衢州市上方鎮(zhèn)土地綜合整治土壤快速培肥效應(yīng)分析

張志剛 吳錫昌

（1. 華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122；2. 浙江百昌科技發(fā)展有限公司，浙江杭州 310015）

隨著時(shí)代和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，耕地?cái)?shù)量減少和耕地質(zhì)量下降成為現(xiàn)階段亟待解決的問(wèn)題[1]。但由于土地整理過(guò)程中熟化的耕層土壤剝離，以及機(jī)械的碾壓作用，不可避免地會(huì)造成土壤緊實(shí)度增加、容重增加、土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤肥力水平下降等一系列問(wèn)題[2]。因此，快速提升新墾土地的土壤肥力和生產(chǎn)力，構(gòu)建耕作層非常重要。土壤有機(jī)質(zhì)主要包括土壤中各種動(dòng)植物的殘?bào)w、微生物體及其分解和合成后的各種含碳有機(jī)物質(zhì)[3]。提高土壤有機(jī)質(zhì)的方法主要包括添加腐殖酸、生物炭、有機(jī)肥以及種植綠肥、秸稈還田等。通過(guò)不同有機(jī)物的綜合施用，可以實(shí)現(xiàn)貧瘠土壤的沃土化[4]。

浙江省衢州市衢江區(qū)上方鎮(zhèn)擁有幾百年的石灰開(kāi)發(fā)歷史，目前遺留了較多裸露廢棄礦山礦口窯址，存在地質(zhì)環(huán)境危害與地質(zhì)災(zāi)害隱患，同時(shí)壓占大量土地。根據(jù)新時(shí)代發(fā)展需要，上方鎮(zhèn)政府為深入貫徹落實(shí)“綠水青山就是金山銀山” 重要思想和“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)發(fā)、共享” 新發(fā)展理念，正在對(duì)廢棄礦山礦地進(jìn)行綜合整治，在恢復(fù)廢棄礦山壓占土地復(fù)墾利用的同時(shí)，最大限度提高未利用土地復(fù)墾利用率與提質(zhì)增效，增加高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田指標(biāo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 上方鎮(zhèn)位于衢州市北部，衢江東北與建德、淳安接壤，西與灰坪、廟前鄉(xiāng)毗連，南接峽川鎮(zhèn)，處于千里崗山脈中部。浙江省衢州市衢江區(qū)上方鎮(zhèn)全域土地綜合整治及生態(tài)修復(fù)工程界首區(qū)塊建設(shè)項(xiàng)目地處衢州市衢江區(qū)上方鎮(zhèn)境內(nèi)，一期和二期綜合治理位于龍祥村蔥口自然村附近，建筑面積30.6 hm2，新增耕地（水田）14.3 hm2，旱改水1.68 hm2，建設(shè)用地復(fù)墾11.6 hm2。

在土地培肥前，于2019 年9 月9 日采集項(xiàng)目區(qū)表層10 ～20 cm 的土壤。根據(jù)土壤檢測(cè)結(jié)果分析，土地整理前土壤有機(jī)質(zhì)含量為3.83 ～5.11 g/kg，處于較低值；pH 值為8.31 ～8.36，屬于堿性土壤。農(nóng)殘和重金屬均未超標(biāo)。

1.2 土壤樣品采集和分析 在土地整理后，于2020 年1 月13-14 日在一期工程項(xiàng)目區(qū)共采集86 個(gè)土壤樣點(diǎn)，具體空間分布見(jiàn)圖1。用直徑38 mm 的土鉆采集10 ～20 cm 深度的土壤，然后帶回室內(nèi)，風(fēng)干研磨過(guò)篩，供pH 和土壤有機(jī)質(zhì)等關(guān)鍵性指標(biāo)分析測(cè)定。

圖1 衢州市上方鎮(zhèn)龍祥村全域土地綜合整治區(qū)土壤采集樣點(diǎn)空間分布圖

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 稱量通過(guò)0.25 mm 篩子的土壤樣品0.5 g，采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量。土壤pH 采用無(wú)CO2水浸提，用pH 計(jì)測(cè)定[5]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2016 和SPSS 25.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用Arcgis 10.3 和Origin 2016 軟件作圖。

2 結(jié)果分析

2.1 土壤培肥目標(biāo)和方案

2.1.1 土壤培肥目標(biāo) 項(xiàng)目工程施工的總體質(zhì)量要求：符合國(guó)家、行業(yè)及地方現(xiàn)行相關(guān)規(guī)定，施工質(zhì)量滿足農(nóng)田墾造、水利、市政等相關(guān)規(guī)范要求，工程質(zhì)量評(píng)定為合格，其中耕地質(zhì)量的等級(jí)為8 ～9 等。

地力提升的具體指標(biāo)：從土壤質(zhì)地來(lái)看，新整土地主要為黏壤土或壤土，因此土壤有機(jī)質(zhì)提升目標(biāo)為達(dá)到26 g/kg以上；其中地力提升工程包含種植紫云英或油菜；土壤pH 值要求在5.0 ～8.0；要求地力提升后，土壤檢測(cè)指標(biāo)2 a 內(nèi)保持上述水平。

2.1.2 土壤培肥綜合技術(shù)方案 結(jié)合項(xiàng)目區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)、pH 等基礎(chǔ)肥力情況，采用腐殖酸、有機(jī)肥進(jìn)行培肥，輔助采用“種植綠肥- 油菜”“秸稈還田” 等技術(shù)來(lái)提高土壤的有機(jī)質(zhì)含量和肥力，包括有機(jī)質(zhì)、N、P、K 及鈣、鎂、鋅、鐵等各種微量元素；采用土壤調(diào)理劑和硫酸亞鐵來(lái)調(diào)整土壤的pH 值?！巴寥勒{(diào)理劑” 是一種新型高活性生物發(fā)酵螯合黃腐酸鉀、氨基酸、微量元素微生物菌肥。不同物料的具體用量見(jiàn)表1。

表1 土壤培肥綜合技術(shù)方案

2.2 土壤培肥效果評(píng)價(jià) 衢江區(qū)上方鎮(zhèn)龍祥村的全域土地綜合整治區(qū)土壤采集樣點(diǎn)空間分布見(jiàn)圖1。土地通過(guò)培肥及改良措施整治后土壤pH 和有機(jī)質(zhì)含量見(jiàn)表2。根據(jù)全國(guó)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將土壤的有機(jī)含量分為6 個(gè)等級(jí)，詳見(jiàn)表3。

2.2.1 土壤pH pH 是反映土壤酸堿強(qiáng)度的重要指標(biāo)，對(duì)土壤養(yǎng)分的有效性和供應(yīng)能力有重要影響[6]，因此研究土壤肥力情況首先要了解土壤pH 值情況及其響應(yīng)特性。一般而言，在pH 接近6 ～8 時(shí)，大多數(shù)土壤養(yǎng)分都有較高的有效性。整治區(qū)域86 個(gè)樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如表2 所示，經(jīng)改良劑修復(fù)后土壤整體呈中性，為6.99±0.18，達(dá)到5.0 ～8.0 的改良目標(biāo)，表明其具有良好的土壤養(yǎng)分供應(yīng)環(huán)境。整治后的土壤pH 為6.56 ～7.35（圖2），變異系數(shù)為2.6%，呈弱變異性（變異系數(shù)＜10%）[7]，說(shuō)明土壤pH 的空間變異非常小，均勻性非常好。土壤pH 變化直方圖呈現(xiàn)出較為對(duì)稱的分布。

表2 土地整治后土壤pH、有機(jī)質(zhì)的統(tǒng)計(jì)分析

圖2 土壤pH 變化直方圖

2.2.2 土壤有機(jī)質(zhì) 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成物質(zhì)，對(duì)改善土壤理化性質(zhì)以及促進(jìn)植物的生長(zhǎng)起著重要的作用，是土壤肥力質(zhì)量的重要指標(biāo)，并且在農(nóng)田質(zhì)量和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面起著至關(guān)重要的作用[8]。經(jīng)有機(jī)培肥后，整治區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為25.00 ～42.00 g/kg，平均含量高達(dá)32.24±4.72 g/kg，處于“豐富” 水平，整體實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)含量提升目標(biāo)（＞26 g/kg）。相較于土壤pH 的變異系數(shù)而言，土壤有機(jī)質(zhì)含量變異系數(shù)更大（14.63%），呈現(xiàn)中等變異性（變異系數(shù)10% ～100%），表明土地經(jīng)初步有機(jī)培肥整治后土壤有機(jī)質(zhì)含量的均勻性較好。土壤有機(jī)質(zhì)含量變化直方圖也呈現(xiàn)出較好的正態(tài)分布曲線，如圖3 所示。從整治區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)含量分布狀況來(lái)看（表3），均達(dá)到“中等” 等級(jí)及以上水平，“中等”等級(jí)的土壤有機(jī)質(zhì)占38.37%，“豐富”和“很豐富” 等級(jí)分別占54.65%、6.98%。

圖3 土壤有機(jī)質(zhì)含量變化直方圖

表3 土壤有機(jī)質(zhì)等級(jí)分布（按全國(guó)土壤養(yǎng)分含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）

3 結(jié)論

針對(duì)上方鎮(zhèn)全域土地綜合整治區(qū)的土壤肥力現(xiàn)狀，采用土壤培肥綜合技術(shù)方案來(lái)改善土壤肥力，取得較好的效果。通過(guò)實(shí)施該培肥方案，土壤有機(jī)質(zhì)含量大幅提升（平均值32.24±4.72 g/kg），pH 也明顯降低（平均值6.99±0.18）。土壤pH 和有機(jī)質(zhì)的空間變異性均較小，說(shuō)明培肥方案在不同地塊的實(shí)施效果基本一致，均達(dá)到了國(guó)家和浙江省的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。