神木市耕地質(zhì)量分析及玉米適宜性評價

李志軍，陳芳飛，張 瑞，高成平，袁 濤，白寶軍，楊 林，呼麗霞，焦調(diào)霞

（1.神木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西神木 719300；2.神木市鄉(xiāng)村振興發(fā)展中心，陜西神木 719300；3.神木市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法大隊，陜西神木 719300）

0 引言

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤養(yǎng)分含量是評價土壤肥力的重要依據(jù)，土壤養(yǎng)分狀況直接影響大田作物的生長及產(chǎn)量形成。由于施肥習(xí)慣、灌溉施肥方式、耕作制度的轉(zhuǎn)變，農(nóng)田耕層土壤養(yǎng)分狀況發(fā)生了較大變化。開展耕地質(zhì)量調(diào)查與評價，掌握當(dāng)前耕地養(yǎng)分現(xiàn)狀，為優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，化肥減量增效、提高肥料利用率提供數(shù)據(jù)支撐。

神木市位于陜西北部、秦晉蒙三省接壤地帶，全市國土總面積達(dá)7635 km2，年平均日照2716 h，年平均氣溫9.2℃，無霜期166天，年平均降雨量410.3 mm。全市共轄6個街道、14個鎮(zhèn)，常年主要農(nóng)作物播種面積為6.9萬hm2，其中玉米播種面積近3.1萬hm2，且主要集中在北部風(fēng)沙草灘區(qū)下濕灘地和“一河兩川”的溝壩地及水澆地。農(nóng)業(yè)科研工作者陸續(xù)在神木市開展了施肥方面相關(guān)性研究，研究重點在測土配方施肥存在問題及對策[1]，神木縣耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及施肥對策[2]，大豆、谷子、高粱等“3414”肥效試驗報告[3-5]，神木市耕地質(zhì)量分析及小雜糧土壤養(yǎng)分豐缺評價[6]，未對該區(qū)域玉米適宜性評價。本文以神木市為研究區(qū)，對神木市耕地質(zhì)量進(jìn)行分析，結(jié)合玉米需肥規(guī)律和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，對玉米土壤養(yǎng)分適宜性評價，以期為神木市耕地質(zhì)量保護(hù)、化肥減量增效、保障糧食安全和減輕耕地面源污染提高理論參考。

1 樣品采集與化驗

結(jié)合地貌特征、土壤類型、土地利用現(xiàn)狀等因素，充分考慮樣品代表性、兼顧均勻性、時效一致性、數(shù)據(jù)完整性原則，合理布設(shè)采樣調(diào)查點。采樣調(diào)查表主要包括樣點編號、位置、采樣年份等基本信息，地形部位、灌排能力、耕層質(zhì)地、有效土層厚度、農(nóng)田網(wǎng)林化、立地條件、理化性狀、障礙因素、耕作管理等相關(guān)數(shù)據(jù)。在神木市20個鎮(zhèn)（街道）玉米種植區(qū)域合理布點，采用“S”形或梅花布點采樣方法采集0～20 cm耕層土樣689個，經(jīng)風(fēng)干，粉碎、磨細(xì)，過篩、裝瓶，分析化驗土壤養(yǎng)分指標(biāo)，對各數(shù)據(jù)項進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范與整理。

2 耕地質(zhì)量基本狀況分析

2.1 耕地有機(jī)質(zhì)

神木市耕地表層土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為9.95 g/kg，最高為14.74 g/kg，最低為5.09 g/kg；主要集中在6～10 g/kg和10～15 g/kg之間，兩個區(qū)間的耕地面積分別有50377.90 hm2和40576.72 hm2，分別占耕地總面積的55.08%和44.36%。其中，草甸鹽土的有機(jī)質(zhì)含量最高，變幅為9.33～10.99 g/kg，平均含量為9.32 g/kg；其次是紫色土，變幅為9.10～12.26 g/kg，平均含量為11.16 g/kg。

2.2 耕地有效磷

神木市耕地表層土壤的有效磷含量整體較高水平，平均含量為15.14 mg/kg，最高含量30.83 mg/kg，最低含量為4.45 mg/kg。占耕地總面積的94.36%的土壤有效磷含量在5 mg/kg以上，集中分布在5～10 mg/kg、10～15 mg/kg、20～30 mg/kg區(qū)間，耕地面積為45805.53 hm2、15934.78 hm2、24564.89 hm2，分別占耕地總面積的50.08%、17.42%、26.86%，其余耕地土壤有效磷含量在10 mg/kg以下。

2.3 耕地速效鉀

神木市耕地表層土壤的速效鉀含量為高等水平，平均為111.45 mg/kg，最高145.17 mg/kg，最低為68.35 mg/kg。含量在60～100 mg/kg之間的耕地面積為21888.67 hm2，占耕地總面積的23.93%；含量在100～150 mg/kg之間的耕地面積為69575.33 hm2，占耕地總面積的76.07%。

3 土壤豐缺指標(biāo)體系確定

在大田“3414”試驗基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的土壤養(yǎng)分分析結(jié)果，初步制定出玉米土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)；由于作物不同，土壤養(yǎng)分的豐缺涵義有較大差異。通過對2009～2015年度神木市玉米田間肥效試驗資料和田間土壤農(nóng)化樣品測試結(jié)果分析與整理，按照“極豐富、豐富、中等、缺乏、極缺乏”5個等級，制定出神木市玉米土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)（見表1），對全市耕地進(jìn)行玉米土壤養(yǎng)分豐缺狀況分析評價。

表1 耕地土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)

耕地質(zhì)量等級劃分。根據(jù)《耕地質(zhì)量等級》（GB/T 33469-2016），采用累加法計算各評價單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù)。耕地質(zhì)量綜合指數(shù)計算公式為：

式中，P—耕地質(zhì)量綜合指數(shù)；

qi—第i 個評價指標(biāo)的隸屬度；

wi—第i 個評價指標(biāo)的權(quán)重。

采用等距離法將耕地質(zhì)量劃分為十個等級（表2）。一等地耕地質(zhì)量最好，十等地耕地質(zhì)量最差。2019年12月，神木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心組織相關(guān)專家，對神木市耕地質(zhì)量區(qū)域評價結(jié)果進(jìn)行了集中審查，通過產(chǎn)量驗證、對比驗證、專家驗證與實地驗證相結(jié)合方式驗證評價結(jié)果，確保耕地質(zhì)量等級結(jié)果數(shù)據(jù)科學(xué)準(zhǔn)確、符合地方實際。

表2 耕地質(zhì)量等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

神木市耕地質(zhì)量等級調(diào)查評價面積為91464.00 hm2。將神木市耕地質(zhì)量等級由高到低依次劃分，結(jié)果顯示耕地質(zhì)量分布三至十等地等之間，三等地耕地質(zhì)量最好，十等地耕地質(zhì)量最差，平均質(zhì)量等級為8.81。其中，評價為三至五等的高等級耕地面積為2819.38 hm2，占神木市評價耕地總面積的3.08%。主要分布在高家堡鎮(zhèn)、賀家川鎮(zhèn)、西沙街道、孫家岔鎮(zhèn)、店塔鎮(zhèn)、大柳塔鎮(zhèn)。這部分耕地基礎(chǔ)質(zhì)量較高，農(nóng)田設(shè)施條件好，無明顯障礙因素，應(yīng)加強(qiáng)耕地保育和利用，確保耕地質(zhì)量穩(wěn)中有升。評價為六至八等的中等級耕地面積為26606.31 hm2，占29.09%。廣泛分布高家堡鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)、爾林兔鎮(zhèn)、大保當(dāng)鎮(zhèn)、賀家川鎮(zhèn)。這部分耕地立地條件較好，具備一定的農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，是發(fā)展糧食、蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物的重點生產(chǎn)區(qū)域。九、十等地，耕地質(zhì)量相對較差，今后應(yīng)重點加強(qiáng)質(zhì)量培育，提高耕地有效養(yǎng)分，完善灌溉條件，此類等地分布于高家堡鎮(zhèn)、迎賓路街道、大柳塔鎮(zhèn)、欄桿堡鎮(zhèn)、永興街道、花石崖鎮(zhèn)、馬鎮(zhèn)、沙峁鎮(zhèn)，此類耕地質(zhì)量較差應(yīng)加強(qiáng)優(yōu)化此類地，使它朝著更高的質(zhì)量發(fā)展。

4 玉米種植適宜性評價

耕地玉米種植適宜性面積統(tǒng)計與空間分布。依據(jù)耕地質(zhì)量評價技術(shù)路線、方法，結(jié)合玉米生長限制因子的參與，以及各評價因子權(quán)重與比重的再分配，獲得神木市玉米用地適宜性評價的最終結(jié)果、各適宜等級面積及所占比例（表3）。由表3可以看出，高度適宜玉米種植的農(nóng)田有2390.17 hm2，占全部農(nóng)田的2.61%，主要分布在河谷階地地區(qū)；適宜的有25251.57 hm2，占全部農(nóng)田的27.61%，在本地區(qū)各街道均有分布，大多數(shù)分布于固定沙地、半固定沙地、河谷階地、河漫灘和黃土梁區(qū)；勉強(qiáng)適宜玉米種植的農(nóng)田有51525.93 hm2，占總耕地面積的56.33%，在高家堡鎮(zhèn)、花石崖鎮(zhèn)和欄桿堡鎮(zhèn)該級別種植區(qū)域較大，在其他部分街道（鎮(zhèn)）也都有分布，主要分布在黃土梁地區(qū)；不適宜種植玉米的耕地僅有12296.33 hm2，僅占總耕地面積的13.44%，這部分耕地面積小，分布在桿堡鎮(zhèn)、馬鎮(zhèn)、萬鎮(zhèn)和賀家川鎮(zhèn)，主要分布于黃土梁和中山區(qū)。

表3 玉米種植適宜性級別面積

神木市各街道的玉米適宜性情況見表4?？梢钥闯?，高度適宜的耕地主要分布在大柳塔鎮(zhèn)、高家堡鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)，占到了高度適宜耕地總面積的53.75%，這三個鎮(zhèn)高度適宜面積達(dá)到了1284.72 hm2，其余各個鎮(zhèn)該等級地面積分部占比為46.25%。這主要是由于大柳塔鎮(zhèn)、高家堡鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)，河谷階地的面積所占比例最為明顯，故而高度適宜面積比例最為突出；其他街道該地貌類型面積較小，故高度適宜面積較少。適宜種植玉米的耕地面積在大保當(dāng)鎮(zhèn)、爾林兔鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)和中雞鎮(zhèn)，達(dá)到全市該等級面積的60.69%；大保當(dāng)鎮(zhèn)、爾林兔鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)和中雞鎮(zhèn)分別占適宜耕地總面積的13.69%、23.08%、12.34%和11.59%；在全市街道內(nèi)均分布有此類耕地，這主要是這類地主要分布在半固定沙地、固定沙地、河谷階地、河漫灘和黃土梁，而該地貌類型大保當(dāng)鎮(zhèn)、爾林兔鎮(zhèn)、錦界鎮(zhèn)和中雞鎮(zhèn)占比較大；而其他街道本身該類地貌類型面積就小所占比例也少。勉強(qiáng)適宜種植玉米的耕地，其在高家堡鎮(zhèn)、花石崖鎮(zhèn)、欄桿堡鎮(zhèn)分布面積大，面積分別為7083.37 hm2、5236.64 hm2和8274.18 hm2，占到該類耕地總面積的13.75%、10.16%和16.60%；店塔鎮(zhèn)、迎賓路街道和沙峁鎮(zhèn)分布次之，面積分別為4044.30 hm2、3859.55 hm2、3829.90 hm2，占到該類耕地的7.85%、7.49%、7.43%；其他各街道分布均在7%以下，這類等級的玉米主要分布在黃土梁區(qū)，這類地貌在高家堡鎮(zhèn)、花石崖鎮(zhèn)、欄桿堡鎮(zhèn)總面積該等級的耕地所占比例處于較大優(yōu)勢。不適宜種植玉米區(qū)域比例分布在欄桿堡鎮(zhèn)、馬鎮(zhèn)、賀家川鎮(zhèn)和萬鎮(zhèn)，面積為6892.16 hm2，占神木市耕地面積的56.05%。欄桿堡鎮(zhèn)分布面積最大，面積為2764.49 hm2，所占比例是22.48%，其次是馬鎮(zhèn)和賀家川鎮(zhèn)，所占比例為20.67%和12.90%，該類型耕地在其余各街道面積均在10%以下。這類耕地全部分布在黃土梁和中山地貌類型，不適宜玉米種植等級的面積占優(yōu)勢。

表4 榆林市神木市各街道玉米適宜性等級分布