陕西省新增耕地土壤肥力综合评价
2018-06-21庞喆
摘 要:土壤肥力是农产品生长的直接供给者,是土壤可持续发展的基础,它直接影响着农产品的产量和品质。土壤肥力的评价可以为指导农业生产提供重要的理论依据,因此越来越多的评价方法应用到土壤肥力评价中。本文依据陕西省新增耕地质量标准,选取pH、电导率、粒度、全氮、有效磷、速效钾、有机质7项指标,对陕西省新增耕地肥力进行评价分析,分析结果指出在所调研检测的62个新增耕地项目中,土壤肥力水平普遍偏低,合格率仅为12.90%,目前新增耕地的质量堪忧;2016年新增耕地的整体情况优于2017年;陕南山地丘陵区和渭北台塬区的整体情况优于其他地区,其中陕北长城沿线风沙滩区新增耕地的土壤质量最差。鉴于全省新增耕地土壤肥力水平存在较大差异,新增耕地投入使用前,对其各项指标进行检测,根据检测评价结果,合理有针对性的进行耕地肥力和质量提升。
关键词:新增耕地;肥力评价;因子加权综合法;新增耕地质量标准
中图分类号:S-1 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20180431006
引言
随着我国经济的快速发展,城市扩张进一步加剧,耕地面积越来越少,我国耕地数量已濒临耕地红线,为了弥补这种供需矛盾,《中华人民共和国土地管理法》第三十一条规定:“国家实行占用耕地补偿制度,非农业建设经批准占用耕地的,按照“占多少、垦多少”的原则,由占用耕地的单位符合开垦与所占用耕地的数量和质量相当的耕地;没有条件开垦或者开垦的耕地不符合要求的,应当按照省、自治区、直辖市的规定缴纳耕地开垦费,专款用于开垦新的耕地[1]。”这一政策使得土地开发整治成为实现耕地占补平衡,提高土地利用水平,推动社会经济可持续发展的重要手段。随着土地整治工程事业的不断推进,新增耕地数量也在不断提升,但粮食产量的提升与否才是新增耕地的终级目标,就需要从单纯的关注增加耕地数量向数量与质量双赢的方向转变。
近年来,新增耕地的质量如何,如何来分析评判土壤肥力的高低,本文依据《陕西省土地整治工程新增耕地质量标准》对陕西省2016、2017年的新增耕地整体符合情况进行评价。由于影响土壤肥力的因子很多,土壤肥力评价不可能也没有必要选择所有的这些因子作为分等级的指标,必须选择对耕地土壤肥力有较大影响的因子[2]。本研究从土壤营养指标、土壤物理性状指标、土壤生物学指标和土壤环境指标综合考虑,选取全氮、有效磷、速效钾这3种营养指标,物理性状指标的质地、生物学指标的有机质和土壤环境条件指标pH、电导率,基于因子加权综合法建立合理的土壤肥力评价指标体系。
研究着力于陕西省的新增耕地现状,对2016、2017年陕南山地丘陵区、关中平原区、渭北台塬区、陕北黄土高原区、陕北长城风沙滩区5个区域的新增耕地进行了采样分析,共计采样1067个,涉及土地整治项目62项,新增耕地面积6507.86hm2。采样区域覆盖率陕西省的全部地级市。评价结果为陕西省各地区未来新增耕地的肥力提升的方向提供参考依据,本文提出的评价方法为新增耕地的质量评价提供定量分析。
1 材料与方法
1.1 样品采集
为保证土壤样品的代表性,采取了各项技术措施控制采样以及实验误差。在一个采样单元内,按照一定的布点和采样方法,由采集的5~20个样点土壤组合而成的混合样品。
采样前,根据项目区的地形、连片程度、新增耕地面积将项目区划分为若干个采样单元,要求每个采样单元的地形相近,每个采样单元采集混合样1个。
每个项目区至少划分为3个采样单元。
项目区地势起伏较大,根据地形划分采样单元,每种地形(面积不大于20hm2)作为一个采样单元;项目区连片程度较差的,每个独立区域(不大于20hm2)作为一个采样单元。
项目区地势平坦,连片程度较好的,新增耕地面积不小于60hm2,每20hm2作为一个采样单元。
1.1.1 采样深度
对不同作物采样深度不同。一般旱地采样深度为:0~30cm,水田采样深度为:0~20cm。
1.1.2 采样方法
每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致,土样上层与下层的比例要相同。取样器应垂直于地面入土,深度相同。用取土铲取样应先铲出一个耕层断面,再平行于断面下铲取土。
1.1.3 样品采集结果
对陕西省的具有代表性的5种土地区域的新增耕地按照以上方法分别进行了样品采集。共计采样1067个,具体2016、2017年采样数据如表1、表2所示。2016年所采样品涉及新增耕地面积2578.28hm2,2017年所采样品涉及新增耕地面积3929.58hm2。
1.2 測定项目与方法
所采土样的测定指标包括:pH、电导率、粒度、有机质、全氮、有效磷、速效钾。
所测指标均基于标准方法进行检测。pH、电导率采用电极法测定[3,4];粒度采用激光衍射法进行检测(MS3000),采用美国制土壤质地分类标准进行分类;土壤有机质采用重铬酸钾浓硫酸消煮法测定[5];土壤全氮采用半自动凯氏定氮仪(UDK129)检测[6];有效磷用碳酸氢钠浸提后采用紫外分光光度计(Lambda 650S)测定[7];速效钾采用氯化铵浸提后采用火焰光度计(M420)检测[8]。
2 陕西省新增耕地土壤肥力整体评价
为规范陕西省耕地占补平衡新增耕地质量管理工作,提高新增耕地质量标准,推进新增耕地质量管理的制度化、规范化建设,陕西省国土资源厅于2009年发布了《陕西省土地整治工程新增耕地质量标准》[9],标准规定了陕西省土地整治新增耕地应达到的质量要求,依据标准对具有代表性的62个新增耕地项目、1067个采样点进行评价。
陕西省地域辽阔,南北狭长,纬度跨度3142'~3935',南北长约880km由北向南地理、地质、水文特征截然不同,在《陕西省土地整治工程新增耕地质量标准》中,将陕南丘陵沟壑区、关中平原区、渭北台塬区、陕北黄土高原区、陕北长城风沙滩区分开来,依据各自的地理特征制定相应的标准。
所调研检测的62个新增耕地项目中,仅8个项目的7项指标检测全部合格。其中2016年满足新增耕地质量标准的5个,2017年符合新增耕地质量标准的3个。合格率仅为12.90%,目前新增耕地的质量堪忧。
2016、2017年各地区各指标符合标准的比例见表3、表4,各项测定指标合格情况见图1,各地区测定指标符合标准情况见图2,数据显示,陕西地区新增耕地土壤的电导率、粒度、速效钾含量状况良好,分别为99.91%、98.70%、94.80%,土壤全氮含量状况最差,符合新增耕地质量标准的仅有53.67%;2016年新增耕地的整体情况优于2017年;陕南山地丘陵区和渭北台塬区的整体情况优于其他地区,其中陕北长城沿线风沙滩区新增耕地的土壤质量最差。
3 结论与建议
3.1 土壤营养指标分析
本研究中主要关注的营养指标为土壤全氮、有效磷、速效钾,根据研究数据可以看出这3个指标的合格率分别为53.67%、94.80%、76.78%。土壤氮素指标整体呈缺乏状态,土壤钾素含量较丰富,基本可以满足作物钾肥的需求,这是地质因素和环境条件长期作用的结果,由于陕西省范围内地质中钾长石类和云母类母质多,全钾储量丰富,加之少雨环境下的土壤风化和淋溶作用弱,钾流失较少。
对于新增耕地中氮磷普遍缺乏的问题,建议在耕作环境允许的情况下通过固氮作物与其他作物轮番耕种和秸秆还田的养地护地,以健康可持续的方式提升土壤肥力。对于缺乏较严重的耕地,可选用有机肥与氮肥、磷肥合理配施。氮肥的合理使用,使土壤的C/N比降低,提高土壤微生物量及其活性,以保证新增耕地的养分平衡供给,使新增耕地实现可持续稳产、高产。
3.2 物理性状指标分析
对所采集的1067个土样的粒径组成进行测定,陕西省的新增耕地质地以粉土和粉壤土为主,除陕北长城沿线风沙滩区存在大面积的砂壤土外,其他地区土壤质地基本符合要求。对于陕北毛乌素沙漠的沙地治理,依据韩霁昌[11]等专家的研究成果,可与当地大面积存在的“大地的肿瘤”砒砂岩以一定比例配比,砒砂岩与砂物质结构互补,复配后的土壤作物生长和产量都达到了较高水平。
3.3 生物学指标分析
生物学指标是土壤健康状况的重要指标,研究中对土壤的有机质含量进行测定分析,其中合格率为73.63%。有机质含量偏低,通过秸秆还田、合理施用有机肥等措施提升土壤有机质含量,营造更好的土壤有机环境。
3.4 土壤环境条件指标分析
对陕西省新增耕地的pH和电导率进行测定,土壤酸碱状况基本良好,但陕北黄土高原区和陕北长城沿线风沙滩区部分土壤pH偏高,呈弱碱性,建议增施有机肥的同时,掺拌绿肥和松针土,提高土壤养分的同时调节土壤pH;施用氮肥、磷肥时可使用生理酸性肥料,如硫酸铵、过磷酸钙等,提升养分、调节酸碱度。土壤的电导率能直接反映出混合盐的含量,目前新增耕地中,土壤盐渍化程度低,基本满足耕种要求。
在全省范围内,陕南山地丘陵区、关中平原区、渭北台塬区的大部分新增耕地土壤肥力较高,但陕北黄土高原区、陕北长城沿线风沙滩区的部分新增耕地项目土壤肥力较差,鉴于全省新增耕地土壤肥力水平存在较大差异,新增耕地投入使用前,对其各项指标进行检测,根据检测评价结果,合理有针对性的进行耕地肥力和质量提升。以保证新增耕地的养分平衡供给,使新增耕地实现可持续稳产、高产。
本文在对陕西省新增耕地肥力指标评价过程中,采集的土壤样品及测定的样品指标较少,且评价方法也较为单一,对于新增耕地环境、物理、生物水平对作物生长并未考虑进去,需要进一步深入研究。
参考文献
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[2]吕贻忠,李保国.土壤学[M].北京:中国农业出版社,2006:
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[5]中华人民共和国农业部. NY/T 1121.6-2006土壤检测 第6部分:土壤有机质的测定[S].北京:中国标准出版社,2006.
[6]国家林业局. LY/T 1228-2015 森林土壤氮的测定[S].北京:中国标准出版社,2015.
[7]中华人民共和国农业部. NY/T 1121.7-2014 土壤检测 第7部分:土壤有效磷的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.
[8]中华人民共和国农业部. NY/T 889-2004 土壤速效钾和缓效钾含量的测定[S].北京:中国标准出版社,2004.
[9]陕西省国土资源厅. 陕西省土地整治工程新增耕地质量标准[S].西安:陕西省国土资源厅,2009.
[10][日]JA全农 肥料农药部,李玉中,赵解春编译.土壤诊断与施肥基准[M].北京:气象出版社,2012:11.
[11]韩霁昌,刘彦随,罗林涛.毛乌素沙地砒砂岩与沙快速复配成土核心技術研究[J].中国土地科学,2012,26(8):87-94.
作者简介:庞喆(1989-),女,陕西西安人,硕士,研究方向:土地工程技术开发及应用。