黃土丘陵區(qū)荒草地整治后 新增耕地土壤肥力調(diào)查研究

師晨迪

[摘要]通過(guò)采樣分析，采用菲爾德法和加權(quán)求和評(píng)價(jià)法對(duì)黃土丘陵區(qū)荒草地土地整治后新增耕地肥力指標(biāo)進(jìn)行了研究分析。探討了新增耕地的肥力水平、最大限制因素，以及新增耕地的綜合肥力指數(shù)，并提出合理的施肥策略。結(jié)果表明：（1）黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平，有機(jī)質(zhì)的平均含量為5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量為8.80mg/kg，速效鉀平均含量為183mg/kg。（2）研究區(qū)新增耕地土壤肥力指數(shù)分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項(xiàng)目區(qū)占大多數(shù)，約占到總數(shù)的60%。（3）土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地肥力指標(biāo)的最大控制因素，提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是提高新增耕地肥力綜合指數(shù)的最直接的方式，有機(jī)肥與尿素配施，將是提高新增耕地土壤肥力最有效的途徑。

[關(guān)鍵詞]土地整治;新增耕地;土壤養(yǎng)分;土壤肥力;黃土丘陵區(qū)

[中圖分類(lèi)號(hào)]F321.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

我國(guó)人多地少，人均耕地資源較為稀缺。為了確保耕地資源，保證糧食安全，我國(guó)實(shí)行了最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度和最嚴(yán)格的節(jié)約用地制度，從而確保耕地總量的動(dòng)態(tài)平衡，實(shí)踐證明，土地整治不但可以增加有效耕地面積，提高耕地質(zhì)量，而且利用耕地占補(bǔ)平衡政策，實(shí)現(xiàn)我國(guó)耕地總量動(dòng)態(tài)。然而，我國(guó)在開(kāi)展土地整治工程的同時(shí)，也面臨著一系列的問(wèn)題，尤其是在新增耕地土壤肥力方面，相比原有耕地，土壤肥力狀況不明，研究土地整治后新增耕地土壤肥力豐缺，了解區(qū)域新增耕地土壤肥力狀況，探明區(qū)域新增耕地土壤養(yǎng)分限制因素，對(duì)于提高新增耕地土壤養(yǎng)分豐缺乃至區(qū)域新增耕地土壤質(zhì)量水平具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地整治工程的研究大多是從空心村整治研究、土地綜合整治戰(zhàn)略頂層設(shè)計(jì)，以及土地整治后效應(yīng)評(píng)價(jià)等方面研究較多，關(guān)于土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)的研究也多集中在成熟的高質(zhì)量農(nóng)田方面，而針對(duì)以低土壤養(yǎng)分含量為特點(diǎn)的荒草地整治新增耕地土壤肥力的研究和評(píng)價(jià)內(nèi)容較少，本研究可為土地整治后新增耕地土壤肥力基礎(chǔ)水平，養(yǎng)分指標(biāo)等級(jí)劃分以及新增耕地土壤肥力評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)支持。也可為提高新增耕地土壤肥力短板提供技術(shù)支持，為土地整治后土地利用類(lèi)型優(yōu)化提供依據(jù)。

土壤肥力是土壤的本質(zhì)特征和基本屬性。土壤肥力是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映，其中，養(yǎng)分是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，溫度和空氣是環(huán)境因素，水既是環(huán)境因素又是營(yíng)養(yǎng)因素。本研究以陜西甘泉縣荒草地整治項(xiàng)目為研究對(duì)象，研究其新增耕地土壤肥力含量及分布特征，探索新增耕地土壤養(yǎng)分最大限制因素，以期為提高該區(qū)域新增耕地土壤養(yǎng)分含量提供技術(shù)指導(dǎo)。

1? ? 研究區(qū)域概況

甘泉縣位于延安市中部。地處東經(jīng)108°4534″ ～109°3346″，北緯36°657″～36°3733″。屬陜北黃土丘陵溝壑區(qū)，海拔高度一般在950～1600m之間，相對(duì)高差在200m以內(nèi)，洛河自西北向東南縱橫全境，河?xùn)|北一側(cè)屬嶗山山脈，西南一側(cè)屬子午嶺山脈。年平均氣溫8.6℃，年平均降水561.3mm，屬暖溫帶半濕潤(rùn)地區(qū)。全縣總土地面積22.87萬(wàn)ha，農(nóng)業(yè)用地6.29萬(wàn)ha。甘泉縣在地理位置、植被現(xiàn)狀等方面，對(duì)整個(gè)黃土高原地區(qū)來(lái)說(shuō)，具有一定的代表性。本文選取甘泉縣荒草地整治項(xiàng)目作為研究區(qū)，研究新增耕地土壤肥力及評(píng)價(jià)，以期能為黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地土壤肥力改良增效提供借鑒和參考。

2? ? 實(shí)驗(yàn)材料與方法

2.1? ? 樣品采集與測(cè)定

通過(guò)實(shí)地考察，選擇黃土丘陵區(qū)甘泉縣荒草地整治項(xiàng)目作為研究對(duì)象，在全縣范圍內(nèi)選擇15個(gè)整治項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行樣品采集，每個(gè)項(xiàng)目區(qū)采集3個(gè)樣點(diǎn)，采集表層0～30cm土壤按對(duì)角線取樣法采集混合土樣，共采集15個(gè)項(xiàng)目區(qū)，得到45個(gè)樣點(diǎn)（每個(gè)約2kg），將土壤帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干備用。

分析土壤樣品才采用的實(shí)驗(yàn)方法主要參考《土壤農(nóng)化分析》。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化——外加熱法，全氮（TN）采用半微量凱氏法（Cleverchem 200），有效磷（AP）采用碳酸氫鈉浸提——鉬銻抗比色法（752N），速效鉀（AK）采用中性醋酸銨浸提——火焰光度法（FP640）。

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 20.0及Excel 2016軟件完成。

2.2? ? 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇

基于研究結(jié)果的可對(duì)照性，本文選擇常規(guī)的土壤肥力指標(biāo)，即土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）、土壤全氮（TN）、土壤有效磷（AP）、土壤速效鉀（AK）。

2.3? ? 評(píng)價(jià)方法

本文選用加權(quán)求和評(píng)價(jià)法，以土壤肥力綜合指數(shù)（IFI）表示土壤肥力水平高低，其數(shù)值在0～6之間，土壤肥力綜合指數(shù)越高，代表土壤肥力狀況越好，越有利于作物的生長(zhǎng)發(fā)育。肥力綜合指標(biāo)采用加權(quán)求和模型計(jì)算：

式中，n為參評(píng)因字?jǐn)?shù);Wi為第i個(gè)因子的權(quán)重;Fi為第i個(gè)因子的分類(lèi)級(jí)別。

3? ? 結(jié)果與分析

3.1? ? 新增耕地養(yǎng)分含量的分布狀況

3.1.1? ? 土壤有機(jī)質(zhì)和全氮分布。陜西甘泉縣土地整治新增耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量分布在3.01～9.66g/kg之間，其中有機(jī)質(zhì)含量小于4.0g/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的13.3%，4.0～7.0g/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的60.0%，大于7g/kg的樣點(diǎn)占26.7%（見(jiàn)圖1）。土壤全氮含量分布在0.40～0.72 g/kg之間，其中土壤全氮含量0.40g～0.50g/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的53.3%，平均值為0.45g/kg;0.51～0.70 g/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的40%，平均值為0.57 g/kg;大于0.7 g/kg的樣點(diǎn)僅占到6.7%（見(jiàn)圖2）。

3.1.2? ? 土壤有效磷分布和速效鉀分布。陜西甘泉縣土地整治新增耕地土壤有效磷含量分布在4.0～14.2mg/kg之間，其中有效磷含量小于5mg/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的6.7%;5.0～10.0mg/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的60.0%，平均值為7.1mg/kg;大于10.0mg/kg的樣點(diǎn)僅占33.3%，平均值為12.8g/kg（見(jiàn)圖3）。土壤速效鉀含量分布在100～318mg/kg之間，其中速效鉀含量低于150mg/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的46.7%，平均值為130.3 mg/kg;150～200mg/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的13.3%，平均值為170 mg/kg;大于200mg/kg的樣點(diǎn)占到總樣本數(shù)的40.0%，平均為248.5mg/kg（見(jiàn)圖4）。

3.2? ? 土樣養(yǎng)分特征描述

土樣分析結(jié)果表明，土壤有效磷的變異系數(shù)最大，其次為土壤速效鉀。土壤全氮的變異系數(shù)最小。土壤速效鉀和全氮的偏度較大，土壤有效磷的峰度最大。速效鉀的標(biāo)準(zhǔn)差最大（見(jiàn)表1）。

3.3? ? 指標(biāo)量級(jí)及權(quán)重劃分

3.3.1? ? 指標(biāo)量級(jí)劃分。本文參照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2），對(duì)陜西甘泉縣土地整治項(xiàng)目新增耕地土壤養(yǎng)分進(jìn)行劃分。

參照全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分指標(biāo)級(jí)別劃分辦法，對(duì)研究區(qū)新增耕地土壤各指標(biāo)養(yǎng)分含量進(jìn)行劃分，結(jié)果如表2所示：所有項(xiàng)目區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全氮含量均位于5、6級(jí)水平;土壤有效磷養(yǎng)分位于3級(jí)水平上的樣點(diǎn)占總數(shù)的33.3%，5級(jí)水平上的樣點(diǎn)僅有一個(gè)，約占總數(shù)的6.7%，其余有效磷含量均位于4級(jí)水平上，占到樣點(diǎn)總數(shù)的60%;土壤速效鉀含量位于1級(jí)水平上的樣點(diǎn)數(shù)占總樣點(diǎn)的40%，2、3、4級(jí)水平分別占到13.3%、40%、6.7%。通過(guò)分值轉(zhuǎn)化得出各個(gè)項(xiàng)目區(qū)各項(xiàng)指標(biāo)分值如表3所示。

3.3.2? ? 指標(biāo)的權(quán)重確定及方法。確定單項(xiàng)土壤肥力指標(biāo)的權(quán)重是土壤肥力綜合評(píng)價(jià)的關(guān)鍵問(wèn)題，關(guān)于評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定的研究較多，有模糊綜合評(píng)價(jià)法，主成分分析法，層次分析法，物元法，粗糙集理論等多種土壤肥力評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的分析方法，本文基于結(jié)果的可對(duì)照性，選則當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的特爾非法，約請(qǐng)6位在土壤質(zhì)量方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家評(píng)分，在參照大量文獻(xiàn)研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，得出因子的權(quán)重（見(jiàn)表4）。

3.4? ? 新增耕地養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)分析

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法，土壤肥力綜合指數(shù)（IFI）通過(guò)如下加權(quán)求和模型計(jì)算：

（i=1，2，3，4? n=4）

3.4.1? ? 各樣點(diǎn)土壤肥力綜合指數(shù)見(jiàn)圖5。

3.4.2? ? 項(xiàng)目區(qū)新增耕地土壤肥力指數(shù)頻率分布狀況。評(píng)價(jià)分析表明（見(jiàn)圖5），各項(xiàng)目新增耕地土壤肥力指數(shù)分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項(xiàng)目區(qū)約占到總數(shù)的60%，大于70分的約占到20%。新增耕地土樣養(yǎng)分總體位于5級(jí)水平，肥力水平較低。由表5可知，土壤有機(jī)質(zhì)和全氮的實(shí)際權(quán)重與理論權(quán)重比值均小于100%，說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地肥力指標(biāo)的最大控制因素。

4? ? 結(jié)論

（1）黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平，有機(jī)質(zhì)的平均含量為5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量為8.80mg/kg，速效鉀平均含量為183mg/kg。

（2）研究區(qū)新增耕地土壤肥力指數(shù)分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項(xiàng)目區(qū)占大多數(shù)，約占到總數(shù)的60%。

（3）土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是黃土丘陵區(qū)荒草地整治后新增耕地肥力指標(biāo)的最大控制因素，提高土壤有機(jī)質(zhì)和全氮是提高新增耕地肥力綜合指數(shù)的最直接的方式，有機(jī)肥與尿素配施，將是提高新增耕地土壤肥力最有效的途徑。

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