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加强福建省耕地土壤质量管理的建议

2014-04-03李清华林新坚

湖南农业科学 2014年14期
关键词:耕地面积总面积土壤环境

李清华,林新坚

(福建省农业科学院土壤肥料研究所,福建 福州350013)

耕地是人类赖以生存的生产资料和劳动对象,是农业生产中不可替代的重要资源。一个国家耕地资源的数量和质量直接关系粮食安全和产品质量安全问题,甚至影响到整个国家的发展。2007年调查显示,福建省土地总面积为1240.16万hm2,耕地面积为133.31万hm2,人均耕地面积0.037 hm2,不及全国人均耕地面积0.093 hm2的50%,也明显低于联合国粮农组织确定的人均耕地面积0.053hm2的警戒线水平[1]。人口增长和经济发展是导致人均耕地减少的重要原因,福建省人多地少,耕地资源紧缺矛盾日益凸显。相对于有形的耕地减小而言,隐性的耕地质量下降通常不易被人察觉,但其影响绝不亚于耕地数量减少,耕地质量的变化正在对粮食安全、生态环境和社会经济发展构成严重威胁[2-3]。因此,在福建省人均耕地紧缺的前提下,开展耕地土壤质量研究具有特别重要的意义。

1 福建省耕地土壤质量现状及问题

1.1 耕地资源

据中国耕地质量等级调查与评定(福建卷)资料显示,福建省耕地按利用方式不同可分为灌溉水田、望天田、水浇地、旱地及菜地等5个二级类型,其中灌溉水田占全省耕地总面积的63.36%,望天田占17.18%,旱地占15.55%,而水浇地和菜地所占比例较小。从行政区域分布来看,全省灌溉水田主要分布于三明市、龙岩市、漳州市、南平市和福州市,合计面积66.70万hm2,占全省灌溉水田总面积的78.96%;望天田主要分布于南平市、宁德市和泉州市,合计面积19.53万hm2,占全省望天田总面积的85.30%;旱地主要分布于福州市、漳州市、泉州市、宁德市和莆田市,合计面积16.97万hm2,占全省旱地总面积的81.83%。

由于受自然气候、地质水文、地形地貌等影响,福建省耕地利用现状呈现出以下特点。(1)人均耕地总体不足,地域间差异较为明显。福建省内沿海地区人口密度大,人均耕地面积0.027 hm2,仅为全省人均耕地水平的72.97%,其中厦门市和泉州市的人均耕地面积分别为0.010 hm2和0.020 hm2;而内陆地区人均耕地面积为0.070 hm2,是全省人均耕地的1.89倍,其中南平市和三明市人均面积分别为0.079hm2和0.072 hm2,是福建省人均耕地面积较为丰富的区域。(2)耕地零星分布,沿海地区耕地密度相对较高。沿海地区土地总面积仅占全省土地总面积的44.75%,而耕地面积却占全省耕地总面积的56.62%,因此全省耕地相对集中于沿海地区。(3)耕地利用方式多样化。按种植农作物的种类不同划分,全省耕地利用主要分为粮食作物、经济作物和其它作物三种利用方式,2007年,全省耕地粮食作物、经济作物和其它作物的播种面积分别占总耕地面积的65.46%、8.82%和25.72%。

1.2 耕地土壤肥力

据福建省第二次土壤普查资料显示:福建省耕地土壤有机质、全氮含量属中等偏上水平,而有效磷和有效钾含量较低,处于缺乏水平,此外土壤酸性普遍较强、耕作层浅薄[4]。土壤肥力指标具体情况如下。(1)土壤有机质:全省耕地有机质含量极丰富(>40 g/kg)的占耕地总面积的41.07%,含量丰富(30~40 g/kg)的占19.01%,含量较丰富(20~30 g/kg)的占20.37%,含量中等(10~20 g/kg)的占13.60%,有机质缺乏(<10 g/kg)的占6.04%。(2)土壤总氮:含量丰富(>0.15%)的占耕地总面积的32.78%,含量中等(0.10%~0.15%)的占35.16%,缺氮(<0.10%)的占32.06%。(3)土壤磷素:全省耕地处于缺磷水平(<8 mg/kg)的占耕地总面积的39.98%,含量中等(8~15 mg/kg)的占 20.70%,含量较丰富(15~20 mg/kg)的占7.70%,含量丰富(>20mg/kg)的占13.80%。(4)土壤钾素:全省耕地速效钾含量极低(<50 mg/kg)的占耕地总面积的36.19%,含量偏低(50~80 mg/kg)的占22.95%,含量中等偏低(80~100 mg/kg)的占 14.13%,含量中等偏上(100~150 mg/kg)的占15.66%,含量丰富(>150 mg/kg)占11.07%。(5)土壤pH:全省耕地pH值<4.5(强酸性)的占耕地总面积的2.6%,pH值在4.6~5.5(酸性)的占49.4%,pH值在5.6~6.5(微酸性)的占37.5%,pH值在6.6~7.5(中性)的占8.1%,pH值>8.0(碱性)的占2.4%。(6)土壤有效微量元素:全省稻田土壤有效铜、有效锌、有效铁、有效钼、有效硼含量分别为1.30 ±1.04、1.33 ±1.23、108.33 ±85.02、0.21 ±0.15、0.07±0.06mg/kg。(7)耕层厚度:全省耕作土壤耕层厚度为10~15 cm的占耕地总面积的51.74%,耕作层厚度<10cm的占4.24%,耕作层厚度>15cm的占44.02%。

另据福建省农业厅农田建设与肥料技术总站对国家级及省级耕地土壤长期定位试验的监测与分析数据显示,由于施肥和作物残茬回田,福建省水田或旱地土壤的有机质含量均随监测期时间的延长呈现出平稳增加的趋势[5]。水田土壤的有机质由l998年的38.5g/kg提高到2004年的39.1 g/kg,增幅为1.56%;旱地土壤的有机质由1998年的18.0 g/kg提高到2004年的18.7g/kg,增幅为3.89%,升幅较水田明显。水田土壤的全氮含量由1998年的2.01 g/kg提高到2004年的2.04 g/kg,增幅为1.49%。旱地土壤的全氮含量由1998年的1.05g/kg降低为2004年为1.03g/kg,降幅为1.9%。不论水田或旱地,氮、磷均表现为盈余,而钾则表现出亏缺,这表明在福建省耕地施肥表现出氮、磷施肥投入偏多而钾肥投入不足的现象。

1.3 耕地土壤环境

耕地土壤环境质量是耕地土壤质量的重要组成部分,直接关系着农产品质量安全和环境安全问题。通常,在自然背景条件下耕地土壤都是清洁的,其中所含的有害物质浓度极低,土壤环境质量污染主要受外界活动的影响。目前,福建省还没有开展过系统性、全面性耕地环境质量详查,因此难以客观地反应出福建省耕地土壤环境质量现况。

2002~2003年,福建省农业厅对全省8个地市32个县区耕层土壤进行重金属污染状况调查,结果表明,全省耕层土壤砷平均含量4.7 mg/kg,铬平均含量39.4 mg/kg,砷、铬均保持其自然背景值[6]。全省耕地土壤汞、铅均出现大面积富集,其中土壤汞含量超标(≥0.3 mg/kg)的占12.8%;铅含量超标的较少,但其受污染程度不一,含量范围在35~250 mg/kg的耕地面积达到58.3%。全省耕地土壤镉累积现象较普遍,东南沿海地区福州、莆田、泉州等地的镉污染土样数分别占总土样数的30.3%、18.6%、33.3%,其中福州、莆田还出现超标现象,而龙岩、三明、南平等地的镉污染土样数分别只占8.3%、7.1%、2.7%。

近年来,福建省耕地土壤环境质量的评价也有相关报道。例如徐志平[7]利用GIS技术对莆田市荔城区耕地土壤环境质量进行评价,该地区环境质量处于尚清洁以上的耕地占85.71%,轻、中和重度污染耕地分别占13.26%、0.13%和0.89%,全区受污染的耕地利用类型主要是水田;卓旭升[8]对闽侯县耕地土壤环境质量进行评价时,指出全县耕地土壤质量总体较高,处于清洁和尚清洁的耕地占98.98%,处于轻度污染水平的仅占1.02%。

2 福建省耕地土壤质量建设及管理建议

2.1 加强耕地土壤肥力建设,提高耕地土壤生产力

土壤肥力是土壤的基本属性和质的特征,其直接影响了植物生长和发育,通常作物产量中50%来自土壤的贡献力,因此培肥地力具有重要意义。可通过以下措施来提高土壤肥力质量。第一,大力发展绿肥生产。福建省地处亚热带,生物资源丰富,可提供的绿肥种类繁多,主要有紫云英、蚕豆、肥田萝卜、绿豆等。这些绿肥作物含氮量较高,C/N比值在15左右,腐解较快,约有1/3的氮素可为当季作物所利用,是一种重要的土壤有机质补给源。第二,积极推广秸秆还田技术。秸秆还田在发达国家已成为维持土壤肥力的主要措施。研究表明,水稻吸收40%~50%的氮、20%~30%的磷、80%~90%的钾都保存在稻草之中。在福建省的气候条件下,稻草的腐殖化系数为0.23,因此秸秆还田对提高土壤有机质、改善土壤养分状况具有重要作用。第三,推广测土配方施肥技术。努力使施肥技术从经验上升为理论,从定性发展到定量,从感性的判断转向仪器的测试,从单一肥种向多元肥料配施发展。

2.2 加强耕地土壤环境保护,确保农业生产安全

福建省耕地土壤中的重金属污染主要是汞、铅及镉,因此要保护土壤环境质量,就必须深刻了解污染物进入土壤的途径、数量、形态以及其在土壤中的转化、移动、累积和消失的规律,摸清各种污染物对作物产生毒害的含量水平,进而提出有效的防治措施。第一,要合理安排工矿企业布局。首先,要禁止在主要水源保护区、溪河上游、农田生态保护区周边等地建设可能产生污染的工业企业,如制革厂、电镀厂、冶炼厂、化工厂、制药厂等,这些都是重金属主要排放企业,因此在项目立项时就应进行环境质量影响评价,从源头上杜绝污染源的产生;其次,要防止矿山污水如黄铁矿及含硫煤矿的排水流向耕地,因为矿渣中的硫化铁等经氧化后会产生硫酸,对如让造成酸害或硫害。第二,要防止工业中“废水、废气、废渣”进入耕地农田,避免与作物直接接触或引水灌溉,使农田土壤和地下水质受到不同程度的污染。第三,要科学合理施肥和用药,避免富含重金属的肥料及高残留农药对耕地土壤环境造成污染。

2.3 建立耕地土壤质量评价体系,完善相应保护机制

开展耕地土壤质量全面调查,并结合国家测土配方分析数据,对耕地土壤质量现状进行全面分析与评估,从而全面了解耕地土壤质量状况。通过国家农业部和省级长期施肥定位观测站,建立耕地土壤质量动态监测管理体系,探讨耕地土壤质量动态演变规律。建立耕地土壤质量长期保护机制,实行质量监测与管理机制,利用政策和资金支持,确保耕地土壤质量监测常态化、规范化和制度化,提高耕地质量建设与管理水平。建立耕地土壤质量建设激励机制,鼓励耕地管理者保护耕地、培肥土壤、提高生产力,对秸秆还田、种植绿肥、施用有机肥及保护性耕作等措施实行补贴,制订相关补贴额度与政策。加快推进高标准农田建设,确保耕地数量和质量提升。对集中连片区实行沟、路、渠、田、水、林等综合治理,提高高产农田比例。通过高标准农田建设,增加耕地面积,改善农业生产条件,提高耕地质量,以便发展规模经营。

[1]魏克良.中国耕地质量等级调查与评定:福建卷[M].北京:中国大地出版社,2010.

[2]倪绍祥,刘彦随.试论耕地质量在耕地总量动态平衡中的重要性[J].经济地理,1998,18(2):83-85.

[3]沈仁芳,陈美军,孔祥斌,等.耕地质量的概念和评价与管理对策[J].土壤学报,2012,49(6):1210-1217.

[4]福建省土壤普查办公室.福建土壤[M].福州:福建科学技术出版社,1991.

[5]周琼华.福建省土壤定位监测点养分变化规律及平衡分析[J].福建农业学报,2006,21(1):66-71.

[6]郑海峰.福建省耕地重金属污染状况调查[J].福建农业科技,2003,(6):14-16.

[7]徐志平.GIS支持下的区域耕地土壤环境质量评价——以福建省莆田市荔城区为例[J].福建农业学报,2004,19(3):169-173.

[8]卓旭升.闽侯县耕地土壤环境质量评价[J].江西农业学报,2009,21(3):47-49.

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