黄土丘陵区荒草地整治后 新增耕地土壤肥力调查研究

师晨迪

[摘要]通过采样分析，采用菲尔德法和加权求和评价法对黄土丘陵区荒草地土地整治后新增耕地肥力指标进行了研究分析。探讨了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，并提出合理的施肥策略。结果表明：（1）黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量处于较低水平，有机质的平均含量为5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量为8.80mg/kg，速效钾平均含量为183mg/kg。（2）研究区新增耕地土壤肥力指数分布在61.5～73.0分之间，平均得分66.3分，其中得分在65～71之间的项目区占大多数，约占到总数的60%。（3）土壤有机质和全氮是黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地肥力指标的最大控制因素，提高土壤有机质和全氮是提高新增耕地肥力综合指数的最直接的方式，有机肥与尿素配施，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;黄土丘陵区

[中图分类号]F321.1[文献标识码]A

我国人多地少，人均耕地资源较为稀缺。为了确保耕地资源，保证粮食安全，我国实行了最严格的耕地保护制度和最严格的节约用地制度，从而确保耕地总量的动态平衡，实践证明，土地整治不但可以增加有效耕地面积，提高耕地质量，而且利用耕地占补平衡政策，实现我国耕地总量动态。然而，我国在开展土地整治工程的同时，也面临着一系列的问题，尤其是在新增耕地土壤肥力方面，相比原有耕地，土壤肥力状况不明，研究土地整治后新增耕地土壤肥力丰缺，了解区域新增耕地土壤肥力状况，探明区域新增耕地土壤养分限制因素，对于提高新增耕地土壤养分丰缺乃至区域新增耕地土壤质量水平具有非常重要的现实意义。

当前国内外关于土地整治工程的研究大多是从空心村整治研究、土地综合整治战略顶层设计，以及土地整治后效应评价等方面研究较多，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，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，本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。

土壤肥力是土壤的本质特征和基本属性。土壤肥力是土壤物理、化学和生物学性质的综合反映，其中，养分是土壤肥力的物质基础，温度和空气是环境因素，水既是环境因素又是营养因素。本研究以陕西甘泉县荒草地整治项目为研究对象，研究其新增耕地土壤肥力含量及分布特征，探索新增耕地土壤养分最大限制因素，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    研究区域概况

甘泉县位于延安市中部。地处东经108°4534″ ～109°3346″，北纬36°657″～36°3733″。属陕北黄土丘陵沟壑区，海拔高度一般在950～1600m之间，相對高差在200m以内，洛河自西北向东南纵横全境，河东北一侧属崂山山脉，西南一侧属子午岭山脉。年平均气温8.6℃，年平均降水561.3mm，属暖温带半湿润地区。全县总土地面积22.87万ha，农业用地6.29万ha。甘泉县在地理位置、植被现状等方面，对整个黄土高原地区来说，具有一定的代表性。本文选取甘泉县荒草地整治项目作为研究区，研究新增耕地土壤肥力及评价，以期能为黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地土壤肥力改良增效提供借鉴和参考。

2    实验材料与方法

2.1    样品采集与测定

通过实地考察，选择黄土丘陵区甘泉县荒草地整治项目作为研究对象，在全县范围内选择15个整治项目区进行样品采集，每个项目区采集3个样点，采集表层0～30cm土壤按对角线取样法采集混合土样，共采集15个项目区，得到45个样点（每个约2kg），将土壤带回实验室风干备用。

分析土壤样品才采用的实验方法主要参考《土壤农化分析》。土壤有机质采用重铬酸钾氧化——外加热法，全氮（TN）采用半微量凯氏法（Cleverchem 200），有效磷（AP）采用碳酸氢钠浸提——钼锑抗比色法（752N），速效钾（AK）采用中性醋酸铵浸提——火焰光度法（FP640）。

数据分析采用SPSS 20.0及Excel 2016软件完成。

2.2    评价指标选择

基于研究结果的可对照性，本文选择常规的土壤肥力指标，即土壤有机质（SOM）、土壤全氮（TN）、土壤有效磷（AP）、土壤速效钾（AK）。

2.3    评价方法

本文选用加权求和评价法，以土壤肥力综合指数（IFI）表示土壤肥力水平高低，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。

3    结果与分析

3.1    新增耕地养分含量的分布状况

3.1.1    土壤有机质和全氮分布。陕西甘泉县土地整治新增耕地土壤有机质含量分布在3.01～9.66g/kg之间，其中有机质含量小于4.0g/kg的样点占到总样本数的13.3%，4.0～7.0g/kg的样点占到总样本数的60.0%，大于7g/kg的样点占26.7%（见图1）。土壤全氮含量分布在0.40～0.72 g/kg之间，其中土壤全氮含量0.40g～0.50g/kg的样点占到总样本数的53.3%，平均值为0.45g/kg;0.51～0.70 g/kg的样点占到总样本数的40%，平均值为0.57 g/kg;大于0.7 g/kg的样点仅占到6.7%（见图2）。

3.1.2    土壤有效磷分布和速效钾分布。陕西甘泉县土地整治新增耕地土壤有效磷含量分布在4.0～14.2mg/kg之间，其中有效磷含量小于5mg/kg的样点占到总样本数的6.7%;5.0～10.0mg/kg的样点占到总样本数的60.0%，平均值为7.1mg/kg;大于10.0mg/kg的样点仅占33.3%，平均值为12.8g/kg（见图3）。土壤速效钾含量分布在100～318mg/kg之间，其中速效钾含量低于150mg/kg的样点占到总样本数的46.7%，平均值为130.3 mg/kg;150～200mg/kg的样点占到总样本数的13.3%，平均值为170 mg/kg;大于200mg/kg的样点占到总样本数的40.0%，平均为248.5mg/kg（见图4）。

3.2    土样养分特征描述

土樣分析结果表明，土壤有效磷的变异系数最大，其次为土壤速效钾。土壤全氮的变异系数最小。土壤速效钾和全氮的偏度较大，土壤有效磷的峰度最大。速效钾的标准差最大（见表1）。

3.3    指标量级及权重划分

3.3.1    指标量级划分。本文参照全国第二次土壤普查养分分级标准（表2），对陕西甘泉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，结果如表2所示：所有项目区土壤有机质、土壤全氮含量均位于5、6级水平;土壤有效磷养分位于3级水平上的样点占总数的33.3%，5级水平上的样点仅有一个，约占总数的6.7%，其余有效磷含量均位于4级水平上，占到样点总数的60%;土壤速效钾含量位于1级水平上的样点数占总样点的40%，2、3、4级水平分别占到13.3%、40%、6.7%。通过分值转化得出各个项目区各项指标分值如表3所示。

3.3.2    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，关于评价指标权重的确定的研究较多，有模糊综合评价法，主成分分析法，层次分析法，物元法，粗糙集理论等多种土壤肥力评价指标权重的分析方法，本文基于结果的可对照性，选则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（见表4）。

3.4    新增耕地养分综合评价分析

根据模糊综合评价法，土壤肥力综合指数（IFI）通过如下加权求和模型计算：

（i=1，2，3，4  n=4）

3.4.1    各样点土壤肥力综合指数见图5。

3.4.2    项目区新增耕地土壤肥力指数频率分布状况。评价分析表明（见图5），各项目新增耕地土壤肥力指数分布在61.5～73.0分之间，平均得分66.3分，其中得分在65～71之间的项目区约占到总数的60%，大于70分的约占到20%。新增耕地土样养分总体位于5级水平，肥力水平较低。由表5可知，土壤有机质和全氮的实际权重与理论权重比值均小于100%，说明土壤有机质和全氮是黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地肥力指标的最大控制因素。

4    结论

（1）黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地土壤肥力含量处于较低水平，有机质的平均含量为5.95g/kg，全氮平均含量0.52g/kg，有效磷平均含量为8.80mg/kg，速效钾平均含量为183mg/kg。

（2）研究区新增耕地土壤肥力指数分布在61.5～73.0分之间，平均得分66.3分，其中得分在65～71之间的项目区占大多数，约占到总数的60%。

（3）土壤有机质和全氮是黄土丘陵区荒草地整治后新增耕地肥力指标的最大控制因素，提高土壤有机质和全氮是提高新增耕地肥力综合指数的最直接的方式，有机肥与尿素配施，将是提高新增耕地土壤肥力最有效的途径。

[参考文献]

[1] 刘彦随，刘玉，翟荣新.中国农村空心化的地理学研究与整治实践[J].地理学报，2009，64（10）：1193-1202.

[2] 刘彦随，刘玉.中国农村空心化问题研究的进展与展望[J].地理研究，2010，29（01）：35-42.

[3] 严金明，夏方舟，李强.中国土地综合整治战略顶层设计[J].农业工程学报，2012，28（14）：1-9.

[4] 刘姝驿，杨庆媛，何春燕，等.基于层次分析法（AHP）和模糊综合评价法的土地整治效益评价—重庆市3个区县26个村农村土地整治的实证[J].中国农学通报，2013，29（26）：54-60.

[5] 王栋. 基于层次分析与模糊综合评价的土地整治项目实施后效益评价——以安定区苏家岔流域基本农田整理项目为例[J]. 安徽农业科学，2014， 42（27）：9566-9569.

[6] 杨俊，王占岐，金贵，等.基于AHP与模糊综合评价的土地整治项目实施后效益评价[J].长江流域资源与环境，2013，22（08）：1036-1042.

[7] 王德彩，常庆瑞，刘京，等.土壤空间数据库支持的陕西土壤肥力评价[J].西北农林科技大学学报（自然科学版）2008，36（11）：105-110.

[8] 方睿红，常庆瑞.关中平原台塬区土壤肥力模糊综合评价—以西安市长安区为例[J].干旱地区农业研究，2012，30（01）：25-29+42.

[9] 汤洁，王晨野，李昭阳，等.基于物元模型的区域土壤养分评价[J].水土保持通报，2008，28（03）：101-106.

[10] 展炜，何立恒，金晓斌，等.基于模糊综合评价的土地整理项目绩效评价[J].南京林业大学学报（自然科学版），2009，33（02）：145-148

[11] 厦建国，李廷轩，邓良基，等.主成分分析法在耕地质量评价中的应用[J].西南农业学报，2000，13（02）：51-55.

[12] 叶回春，张世文，黄元仿，等.粗糙集理论在土壤肥力评价指标权重确定中的应用[J].中国农业科学，2014，47（40）：710-717.