貴州省紅花崗區(qū)耕地質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)特征及規(guī)劃利用建議

楊山福，杜永麾，王江波，胡 濤，辜文軍，江 波，楊志書(shū)，朱永紅

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局106地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

耕地是土地資源的最寶貴的部分，是人類(lèi)賴(lài)以生存的基本資源和條件，也是保證糧食安全最重要的戰(zhàn)略資源之一(Samranpong C，2009)。隨著地球化學(xué)及其理論、方法在各領(lǐng)域的應(yīng)用，以及人類(lèi)對(duì)土地的深入認(rèn)識(shí)需求，開(kāi)展土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)土地資源質(zhì)量與生態(tài)管護(hù)的一項(xiàng)重要工作，為實(shí)現(xiàn)土地質(zhì)量的地球化學(xué)評(píng)價(jià)，依據(jù)影響土地質(zhì)量的營(yíng)養(yǎng)有益元素、重金屬元素及化合物、有機(jī)污染物、土壤理化性質(zhì)等地球化學(xué)指標(biāo)，及其對(duì)土地基本功能的影響程度而進(jìn)行的土地質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)評(píng)定，評(píng)價(jià)指標(biāo)以影響土地質(zhì)量的土壤環(huán)境指標(biāo)、土壤養(yǎng)分指標(biāo)為主，以大氣干濕沉降物環(huán)境質(zhì)量、灌溉水環(huán)境質(zhì)量為輔，綜合考慮與土地利用有關(guān)的各種因素，要做到對(duì)土地質(zhì)量中有益元素、有害元素、營(yíng)養(yǎng)元素缺乏與豐富精確定量評(píng)價(jià)必須通過(guò)現(xiàn)代地球化學(xué)理論、方法、手段與農(nóng)業(yè)地質(zhì)的有機(jī)結(jié)合才能達(dá)到目的。本次開(kāi)展的1∶5萬(wàn)尺度耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，將為紅花崗區(qū)發(fā)展山地特色高效農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)和調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，打造富硒特色綠色農(nóng)產(chǎn)品品牌提供科學(xué)支撐(周琦，2020)，使之朝著綜合化與精準(zhǔn)化方向發(fā)展，提高食品安全、促進(jìn)生態(tài)和諧，從而保障人體健康(姚遠(yuǎn)等，2012)。

1 研究與分析方法

1.1 研究區(qū)概況

1.2 樣品采集與測(cè)試

紅花崗區(qū)樣品采集由貴州省地礦局106地質(zhì)大隊(duì)完成，共采集表層土壤樣品1539件，農(nóng)作物(水稻、玉米、獼猴桃)及配套根系土壤樣品91件、灌溉水樣品15件、異常查證樣品200件、垂向土壤剖面樣品71件、大氣干濕沉降物樣品4件，土壤有機(jī)農(nóng)藥殘留樣品5件。采集樣品經(jīng)加工后送貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，數(shù)據(jù)分析質(zhì)量經(jīng)驗(yàn)收合格(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一0六地質(zhì)大隊(duì)，2018)。

1.3 分析方法

土壤巖石、干沉降物樣品采用全量分析方法，以等離子體發(fā)射光譜法(ICP-OES)、等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)和X射線(xiàn)熒光光譜法(XRF)為主，原子熒光光譜法(AFS)、離子選擇性電極法(ISE)和容量法(VOL)等為輔；土壤元素有效態(tài)分析方法等效采用LY/T系列《森林土壤分析方法》，分析方法允許在浸提原則(浸提劑及浸提條件)不變的情況下，對(duì)取樣量、測(cè)定方法進(jìn)行適度調(diào)整；土壤重金屬元素形態(tài)分析采用《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求(試行)》(DD2005-03)附錄A中相關(guān)方法；土壤樣品中六六六和滴滴涕的分析、灌溉水(包括濕沉降物)分析均采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分析方法；農(nóng)作物樣品分析的消解方法等效采用GB/T 5009系列《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，測(cè)定方法作適當(dāng)調(diào)整。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果與特征分析

2.1 耕地質(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)特征

2.1.1 耕地土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)

依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T0295-2016)，貴州省土壤富硒標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)(表1)，將營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)劃分為五個(gè)等級(jí)；硒元素劃分為七個(gè)等級(jí)，其中特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)四個(gè)級(jí)別為富硒，選取氮、磷、鉀三種養(yǎng)分元素等級(jí)，按0.4、0.3、0.3的權(quán)重系數(shù)計(jì)算得出土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合得分(表2)(孔鵬飛等，2020)，然后按照綜合得分將土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)劃分為一至五等，結(jié)果表明區(qū)內(nèi)一等耕地有0.23萬(wàn)畝，占比0.90%，其中尤以深溪鎮(zhèn)、海龍鎮(zhèn)新場(chǎng)村、金鼎山鎮(zhèn)、舟水橋辦事處分布較為集中，其余分布比較零散；二等耕地有16.21萬(wàn)畝，占比64.21%，各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，尤以金鼎山鎮(zhèn)、深溪鎮(zhèn)為最；三等耕地有7.89萬(wàn)畝，占比31.27%，忠莊鎮(zhèn)勤樂(lè)村、深溪鎮(zhèn)清江村、新蒲村北部等處均有分布；四等、五等耕地分別為0.89萬(wàn)畝、0.03萬(wàn)畝，占比分別為3.51%、0.11%。

表1 貴州省土壤富硒劃分標(biāo)準(zhǔn) (單位：mg/kg)

表2 土壤養(yǎng)分綜合等級(jí)劃分表

2.1.2 耕地土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)

以土壤中TCd、THg、TPb、TAs、TCr含量(Ci)對(duì)照GB15618—2018)中的篩選值(Si)和管制值(Gi)，分Ci≤Si、SiGi三個(gè)含量區(qū)間，將土壤環(huán)境質(zhì)量對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)劃分為優(yōu)先保護(hù)、安全利用和嚴(yán)格管控三個(gè)類(lèi)別(任明強(qiáng)等，2020)。在單指標(biāo)土壤環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分基礎(chǔ)上，每個(gè)評(píng)價(jià)單元的土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)等同于單指標(biāo)劃分出的環(huán)境等級(jí)最差的等級(jí)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)優(yōu)先保護(hù)類(lèi)的耕地占比16.65%，安全利用類(lèi)的耕地占比達(dá)到82.75%，嚴(yán)格管控類(lèi)的耕地占比只有0.59%，可見(jiàn)當(dāng)?shù)乜衫玫母刭Y源非常豐富。

2.1.3 耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)

土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)由評(píng)價(jià)單元的土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)與土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)疊加產(chǎn)生，結(jié)合土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范(中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部，2016)評(píng)價(jià)確定的土養(yǎng)分綜合質(zhì)量結(jié)果，對(duì)耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)進(jìn)行劃分。紅花崗區(qū)耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)劃分結(jié)果如圖1所示。區(qū)內(nèi)一等耕地占比為10.49 %，二等耕地占比為4.96%，三等耕地占比為83.85%，四等耕地占比為0.11%，五等耕地占比為0.59%?？梢?jiàn)當(dāng)?shù)卮蟛糠指氐耐寥蕾|(zhì)量地球化學(xué)等級(jí)都在中等及以上，質(zhì)量相對(duì)較好。

圖1 紅花崗區(qū)耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)圖

2.2 特色耕地資源

調(diào)查表明，區(qū)內(nèi)擁有很多特色耕地資源，在進(jìn)行耕地規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮這一內(nèi)容，對(duì)這些特色耕地資源進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)和利用。

2.2.1 富硒耕地資源

2.2.2 富鍺耕地資源

2.2.3 富硒農(nóng)產(chǎn)品

3 耕地規(guī)劃利用建議

通過(guò)本次調(diào)查評(píng)價(jià)工作，系統(tǒng)完成了全區(qū)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)，摸清了全區(qū)耕地質(zhì)量地球化學(xué)現(xiàn)狀，達(dá)到科學(xué)量化耕地質(zhì)量的目的，為耕地規(guī)劃利用及決策提供了基礎(chǔ)科學(xué)依據(jù)(朱小娜，2012)。為加強(qiáng)綠色農(nóng)產(chǎn)品、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品、地理標(biāo)志農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證和管理，更好樹(shù)立貴州農(nóng)產(chǎn)品綠色、優(yōu)質(zhì)形象，進(jìn)一步帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)提出以下應(yīng)用建議。

3.1 打造綠色優(yōu)質(zhì)富硒水稻品牌

在富硒耕地并已初步發(fā)現(xiàn)富硒水稻樣點(diǎn)及周邊區(qū)域，建議加密調(diào)查取樣分析，進(jìn)一步確定開(kāi)發(fā)富硒水稻具體圖斑地塊，確定富硒水稻發(fā)展推廣首選試點(diǎn)區(qū)域，首選建議4片區(qū)域加密調(diào)查取樣分析(圖2、表3)，建議面積合計(jì)0.67萬(wàn)畝，其中，重點(diǎn)試點(diǎn)區(qū)域?yàn)楹｝堟?zhèn)上壩村。

圖2 紅花崗區(qū)耕地保護(hù)利用建議圖

表3 紅花崗區(qū)富硒水稻發(fā)展推廣首選試點(diǎn)區(qū)域建議區(qū)塊統(tǒng)計(jì)表

3.2 開(kāi)發(fā)綠色優(yōu)質(zhì)富硒農(nóng)產(chǎn)品基地

建議根據(jù)本次調(diào)查成果，有針對(duì)性地對(duì)已發(fā)現(xiàn)的綠色安全富硒耕地進(jìn)行規(guī)劃利用，推進(jìn)富硒土地資源開(kāi)發(fā)利用進(jìn)程，使其成為紅花崗區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。因本次農(nóng)作物采集品種和樣本數(shù)較少，建議根據(jù)本區(qū)實(shí)際進(jìn)一步拓寬調(diào)查品種，查明紅花崗區(qū)是否還存在其它特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品。除加密水稻品種的調(diào)查取樣分析外，試點(diǎn)引進(jìn)易富硒的其它農(nóng)作物或增加其它特色優(yōu)勢(shì)農(nóng)產(chǎn)品調(diào)查，打造多種多樣的富硒農(nóng)產(chǎn)品基地(任明強(qiáng)等，2011；徐聰?shù)龋?018)。根據(jù)全區(qū)富硒耕地資源分布及優(yōu)良質(zhì)量等級(jí)等情況，推薦優(yōu)選6塊區(qū)域在部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行富硒耕地開(kāi)發(fā)，建議面積合計(jì)3.42萬(wàn)畝，作為發(fā)展多種富硒農(nóng)產(chǎn)品的首選區(qū)域，建議區(qū)塊統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表4，建議范圍分布情況詳見(jiàn)耕地規(guī)劃利用建議圖2。此外，富硒耕地開(kāi)發(fā)獲得一定成效后，可以根據(jù)其開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，繼續(xù)進(jìn)行富鍺、富鋅耕地的開(kāi)發(fā)，充分發(fā)揮區(qū)內(nèi)特色耕地資源的優(yōu)勢(shì)，為當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)(張琳玲，2011)。

表4 紅花崗區(qū)富硒耕地開(kāi)發(fā)建議優(yōu)選區(qū)塊統(tǒng)計(jì)表

3.3 改善耕地土壤養(yǎng)分缺乏狀況

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)部分耕地土壤存在一定的養(yǎng)分缺乏狀況，養(yǎng)分較缺乏、缺乏這兩種類(lèi)型的耕地占比分別為3.51%、0.11%，缺乏區(qū)域主要以缺鉀、缺磷為主，當(dāng)然各個(gè)地區(qū)之間也存在著一定的差別，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各區(qū)域的元素缺乏情況及分布范圍，制定相應(yīng)的肥料補(bǔ)施方案，有針對(duì)性的改善其元素缺乏狀況(李強(qiáng)，2011)。在補(bǔ)施的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)充分注意相關(guān)耕地中的土壤養(yǎng)分含量變化，具體對(duì)肥料補(bǔ)施方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，從而保障補(bǔ)施效果(房阿曼，2017)。對(duì)于缺乏大量元素的耕地，應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡亓λ?，將氮磷鉀肥料的施用比例調(diào)整到適宜水平，同時(shí)還要搭配使用有機(jī)肥料進(jìn)行補(bǔ)施。對(duì)于微量元素缺乏的耕地，可以適當(dāng)施用微肥。對(duì)于兩類(lèi)元素均缺乏的耕地，需要進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算，從而確定最佳補(bǔ)施方案。需要注意的是，在補(bǔ)施微肥時(shí)必須嚴(yán)格控制施用量，否則易造成不良后果。建議建立土壤、農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)肥、農(nóng)藥等的經(jīng)常性安全監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)體系，科學(xué)標(biāo)定每寸土地，確保食品原產(chǎn)地安全，促進(jìn)土地資源管理和優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展(何邵麟等，2017)。

3.4 對(duì)重要區(qū)域開(kāi)展詳查

對(duì)于局部地區(qū)存在的具體問(wèn)題，尚需要進(jìn)一步開(kāi)展更大比例尺的調(diào)查和評(píng)價(jià)，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的富硒富鍺、養(yǎng)分元素缺乏二類(lèi)重要區(qū)域，建議開(kāi)展1：10000耕地質(zhì)量地球化學(xué)詳查，進(jìn)一步詳細(xì)評(píng)價(jià)耕地質(zhì)量，細(xì)化每塊耕地圖斑規(guī)劃利用。

綜上所述，耕地規(guī)劃利用對(duì)于各地耕地資源的有效利用都有著非常大的影響。對(duì)于貴州省紅花崗區(qū)來(lái)說(shuō)，在其進(jìn)行耕地規(guī)劃利用的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意結(jié)合耕地保護(hù)利用類(lèi)型進(jìn)行耕地規(guī)劃利用、開(kāi)發(fā)富硒耕地、改善耕地土壤養(yǎng)分缺乏狀況，這樣才能充分提升當(dāng)?shù)氐母匾?guī)劃利用效果。