雷娜
1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安，710075；2.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安，710075；3.自然资源部退化及未利用土地整治重点实验室，陕西 西安 710075；4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安，710075
摘要：耕地保护和粮食安全始终是事关国计民生的重大问题。随着经济的发展，优质后备耕地资源的减少，土地整治难度升级。在此背景下，陕西省应用土地科技创新了一系列土地整治方法，通过重构土体将难利用的土地变为耕地资源，主要包括砒砂岩与沙合成“土壤”、荒石滩耕作层构建以及污损土体重构等5种重构土体的方法，保障了陕西省经济社会的发展，也为我国其他地区土地整治提供了参考。
关键词：重构土体；工程实践；土地整治；复配；耕作层构建；污损土体；陕西省
人类的发展与土地息息相关，耕地是土地之精华、农业生产之根基，耕地保护和粮食安全始终是事关国计民生的重大问题[1-3]。当前我国正处于工业化、城镇化快速发展阶段，建设用地需求日益旺盛，作为粮食生产基础的耕地资源逐年减少[4-6]。虽然陕西省耕地保护的重要区县主要集中在关中平原地区，但随着关中－天水经济区、西咸新区以及一带一路的建设与发展，关中平原将成为陕西省工业化、城市化集聚发展的重点区，建设用地扩张与耕地保护的矛盾日益突出，国家提出的保持18亿亩耕地红线的难度加大。陕西省在增加耕地面积，提升耕地质量方面积极探索，应用土地科技创新了一系列土地整治方法，通过重构土体将难利用的土地变为耕地资源，保障了陕西省耕地占卜平衡和经济社会的发展，为我国其他地区解决耕地资源与经济发展之间的矛盾提供了参考。现阶段陕西省因地制宜，主要提出了3种重构土体的方法。
1.砒砂岩与沙合成“土壤”
毛乌素沙漠土地退化、水资源缺乏、生态脆弱，土地形态只有沙子和砒砂岩（俗称“红胶泥”）。沙子颗粒松散，漏水漏肥；砒砂岩质地粘重，导水性和透水性均较低，造成严重的水土流失。两者混合后，性质互补，可形成保水保肥性良好的“土壤”。通过实验确定小麦、玉米在砒砂岩与沙1:2混合比例模式下最好，马铃薯在1:5混合比例模式下最好。
该技术在榆林市榆阳区小纪汗乡大纪汗村土地开发工程中进行典型示范，建设规模161.29 hm2，新增耕地155.16 hm2，新技术节支总额约1290万元，同时该技术在榆林市榆阳区孟家湾乡沙地开发项目中得到推广，推广规模1733.33 hm2，净增耕地1500 hm2，实现工程节支总额约1.39亿元。该区域通过开发利用沙地，改善了沙地的理化性状，提高了沙地生产力，增强了抵御自然灾害的能力，减轻了水土流失，抑制了土地沙化，保障了粮食安全，为推进现代高效农业的持续、快速发展拓宽了新空间，搭建了新平台，同时也提高了劳动率，促进了农业增产、农民增收和农村经济发展，对农村经济、社会可持续发展起到了重要作用。毛乌素沙漠化土地近7.84万km2，该技术成果应用推广前景广阔。
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2.荒石滩耕作层构建
荒石滩由于砾石含量高、土地贫瘠、漏水漏肥、植被覆盖率低等诸多制约因素，使得该地区土地整治难度较大。据统计，陕西省荒石滩面积约为35万亩。通过荒石滩的土地整治，能够增加约20万亩可利用耕地，能够缓解陕西省土地资源的供求矛盾，也会对当地生态环境改善起到积极作用。因此，开展荒石滩土地整治对于推动荒石滩生态治理、增加新增耕地面积具有重要的意义。
陕西省在荒石滩的工程实践中，主要是在砾石层进行覆土，覆土厚度一般为30~60 cm根据区域自然条件同时考虑经济成本进行确定，即主体工程。为节约土壤资源，改良耕作层的土壤结构，根据区域资源情况，覆土层可用沙、页岩等材料进行混合。为保障新建耕作层的稳定，还需要采用土地平整主体工程以及灌溉与排水、田间道路和农田防护与生态保护等一些配套工程。工程在陕西省华阴市、宝鸡市眉县、太白县等实施面积约1400.84 hm2，新增耕地面积997.73 hm2，有效增加了耕地面积，提高了土地利用率，为陕西省耕地占补平衡做出重要贡献，同时改善了当地生产生活环境，增加了农民收入，而且对提高当地社会、生态、经济等综合效益也有积极的意义。
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3.污损土体重构
粗放的经济发展方式，造成我国污损土地数量显著增多，据统计，我国待修复的污染场地数量超过50万块，总面积约3.83亿亩。陕西省潼关金矿区因开采产生尾渣，造成区域受污面积大，存在多种重金属污染物，如果不及时治理，容易造成环境、生态安全等问题。
因废弃渣堆内土体污染，结构和养分均有不同程度的破坏，不利于作物种植，为达到废弃渣堆场土体重构种植作物的目的，人为重构土体剖面。陕西省在潼关县太要镇进行污损土地修复，主要采用铲高垫低的方式，清理转移主要污染物质，对渣堆进行碾压处理，作为重构剖面地基，以一定厚度（10 cm）的三合土作为土体重构的隔离层，防止污染物垂直向上迁移。为节约工程成本并达到最佳恢复种植效果，通过大田试验研究隔离层上的覆土土层厚度，对比同一土层厚度下，不同农作物（小麦、玉米、叶菜和根块类蔬菜）的重金属含量和不同覆土厚度（30 cm、50 cm、70 cm、90 cm）下，同一作物的重金属含量，综合确定安全经济土层厚度为70 cm。为避免重构土体垂直方向漏水漏肥，土体失稳，下层40 cm做碾压处理，压实度为0.83左右，上层30 cm为提高土体生产力，只做生土熟化，进行合理培肥，并投加适量蚯蚓和对重金属有处理作用的菌种。工程实施后，区域综合效益明显，增加了耕地面积、提高了土地利用率、增加了农民收入、节约了工程成本；改善了农业生产和人居条件、美化了区域人居环境、调整了当地农业产业结构；改善了区域小气候、提升了土壤质量、恢复地表土植被、增加了生物多样性。
该重构技术在陕西省潼关矿区重金属污染场地治理修复的应用示范中取得了较好的修复效果，具有处置速度快、可操作性强、修复费用低、适用于多种重金属污染土壤修复。在矿区重金属污染场地治理修复及城市棕地修复等领域具有广阔的应用前景，能够为国家经济社会的发展提供一定数量的土地资源。
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4. 宅基地复垦土壤重构
农村空心化是城乡发展转型进程中乡村人地关系地域系统演化的一种不良现象，是复杂的社会经济发展过程在村庄物质形态中的表现。伴随着城镇化、工业化的快速发展，我国农村发展问题愈发严重。农村人口不断向城市转移，劳动力严重流失，城乡差异进一步扩大。在当前的城乡二元体制架构下，农村空心化问题将会长期存在，且有愈演愈烈的趋势。
空心村整治土壤重构指的是将空心村的废弃宅基地整治后，重新复垦为耕地的一种技术。本研究以陕西省澄城县为例，根据还田材料的选择和调查，选定了粉煤灰、有机肥和硫酸亚铁作为重构材料，开展了不同的田间试验设计，分析重构材料和典型作物的种植对土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾、pH值，以及土壤水分、温度等的影响，从而确定合理的土壤快速熟化措施。在黄土丘陵地区空心村整治重构过程中，粉煤灰和有机肥的配合使用对农作物的生长具有良好的促进作用；试验结果表明，在土地整治完成后，混合施用粉煤灰5 m3/亩和有机肥1.5 m3/亩的处理能够显著提高夏玉米和冬小麦的株高、百粒重（千粒重）和产量；但如果仅施用粉煤灰（5 m3/亩）或者有机肥（1.5 m3/亩），则对夏玉米和冬小麦的生长状况无显著改善；而土壤熟化剂（硫酸亚铁）的单独施用与对照处理无显著差异，其与粉煤灰或者有机肥的组合亦不能够提升夏玉米或冬小麦的产量。该技术在澄城县全县推广，示范区总规模280亩，整治后农用地140亩，在我国北方的丘陵区空心村，粉煤灰和有机肥的复合施用能够显著提升夏玉米和冬小麦的产量，对提升黄土丘陵地区废弃宅基地整治重构土体质量有着重要的意义。
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5. 治沟造地土体重构
黄土高原丘陵沟壑区，梁峁交错，沟壑纵横，自然生态环境脆弱，是黄河上中游水土流失最为严重的地区之一。多年来在黄土高原丘陵沟壑区广泛开展的退耕还林还草工程以及大面积推广种植林果等经济作物过程中，一方面使得区域生态环境质量得到极大改善，另一方面却在很大程度上减少了农村可利用耕地面积，造成了粮食总产量的降低，威胁区域粮食安全。研究显示水土流失形成的流域沟道中通常水资源充沛，土壤肥沃，地势优越，蕴藏着丰富的潜在耕地资源，通过适当的土地整治后十分适宜农业生产。
在延安南泥湾项目工程实践中，根据普探结果，为保持耕作层土壤水肥条件的可持续性，对于田块土层厚薄不均的区域要进行厚度整治。整治过程中首对挖土厚度25 cm以上，填土厚度50 cm以上应进行表土剥离，在田块内部另行堆放，然后根据土体厚度进行增加处理，填土完工后再进行回填，以保持耕作层土质不变。土体回填时，为保证土体结构稳定、水肥条件适宜，应使土层厚度不低于50 cm，并合理控制各层土壤容重结构，上层（20~30cm 容重1.1~1.2g/cm3）,中层（20cm容重1.3g/cm3）, 下层（10cm容重1.5g/cm3）。该技术在延安50亩治沟造地工程中进行应用推广，新增耕地8.77万亩，建设高标准农田32.37万亩，沟道造田质量提升一个等别以上，粮食产量大幅增加，水稻亩产翻番，玉米亩产提升200 kg以上，高质量圆满完成了国家下达的治沟造地任务。为我省黄土高原300多万亩治沟造地提供技术支撑，经经济效益显著。
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4．结语
我国从20世纪90年代开始实施土地整治，随着优质后备耕地资源的减少，现阶段土地整治已从简单的土地平整、配套设施修建发展到土体重构，旨在通过整治营造养分含量高、土体结构好的优质耕地。可见随着经济的发展，土地整治难度的加大，重构土体逐渐成为今后增加耕地资源的手段，陕西省的创新性尝试为今后土地整治指明了方向，值得推广。
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