土地整治項(xiàng)目對(duì)渭北臺(tái)塬區(qū)土壤理化特性的影響

范王濤

[摘要]為探究土地整治項(xiàng)目對(duì)土壤理化特性的改良效果，本文以寶雞市隴縣河北鎮(zhèn)蘭家堡村荒草地整治項(xiàng)目為例，對(duì)工程實(shí)施前、實(shí)施后耕作層土壤結(jié)構(gòu)和理化特性的變化進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，土地平整工程對(duì)耕作層土壤質(zhì)量的改善具有顯著促進(jìn)作用。通過(guò)開(kāi)展土地平整工程，土壤pH值顯著降低，土壤耕作層土壤pH值較工程實(shí)施前降低了3.81%。整個(gè)土壤耕作層0～30cm土層深度范圍內(nèi)黏粒含量較整治前提高了36.34%，0～30cm土層深度范圍內(nèi)砂粒含量較整治前降低了5.87%。工程實(shí)施對(duì)土壤全氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)含量均產(chǎn)生了不同程度的影響，土壤全氮含量較工程實(shí)施前提高了51.16%，土壤有效磷和速效鉀在工程實(shí)施后分別較之前提高了53.0%和22.97%，有機(jī)質(zhì)含量較之前高出47.72%。

[關(guān)鍵詞]渭北臺(tái)塬區(qū);荒草地整治;理化特性;影響研究

中圖分類(lèi)號(hào)：S51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202003

耕地資源是糧食生產(chǎn)和人類(lèi)活動(dòng)的重要保障，中央明確要求要切實(shí)落實(shí)最嚴(yán)格的耕地保護(hù)政策，確保18億畝耕地紅線不動(dòng)搖[1-2]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，土地資源的重要性日益凸顯[3-4]。因此，繼續(xù)加大未利用土地后備資源開(kāi)發(fā)，做好占補(bǔ)平衡工作是我國(guó)未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里必須堅(jiān)持的基本路徑[5]。目前，平原地區(qū)的后備資源已面臨枯竭，僅臺(tái)塬丘陵區(qū)尚存部分未能有效開(kāi)發(fā)利用的后備資源，尤其在渭北臺(tái)塬區(qū)，大量荒蕪?fù)恋匚茨艿玫匠浞掷?。研究表明，通過(guò)土地整治項(xiàng)目的實(shí)施，能有效提高土壤養(yǎng)分，改善作物種植效果[6]。近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)展了一些土地整治項(xiàng)目，在荒地土壤改良方面取得了一定的進(jìn)展[7-9]，但對(duì)臺(tái)塬丘陵區(qū)土地整治前后對(duì)土壤理化特性的影響連續(xù)研究較少。因此本文以典型的臺(tái)塬丘陵區(qū)隴縣河北鎮(zhèn)蘭家堡村土地整治項(xiàng)目為例，對(duì)實(shí)施土地整治工程前后土壤理化特性的變化進(jìn)行了研究，為實(shí)現(xiàn)臺(tái)塬丘陵區(qū)耕地保護(hù)和對(duì)荒草地的改良利用提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 項(xiàng)目區(qū)概況

項(xiàng)目區(qū)位于陜西省寶雞市隴縣東北部的河北鎮(zhèn)蘭家堡村，距縣城20km，范圍為106°5910 ”E～107°0149”E、34°5732”N～34°5841”N。項(xiàng)目區(qū)地處渭北高原西部邊緣地區(qū)（關(guān)山東麓），地勢(shì)西高東低，最高點(diǎn)海拔2 466m，最低點(diǎn)海拔800.2m。項(xiàng)目區(qū)屬黃河水系，主要河流有千河、北河等。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年降水量600mm;年平均積溫達(dá)4 000℃，大于10℃的平均積溫達(dá)3 400℃;無(wú)霜期為200d;年平均日照2 033.3h，日照百分率46%，平均日照時(shí)數(shù)1 605.5h;年平均氣溫10.7℃。項(xiàng)目區(qū)的主要土壤類(lèi)型為黃土性土，土壤肥沃度受耕作時(shí)間、施肥條件、種植作物種類(lèi)、地形部位和侵蝕程度的影響。一般上層深淳，貧地中壤，質(zhì)輕口松，滲水透氣，耕性好。有機(jī)質(zhì)氮元素貧乏，較缺磷，嚴(yán)重缺鐵、鋅，照力較差，水土流失侵蝕模式大，保水保肥性能差。在加強(qiáng)施肥、管理下，可種植小麥、玉米和各種雜糧。土壤pH平均值為8.01，全氮平均值為0.256g/kg，電導(dǎo)率平均值為1.35ms/cm。總體來(lái)看，有機(jī)質(zhì)含量低，土壤肥力不足，且易受風(fēng)蝕和旱災(zāi)危害。為使項(xiàng)目實(shí)施后農(nóng)作物產(chǎn)量達(dá)到一個(gè)較高的水平，該項(xiàng)目主要通過(guò)田塊整平翻耕施肥以改良鹽堿土地，項(xiàng)目規(guī)模為93.367 5hm2，通過(guò)土地平整來(lái)消除土壤的微域地形。工程實(shí)施后新增耕地面積88.699 2hm2，工程實(shí)施前土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定結(jié)果如表1所示。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

在河北鎮(zhèn)蘭家堡村項(xiàng)目范圍內(nèi)進(jìn)行土樣選擇，為避免土壤理化特性和微生物性質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果產(chǎn)生影響，選擇12個(gè)樣地面積為2 525m的研究小區(qū)，按對(duì)角線法設(shè)調(diào)查樣方3個(gè)（即3次重復(fù)），樣方面積為3m×3m，在12塊標(biāo)準(zhǔn)地的36個(gè)樣地內(nèi)，對(duì)工程實(shí)施前后的樣地進(jìn)行取土。每個(gè)樣地采用直徑為10cm的土鉆在每個(gè)樣方中心位置采樣，采集深度為0～10cm、10～20cm、20～30cm土層深度土壤，取1 000g土樣。土壤樣品在自然資源部退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。

土壤pH值采用電位法測(cè)定，土壤土水比為1∶5;土壤粒度及微團(tuán)聚體采用激光粒徑分析儀;全氮采用半微量凱氏法測(cè)定;土壤有效磷采用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定;速效鉀用乙酸銨提取-速效鉀用火焰光度計(jì)法測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法測(cè)定。

2 結(jié)果分析

2.1 土地平整工程對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

土壤pH值過(guò)高會(huì)引起土壤中水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效性降低，嚴(yán)重阻礙作物正常生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響產(chǎn)量。如表2所示，為土地整治工程實(shí)施后土壤pH值和土壤粒徑組成情況。從表2可以看出，經(jīng)過(guò)土地平整工程施工后，土壤pH值得到顯著降低，并表現(xiàn)出0～10cm土壤pH值較低，10～20cm土壤pH值較高，20～30 cm土壤pH值又降低的分布規(guī)律，土壤耕作層pH值較實(shí)施前降低了3.81%，土地平整工程能有效改善表層土壤pH值。通過(guò)土地平整工程施工，使土壤中的黏粒含量顯著增大，而降低了土壤中砂粒含量，有利于土壤團(tuán)聚體的形成。經(jīng)過(guò)土地整治，0～10cm土壤黏粒含量較整治前提高39.84%，10～20cm土壤黏粒含量較整治前提高53.27%，20～30cm土壤黏粒含量較整治前提高51.22%，可見(jiàn)10～20cm范圍內(nèi)土層黏粒含量提高最多。而整個(gè)土壤耕作層0～30cm土層深度范圍內(nèi)黏粒含量較整治前提高了36.34%，0～30cm土層深度范圍內(nèi)砂粒含量較整治前降低了5.87%。

2.2 土地平整工程對(duì)土壤化學(xué)性質(zhì)的影響

如表3所示，為工程實(shí)施后0～30cm土層深度范圍內(nèi)土壤養(yǎng)分情況。由此可以看出，工程實(shí)施對(duì)土壤全氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)含量均有不同程度的影響，全氮含量和有效磷含量均表現(xiàn)為表層低，并隨著土層深度的增加表現(xiàn)為先增大后減小的變化規(guī)律;速效鉀含量和有機(jī)質(zhì)含量均表現(xiàn)為淺層最大，隨著土層深度的增加而降低。

工程實(shí)施后，伴隨著土壤翻耕和施肥行為，土壤全氮含量得到了顯著提高，較工程實(shí)施前提高了51.16%，尤其在土壤耕作層10～20cm范圍內(nèi)，達(dá)到極值2.06g/kg，這是由于在種植過(guò)程中的土壤培肥、翻耕等措施，提高了土壤中全氮含量。土壤有效磷和速效鉀在工程實(shí)施后較實(shí)施前分別提高了53.0%和22.97%，經(jīng)過(guò)土地平整和土壤施肥等措施，土壤有效磷和速效鉀含量得到顯著改善，且有效磷含量增加幅度顯著大于速效鉀增加幅度。土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低對(duì)土壤肥力的提高和土壤保墑保肥效果的提升以及土壤通氣性的增加具有重要影響，可以作為土壤肥力的綜合反映。土地平整和土壤培肥等工程的實(shí)施，有利于土壤有機(jī)質(zhì)的提高，從總量上來(lái)看，0～30cm范圍內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量平均值11.11g/kg，較工程實(shí)施前高出47.72%，這主要是由于根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況針對(duì)性的施加一定量的有機(jī)肥來(lái)提升土壤肥力，隨著土壤翻耕等行為的進(jìn)行，為土壤微生物群落聚集提供了較好的活動(dòng)場(chǎng)所和氧氣供應(yīng)，加劇了土壤有機(jī)質(zhì)含量的轉(zhuǎn)化效率，因此經(jīng)過(guò)工程實(shí)施后的土壤有機(jī)質(zhì)含量值逐漸增大。

3 結(jié) 論

本文以典型的臺(tái)塬丘陵區(qū)隴縣河北鎮(zhèn)蘭家堡村土地整治項(xiàng)目為例，對(duì)土地平整工程實(shí)施前后0～30 cm土層深度范圍內(nèi)土壤理化特性的變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明，土地平整工程的實(shí)施對(duì)耕作層土壤質(zhì)量的改善具有顯著促進(jìn)作用。通過(guò)土地平整工程實(shí)施，土壤pH值得到顯著降低，且土壤pH值表現(xiàn)出表層較低，深層較高的分布規(guī)律，土壤耕作層（0～20cm）范圍內(nèi)土壤較工程實(shí)施前降低了3.81%。整個(gè)土壤耕作層0～30cm土層深度范圍內(nèi)黏粒含量較整治前提高了36.34%，0～30cm土層深度范圍內(nèi)砂粒含量較整治前降低了5.87%。工程實(shí)施對(duì)土壤全氮、有效磷、速效鉀以及有機(jī)質(zhì)含量均有不同程度的影響，土壤全氮含量較工程實(shí)施前提高了51.16%，土壤有效磷和速效鉀在工程實(shí)施后較實(shí)施前分別提高了53.0%和22.97%，有機(jī)質(zhì)含量較工程實(shí)施前高出47.72%。因此，土地平整工程的實(shí)施，對(duì)原有荒草地土壤理化特性的改善效果顯著。

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