渭北台塬区荒草地整治后新增耕地土壤肥力调查研究——以陕西澄城为例

师晨迪，韩霁昌*，马增辉，张 露，张瑞庆　(陕西省土地工程建设集团，陕西省土地工程技术研究院有限责任公司，国土资源部退化及未利用地重点实验室，陕西省土地工程建设集团工程技术部，陕西西安 710075)



渭北台塬区荒草地整治后新增耕地土壤肥力调查研究——以陕西澄城为例

师晨迪，韩霁昌*，马增辉，张 露，张瑞庆(陕西省土地工程建设集团，陕西省土地工程技术研究院有限责任公司，国土资源部退化及未利用地重点实验室，陕西省土地工程建设集团工程技术部，陕西西安 710075)

我国人多地少，耕地后备资源不足。为了解决吃饭问题，确保粮食安全，我国实行最严格的耕地保护制度和最严格的节约用地制度，实现耕地总量动态平衡。实践证明，土地整治可以增加有效耕地面积，提高耕地质量，对实现我国耕地总量动态平衡做出积极的贡献。然而，与当前土地整治高效展开相衬的是土地整治后新增耕地质量，尤其土壤肥力状况不容乐观。因此，研究土地整治后新增耕地土壤肥力的基本状况，了解该区域土地整治后新增耕地土壤养分含量水平，探明该区域土地整治后新增耕地土壤养分短板，对于提高该区域新增耕地养分水平乃至整个区域耕地土壤肥力水平具有非常重要的意义。

当前，国内外关于土地整治工程的研究大多是土地整治工程模式[1]。土地整治后效应评价等[2-5]方面的研究较多。关于土壤养分评价的研究也多集中在成熟的高质量农田方面[5-6]，而针对以低土壤养分含量为特点的荒草地整治新增耕地土壤肥力的研究和评价内容较少。该研究可为土地整治后新增耕地土壤肥力基础水平、养分指标等级划分以及新增耕地土壤肥力评价提供数据支持，也可为提高新增耕地土壤肥力短板提供技术支持，为土地整治后土地利用类型优化提供依据。

土壤肥力是土壤诸多基本特性的综合反映。科学、合理地评价土壤肥力将为指导农业生产、土地利用规划和管理提供理论基础。以陕西澄城县荒草地整治项目为研究对象，笔者研究了其新增耕地土壤肥力含量及分布特征，探索新增耕地土壤养分的最大限制因素，以期为提高该区域新增耕地土壤养分含量提供技术指导。

1材料与方法

1.1研究区域概况澄城县位于陕西省东部，地理坐标为34°55′45″～35°27′5″ N，109°46′30″～ 110°5′50″ E。地势北高南低，4条河川把澄城县划为“三梁一原”。县境属关中平原暖温带半湿润季风区，年均气温12 ℃，降水量680 mm，无霜期204 d，昼夜温差大。年日照时数达2 616 h，海拔406.9～1 268.0 m。该地区是陕西延安以南热能辐射量最高值中心，无污染性工业源。陕西省渭南市澄城县土地整治项目是陕西省重点投资项目，投入资金数千万元，建设面积约560 hm2，从最初的项目可研、立项、报批直达项目竣工、验收长达3年之久。其投入资金量之巨大，耗时之久，注定其整治后新增耕地的效果倍受关注。

1.2样品采集通过实地考察，选择渭北台塬区澄城县荒草地整治项目作为研究对象。在全县范围内选择45个整治项目区进行样品采集，在每个项目区采集3个样点。采集表层0～30 cm土壤，按对角线取样法采集混合土样，共采集45个项目区，得到135个样点(每个约2 kg)，将土壤带回实验室风干，备用。

1.3样品测定土壤有机质(SOM)的测定采用重铬酸钾氧化—外加热法；全氮(TN)的测定采用半微量凯氏法(Cleverchem 200)；有效磷(AP)的测定采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法(752N)；速效钾(AK)的测定采用中性醋酸铵浸提—火焰光度法(FP640)。

1.4评价方法选用加权求和评价法，以土壤肥力综合指数(IFI)表示土壤肥力水平，其数值在0～6之间。土壤肥力综合指数越高，代表土壤肥力状况越好，越有利于作物的生长发育。肥力综合指标采用加权求和模型计算。

式中，n为参评因字数；Wi为第i个因子的权重；Fi为第i个因子的分类级别。

2结果与分析

2.1新增耕地养分含量的分布状况

2.1.1土壤有机质和全氮分布。由图1可知，陕西澄城县土地整治新增耕地土壤有机质含量分布在1.55～15.65 g/kg之间，其中有机质含量<6 g/kg的样点占总样本数的24.44%，6～12 g/kg的样点占总样本数的55.55%，>12 g/kg的样点仅占20.01%。由图2可知，土壤全氮含量分布在0.50～1.53 g/kg之间，其中土壤全氮含量0.5～0.75 g/kg的样点占总样本数的15.56%，平均值为0.60 g/kg；0.75～1 g/kg的样点占总样本数的55.55%，平均值为0.88 g/kg；>1 g/kg的样点占28.89%，平均值为1.22 g/kg。

2.1.2有效磷分布和速效钾分布。由图3可知，陕西澄城县土地整治新增耕地土壤有效磷含量分布在2.06～9.77 g/kg之间，其中有效磷含量小于3 g/kg的样点占总样本数的24.44%，平均值为2.60 g/kg；3～5 g/kg的样点占总样本数的55.55%，平均值为3.82 g/kg；>5 g/kg的样点仅占20.01%，平均值为6.51 g/kg。由图4可知，土壤速效钾含量分布在30～87 mg/kg之间，其中速效钾含量介于30～50 mg/kg之间的样点占总样本数的51.11%，平均值为41.30 mg/kg；50～100 g/kg的样点占总样本数的48.89%，平均值为63.82 mg/kg。

2.2土样养分特征描述由表1可知，研究区样地土壤属性均服从正态分布(K-S值>0.05)。土壤有机质的变异系数(0.4)最大，其次为土壤有效磷，土壤全氮的变异系数最小。土壤有效磷的偏度和峰度值也较高。速效钾的标准差最大。由表2可知，土壤有机质与土壤速效钾的相关性较强，达到0.01显著水平。

2.3指标量级及权重划分

2.3.1指标量级划分。参照全国第二次土壤普查养分分级标准(表3)，对陕西澄城县土地整治项目新增耕地土壤养分进行划分。参照全国第二次土壤普查土壤养分指标级别划分办法，对研究区新增耕地土壤各指标养分含量进行划分。由表4可知，有机质养分位于3级的样点占总样点数的20%，位于5级的样点占总样点数的55.56%，位于6级的样点占总样点数的24.44%，可知在新增耕地土壤养分中有机质主要位于5级水平上；全氮养分位于2、3、4、5级的样点占总样点个数的比例依次为2.2%、26.67%、55.56%、15.56%，

表1　土壤属性统计

注：有机质含量单位为g/kg；全氮、有效磷、速效钾含量单位为mg/kg。

表2　土壤肥力相关性分析

全氮含量主要位于在4级水平上；土壤有效磷养分位于4、5、6级水平上的样点分别占总数的20%、55.56%、24.44%，有效磷含量主要在5级水平上；土壤速效钾含量位于4、5级水平上的样点数各占一半左右，约为50%。

表3　耕地质量评价肥力等级划分标准

表4　各个项目区所在样点各项指标对应级别分布

2.3.2指标的权重确定及方法。确定单项土壤肥力指标的权重是土壤肥力综合评价的关键问题。关于评价指标权重确定的研究较多，有模糊综合评价法[7]、主成分分析法[8]、层次分析法[2]、物元法[9]、粗糙集理论[10]等多种土壤肥力评价指标权重的分析方法。该研究基于结果的可对照性，选择当前应用最为广泛的特尔非法，约请6位在土壤质量方面有丰富经验的专家评分。在参照大量文献研究结果的基础上，得出因子的权重，即SOM、TN、AP、AK的权重分别为0.30、0.25、0.25、0.20。

2.4新增耕地养分综合评价分析由图5、6可知，新增耕地土壤肥力指数分布在25～60分之间，平均得分41分，其中得分在30～40之间的样点约占总数的一半，大于50分的约占17.78%。可见，新增耕地土样养分总体含量较低。

2.5合理培肥建议在当前权重比例下，土壤肥力各指标综合得分贡献由大到小依次是土壤全氮、土壤速效钾、土壤有机质、土壤有效磷。可知，土壤有效磷和土壤有机质是导致渭北台塬区荒草地整治新增耕地养分指标含量较低的主要原因。基于木桶短板效应，提高土壤有效磷和有机质是提高新增耕地养分的最直接的方式。因此，有机肥与化肥配施将是提高新增耕地土壤肥力最有效的途径。

表6　土壤肥力各指标权重及贡献比例　%

3结论与讨论

(1)渭北台塬区荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量处于较低水平。有机质平均含量为7.8 g/kg，全氮平均含量为0.93 mg/kg，有效磷平均含量为 4.06 mg/kg，速效钾平均含量为52.3 mg/kg。

(2)研究区新增耕地土壤肥力指数分布在25～60分之间，平均得分为41分，其中得分在30～40之间的样点约占总数的一半，大于50分的约占17.78%。

(3)土壤有效磷和有机质是渭北台塬区荒草地整治后新增耕地肥力指标的最大控制因素。提高土壤有效磷和有机质是提高新增耕地肥力综合指数的最直接方式。

参考文献

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摘要[目的]为探讨新增耕地的肥力水平、最大限制因素以及新增耕地的综合肥力指数，并且提出合理的施肥策略。[方法]通过采样分析，采用菲尔德法和加权求和评价法对渭北台塬区荒草地土地整治后新增耕地肥力指标进行分析。[结果]土地整治后新增耕地土壤肥力含量处于较低水平，该研究区域有机质的平均含量为7.8 g/kg，全氮平均含量0.93 mg/kg，有效磷平均含量为 4.06 mg/kg，速效钾平均含量为52.3 mg/kg。新增耕地土壤肥力指数分布在25～60分之间，平均得分41分，其中得分在30～40之间的样点约占总数的一半，大于50分的约占17.78%。[结论]土壤有效磷和土壤有机质是渭北台塬区荒草地整治新增耕地肥力指标的最大控制因素。提高土壤有效磷和有机质含量是提高新增耕地肥力综合指数的最直接的方式。有机肥与化肥配施，将是提高新增耕地土壤肥力最有效的途径。

关键词土地整治；新增耕地；土壤养分；土壤肥力；渭北台塬区

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

通讯作者

作者简介师晨迪(1987- )，男，甘肃庆城人，硕士研究生，研究方向：农田土壤质量。*，研究员，博士，从事土地工程及土地资源利用方面的研究。

基金项目国家科技支撑计划“山地丘陵区空心村整治关键技术集成示范”(2014BAL01B03)。

中图分类号S 158

文献标识码A

文章编号0517-6611(2015)18-115-04