黃土丘陵區荒草地整治后 新增耕地土壤肥力調查研究

師晨迪

[摘要]通過采樣分析，采用菲爾德法和加權求和評價法對黃土丘陵區荒草地土地整治后新增耕地肥力指標進行了研究分析。探討了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，并提出合理的施肥策略。結果表明：（1）黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平，有機質的平均含量為5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量為8.80mg/kg，速效鉀平均含量為183mg/kg。（2）研究區新增耕地土壤肥力指數分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項目區占大多數，約占到總數的60%。（3）土壤有機質和全氮是黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地肥力指標的最大控制因素，提高土壤有機質和全氮是提高新增耕地肥力綜合指數的最直接的方式，有機肥與尿素配施，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;黃土丘陵區

[中圖分類號]F321.1[文獻標識碼]A

我國人多地少，人均耕地資源較為稀缺。為了確保耕地資源，保證糧食安全，我國實行了最嚴格的耕地保護制度和最嚴格的節約用地制度，從而確保耕地總量的動態平衡，實踐證明，土地整治不但可以增加有效耕地面積，提高耕地質量，而且利用耕地占補平衡政策，實現我國耕地總量動態。然而，我國在開展土地整治工程的同時，也面臨著一系列的問題，尤其是在新增耕地土壤肥力方面，相比原有耕地，土壤肥力狀況不明，研究土地整治后新增耕地土壤肥力豐缺，了解區域新增耕地土壤肥力狀況，探明區域新增耕地土壤養分限制因素，對于提高新增耕地土壤養分豐缺乃至區域新增耕地土壤質量水平具有非常重要的現實意義。

當前國內外關于土地整治工程的研究大多是從空心村整治研究、土地綜合整治戰略頂層設計，以及土地整治后效應評價等方面研究較多，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，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，本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。

土壤肥力是土壤的本質特征和基本屬性。土壤肥力是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反映，其中，養分是土壤肥力的物質基礎，溫度和空氣是環境因素，水既是環境因素又是營養因素。本研究以陜西甘泉縣荒草地整治項目為研究對象，研究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? ? 研究區域概況

甘泉縣位于延安市中部。地處東經108°4534″ ～109°3346″，北緯36°657″～36°3733″。屬陜北黃土丘陵溝壑區，海拔高度一般在950～1600m之間，相對高差在200m以內，洛河自西北向東南縱橫全境，河東北一側屬嶗山山脈，西南一側屬子午嶺山脈。年平均氣溫8.6℃，年平均降水561.3mm，屬暖溫帶半濕潤地區。全縣總土地面積22.87萬ha，農業用地6.29萬ha。甘泉縣在地理位置、植被現狀等方面，對整個黃土高原地區來說，具有一定的代表性。本文選取甘泉縣荒草地整治項目作為研究區，研究新增耕地土壤肥力及評價，以期能為黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地土壤肥力改良增效提供借鑒和參考。

2? ? 實驗材料與方法

2.1? ? 樣品采集與測定

通過實地考察，選擇黃土丘陵區甘泉縣荒草地整治項目作為研究對象，在全縣范圍內選擇15個整治項目區進行樣品采集，每個項目區采集3個樣點，采集表層0～30cm土壤按對角線取樣法采集混合土樣，共采集15個項目區，得到45個樣點（每個約2kg），將土壤帶回實驗室風干備用。

分析土壤樣品才采用的實驗方法主要參考《土壤農化分析》。土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化——外加熱法，全氮（TN）采用半微量凱氏法（Cleverchem 200），有效磷（AP）采用碳酸氫鈉浸提——鉬銻抗比色法（752N），速效鉀（AK）采用中性醋酸銨浸提——火焰光度法（FP640）。

數據分析采用SPSS 20.0及Excel 2016軟件完成。

2.2? ? 評價指標選擇

基于研究結果的可對照性，本文選擇常規的土壤肥力指標，即土壤有機質（SOM）、土壤全氮（TN）、土壤有效磷（AP）、土壤速效鉀（AK）。

2.3? ? 評價方法

本文選用加權求和評價法，以土壤肥力綜合指數（IFI）表示土壤肥力水平高低，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。

3? ? 結果與分析

3.1? ? 新增耕地養分含量的分布狀況

3.1.1? ? 土壤有機質和全氮分布。陜西甘泉縣土地整治新增耕地土壤有機質含量分布在3.01～9.66g/kg之間，其中有機質含量小于4.0g/kg的樣點占到總樣本數的13.3%，4.0～7.0g/kg的樣點占到總樣本數的60.0%，大于7g/kg的樣點占26.7%（見圖1）。土壤全氮含量分布在0.40～0.72 g/kg之間，其中土壤全氮含量0.40g～0.50g/kg的樣點占到總樣本數的53.3%，平均值為0.45g/kg;0.51～0.70 g/kg的樣點占到總樣本數的40%，平均值為0.57 g/kg;大于0.7 g/kg的樣點僅占到6.7%（見圖2）。

3.1.2? ? 土壤有效磷分布和速效鉀分布。陜西甘泉縣土地整治新增耕地土壤有效磷含量分布在4.0～14.2mg/kg之間，其中有效磷含量小于5mg/kg的樣點占到總樣本數的6.7%;5.0～10.0mg/kg的樣點占到總樣本數的60.0%，平均值為7.1mg/kg;大于10.0mg/kg的樣點僅占33.3%，平均值為12.8g/kg（見圖3）。土壤速效鉀含量分布在100～318mg/kg之間，其中速效鉀含量低于150mg/kg的樣點占到總樣本數的46.7%，平均值為130.3 mg/kg;150～200mg/kg的樣點占到總樣本數的13.3%，平均值為170 mg/kg;大于200mg/kg的樣點占到總樣本數的40.0%，平均為248.5mg/kg（見圖4）。

3.2? ? 土樣養分特征描述

土樣分析結果表明，土壤有效磷的變異系數最大，其次為土壤速效鉀。土壤全氮的變異系數最小。土壤速效鉀和全氮的偏度較大，土壤有效磷的峰度最大。速效鉀的標準差最大（見表1）。

3.3? ? 指標量級及權重劃分

3.3.1? ? 指標量級劃分。本文參照全國第二次土壤普查養分分級標準（表2），對陜西甘泉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，結果如表2所示：所有項目區土壤有機質、土壤全氮含量均位于5、6級水平;土壤有效磷養分位于3級水平上的樣點占總數的33.3%，5級水平上的樣點僅有一個，約占總數的6.7%，其余有效磷含量均位于4級水平上，占到樣點總數的60%;土壤速效鉀含量位于1級水平上的樣點數占總樣點的40%，2、3、4級水平分別占到13.3%、40%、6.7%。通過分值轉化得出各個項目區各項指標分值如表3所示。

3.3.2? ? 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，關于評價指標權重的確定的研究較多，有模糊綜合評價法，主成分分析法，層次分析法，物元法，粗糙集理論等多種土壤肥力評價指標權重的分析方法，本文基于結果的可對照性，選則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（見表4）。

3.4? ? 新增耕地養分綜合評價分析

根據模糊綜合評價法，土壤肥力綜合指數（IFI）通過如下加權求和模型計算：

（i=1，2，3，4? n=4）

3.4.1? ? 各樣點土壤肥力綜合指數見圖5。

3.4.2? ? 項目區新增耕地土壤肥力指數頻率分布狀況。評價分析表明（見圖5），各項目新增耕地土壤肥力指數分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項目區約占到總數的60%，大于70分的約占到20%。新增耕地土樣養分總體位于5級水平，肥力水平較低。由表5可知，土壤有機質和全氮的實際權重與理論權重比值均小于100%，說明土壤有機質和全氮是黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地肥力指標的最大控制因素。

4? ? 結論

（1）黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量處于較低水平，有機質的平均含量為5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量為8.80mg/kg，速效鉀平均含量為183mg/kg。

（2）研究區新增耕地土壤肥力指數分布在61.5～73.0分之間，平均得分66.3分，其中得分在65～71之間的項目區占大多數，約占到總數的60%。

（3）土壤有機質和全氮是黃土丘陵區荒草地整治后新增耕地肥力指標的最大控制因素，提高土壤有機質和全氮是提高新增耕地肥力綜合指數的最直接的方式，有機肥與尿素配施，將是提高新增耕地土壤肥力最有效的途徑。

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