渭北土石山區(qū)土地整治前后土壤質(zhì)量的變化

董起廣 陳田慶

[摘要]為探討渭北土石山區(qū)土地整治工程對(duì)于土壤質(zhì)量的影響，對(duì)一典型土地整治項(xiàng)目區(qū)在整治前后土壤的基本理化性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定分析。結(jié)果表明，土地整治工程在一定程度上減小了土壤中粘粒的含量；對(duì)于土壤酸堿度不產(chǎn)生影響，但會(huì)在一定程度降低土壤鹽分含量，使得土壤EC值略有降低；區(qū)內(nèi)土地整治對(duì)于土壤養(yǎng)分含量有較大影響，使得有機(jī)質(zhì)和全氮顯著降低。在今后的土地整治過(guò)程中，應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及其養(yǎng)分的調(diào)節(jié)作用。

[關(guān)鍵詞]土石山區(qū)；土地整治；土壤質(zhì)量

[中圖分類號(hào)]S156 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，中國(guó)對(duì)建設(shè)用地需求與日劇增，導(dǎo)致耕地大幅減少，為保證國(guó)家糧食安全，中國(guó)實(shí)行土地整治制度。土地整治是對(duì)“田、水、路、林、村”的綜合整治。土地是不可再生的資源和資產(chǎn)，是人類賴以生存、社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的最基本的物質(zhì)條件。切實(shí)保護(hù)耕地、實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡是關(guān)系后代生存發(fā)展的重大問(wèn)題，也是《中華人民共和國(guó)土地管理法》、《中華人民共和國(guó)土地管理法實(shí)施條例》確定的一項(xiàng)保護(hù)耕地的重要制度。在陜西省渭北臺(tái)塬區(qū)與黃土高原交錯(cuò)地帶存在有典型的土石山區(qū)，可作為該地區(qū)的耕地后備資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。然而，渭北土石山區(qū)土層較薄、裸巖多，且土層中含有大量的料姜石和風(fēng)化巖，少部分地區(qū)居民將其開(kāi)墾為旱地，但耕地質(zhì)量低下、水土流失嚴(yán)重。為提高該地區(qū)土壤質(zhì)量、增加當(dāng)?shù)馗孛娣e、改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，通過(guò)土地整治工程，利用土體重構(gòu)技術(shù)，以表土剝離、客土覆土等方式對(duì)其進(jìn)行了整治。

土壤質(zhì)量是一種指示土壤條件動(dòng)態(tài)變化最敏感的表示方法，它既能反映土壤管理的變化，也能反映土壤恢復(fù)退化的能力。許多自然和人為的生態(tài)過(guò)程如氣候波動(dòng)、植被演替、土地利用變化等都顯著影響土壤質(zhì)量的時(shí)空演變，土地整治工程實(shí)施的目的主要是通過(guò)各種工程技術(shù)措施改善土壤環(huán)境、提高土壤質(zhì)量。本文通過(guò)研究渭北土石山區(qū)土地整治前后土壤質(zhì)量的變化情況，探討此工程對(duì)于該地區(qū)土壤質(zhì)量的影響狀況，為區(qū)域土地資源開(kāi)發(fā)、土壤質(zhì)量提升提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)位于陜西省銅川市耀州區(qū)北部的瑤曲鎮(zhèn)，地處關(guān)中平原與渭北高原接壤地帶，屬喬山山脈南支，鄂爾多斯臺(tái)地南部邊緣。項(xiàng)目區(qū)屬于殘塬丘陵區(qū)，海拔1100～1400 m，山坡有巖石裸露，項(xiàng)目區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶园敫珊蛋霛駶?rùn)氣候區(qū)，四季冷暖干濕分明，冬季寒冷干燥少雨雪，春季常發(fā)生干旱、寒潮和霜凍，夏季雨量大而集中，初秋陰雨多而晚秋晴朗。年均氣溫8.3 ℃～12.3 ℃，極端最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫-16 ℃，年均降水量545 mm，無(wú)霜期207天左右。自然災(zāi)害主要有干旱、連陰雨、冰雹、大風(fēng)、暴雨、霜凍、干熱風(fēng)、地震等，尤其是干旱、暴雨、霜凍幾乎每?jī)赡暌淮危怯绊懏?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害。

1.2 研究方法

1.2.1 樣品的采集。研究區(qū)域在實(shí)施土地整治前，于2016年7月進(jìn)行采樣，當(dāng)年11月份土地整治工程竣工，2017年5月初開(kāi)始種植黑豆，同時(shí)，對(duì)項(xiàng)目區(qū)土樣進(jìn)行采集。采樣方式為：在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)隨機(jī)取3組土樣，每組土樣根據(jù)“S”型選定5個(gè)點(diǎn)，采集深度為0～20 cm、20～40 cm土層的混合土樣，采集完成后裝于自封袋內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試分析。

1.2.2 測(cè)定方法。樣品采集后，經(jīng)自然風(fēng)干，然后過(guò)篩，并分別測(cè)定土樣的pH、電導(dǎo)率、粒度、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀7個(gè)指標(biāo)。土壤樣品有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀法測(cè)定，全氮采用凱氏定氮法測(cè)定，速效鉀采用中性乙酸銨溶液浸提、火焰光度計(jì)法測(cè)定，有效磷使用紫外分光光度計(jì)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤質(zhì)地的變化

土壤質(zhì)地是反映土壤物理特性的一個(gè)綜合指標(biāo)，是影響土壤肥力的一個(gè)極其重要的因素，它和土壤性質(zhì)與肥力有著密切的關(guān)系。 表1反映了土地整治工程實(shí)施前后不同深度下土壤粒度的變化情況。從表中可以看出，在土地整治過(guò)程實(shí)施后，0～20 cm土層深處土壤粒度在整治后粘粒含量有所下降，由原來(lái)的13.55%下降到11.06%，下降了2.49%，粉粒含量由原來(lái)的76.78%增加到79.24%，增加了2.46%，砂粒含量基本不變；20～40 cm土層深處土壤粒度表現(xiàn)出類似的趨勢(shì)，粘粒含量由14.49%下降到11.79%，粉粒含量由73.65%增加到79.84%，不同的是砂粒含量也由11.86%減少至8.37%。造成土壤粘粒含量降低的原因可能是由于前期研究區(qū)內(nèi)含有大量的風(fēng)化泥質(zhì)頁(yè)巖碎石，其中粘粒組成含量相對(duì)偏高，但在土地整治后，客土覆土使得泥質(zhì)頁(yè)巖被填埋在較深處，所測(cè)得的土壤成分主要以客土土壤為主，粘粒含量會(huì)有所下降。整體上，不管是整治前還是整治后，土壤粘粒含量在20～40 cm處均高于0～20 cm 處，這說(shuō)明表層土壤粘粒會(huì)隨著水分向下遷移。

2.2 土壤酸堿度及鹽分含量的變化

土壤酸堿度及EC值對(duì)土壤肥力及植物生長(zhǎng)具有較大的影響。表2反映了土壤研究區(qū)土地整治前后土壤pH及EC值的動(dòng)態(tài)變化。從表中可以看出，無(wú)論是0～20 cm土壤還是20～40 cm 土壤，其pH值在整治前后均未發(fā)生改變；兩者的EC值發(fā)生了不同程度的降低，0～20 cm土壤從18.6 ms/m下降到16.7 ms/m，比整治前下降了10.2%，20～40 cm土壤從16.9下降到14.7，下降了13.0%。說(shuō)明研究區(qū)土地整治工程的實(shí)施對(duì)于土壤酸堿度并未產(chǎn)生影響，但是對(duì)土壤EC值產(chǎn)生了一定的作用，使其較之前有所降低。這有可能是土地整治過(guò)程中外來(lái)土源的加入造成的，或是由于機(jī)械作用破壞了原土壤結(jié)構(gòu)，使得土壤變得松散，易引起水分的下滲，從而促使鹽分隨之向下運(yùn)移。

2.3 土壤養(yǎng)分含量的變化

土壤肥力高低取決于土壤養(yǎng)分狀況，直接影響了作物產(chǎn)量。從表3可以看出，土地整治后土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮含量均發(fā)生了明顯的降低。在0～20 cm土層中有機(jī)質(zhì)由原來(lái)的12.6g/kg下降到7.35g/kg，全氮由原來(lái)的1.7g/kg下降到0.59g/kg，分別下降了41.7%和65.3%；20～40 cm土層中有機(jī)質(zhì)由原來(lái)的10.7g/kg下降到5.81g/kg，全氮由原來(lái)的2.61g/kg下降到0.29g/kg，分別下降了45.7%和88.9%。有效磷含量則均表現(xiàn)出明顯的增加，0～20 cm土層與20～40 cm土層有效磷分別增加了1.5倍和4.3倍。速效鉀的變化趨勢(shì)沒(méi)有明顯規(guī)律，0～20 cm速效鉀在整治后比整治前增加了76.1%，20～40cm速效鉀則減少了23.3%。

以上結(jié)果說(shuō)明土地整治工程實(shí)施過(guò)程中對(duì)土壤表層破壞較大，致使土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量顯著降低。土壤中這兩個(gè)指標(biāo)最能反映土壤肥力大小，表明了其可供給作物生長(zhǎng)的碳、氮的能力。整治后土壤有效磷顯著增加是由于前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)研究區(qū)土壤中磷含量匱乏，因此在整治過(guò)程中采取了加施磷肥的方法而引起的。對(duì)于速效鉀，其本身就具有較強(qiáng)的空間變異性，且易從肥料中獲取，容易隨水分發(fā)生遷移。

3 結(jié)論

（1）研究區(qū)土地整治對(duì)土壤質(zhì)地產(chǎn)生了一定的影響，在一定程度上減小了土壤中粘粒的含量，這主要是由于覆土后將粘粒含量相對(duì)較高的泥質(zhì)頁(yè)巖掩埋引起的。

（2）研究區(qū)內(nèi)土地整治對(duì)于土壤酸堿度不產(chǎn)生影響，但會(huì)在一定程度降低土壤鹽分含量，使得土壤EC值略有降低。

（3）區(qū)內(nèi)土地整治對(duì)于土壤養(yǎng)分含量有較大影響，使得有機(jī)質(zhì)和全氮顯著降低，同時(shí)，磷肥的施入有效增加了土壤中有效磷的含量。

（4）針對(duì)以上研究結(jié)論，在類似區(qū)域的土地整治過(guò)程中，應(yīng)注意對(duì)土壤物理結(jié)構(gòu)及其養(yǎng)分的調(diào)節(jié)，已達(dá)到整體提高土壤質(zhì)量、增加作物產(chǎn)量的目的。

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