渭北臺塬區荒草地整治后新增耕地土壤肥力調查研究——以陜西澄城為例

師晨迪，韓霽昌*，馬增輝，張 露，張瑞慶　(陜西省土地工程建設集團，陜西省土地工程技術研究院有限責任公司，國土資源部退化及未利用地重點實驗室，陜西省土地工程建設集團工程技術部，陜西西安 710075)

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渭北臺塬區荒草地整治后新增耕地土壤肥力調查研究——以陜西澄城為例

師晨迪，韓霽昌*，馬增輝，張 露，張瑞慶(陜西省土地工程建設集團，陜西省土地工程技術研究院有限責任公司，國土資源部退化及未利用地重點實驗室，陜西省土地工程建設集團工程技術部，陜西西安 710075)

我國人多地少，耕地后備資源不足。為了解決吃飯問題，確保糧食安全，我國實行最嚴格的耕地保護制度和最嚴格的節約用地制度，實現耕地總量動態平衡。實踐證明，土地整治可以增加有效耕地面積，提高耕地質量，對實現我國耕地總量動態平衡做出積極的貢獻。然而，與當前土地整治高效展開相襯的是土地整治后新增耕地質量，尤其土壤肥力狀況不容樂觀。因此，研究土地整治后新增耕地土壤肥力的基本狀況，了解該區域土地整治后新增耕地土壤養分含量水平，探明該區域土地整治后新增耕地土壤養分短板，對于提高該區域新增耕地養分水平乃至整個區域耕地土壤肥力水平具有非常重要的意義。

當前，國內外關于土地整治工程的研究大多是土地整治工程模式[1]。土地整治后效應評價等[2-5]方面的研究較多。關于土壤養分評價的研究也多集中在成熟的高質量農田方面[5-6]，而針對以低土壤養分含量為特點的荒草地整治新增耕地土壤肥力的研究和評價內容較少。該研究可為土地整治后新增耕地土壤肥力基礎水平、養分指標等級劃分以及新增耕地土壤肥力評價提供數據支持，也可為提高新增耕地土壤肥力短板提供技術支持，為土地整治后土地利用類型優化提供依據。

土壤肥力是土壤諸多基本特性的綜合反映?？茖W、合理地評價土壤肥力將為指導農業生產、土地利用規劃和管理提供理論基礎。以陜西澄城縣荒草地整治項目為研究對象，筆者研究了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分的最大限制因素，以期為提高該區域新增耕地土壤養分含量提供技術指導。

1材料與方法

1.1研究區域概況澄城縣位于陜西省東部，地理坐標為34°55′45″～35°27′5″ N，109°46′30″～ 110°5′50″ E。地勢北高南低，4條河川把澄城縣劃為“三梁一原”?？h境屬關中平原暖溫帶半濕潤季風區，年均氣溫12 ℃，降水量680 mm，無霜期204 d，晝夜溫差大。年日照時數達2 616 h，海拔406.9～1 268.0 m。該地區是陜西延安以南熱能輻射量最高值中心，無污染性工業源。陜西省渭南市澄城縣土地整治項目是陜西省重點投資項目，投入資金數千萬元，建設面積約560 hm2，從最初的項目可研、立項、報批直達項目竣工、驗收長達3年之久。其投入資金量之巨大，耗時之久，注定其整治后新增耕地的效果倍受關注。

1.2樣品采集通過實地考察，選擇渭北臺塬區澄城縣荒草地整治項目作為研究對象。在全縣范圍內選擇45個整治項目區進行樣品采集，在每個項目區采集3個樣點。采集表層0～30 cm土壤，按對角線取樣法采集混合土樣，共采集45個項目區，得到135個樣點(每個約2 kg)，將土壤帶回實驗室風干，備用。

1.3樣品測定土壤有機質(SOM)的測定采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法；全氮(TN)的測定采用半微量凱氏法(Cleverchem 200)；有效磷(AP)的測定采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法(752N)；速效鉀(AK)的測定采用中性醋酸銨浸提—火焰光度法(FP640)。

1.4評價方法選用加權求和評價法，以土壤肥力綜合指數(IFI)表示土壤肥力水平，其數值在0～6之間。土壤肥力綜合指數越高，代表土壤肥力狀況越好，越有利于作物的生長發育。肥力綜合指標采用加權求和模型計算。

式中，n為參評因字數；Wi為第i個因子的權重；Fi為第i個因子的分類級別。

2結果與分析

2.1新增耕地養分含量的分布狀況

2.1.1土壤有機質和全氮分布。由圖1可知，陜西澄城縣土地整治新增耕地土壤有機質含量分布在1.55～15.65 g/kg之間，其中有機質含量<6 g/kg的樣點占總樣本數的24.44%，6～12 g/kg的樣點占總樣本數的55.55%，>12 g/kg的樣點僅占20.01%。由圖2可知，土壤全氮含量分布在0.50～1.53 g/kg之間，其中土壤全氮含量0.5～0.75 g/kg的樣點占總樣本數的15.56%，平均值為0.60 g/kg；0.75～1 g/kg的樣點占總樣本數的55.55%，平均值為0.88 g/kg；>1 g/kg的樣點占28.89%，平均值為1.22 g/kg。

2.1.2有效磷分布和速效鉀分布。由圖3可知，陜西澄城縣土地整治新增耕地土壤有效磷含量分布在2.06～9.77 g/kg之間，其中有效磷含量小于3 g/kg的樣點占總樣本數的24.44%，平均值為2.60 g/kg；3～5 g/kg的樣點占總樣本數的55.55%，平均值為3.82 g/kg；>5 g/kg的樣點僅占20.01%，平均值為6.51 g/kg。由圖4可知，土壤速效鉀含量分布在30～87 mg/kg之間，其中速效鉀含量介于30～50 mg/kg之間的樣點占總樣本數的51.11%，平均值為41.30 mg/kg；50～100 g/kg的樣點占總樣本數的48.89%，平均值為63.82 mg/kg。

2.2土樣養分特征描述由表1可知，研究區樣地土壤屬性均服從正態分布(K-S值>0.05)。土壤有機質的變異系數(0.4)最大，其次為土壤有效磷，土壤全氮的變異系數最小。土壤有效磷的偏度和峰度值也較高。速效鉀的標準差最大。由表2可知，土壤有機質與土壤速效鉀的相關性較強，達到0.01顯著水平。

2.3指標量級及權重劃分

2.3.1指標量級劃分。參照全國第二次土壤普查養分分級標準(表3)，對陜西澄城縣土地整治項目新增耕地土壤養分進行劃分。參照全國第二次土壤普查土壤養分指標級別劃分辦法，對研究區新增耕地土壤各指標養分含量進行劃分。由表4可知，有機質養分位于3級的樣點占總樣點數的20%，位于5級的樣點占總樣點數的55.56%，位于6級的樣點占總樣點數的24.44%，可知在新增耕地土壤養分中有機質主要位于5級水平上；全氮養分位于2、3、4、5級的樣點占總樣點個數的比例依次為2.2%、26.67%、55.56%、15.56%，

表1　土壤屬性統計

注：有機質含量單位為g/kg；全氮、有效磷、速效鉀含量單位為mg/kg。

表2　土壤肥力相關性分析

全氮含量主要位于在4級水平上；土壤有效磷養分位于4、5、6級水平上的樣點分別占總數的20%、55.56%、24.44%，有效磷含量主要在5級水平上；土壤速效鉀含量位于4、5級水平上的樣點數各占一半左右，約為50%。

表3　耕地質量評價肥力等級劃分標準

表4　各個項目區所在樣點各項指標對應級別分布

2.3.2指標的權重確定及方法。確定單項土壤肥力指標的權重是土壤肥力綜合評價的關鍵問題。關于評價指標權重確定的研究較多，有模糊綜合評價法[7]、主成分分析法[8]、層次分析法[2]、物元法[9]、粗糙集理論[10]等多種土壤肥力評價指標權重的分析方法。該研究基于結果的可對照性，選擇當前應用最為廣泛的特爾非法，約請6位在土壤質量方面有豐富經驗的專家評分。在參照大量文獻研究結果的基礎上，得出因子的權重，即SOM、TN、AP、AK的權重分別為0.30、0.25、0.25、0.20。

2.4新增耕地養分綜合評價分析由圖5、6可知，新增耕地土壤肥力指數分布在25～60分之間，平均得分41分，其中得分在30～40之間的樣點約占總數的一半，大于50分的約占17.78%?？梢?，新增耕地土樣養分總體含量較低。

2.5合理培肥建議在當前權重比例下，土壤肥力各指標綜合得分貢獻由大到小依次是土壤全氮、土壤速效鉀、土壤有機質、土壤有效磷?？芍?，土壤有效磷和土壤有機質是導致渭北臺塬區荒草地整治新增耕地養分指標含量較低的主要原因?；谀就岸贪逍?，提高土壤有效磷和有機質是提高新增耕地養分的最直接的方式。因此，有機肥與化肥配施將是提高新增耕地土壤肥力最有效的途徑。

表6　土壤肥力各指標權重及貢獻比例　%

3結論與討論

(1)渭北臺塬區荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平。有機質平均含量為7.8 g/kg，全氮平均含量為0.93 mg/kg，有效磷平均含量為 4.06 mg/kg，速效鉀平均含量為52.3 mg/kg。

(2)研究區新增耕地土壤肥力指數分布在25～60分之間，平均得分為41分，其中得分在30～40之間的樣點約占總數的一半，大于50分的約占17.78%。

(3)土壤有效磷和有機質是渭北臺塬區荒草地整治后新增耕地肥力指標的最大控制因素。提高土壤有效磷和有機質是提高新增耕地肥力綜合指數的最直接方式。

參考文獻

[1] 郭熙，黃俊，馬文娜，等.鄱陽湖濱湖平原區土地整治工程模式研究[J].中國農業資源與區劃，2014，35(1)：102-108.

[2] 劉姝驛，楊慶媛，何春燕，等.基于層次分析法(AHP)和模糊綜合評價法的土地整治效益評價——重慶市3個區縣26個村農村土地整治的實證[J].中國農學通報，2013，29(26)：54-60.

[3] 王棟.基于層次分析與模糊綜合評價的土地整治項目實施后效益評價——以安定區蘇家岔流域基本農田整理項目為例[J].安徽農業科學，2014，42(27)：9566-9569.

[4] 楊俊，王占岐，金貴，等.基于AHP與模糊綜合評價的土地整治項目實施后效益評價[J].長江流域資源與環境，2013，22(8)：1036-1042.

[5] 王德彩，常慶瑞，劉京，等.土壤空間數據庫支持的陜西土壤肥力評價[J].西北農林科技大學學報：自然科學版，2008，36(11)：105-110.

[6] 方睿紅，常慶瑞.關中平原臺塬區土壤肥力模糊綜合評價——以西安市長安區為例[J].干旱地區農業研究，2012，30(1)：25-29，42.

[7] 展煒，何立恒，金曉斌，等.基于模糊綜合評價的土地整理項目績效評價[J].南京林業大學學報：自然科學版，2009，33(2)：145-148.

[8] 廈建國，李廷軒，鄧良基，等.主成分分析法在耕地質量評價中的應用[J].西南農業學報，2000，13(2)：51-55.

[9] 湯潔，王晨野，李昭陽，等.基于物元模型的區域土壤養分評價[J].水土保持通報，2008，28(3)：101-106.

[10] 葉回春，張世文，黃元仿，等.粗糙集理論在土壤肥力評價指標權重確定中的應用[J].中國農業科學，2014，47(40)：710-717.

摘要[目的]為探討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，并且提出合理的施肥策略。[方法]通過采樣分析，采用菲爾德法和加權求和評價法對渭北臺塬區荒草地土地整治后新增耕地肥力指標進行分析。[結果]土地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平，該研究區域有機質的平均含量為7.8 g/kg，全氮平均含量0.93 mg/kg，有效磷平均含量為 4.06 mg/kg，速效鉀平均含量為52.3 mg/kg。新增耕地土壤肥力指數分布在25～60分之間，平均得分41分，其中得分在30～40之間的樣點約占總數的一半，大于50分的約占17.78%。[結論]土壤有效磷和土壤有機質是渭北臺塬區荒草地整治新增耕地肥力指標的最大控制因素。提高土壤有效磷和有機質含量是提高新增耕地肥力綜合指數的最直接的方式。有機肥與化肥配施，將是提高新增耕地土壤肥力最有效的途徑。

關鍵詞土地整治；新增耕地；土壤養分；土壤肥力；渭北臺塬區

Investigation of New Farmland Soil Fertility after Wild Grassland Reclamation in Weibei Plateau：A Case Study in Chengcheng County, Shaanxi Province

SHI Chen-di,HAN Ji-chang*, MA Zeng-hui et al(Shaanxi Land Engineering Construction Group, Institute of Land Engineering Technology in Shaanxi Province co., LTD, Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, Ministry of Land and Resources, PRC, Xi’an, Shaanxi 710075)

Abstract[Objective] The research aimed to explore the value of new farmland soil fertility and the maximum limit factors, as well as the new farmland comprehensive fertility index, and put forward a reasonable fertilization strategy. [Method] Through sampling analysis, the new farmland soil fertility index after the wild grassland reclamation by using the method of the Field and Weighted Summation in Weibei Plateau was studied. [Result] The soil fertility of the new farmland after land reclamation was in a lower level in study area. The organic matter content was 7.8 g/kg, the total nitrogen content was 0.93 mg/kg, the effective phosphorus content was 4.06 mg/kg, and the rapidly-available potassium content was 52.3 mg/kg. The new farmland soil fertility index distribution was 25-60 points, and the average score was 41 points. Points between 30 and 40 accounted for about half of the total, and the numbers of samples more than 50 point accounted for about 17.78%. [Conclusion] The soil effective phosphorus and the soil organic matter were the biggest control factors of new farmland fertility index. The improvement of the soil effective phosphorus and soil organic matter content was the most direct way to increase new farmland fertility composite index. Mixed organic manure and chemical fertilizer NPK would be the most effective way to improve new farmland soil fertility.

Key wordsLand reclamation；New farmland；Soil nutrients；Soil fertility；Weibei Plateau

收稿日期2015-04-28

通訊作者

作者簡介師晨迪(1987- )，男，甘肅慶城人，碩士研究生，研究方向：農田土壤質量。*，研究員，博士，從事土地工程及土地資源利用方面的研究。

基金項目國家科技支撐計劃“山地丘陵區空心村整治關鍵技術集成示范”(2014BAL01B03)。

中圖分類號S 158

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)18-115-04