1964年5月19日人民日报 第5版

第5版()
专栏:

西北黄土高原建设稳产高产农田的探讨
贾振岚
建设旱涝保收、稳产高产的农田,是发展我国农业生产的主要方向。在西北黄土高原上,如何建设稳产高产的农田,是一个值得研究解决的问题。
大家知道,西北黄土高原由于水土流失,土壤肥力较低,又加频繁的旱灾,所以这个地区长期以来粮食产量低而且很不稳定。解放后,在党和人民政府的领导下,出现了若干旱涝保收、稳产高产的典型,为逐步地扩大旱涝保收、稳产高产的农田面积奠定了基础。从这一斗争实践过程看来,水地和梯田、坝地、引洪漫地,可以作为西北黄土丘陵沟壑区稳产高产的农田建设。现根据几年来调查研究和科学试验的资料作一初步探讨。
梯 田
梯田是控制坡耕地水土流失的主要措施。把坡耕地修成水平梯田,就能够有效地保持水土,为农业的稳产高产创造良好的条件。
首先是保水。根据天水、绥德水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所的观测,坡耕地每亩每年平均产生地表径流十点六四到十八点五立方米,而水平梯田在一次降雨一百毫米的情况下,基本上可以全部拦蓄。
水平梯田由于有效地拦截了径流,土壤含水量除了在特别干旱的情况下,新修水平梯田的外部低于坡耕地以外,土壤含水量一般都比坡耕地高百分之六点七到百分之三十七点八,为作物的生长创造了良好的条件。土壤熟化的老梯田,即使在比较干旱的情况下,也同样高于坡地。根据邠县水土保持科学试验站的测定,老梯田的土壤含水量比新梯田高百分之二十八。
第二是保土、保肥。坡耕地由于水土的流失而带走了大量的肥分,土壤肥力很难提高。根据天水、绥德水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所的测定,坡耕地每亩年平均流失表土一点三到六点四吨,其中含氮一到五点三公斤,相当于五百斤到三千斤厩肥的含氮量。
坡耕地修成了水平梯田以后,表土就不再流失。根据山西省水土保持科学研究所一九五九年至一九六三年的观测,水平梯田减少土壤冲刷百分之九十五点五到百分之百。水平梯田由于保持了水土,耕地的养分就不再损失,在这个基础上,进一步增施肥料,培养地力,就可以大幅度增产。根据绥德水土保持科学试验站试验,在同样施肥和耕作的条件下,梯田和坡地施同样多的肥料(八百斤),水平梯田比坡耕地的增产幅度大二点八倍。
水平梯田能不能稳产高产呢?能不能实现农业发展纲要所提出的单位面积产量四百斤的指标呢?科学试验的成果证明,是可以做到的。根据天水水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所一九五八至一九六三年的试验,六年来在没有水利灌溉的条件下,每亩施三千到六千斤肥料,植株密度提高百分之二十到五十,深耕六至七寸,再加田间管理,单位面积产量稳定在四百斤左右;一九六○和一九六二年遇到旱灾,单位面积产量仍达三百七十八斤到四百三十五斤,多雨年单位面积产量高达四百六十七点七斤到七百六十一点九斤。
一九五八年以来,在西北黄土高原的丘陵沟壑地区兴修了水平梯田三百四十六万亩。根据在陕西、山西、甘肃三省十四个县一百零九个生产大队的重点调查,凡是修得好、种得好的,都获得了显著的增产效果。例如,陕西省子长县娘娘庙生产队、米脂县高西沟生产大队、绥德县吴家畔生产大队、山西省临县安业生产大队所修的水平梯田,在没有灌溉的条件下,每亩施肥一千到一千五百斤,又加适当深耕,加强田间管理,单位面积产量稳定在一百五十斤左右,比坡耕地增产一倍以上。在这个基础上,再增施一定数量的肥料和合理密植,同样可以达到稳产高产。
怎样才能使水平梯田稳产高产呢?一是修好,二是种好。
(一)要修好。首先要选择土层较厚、坡度较缓、地块较大而又比较集中连片的坡地,按照不同地形,沿等高线布置。在修筑的时候,采用五米以上的田面宽度和埂高二点五米以下的规格,田边留高二十厘米的蓄水埂,搞好劳动组合,用里切外垫和下切上翻,生土培埂,熟土铺面的方法,进行修筑。
其次要保留好表土。坡耕地由于长期耕种,土壤内含有一定的有机质和速效氮、磷、钾养分,微生物活动较强烈。如果在修筑梯田的时候,将表面耕作层熟化了的土壤培了地埂或翻倒在下层,使田面耕作层变成生土,就会降低土壤肥力。根据绥德水土保持科学试验站的测定,不保留表土的梯田比保留表土的梯田的土壤有机质减少百分之十,含氮量减少百分之十六,当年减产百分之二十到百分之五十。
(二)要种好。要把水平梯田种好,首先要增施肥料,培养地力。天水水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所水平梯田所以能够达到四百斤的稳产高产程度,每亩施五千到六千斤厩肥是一个极为重要的因素。尤其是新修水平梯田,打乱了原有的土层,土壤团粒结构较差,有机质和含氮量较低,因此,增施肥料、特别是有机肥料,可以改良土壤,提高土壤肥力。天水水土保持科学试验站测定,水平梯田每亩施肥六千斤,土壤有机质含量达百分之五,比当地群众每亩施肥三千斤高百分之六十。绥德水土保持科学试验站的对比试验证明,每亩施肥一千六百斤比每亩施肥八百斤,土壤含氮量增加百分之十九,增产百分之一百一十四。在施肥种类上,除了施含氮量较高的厩肥以外,施氮素化肥的增产效果也很显著。在施肥方法上,根据天水、绥德水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所的试验,采取偏施肥的方法,里七外三或里八外二(即填土部位施肥三分或二分,挖土部位施肥七分或八分)比较经济,挖土部位增产幅度即可以大体上赶上填方部位的增产数值。
第二,种植适应作物。由于作物所需的养分不同,它们对土壤的适应性有很大差异。同时各地区条件不同,对梯田作物的选择也要因地制宜。总的说来,新修水平梯田土壤内含钾量多于氮素,因此选种需钾肥较多的作物,增产效果比较显著。榆林、绥德水土保持科学试验站试验,水平梯田种洋芋增产幅度最大,土壤有机质有显著的提高,对后茬作物增产的作用也比较大,其次是黑豆、谷子。
第三,适当深耕密植。在增施肥料、改良土壤、提高土壤肥力的同时,还要进行合理密植。根据天水水土保持科学试验站和山西省水土保持科学研究所的试验,在每亩施肥五千到六千斤的情况下,小麦每亩播种量由十五斤至十八斤提高到二十斤至三十斤,玉米每亩由一千二百株至一千五百株提高到一千八百株至二千四百株,比附近生产队密植百分之四十到五十。绥德水土保持科学试验站试验与调查的结果证明,在每亩施肥一千五百至二千斤的情况下,洋芋每亩一千八百株至二千四百株、谷子六千株至七千株、小麦二十万株至二十六万株为宜。再是适当深耕,加深土壤耕作层,促进土壤熟化。绥德水土保持科学试验站测定,深翻一至一点五市尺的土壤容重比耕深五市寸减轻零点一一三克/立方厘米,土壤空隙度增大百分之二十二点五,从而改善了土壤结构,提高了土壤透水性能,促使了微生物的活动。在同样条件下,前者比后者增产百分之二十到四十。但深度必须适当,试验中深翻超过一市尺半的,产量也有下降的现象。在目前水、肥条件下,以深耕七至八寸为宜。
第四,加强梯田的养护和田间管理工作。为了充分发挥水平梯田蓄水保土的作用,要加强梯田的维修养护工作,经常保持田边有蓄水埂,雨后要及时检查,发现缺口、穿洞,随时修补。同时要固定专业组负责经营管理,制订耕作和养护制度,合理地解决记工报酬问题,更好地加强田间管理,做到适时播种,苗全苗壮,及时中耕锄草,消灭病虫害。
坝 地
打坝淤地在西北黄土高原历史悠久,它是制止沟蚀、保持水土、变荒沟为稳定高产农田的重要措施。
淤地坝稳产高产已经为广大群众所接受。根据绥德水土保持科学试验站一九五八至一九六三年试验,坝地的单位面积产量稳定在四百斤左右,年平均最高亩产达八百八十八点二斤。
解放以来,打坝淤地在西北黄土高原上,有了很大的发展。据陕、甘、晋、内蒙古等七省(区)不完全统计,已建成淤地坝二十八万多座,约计淤地八十五万多亩。在增产方面,根据在陕西、山西十二个县三十四个典型社、队的调查,坝地的单位面积产量一般都比山坡地高二至四倍。山西省石楼县在一九五七年冬至一九五八年春的几个月内,打坝四千二百一十六座,淤出了坝地三万亩,一九五八年播种的作物平均亩产三百零四斤,三万亩坝地虽然仅占全县耕地面积的百分之七点九,而粮食收入却占全县总产量的百分之三十。这个县的萧家塔村,一九三三年在桥沟打坝三座,淤地二十亩,截至解放为止,单位面积产量一直稳定在三百斤以上。解放十几年来,这二十亩坝地的单位面积产量稳定在四百斤以上。陕西省延长县南沟生产大队、米脂县吴家峁和冯渠生产大队、葭县张家峁生产大队的坝地,几年来单位面积产量也基本上分别稳定在三、四百斤,其中年平均最高亩产达到了七百二十二点五斤。
坝地为什么能够有这样高的产量呢?正如群众所反映的,
“土肥、墒好、产量高”。
第一、土肥:西北黄土高原的沟壑洪水含有大量的泥沙,在水土流失未被控制以前,用沟内筑坝的方法,把大量的泥沙拦在沟里,可以淤出大量的肥沃坝地,建设成一批稳产高产的农田,既增产了粮食,又为发展多种经济创造了条件。单一的粮食生产、广种薄收,产生了农挤牧、牧挤林的现象。通过打坝淤地建立稳产高产的农田,就可以随着粮食的增产有计划地退耕一些土壤瘠薄的陡坡地,造林种草,发展多种经营。根据典型调查推算,仅黄土丘陵沟壑区即可淤出坝地一千四百多万亩,每人平均约占有一亩左右。坝地是由坡耕地和牧荒地上冲刷下来的表土淤积而成,坡耕地土壤含有一定的肥分,荒坡上由于经常放牧,有很多牲畜粪便和杂草腐殖质,所以坝地土壤肥沃,含有不少的有机质和氮、磷、钾养分。根据绥德水土保持科学试验站测定,坝地比坡地土壤有机质高百分之三点五,含氮量高百分之十九点三,含磷量高百分之三百。正如群众所说:“淤一寸,顶上粪”。这是坝地所以能够高产的一个重要因素。
严重的水土流失不仅危害着农业生产的发展,而且大量泥沙注入河流,造成河道和水库的淤积,使其防洪能力降低,水库运用年限缩短。打坝淤地不仅可以建设稳产高产的农田,同时可以迅速有效地减少输入河流的泥沙,为进一步发展水利创造条件。根据各水土保持科学试验站的观测和在群众中调查,小型淤地坝每淤成一亩坝地可拦泥一千立方米左右,中型淤地坝淤成一亩坝地可拦泥一千到五千立方米,大型淤地坝淤成一亩坝地可拦泥五千立方米以上。
第二,墒好。坝地由于拦蓄了径流,又加地下水位较高,所以,坝地水分充足,保墒能力高于坡地和梯田。根据绥德水土保持科学试验站一九六二和一九六三年的观测,坝地五十厘米土层内的总含水量高于坡地百分之八十一到百分之九十七。这就为作物的生长提供了有利的条件。例如,山西省石楼县义牒生产大队一九五六年遇到了较大旱灾,坡地亩产二三十斤,有的甚至颗粒无收,而坝地平均亩产则达二百八十斤之多。不仅如此,大部分坝地已具备着实现水利化的良好条件。在山地上发展灌溉困难很大,而坝地发展灌溉比较简便。根据绥德水土保持科学试验站的观测,每平方公里年平均产生地表径流三万五千立方米。如果能很好地把它利用起来,大部分坝地可以实现水利化。例如,绥德县的王茂庄和葭县的张家峁生产大队的部分坝地就实现了水利化。同时,结合灌溉还可以兴建小型水力站、水电站,解决农副业产品加工和农村照明问题。
坝地不仅土肥、墒好,而且耕作方便,节省劳力。西北黄土高原百分之八十以上的耕地集中在丘陵起伏、地形破碎、水土流失严重的梁峁顶坡上。相对高度一百到三百米,地面坡度多在十到三十五度,上山耕作和往返运输极为不便。据在石楼县调查,群众上山种地比种川地和坝地浪费三分之一的劳动力。坝地平坦,交通方便,便于耕作,可以大大节省劳动力,同时为实现农业技术改革创造了条件。
如何修好、用好、管好坝地,确保坝地稳产高产呢?
(一)做好坝地的规划设计与施工。坝规划布置得合理,坝身质量搞得好,坝地利用就有了基础。各地经验证明,要把坝地修好,首先要选择沟底宽、比降缓、回水长、拐岔多、阳光充足、施工方便的沟道,根据防洪、拦泥、生产相结合的原则,以中小型为主,大中小结合,先支沟后干沟,自上而下,分段布置。就一条沟道来说,规划要修的坝,可以一次修完,也可以先修一道或二道控制性的大坝,当淤出坝地以后,在回水线以上再修腰坝,形成川台。坝址要选在口小肚大、沟底和岸坡较缓、土质坚硬的地方,根据沟道流域面积的来水来沙数量和拦泥率,正确地确定坝高及其断面规格,并设置溢洪道(群众叫出水口)或泄水洞,排泄坝地拦蓄不下的洪水,保证坝地的安全生产。据调查,现有淤地坝可分为三级:一是小型淤地坝,流域面积一平方公里以下,初修坝高三至八米,淤地十亩以下;二是中型淤地坝,流域面积一至十平方公里,初修坝高八至十五米,淤地十至一百亩;三是大型淤地坝,流域面积十至一百平方公里,初修坝高十五米以上,淤地一百至五百亩。中小型淤地坝一般只设置溢洪道,不修泄水洞。大型淤地坝一般都设有溢洪道和泄水洞。溢洪道过水流量及其相应的断面规格,主要根据沟壑洪水和沟内各坝的拦蓄情况确定,并考虑到将来的加高。为了逐步扩大坝地的面积,要随着坝的淤积情况,及时在淤积面上加高坝身,相应地进行溢洪道和泄水洞的处理。这样既扩大了坝地的面积,又节省了土方、劳力。
淤地坝的施工与修建小水库一样,要切实保证质量。填土前首先进行清基工作,将乱石、草根等杂物除掉,并在沟岸顺坝轴方向挖结合沟,以便使坝身与沟底岸坡能够紧密结合。清基完毕再分层填土夯实。再是对小型淤地坝的施工,还可以采取淤垫并举的办法,从沟岸坡脚挖土,铺到沟底,形成人工坝地,这样当年即可种植。
(二)坝地利用。坝地高产已经为广大群众所接受,当前存在的问题是如何妥善地解决洪水问题。在这方面,中小型淤地坝已经有了比较成熟的经验,大型淤地坝也出现了一些利用较好的典型。其主要经验是:一、上坝蓄水,下坝种地。其做法是自下而上,由支沟到干沟,形成坝系,一部分坝地生产利用,一部分坝地作为蓄水坝,蓄洪拦泥,保护生产坝的利用,当蓄水坝淤到一定程度时,再交替轮种,利用原生产坝蓄水。库容不够时,随时加高坝身。对洪水较大而又未形成坝系的沟壑,要在蓄水坝设溢洪道,在生产坝地一侧修排洪渠,使蓄水坝拦蓄不了的洪水由溢洪道顺渠排出。二、半蓄半排,蓄泄结合。这种形式多适应于基本上已经实现川台化而且坝地比较稳定的沟壑。其做法是沿坝地一侧修排洪渠,与溢洪道连在一起,将坝地容纳不了的洪水排出坝外,有的还在坝地内修筑隔墙,滞洪落淤。三、修防洪围堤。这种形式多适应坝地尚未稳定的大中型沟壑土坝。其做法是通过泄洪洞拉一深槽,形成复式河床,沿坝地修筑防洪围堤,小水的时候用泄水洞排水,大水时由泄洪洞和溢洪道同时排水,使坝地作物免受洪水的淹没。四、以蓄为主,只蓄不排。这种办法适应坡面治理较好、洪水不大的小支毛沟。在一些降雨量小、坡面治理较好、土壤渗透能力又强的地区,中型土坝也有采用这种办法的。
发展坝地灌溉。其主要经验:一是结合兴修坝地的防洪保收设施,在坝地上游修蓄水库,蓄积洪水,通过泄洪洞引洪灌溉下游的坝地。这种办法多适于大的沟壑。二是在坝地上游修临时拦蓄水坝或灌溉谷坊,灌溉下游的坝地。这种办法多适用于有常流水的沟道。三是打井提水灌溉。
要种好,除了加强一般的耕作技术以外,对适生作物的选择和耕翻松土,应该特别注意。坝地土壤湿度较大,光照时间较短而易于板结,微生物活动较弱,这就需要及时地进行翻耕松土,促进土壤风化。在作物的选择上,一是种金皇后玉米和打锣锤高粱等优良的高秆作物。这种作物不仅产量高,而且在洪水来临季节一般长高一米左右,根茎粗壮,能够抵抗一般洪水的冲刷,淤积三十厘米左右,也能够继续生长。二是种大麦、冬小麦、黑麦等早熟作物。汛期较大洪水多发生在七八月份,大麦收获期在六月下旬,一般地可以避免洪水的淹没,获得丰产。
(三)正确处理收益分配,加强坝地的养护管理。各地经验证明,凡是属于一个生产队范围的由生产队修建和利用,一个生产队力所不及的由大队组织修建和经营管理,一个生产大队力所不及的由公社负责组织修建和经营管理。这样既解决了一个生产队或大队力所不及的困难,又贯彻了自愿互利、等价交换、按劳分配的政策。在管理养护的方法上,除了汛前利用农闲空隙进行全面整修和加高坝身以外,还要固定专人专组负责养护。
水地和引洪漫地
“水利是农业的命脉”,尤其是在水土流失严重、旱灾频繁的黄土高原更加重要。解放十四年来,修建了大量的蓄水引水工程。根据黄河中上游地区的不完全统计,现有灌溉面积二千六百多万亩。这些水地,凡是种得好的,都达到了稳产高产。今后,一方面要加强水利工程的配套管理,把现有的水地种好,同时要积极地有计划地兴修新的水利工程,进一步扩大灌溉面积。
再是鉴于西北黄土高原洪水含沙量大的特点,今后在有计划地兴修大中型水利工程的同时,应该积极地发展引洪漫地。这样既可以扩大稳产高产的农田面积,还可以大大减少河流的洪水泥沙,对农业生产和根治黄河来说都具有重大的战略意义。同时这种工程,工作量小,技术简单,收益快,群众可以自办。西北黄土高原上勤劳勇敢的劳动人民,在历史上就有这种创举。解放后,引洪漫地得到了大面积的推广。根据黄河流域七省(区)不完全统计,现有引洪漫地面积七百多万亩,引洪漫地增产的作用极为显著。例如富平县赵老峪引洪灌区多年来引洪漫过的小麦,单位面积产量在四百斤左右,比未漫过的耕地增产一至二倍。靖边县现有引洪漫地面积六万七千亩,单位面积产量达二三百斤,全县仅引洪漫地一项每年就可增产粮食一百六十七万斤。
引洪漫地所以产量这样高,除了因为引洪漫地增加了土壤水分以外,就是因为洪水所挟带的泥沙含有大量的有机质和肥分,具有改良土壤、提高土壤肥力的作用。根据靖边水土保持试验分站测定,引洪漫地的土壤与未漫过的耕地相比,有机质增加百分之二十一点八,含氮量增加百分之十三。不仅如此,引洪漫地还可变荒滩荒涧为肥沃良田。定边八里河引洪灌区,解放十四年来,就把三万亩荒滩涧地改造成了肥沃的良田。
引洪漫地不仅保证了漫过的耕地达到高产稳产,而且有效地拦蓄了输入河流的泥沙,对治理黄河和开发中游地区的水利事业有重要作用。根据靖边水土保持试验分站测定和在群众中调查,引洪漫地每亩年平均拦泥二十八点五到四十立方米。例如,定边县八里河引洪灌区年平均径流量一千九百万至二千四百万立方米,含沙四百万立方米,富平县赵老峪引洪灌区年平均径流量一百五十万立方米。经过引洪漫地,这些径流泥沙基本上被全部拦蓄,不再输入河流。
综上所述,可以看出,只要把梯田、坝地、水地、引洪漫地建设好,全面地贯彻农业八字“宪法”,在西北黄土高原上就可以实现农业的稳产高产,就可以实现农业发展纲要所提出的增产指标。如果每人能建成二亩梯田、一亩水坝地,就可以满
足这个地区人民对粮棉的基本需要,就可以提供更多的农产品支援社会主义建设。这个目标就目前劳动生产率的水平来说,只要依靠人民公社的集体力量,坚持不懈地努力,在不太长的
时间内是一定可以做到的。


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专栏:

做好发展根瘤菌肥料的科学技术工作
陈华癸
根瘤菌肥料,或称根瘤菌剂,是一项现代农业技术。根瘤菌肥料的作用在于将适宜的活根瘤菌接种在豆科植物上(主要是采用拌种的方法,即将活根瘤菌与种子拌和,一起播种),保证豆科作物结有效根瘤,发生共生固氮作用,从而改善豆科植物的氮素营养,提高当季和后茬作物的产量,并培肥土壤。这是一项现代农业技术,这项技术的特点在于生产、贮运和施用活细菌,还要求活细菌在土壤和植物中旺盛生活、繁殖和起作用。
植物生长需要氮素营养。但就大多数植物种类来说,它们只能吸收利用土壤和水中的氮素化合物,而不能吸收利用空气中的氮气。只有能进行固氮作用的生物(称为固氮生物),才能吸收利用空气中的氮气。而在固氮生物之中,根瘤菌和豆科植物的共生固氮作用既是十分特殊的,又是十分重要的。
豆科植物和根瘤菌的共生固氮作用的特殊性在于它们在独立生活时(即豆科植物不结瘤时,或根瘤菌在土壤中或人工培养中生活时)都没有固氮能力,只有在共生情况中(即豆科植物结根瘤,根瘤中含有生活的根瘤菌,根瘤实际上是根瘤菌钻进豆科植物根中结的瘤子)才能进行固氮作用(即吸收利用空气中的氮气)。
豆科植物和根瘤菌共生固氮作用的重要性在于:(一)它是使得空气中氮气有效化(对植物营养而言)的一项重要环节,并且就现有的知识来说,是各种生物固氮作用中的最强的一种。一般估计,每亩豆科植物可固氮五斤到十斤左右,种四百万亩到八百万亩豆科植物的固氮总量就等于年产十万吨氮肥的化学肥料工厂(以硫铵计)的固氮量(制造化学氮肥也是将空气中氮气有效化)。(二)在农业利用上效果最为突出。就农业生产实践经验而言,不论国内国外,它就有两千多年的历史了。自从现代自然科学(尤其是农业化学和微生物学)兴起之后,它又发展成为一项重要的现代农业科学技术。
种植豆科植物除本身需肥较少外,还对后茬有益,能肥田。豆科绿肥是后茬作物的主要肥料,肥劲大。牧草中要有适宜的豆科植物比例,才能保证草场肥沃,放牧价值高。这是国内外农牧业的普遍知识。在很多地方,还从长期的生产经验中,朴素地知道了,只有结瘤的豆科植物才生长得好,才有上述各种好处。有些地方还掌握了客土接种根瘤菌、保证结瘤的方法。
自从十九世纪末期,农业化学和微生物学阐明了豆科植物和根瘤菌的共生固氮作用的实质之后,在二十世纪初期,人们就设法人工培养根瘤菌,制造根瘤菌肥料,用来和豆科植物种子拌种,保证豆科植物结瘤好,共生固氮作用旺盛。在有些国家中,这项技术在三十年代就在生产实践中推广了。第二次世界大战以后,它更进入了世界范围推广的阶段。
关于这项技术,我国在解放前几乎是空白的,而解放以后却开展得较早,十多年来,不论是在根瘤菌肥料的生产技术上、使用效果上和理论研究上,都取得了一定的成绩。现在已经可以肯定,对花生、大豆和几种豆科绿肥进行根瘤菌肥料人工接种,确有保证结瘤、提高产量的作用。我们已经创办了根瘤菌肥料制造工厂。
然而,要把这项现代科学技术在生产实践中巩固下来,并且不断地提高质量、扩大成果,则还必须在生产技术上和科学原理上开展大量的科学研究工作。
发展根瘤菌肥料需要解决的科学技术问题很多,当前紧要的有以下四个问题。
菌种问题
这问题有两个方面。一个方面是研究什么豆科植物需要什么根瘤菌问题,也就是植物——细菌群的关系问题;另一个方面是选出生产用的优良菌株问题。
在植物——细菌群关系方面,现代科学已经积累了不少具体知识,掌握了一些科学规律,能为合理制造和施用根瘤菌肥料提供有益的科学依据。扼要介绍如下:(一)豆科植物和根瘤菌的共生关系(结根瘤和进行共生固氮作用)是有专性的,不是所有的豆科植物种类都能和所有的根瘤菌菌株共生。(二)可以将豆科植物种类和根瘤菌菌株(就已研究过的来说)分为若干植物——细菌群,属于同一个植物——细菌群的植物和细菌,一般都能够发生共生关系,不属于同一个植物——细菌群的就不能够,可是这种关系并不是绝对的,也有例外。(三)在同一植物——细菌群中,产生结瘤作用和共生固氮作用的关系又可以分为两类:一类是能结瘤又能发生共生固氮作用,一类是只能结瘤但不能发生共生固氮作用,或只有微弱的共生固氮作用。当然,农业生产中需要的是前一类。在前一类之中,不论是结瘤作用或共生固氮作用,都还有程度上的差别,农业上追求的是结瘤作用好,固氮能力高的共生关系。(四)植物和细菌间的关系,既决定于它们的遗传性,也受环境条件的影响。不论是植物的遗传性或细菌的遗传性,都有决定性的作用。因此,必须选育优良的根瘤菌株,还必须针对着特定的豆科植物种类和品种选育适合于它们的优良根瘤菌株。而且在一定程度上,还需要针对着特定的环境条件开展菌株的选育工作。
上述几点科学结论是十分宝贵的,但是要把这几点科学结论化作为生产技术,则还必须掌握足够的具体知识。就世界范围来说,已经获得了不少科学资料,这些资料是提出上述科学结论的基础,同时也是有些国家的生产实践的数据根据。但是,关于我国自己栽培的豆科植物和品种的植物——细菌群关系的科学资料,迄今为止,还是比较缺乏的。我国的豆科植物种类十分丰富,栽培历史久,地理分布广,品种多,因此,系统地进行这方面的研究工作,是发展根瘤菌肥料的重要科学基础。
选育优良根瘤菌株的重要性是无须解说的。值得着重指出的是,由于上述植物——细菌群关系(亦即共生固氮作用的专性)的复杂性,以及我国豆科植物种类、品种的丰富性和地理分布的广泛性,我们的任务不是选育一个或少数几个优良菌株,而是选育出适合于不同豆科植物群的许多优良菌株。
十几年来我国已选出了少数比较优良的菌株,在试验中或在生产实践中证实了它们的有效性,但是太不够了。例如,地区分布广、品种丰富的花生和大豆等豆科植物,现已掌握的少数菌株只是在部分地区和少数品种的使用上经受过考验。我们还说不出,在哪些地区,对哪些品种,已经有了比较优良的菌株,哪些地区哪些品种还没有。又例如,对于在南方水稻田中广泛种植的紫云英和苕子绿肥,迄今我们也还只有极少数经过部分地区考验过的菌株;在这极少数中,有的还表现得不够好。至于其它豆科植物,大多数还缺乏经过实践检验过的有效菌株。
显然,按地区、作物种类和品种等不同条件进行选育优良菌株的工作是急待展开的,而且工作量相当大。如何将全国的专业力量组织起来,形成一个选育网,是一项十分必要的工作。并且,在广泛选育菌株的基础上,还需要形成几个专门中心,承担决选和保存优良菌株的任务。
根瘤菌肥料的生产技术问题
生产根瘤菌肥料的难处在于不仅要求在工厂中生产大量活细菌,而且成品也是活细菌,并且要求在较长时期内保持旺盛的活力。这在生物制品工业中也是比较特殊的。尤其是作为一种农用制品,产品价格需要尽可能地降低,包装贮运条件也需要尽可能地降低(同医药制品比较而言)。这些要求又进一步地增加了根瘤菌肥料在生产和贮运上的困难。
比较有利之点是,根瘤菌生长繁殖所需求的生活条件不甚苛刻。因此,根瘤菌肥料的生产,上马比较容易,而巩固却比较困难,产品质量难以保证和提高。我国这几年的生产经验也正是如此,产品质量很不稳定。
这个问题也包括两个方面:一个是解决生产和供应(包括保存、运输和分配)中存在的技术困难问题,另一个是判定和颁布产品规格问题。这两方面提出的科学研究任务基本上是相同的。产品规格必须与生产技术水平相符合,而且只有在产品质量较高而且比较稳定的基础上,才有可能制定和颁布产品规格。
从菌肥制造的角度来说,质量标准主要是两条,一条是制品中含有大量的生活根瘤菌(例如每克几亿或几十亿),另一条是制品中不含或只含极少杂菌(例如,不超过百分之十)。问题不在于新成品的质量如何(新成品的质量比较容易保证),而在于经过几个月(不能少于三个月)的贮存、运输和分配时期之后还能保持较高的制品质量。这对于含活细菌的制品来说是特别困难的,尤其是就我国目前的仓库和运输条件来说,还不能要求几个月的贮存、运输和分配(主要是在农村)期都在人造低温条件下度过。
同时,究竟是把菌数稳定在每克几千万、几亿或几十亿,是十分重要的。每克菌数多,就可以一瓶当十瓶或当百瓶用,在贮存和运输上也都方便得多。
需不需要在完全无菌操作条件下生产根瘤菌肥料?目前国内外的意见都还不一致。为了能经过高温时期不生杂菌或杂菌不多,根瘤菌肥料制造技术的发展趋势是采取无菌技术。经验证明,杂菌多了,根瘤菌就会大量死亡。同时并不是说,能防止杂菌的大量繁殖,就能保证根瘤菌不大量死亡;如果制品中污染了杂菌,那么能防止杂菌大量繁殖的条件多半也就是不适于根瘤菌生活的条件,根瘤菌也就随着大量死亡了。
施用技术问题
适宜的施用法和施用量是保证根瘤菌肥料发挥最大作用的一项关键性的环节。结瘤作用的优劣和根瘤菌肥料的施用量之间的关系是比较复杂的。当然,足够的活根瘤菌数是保证充分结瘤的必要条件。但是,究竟什么是足够的活根瘤菌数?施用菌肥之后,结瘤之前,根瘤菌有几天或几十天生活在土壤中,在这个时期中,根瘤菌的增加或减少,决定于土壤条件。因此,施用时的数量只是起一个好的开端的作用。
可以这样说,在豆科植物和根瘤菌的相互关系中,目前我们了解得最不够的一个方面就是,在豆科植物的根际土壤中,根瘤菌究竟是如何发展着的。在这个问题上,盆栽试验的经验不能等比例地应用到大田中去,而大田生产或试验经验又很不容易完善地总结整理出来。用灭菌土壤进行的试验的参考价值是不大的,因为根瘤菌在灭菌土壤中的变化情况和在没有灭菌的土壤(自然土壤实际上是这样的)中的变化情况显然不是一回事。但是迄今为止,一旦将根瘤菌加入没有灭菌的自然土壤中后,还没有什么可靠和简便的方法来直接测定它们的变化情况。因此,这是一项比较困难的研究课题。
特别是这个问题牵涉到土壤条件的影响。在酸性土壤中(例如大多数红壤),根瘤菌的死亡率很大。要保证有足够的根瘤菌起结瘤作用,除研究适宜施用量问题外,还须研究能克服酸性土壤对根瘤菌的有害影响的施用方法。例如,有些国家采用种子石灰颗粒化和拌种相结合的方法,这在我国还没有试验过。
正确的施用量和施用法也是节省根瘤菌肥料的关键因素之一,这也意味着更充分地发挥一定的根瘤菌肥料生产设备的作用的问题。用过大的施用量来保证优良的结瘤作用,意味着等比例地降低菌肥生产设备的实际作用和等比例地提高了施用根瘤菌肥料的费用。
充分的田间比较试验资料
在数量上足够的、在地区分布上广泛的、在科学质量上严格的田间比较试验资料,既是对这项现代生产技术作出正确评价的必要依据,也是推广这项技术的有效手段。目前,我们还拿不出多少符合现代田间试验技术要求的根瘤菌肥效的田间比较试验来。这是急待大规模地系统化地开展的工作。
在充分的田间比较试验的基础之上,还必须开展更大规模中间生产性质的样板田试验工作。
从以上四个问题的内容可以看出,要做好这项工作,既需要多学科(主要是微生物学、植物生理学、土壤学和植物栽培学)的协作,还需要多种工作方式的配合;有些是要在专业研究单位中进行的,有些则是要求在广大的生产实践环境中进行的。由于根瘤菌肥料的中心环节是根瘤菌,土壤微生物学研究单位就有责任承担起主要的项目,并争取其它专业科技单位和广大生产基层的协作。


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