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贵州省惠水县涟江大坝耕地质量现状及开发利用建议

2020-03-03范云飞杨茗钛金来福刘开坤

贵州地质 2020年4期
关键词:大坝全县耕地

范云飞,杨茗钛,金来福,刘开坤

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局核资源地质调查院,贵州 贵阳 550005)

1 引言

耕地是人类赖以生存的重要自然资源,耕地质量关系到国家粮食安全、农产品质量安全及生态安全,是保障社会经济可持续发展、满足人民日益增长的物质需要的必要基础(徐明岗,2016),也关乎人民群众的温饱和健康。我国农业尚处于传统农业向现代农业、计划农业向市场农业的转型阶段,农业的技术手段落后,规模小而分散、组织化程度低(熊德平,2002)。农业产业不能停留在过去生产效率低下、生产方式粗放的模式上,应尝试进行农业结构调整,培植本地的特色产品和优势产业,大力发展优质高产、高效生态农业和特色农业(宁建葵,2010)。

本文通过对涟江大坝内的耕地质量现状的系统调查,利用工作中获得的pH、养分、环境质量、质量综合等重要指标进行分析,并与全县耕地相应指标进行对比,对涟江大坝的耕地质量状况进行了较为全面的评价。涟江大坝内耕地集中连片,水利灌溉、交通运输、机械化耕作等条件良好,结合本次工作获得的成果,本文提出了施肥建议及开发利用建议,为该区域耕地资源的可持续利用提供科学依据。

2 涟江大坝概况

2.1 地理及农业

涟江大坝地跨惠水县濛江街道办事处、涟江街道办事处、好花红镇3个乡镇的18个行政村(图1)。坝区宽阔平坦,土壤肥沃,耕地总面积为65 428亩,其中水田52 530亩,约占80%;旱地10 373亩,约占16%;果园2 525亩,占比约4%。涟江大坝的主要土壤类型为黄壤、紫色土及水稻土。“惠水县涟江现代高效农业示范园区”全部位于涟江大坝内,是全省首批113个现代高效农业示范园区之一,以坝区耕地为基础,规划实施面积3万亩,其中花卉生产示范园建设1.5万亩、无公害蔬菜生产示范园建设1万亩、金钱橘生产示范园建设0.5万亩,建成兼具休闲娱乐、旅游观光功能的山地特色现代农业产业园区(杨胜发 等,2019)。

图1 惠水县涟江大坝位置示意图Fig.1 Location of Lianjiang intermountain basin in Huishui county1—县界;2—镇界;3—镇政府驻地;4—涟江大坝

2.2 地质

涟江大坝绝大部分为第四系(Q)松散沉积物所覆盖,岩石地层较少出露,主要为白垩系茅台组(K2m)砂砾岩,大坝西侧主要出露二叠系合山组(P3h)灰岩,东侧主要为二叠系栖霞组(P2q)灰岩。

3 耕地土壤调查方法

惠水县耕地质量地球化学调查评价方法参照《贵州省耕地质量地球化学调查评价总体设计》,执行《土地质量地球化学调查评价规范》(DZ/T0295-2016),评价比例尺为1∶5万(任明强 等,2017)。项目实施阶段共计在涟江大坝内采集耕地表层土壤样337件,全部进行了全量检测分析,分析项目达23项。

3.1 样点布设

3.2 分析检测

土壤粉末样品的分析检测工作由云南省地质矿产勘查开发局中心实验室完成,执行《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T0295-2016)、《多目标区域地球化学调查规范(1∶250000)》(DZ/T0258-2014)、《生态地球化学评价样品分析技术要求(试行)》(DD2005-03)等相关技术标准。本文涉及的分析指标中,土壤pH的测定采用电位法(ISE),N元素的测定采用容量法(VOL),P、K元素的测定采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-OES),Cd、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn的测定采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),As、Se、Hg的测定采用原子荧光光谱法(AFS)。

4 主要成果

根据实验室测试分析结果,涟江大坝耕地表层土壤样的主要指标特征参数统计如表1。

表1 涟江大坝耕地表层土壤样主要指标特征参数统计Table 1 Statistics of major index characteristic parameter of the surface cultivated soil in Lianjiang intermountain basin

4.1 酸碱度(pH)

分析结果显示,涟江大坝耕地土壤的pH主要表现为中性和酸性,其中中性土壤占比接近五成,酸性土壤面积占比超过四成,另有超过一成的耕地土壤表现为碱性,强酸性和强碱性耕地的占比均极低(表2)。与全县耕地土壤总体以酸性为主(酸性及强酸性土壤占比超过八成)的状况对比,涟江大坝耕地土壤明显偏向碱性,大坝耕地土壤呈中性及碱性的面积占比大幅高于全县耕地,酸性及强酸性土壤的占比则明显低于全县耕地。由于绝大多数植物都适宜在中性或微酸性的土壤环境下生长(武毅昶,2017),因此坝区耕地土壤的pH状况大多适合于各种农作物的种植及农业产业的发展。

表2 涟江大坝耕地土壤酸碱度(pH)统计Table 2 Statistics of soul pH value in Lianjiang intermountain basin

4.2 养分状况

耕地土壤的主要养分指标分级参照《全国第二次土壤养分地球化学分级标准》执行(表3)。

表3 主要土壤养分指标等级划分标准Table 3 Classification standard of major soil nutrient index grade

涟江大坝的耕地土壤养分状况良好,养分元素总体上表现为“富N,贫P、K”。土壤N元素以丰富等级为主,占60.40%,中等至丰富等级占比达98.92%;P元素主要表现为较缺乏等级,达77.39%,缺乏至较缺乏等级占比达83.97%;K元素大多表现为缺乏等级,达66.88%,缺乏至较缺乏等级占比达90.43%(表4)。

表4 涟江大坝耕地土壤氮、磷、钾养分等级统计Table 4 Statistics of cultivated soil N, P and K grade in Lianjiang intermountain basin

参考《贵州省耕地质量地球化学调查评价总体设计》要求,选取耕地土壤中N、P、K等养分评价指标,在单指标土壤养分等级划分基础上,按其指标权重指数分别为 0.4、0.3、0.3 进行综合评分,并划分出耕地土壤养分地球化学综合等级。涟江大坝耕地土壤养分综合等级以中等为主,占比超过八成,中等至丰富等级耕地占比达92.30%,高于全县耕地的78.44%,接近全省耕地的94%(周琦 等,2020);仅7.70%的耕地表现为缺乏、较缺乏等级,低于全县的21.56%。涟江大坝的耕地土壤养分状况明显优于全县耕地(表5)。

表5 涟江大坝耕地土壤养分综合等级统计Table 5 Statistics of cultivated soil nutrient comprehensible grade in Lianjiang intermountain basin

4.3 环境质量

依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295-2016)和《土壤环境质量农用土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618-2018),选取耕地土壤中砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)等重金属污染元素以及铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)等环境元素为评价指标,在单指标土壤环境地球化学等级划分基础上,每个评价单元的土壤环境地球化学综合等级等同于单指标分出的环境等级最差的等级(表6)。

表6 农用地土壤污染风险筛选值Table 6 Filter value of agricultural land pollution risk

涟江大坝耕地土壤环境质量几乎全部集中在优先保护至安全利用之间,占比高达99.80%,高于全县耕地的87.97%;仅有0.20%的耕地为严格管控类,远低于全县耕地的12.03%。涟江大坝的耕地土壤环境质量综合状况明显优于全县耕地(表7)。

表7 涟江大坝耕地土壤环境质量综合等级统计Table 7 Comprehensible grade statistics of cultivated soil environmental quality in Lianjiang intermountain basin

4.4 质量综合等级

结合耕地土壤养分综合等级与环境综合等级,对两者再一次进行综合评价,便可获得耕地土壤质量地球化学综合等级,其划分标准参照《贵州省耕地质量地球化学调查评价总体设计》(表8)。

表8 耕地土壤质量地球化学综合等级划分标准Table 8 Comprehensible grading standard of cultivated soil quality geochemistry

涟江大坝耕地土壤质量综合等级主要集中在中等和良好等级,中等至优质等级耕地占比高达99.38%,高于全县耕地的86.69%;差等至劣等耕地占比为0.61%,远低于全县耕地的13.31%。涟江大坝耕地土壤质量综合状况明显优于全县耕地(表5)。

表9 涟江大坝耕地土壤质量综合等级统计表Table 9 Comprehensible grade statistics of cultivated land quality in Lianjiang intermountain basin

4.5 富硒耕地资源

依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295-2016),以土壤中硒含量0.4 mg/kg

表10 涟江大坝耕地土壤Se元素等级统计Table 10 Se grade statistics of cultivated soil in Lianjiang intermountain basin

出露地表的二叠系含煤地层可能与表层土壤的富硒特征有关(黄森,2018),涟江大坝东西两侧均有大片二叠系地层出露,坝区耕地土壤均为冲洪积成因,二叠系地层是重要的成土母质来源。农业生产中施用的化肥、杀虫剂、石灰等均可增加土壤中的硒元素含量(周国华,2020),此外,土壤中较高的有机质含量有利于硒元素含量的增加(梁东丽 等,2017)。涟江大坝土壤肥沃,养分状况总体良好,有机质含量较高,对土壤肥力及性状的人工干预程度相对较大,这些都是导致坝区耕地普遍富硒的重要原因。

5 结论与建议

5.1 耕地土壤地球化学总体特征

涟江大坝耕地土壤的pH主要表现为中性和酸性;N元素主要集中在丰富、较丰富等级,占比为90.85%;P、K元素大部分集中在缺乏、较缺乏等级,占比为83.97%、90.43%;养分元素总体表现出“富N,贫P、K”特征,养分综合等级以中等为主,占比为86.43%,丰富等级比例较少,中等至丰富等级的耕地占比为92.30%;环境综合质量等级基本全部为安全利用及优先保护类,占比为99.80%;耕地土壤质量综合主要集中在中等和良好等级,中等至优质等级达99.38%;富硒耕地资源极为丰富,可安全利用富硒耕地占比为98.45%。

通过对比涟江大坝与全县耕地的各种土壤地球化学元素及指标状况可以发现,涟江大坝耕地土壤在酸碱度、养分、环境综合、质量综合及富硒指标上均优于全县耕地,具有极高的开发价值。

5.2 施肥建议

贵州省耕地的施肥总体状况为:氮肥普遍施用过量,磷肥的施用与当前农作物生产水平相适应,钾肥施用普遍不足;存在着经济较发达地区滥用化肥及贫困地区施肥严重不足,氮、磷、钾肥施用比例失调现象,导致了资源浪费及经济损失(陈旭晖,2005)。结合全省耕地施肥现状与涟江大坝耕地总体“富N,贫P、K”的养分特征,在坝区范围内应控制施用氮肥,针对具体农作物品种及土壤状况补充施用磷肥,可以广泛增施钾肥。为了有效防止土壤板结,增加土壤有机质含量,打造绿色生态农业,应采取推广秸秆直接还田、发展冬季绿肥、增施农家肥等措施,保持坝区耕地土壤肥力的健康状况。

5.3 富硒特色农业

涟江大坝耕地几乎全部富集特色健康元素Se,是一个天然的富硒耕地“聚宝盆”,有利于富硒农业的发展,适合开发具有食用及药用价值的富硒农产品。由于不同农作物对土壤中硒元素的吸收能力与富集机制不尽相同,建议对大坝内主要种植的农作物及其根系土壤进行系统采样分析,获得农作物的硒元素富集特征,并对普遍达到富硒标准的农作物品种建立农产品地理标志,扩大知名度,推动富硒农业的产业化发展。

5.4 其它农业发展建议

此次耕地土壤地球化学调查结果表明,涟江大坝耕地环境质量优良,绝大部分区域位于安全利用及优先保护类,具有打造专业认证的地方特色农产品、无公害农产品、有机农产品、绿色农产品等生产基地的基础条件。涟江大坝地势较为平坦,耕地大多集中连片,有利于分区块整体开发,也有利于农作物的机械化、标准化生产。结合惠水县涟江现代高效农业示范园区的既有规划,在今后的发展建设中可以充分利用耕地资源优势与本次耕地调查成果,发展优质高附加值农产品,增强农产品的市场竞争力,推动农业产业转型升级,带动当地农民增收致富,助力“脱贫攻坚”。

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