衢州市上方镇土地综合整治土壤快速培肥效应分析

张志刚 吴锡昌

（1. 华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州 311122；2. 浙江百昌科技发展有限公司，浙江杭州 310015）

随着时代和经济的发展，耕地数量减少和耕地质量下降成为现阶段亟待解决的问题[1]。但由于土地整理过程中熟化的耕层土壤剥离，以及机械的碾压作用，不可避免地会造成土壤紧实度增加、容重增加、土壤结构破坏、土壤肥力水平下降等一系列问题[2]。因此，快速提升新垦土地的土壤肥力和生产力，构建耕作层非常重要。土壤有机质主要包括土壤中各种动植物的残体、微生物体及其分解和合成后的各种含碳有机物质[3]。提高土壤有机质的方法主要包括添加腐殖酸、生物炭、有机肥以及种植绿肥、秸秆还田等。通过不同有机物的综合施用，可以实现贫瘠土壤的沃土化[4]。

浙江省衢州市衢江区上方镇拥有几百年的石灰开发历史，目前遗留了较多裸露废弃矿山矿口窑址，存在地质环境危害与地质灾害隐患，同时压占大量土地。根据新时代发展需要，上方镇政府为深入贯彻落实“绿水青山就是金山银山” 重要思想和“创新、协调、绿色、开发、共享” 新发展理念，正在对废弃矿山矿地进行综合整治，在恢复废弃矿山压占土地复垦利用的同时，最大限度提高未利用土地复垦利用率与提质增效，增加高标准农田指标。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 上方镇位于衢州市北部，衢江东北与建德、淳安接壤，西与灰坪、庙前乡毗连，南接峡川镇，处于千里岗山脉中部。浙江省衢州市衢江区上方镇全域土地综合整治及生态修复工程界首区块建设项目地处衢州市衢江区上方镇境内，一期和二期综合治理位于龙祥村葱口自然村附近，建筑面积30.6 hm2，新增耕地（水田）14.3 hm2，旱改水1.68 hm2，建设用地复垦11.6 hm2。

在土地培肥前，于2019 年9 月9 日采集项目区表层10 ～20 cm 的土壤。根据土壤检测结果分析，土地整理前土壤有机质含量为3.83 ～5.11 g/kg，处于较低值；pH 值为8.31 ～8.36，属于碱性土壤。农残和重金属均未超标。

1.2 土壤样品采集和分析 在土地整理后，于2020 年1 月13-14 日在一期工程项目区共采集86 个土壤样点，具体空间分布见图1。用直径38 mm 的土钻采集10 ～20 cm 深度的土壤，然后带回室内，风干研磨过筛，供pH 和土壤有机质等关键性指标分析测定。

图1 衢州市上方镇龙祥村全域土地综合整治区土壤采集样点空间分布图

1.3 测定指标及方法 称量通过0.25 mm 筛子的土壤样品0.5 g，采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量。土壤pH 采用无CO2水浸提，用pH 计测定[5]。

1.4 数据统计分析 采用Excel 2016 和SPSS 25.0 软件对数据进行统计分析，利用Arcgis 10.3 和Origin 2016 软件作图。

2 结果分析

2.1 土壤培肥目标和方案

2.1.1 土壤培肥目标 项目工程施工的总体质量要求：符合国家、行业及地方现行相关规定，施工质量满足农田垦造、水利、市政等相关规范要求，工程质量评定为合格，其中耕地质量的等级为8 ～9 等。

地力提升的具体指标：从土壤质地来看，新整土地主要为黏壤土或壤土，因此土壤有机质提升目标为达到26 g/kg以上；其中地力提升工程包含种植紫云英或油菜；土壤pH 值要求在5.0 ～8.0；要求地力提升后，土壤检测指标2 a 内保持上述水平。

2.1.2 土壤培肥综合技术方案 结合项目区的土壤有机质、pH 等基础肥力情况，采用腐殖酸、有机肥进行培肥，辅助采用“种植绿肥- 油菜”“秸秆还田” 等技术来提高土壤的有机质含量和肥力，包括有机质、N、P、K 及钙、镁、锌、铁等各种微量元素；采用土壤调理剂和硫酸亚铁来调整土壤的pH 值。“土壤调理剂” 是一种新型高活性生物发酵螯合黄腐酸钾、氨基酸、微量元素微生物菌肥。不同物料的具体用量见表1。

表1 土壤培肥综合技术方案

2.2 土壤培肥效果评价 衢江区上方镇龙祥村的全域土地综合整治区土壤采集样点空间分布见图1。土地通过培肥及改良措施整治后土壤pH 和有机质含量见表2。根据全国土壤养分含量分级标准，将土壤的有机含量分为6 个等级，详见表3。

2.2.1 土壤pH pH 是反映土壤酸碱强度的重要指标，对土壤养分的有效性和供应能力有重要影响[6]，因此研究土壤肥力情况首先要了解土壤pH 值情况及其响应特性。一般而言，在pH 接近6 ～8 时，大多数土壤养分都有较高的有效性。整治区域86 个样点的数据统计分析结果如表2 所示，经改良剂修复后土壤整体呈中性，为6.99±0.18，达到5.0 ～8.0 的改良目标，表明其具有良好的土壤养分供应环境。整治后的土壤pH 为6.56 ～7.35（图2），变异系数为2.6%，呈弱变异性（变异系数＜10%）[7]，说明土壤pH 的空间变异非常小，均匀性非常好。土壤pH 变化直方图呈现出较为对称的分布。

表2 土地整治后土壤pH、有机质的统计分析

图2 土壤pH 变化直方图

2.2.2 土壤有机质 土壤有机质是土壤的重要组成物质，对改善土壤理化性质以及促进植物的生长起着重要的作用，是土壤肥力质量的重要指标，并且在农田质量和农业可持续发展方面起着至关重要的作用[8]。经有机培肥后，整治区域的土壤有机质含量范围为25.00 ～42.00 g/kg，平均含量高达32.24±4.72 g/kg，处于“丰富” 水平，整体实现有机质含量提升目标（＞26 g/kg）。相较于土壤pH 的变异系数而言，土壤有机质含量变异系数更大（14.63%），呈现中等变异性（变异系数10% ～100%），表明土地经初步有机培肥整治后土壤有机质含量的均匀性较好。土壤有机质含量变化直方图也呈现出较好的正态分布曲线，如图3 所示。从整治区域的土壤有机质含量分布状况来看（表3），均达到“中等” 等级及以上水平，“中等”等级的土壤有机质占38.37%，“丰富”和“很丰富” 等级分别占54.65%、6.98%。

图3 土壤有机质含量变化直方图

表3 土壤有机质等级分布（按全国土壤养分含量分级标准）

3 结论

针对上方镇全域土地综合整治区的土壤肥力现状，采用土壤培肥综合技术方案来改善土壤肥力，取得较好的效果。通过实施该培肥方案，土壤有机质含量大幅提升（平均值32.24±4.72 g/kg），pH 也明显降低（平均值6.99±0.18）。土壤pH 和有机质的空间变异性均较小，说明培肥方案在不同地块的实施效果基本一致，均达到了国家和浙江省的相关标准要求。