不能釋放，毒性還原物質沖斥土體，導致一系列的土壤性質惡化，從而成為"冷、爛、酸、瘦、毒"的低產田[16].部分地區土壤速效磷和速效鉀含量顯著缺失，是影響冷浸田生產力的重要障礙因子[17],水稻早期易發生缺磷"坐苗"及缺鉀的赤枯病，以致產量偏低。主要土種有冷水田、銹水田、深腳爛泥田、淺腳爛泥田、青泥田、青格灰泥田等。

以順昌縣后溪村冷浸型的山壟田為例，由于日照缺乏，土壤吸收熱量少，且地下長期積水或有冷泉，造成水溫、土溫較平洋田低5~8℃,從6月-10月20日，水稻生育期內日照總時數比平洋田少217.5 h,見表3.在"爛"方面，冷浸田由于地下水位高，土粒分散并呈浮爛狀，爛泥深度平均深度（67.7±8.44） cm,導致土壤物理性質差、耕作不便，秧苗不易立兜。在"酸"方面，冷浸田耕作層平均pH （5.2±0.44），犁底層pH （4.9±0.40），由于酸性強，有利于硫化物的形成，易使秧苗根系發黑腐臭至死亡。在"毒"方面，由于長期積水的嫌氣條件，易產生還原性毒害物質，造成禾苗中毒，產生黑根，不分蘗或少分蘗[18].終年積水的山壟冷浸田，其還原物質總量達5.61 mg/100 g土，其中Fe2+含量為42.46 mg/kg,是影響水稻生長的主要毒害源。

2.3 酸性強和酸化面積大

酸害和鋁毒已成為中國熱帶亞熱帶地區酸性土壤中抑制作物生長和導致作物減產的一個重要因素[19],閩北水田土壤酸源主要來自鋁離子。據第二次土壤普查資料，閩北土壤普遍酸性，耕地土壤pH<5.5的面積有15.06萬hm2,占68.32%,其中，酸性水田占水田總面積的 65.10% ,30 年后增至 82.16% ,強酸性面積由3.23%增至 9.59%[20].由于土壤酸性強，不利于有益微生物的活動和繁殖，易產生毒質危害，也影響土壤潛在養分的有效化和養分供應受阻，作物生長受到影響。

2.4 耕作層淺化砂化

耕作層是作物生長發育的重要層次，第二次土壤普查時，全市耕地耕層厚度10~15 cm的有10.95萬hm2,占面積49.65%,小于10 cm的有0.65萬hm2,占總面積的2.95%,二者合計占總面積的 52.60%.其中黃泥型中低產田有6.60萬hm2,主要土種有烏黃泥田、灰黃泥田、黃泥田、黃泥骨、灰黃泥沙田、黃泥沙田，其耕作層厚度平均為（12.80±1.91） cm,加上所處地形灌溉不良，雨量分布不均勻，極易受旱。因這類水田大多由自然紅（黃）壤經過開墾，水耕熟化后形成的，耕種時間短、耕作層淺、管理粗放，除灰黃泥沙田、黃泥沙田不粘外，還同時存在瘦、粘、酸等障礙因素。此外，由于開發利用不合理造成水土流失，致使耕作層砂化，質地輕壤、砂壤、砂土的面積有5.84萬hm2,占耕積26.50%,嚴重砂化的土壤有2.82萬hm2,占耕地面積12.8%.由于砂化，土壤有機質含量低，易漏水漏肥，易發病害，如砂漏型中低產田有0.89萬hm2,主要土種有灰砂田、砂層田和黃砂田，其耕作層厚度平均為（13.86±7.95） cm.因這類水田大多分布于溪河兩岸和丘陵陡坡梯田上，還同時存在瘦、漏、旱及易發病等障礙因素。由于耕作層淺化砂化，其土壤理化性狀與典型中高產田的灰泥田、烏泥田比較有明顯差距，見表4.

2.5 有效養分缺乏比例失調

從第二次土壤普查資料可以看出，冷浸型、粘瘦型、砂漏型3個類型水田，在有效養分方面除速效氮達中等水平外，速效磷、鉀普遍缺乏，見表5.尤其是冷浸型水田速效磷含量為極缺，是造成"坐苗"的主要原因之一。在土壤有機質及潛在養分方面，冷浸型水田有機質、全氮含量并不低，但由于長期處于嫌氣條件，養分分解轉化緩慢，且易產生還原毒質危害；粘瘦型水田僅有機質、全鉀在中等水平；砂漏型水田除土壤本底的全鉀含量稍豐富外，有機質、全氮含量較低。在土壤中、微量元素方面，由于氣候環境及成土母質的影響，鈣、鎂、硼普遍缺乏，鋅、銅、鉬缺乏屬局部性。因此，土壤有效養分缺乏及比例失調也是造成低產的主要原因之一。

2.6 土壤污染日趨嚴重

隨著工農業生產的不斷發展，工礦企業的"三廢"物質的排放、畜禽養殖業污染物的排放、農用化肥及農藥的大量和不合理使用，導致土壤污染日趨嚴重、部分耕地質量下降、農產品產量及品質受影響。據南平市統計年鑒，在化肥（實物量）使用上：1960年為0.85萬t,此后用量逐年遞增，1966-1970年用量波動在2.84萬t到7.25萬t,1971-1977年均在10萬t左右，1978年增至 16.48 萬 t,1979 年使用量達 21.85 萬 t,1988 年為32.85 萬 t,1996-2001 年化肥用量在 45 萬 t 左右，2003年為47.87萬t,2005年51.90萬t,2012年達53.01萬t.

在農藥使用上：從上世紀50年代的0.044萬t增加到80年代未的 0.58 萬 t,1996 年為 0.68 萬 t,2001 年為0.73 萬 t,2003 年為 0.78 萬 t,2007-2012 年為 0.87 萬 t左右。在畜禽養殖方面：以豬、牛養殖為例，肉豬出欄數，1985 年 60.37 萬頭、2000 年 142.58 萬頭、2005 年212.98 萬頭、2012 年達 235.14 萬頭；牛（含奶牛）存欄數，從1985年的7.48萬頭，一直遞增至2003年的14.13萬頭，此后逐漸下降，2006-2012年都在8萬頭左右。

畜禽養殖業的大規?？焖侔l展，其排泄物在很長一段時期都是隨意而無序的排放，加速了對土壤和溪河的污染。而工礦企業"三廢"中的汞、鋅、鋁、銅、堿、砷、硫、酸等污染物更是對土壤和農業生產造成直接影響。

3 結論與討論

閩北丘陵山地、溪河兩岸及山間小盆地分布著不同類型的水稻土21.33萬hm?,由于土壤性狀不良或環境條件不利等障礙因素的影響，約2/3以上為中低產田，分為冷浸型、粘瘦型、砂漏型3個類型，就土體而言，障礙因素主要是冷、爛、漬、粘、酸、漏、瘦、銹、旱、淺、毒等。

排除土壤障礙因素，主要是采取工程措施為主，輔以農業和生物的技術措施，改善水、肥、氣、熱狀況。在工程措施方面：對冷浸型中低產田，通過石砌深窄溝排水排漬，降低地下水位，以排除冷、爛、銹、毒等障礙因素；對沙漏型中低產田，通過客土改良，增加耕作層厚度，提高保水保肥能力，以排除漏、瘦、淺、旱等障礙因素；對粘瘦型中低產田，通過客土摻沙，改善土壤質地，或冬翻曬白，逐年加深和活化耕作層，以排除粘、酸、瘦、淺等障礙因素。此外，再根據地形和水源等條件進行路、溝、渠的合理配套建設，以改善生產條件。在農業和生物的技術措施方面主要有：選擇抗逆抗病水稻品種、改進施肥技術、改變耕作制度、增施有機肥及種植綠肥、使用土壤改良劑等。如"平衡施肥"、"早施磷肥"、"全層基施"、"壟畦栽培"、"水旱輪作",以及沙漏田施肥的"少量多次"、酸性田的"施用石灰"、冬種紫云英綠肥、稻田放養紅萍等水生綠肥、秸稈還田等。以工程措施的治"本",農業和生物技術措施的治"標",二者配合，改土為主，標本兼治。

對拋荒山壟田復墾改造及其它中低產田治理改造應根據實地土壤環境條件，充分分析障礙因素并加以解決，同時，應利用中低產田協作攻關、商品糧基地縣中低產田工程改造、農業綜合開發土地治理、財政扶持與發展糧食生產專項資金等項目的示范典型，推進中低產田改造技術的應用。在實施農村土地開發整理及高標準基本農田建設項目中應在平整歸并零碎分割的田塊，完善田間道路、農田水利設施配套，使路渠成網、排灌暢通，改善農業生產條件的同時增加中低產田工程改造和農業的生物的技術措施。

水土保持及生態保護是中低產田改造治理的前提和基礎。土壤受到污染導致的耕地質量下降，甚至無法耕種的現象應引起高度重視。對工礦企業"三廢"物質的排放、畜禽養殖業污染物的排放、化肥及農藥的大量和不合理使用、土壤重金屬污染等方面應加大研究和治理力度。