贵州省红花岗区耕地质量地球化学等级特征及规划利用建议

杨山福，杜永麾，王江波，胡 涛，辜文军，江 波，杨志书，朱永红

(贵州省地质矿产勘查开发局106地质大队，贵州 遵义 563000)

耕地是土地资源的最宝贵的部分，是人类赖以生存的基本资源和条件，也是保证粮食安全最重要的战略资源之一(Samranpong C，2009)。随着地球化学及其理论、方法在各领域的应用，以及人类对土地的深入认识需求，开展土地质量地球化学评价是实现土地资源质量与生态管护的一项重要工作，为实现土地质量的地球化学评价，依据影响土地质量的营养有益元素、重金属元素及化合物、有机污染物、土壤理化性质等地球化学指标，及其对土地基本功能的影响程度而进行的土地质量地球化学等级评定，评价指标以影响土地质量的土壤环境指标、土壤养分指标为主，以大气干湿沉降物环境质量、灌溉水环境质量为辅，综合考虑与土地利用有关的各种因素，要做到对土地质量中有益元素、有害元素、营养元素缺乏与丰富精确定量评价必须通过现代地球化学理论、方法、手段与农业地质的有机结合才能达到目的。本次开展的1∶5万尺度耕地质量地球化学调查，将为红花岗区发展山地特色高效农业、智慧农业和调整种植结构，打造富硒特色绿色农产品品牌提供科学支撑(周琦，2020)，使之朝着综合化与精准化方向发展，提高食品安全、促进生态和谐，从而保障人体健康(姚远等，2012)。

1 研究与分析方法

1.1 研究区概况

1.2 样品采集与测试

红花岗区样品采集由贵州省地矿局106地质大队完成，共采集表层土壤样品1539件，农作物(水稻、玉米、猕猴桃)及配套根系土壤样品91件、灌溉水样品15件、异常查证样品200件、垂向土壤剖面样品71件、大气干湿沉降物样品4件，土壤有机农药残留样品5件。采集样品经加工后送贵州省地质矿产中心实验室测试，数据分析质量经验收合格(贵州省地质矿产勘查开发局一0六地质大队，2018)。

1.3 分析方法

土壤岩石、干沉降物样品采用全量分析方法，以等离子体发射光谱法(ICP-OES)、等离子体质谱法(ICP-MS)和X射线荧光光谱法(XRF)为主，原子荧光光谱法(AFS)、离子选择性电极法(ISE)和容量法(VOL)等为辅；土壤元素有效态分析方法等效采用LY/T系列《森林土壤分析方法》，分析方法允许在浸提原则(浸提剂及浸提条件)不变的情况下，对取样量、测定方法进行适度调整；土壤重金属元素形态分析采用《生态地球化学评价样品分析技术要求(试行)》(DD2005-03)附录A中相关方法；土壤样品中六六六和滴滴涕的分析、灌溉水(包括湿沉降物)分析均采用国家标准分析方法；农作物样品分析的消解方法等效采用GB/T 5009系列《食品安全国家标准》，测定方法作适当调整。

2 评价结果与特征分析

2.1 耕地质量地球化学等级特征

2.1.1 耕地土壤养分地球化学综合等级

依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T0295-2016)，贵州省土壤富硒标准等级划分标准(表1)，将营养元素指标划分为五个等级；硒元素划分为七个等级，其中特级、一级、二级、三级四个级别为富硒，选取氮、磷、钾三种养分元素等级，按0.4、0.3、0.3的权重系数计算得出土壤养分地球化学综合得分(表2)(孔鹏飞等，2020)，然后按照综合得分将土壤养分地球化学综合等级划分为一至五等，结果表明区内一等耕地有0.23万亩，占比0.90%，其中尤以深溪镇、海龙镇新场村、金鼎山镇、舟水桥办事处分布较为集中，其余分布比较零散；二等耕地有16.21万亩，占比64.21%，各个乡镇均有分布，尤以金鼎山镇、深溪镇为最；三等耕地有7.89万亩，占比31.27%，忠庄镇勤乐村、深溪镇清江村、新蒲村北部等处均有分布；四等、五等耕地分别为0.89万亩、0.03万亩，占比分别为3.51%、0.11%。

表1 贵州省土壤富硒划分标准 (单位：mg/kg)

表2 土壤养分综合等级划分表

2.1.2 耕地土壤环境地球化学综合等级

以土壤中TCd、THg、TPb、TAs、TCr含量(Ci)对照GB15618—2018)中的筛选值(Si)和管制值(Gi)，分Ci≤Si、SiGi三个含量区间，将土壤环境质量对应评价划分为优先保护、安全利用和严格管控三个类别(任明强等，2020)。在单指标土壤环境地球化学等级划分基础上，每个评价单元的土壤环境地球化学综合等级等同于单指标划分出的环境等级最差的等级。评价结果表明，区内优先保护类的耕地占比16.65%，安全利用类的耕地占比达到82.75%，严格管控类的耕地占比只有0.59%，可见当地可利用的耕地资源非常丰富。

2.1.3 耕地土壤质量地球化学综合等级

土壤质量地球化学综合等级由评价单元的土壤养分地球化学综合等级与土壤环境地球化学综合等级叠加产生，结合土地质量地球化学评价规范(中华人民共和国国土资源部，2016)评价确定的土养分综合质量结果，对耕地土壤质量地球化学综合等级进行划分。红花岗区耕地土壤质量地球化学综合等级划分结果如图1所示。区内一等耕地占比为10.49 %，二等耕地占比为4.96%，三等耕地占比为83.85%，四等耕地占比为0.11%，五等耕地占比为0.59%。可见当地大部分耕地的土壤质量地球化学等级都在中等及以上，质量相对较好。

图1 红花岗区耕地土壤质量地球化学综合等级图

2.2 特色耕地资源

调查表明，区内拥有很多特色耕地资源，在进行耕地规划设计时，应当充分考虑这一内容，对这些特色耕地资源进行合理的开发和利用。

2.2.1 富硒耕地资源

2.2.2 富锗耕地资源

2.2.3 富硒农产品

3 耕地规划利用建议

通过本次调查评价工作，系统完成了全区耕地质量评价，摸清了全区耕地质量地球化学现状，达到科学量化耕地质量的目的，为耕地规划利用及决策提供了基础科学依据(朱小娜，2012)。为加强绿色农产品、有机农产品、地理标志农产品认证和管理，更好树立贵州农产品绿色、优质形象，进一步带动地方经济发展，对评价区提出以下应用建议。

3.1 打造绿色优质富硒水稻品牌

在富硒耕地并已初步发现富硒水稻样点及周边区域，建议加密调查取样分析，进一步确定开发富硒水稻具体图斑地块，确定富硒水稻发展推广首选试点区域，首选建议4片区域加密调查取样分析(图2、表3)，建议面积合计0.67万亩，其中，重点试点区域为海龙镇上坝村。

图2 红花岗区耕地保护利用建议图

表3 红花岗区富硒水稻发展推广首选试点区域建议区块统计表

3.2 开发绿色优质富硒农产品基地

建议根据本次调查成果，有针对性地对已发现的绿色安全富硒耕地进行规划利用，推进富硒土地资源开发利用进程，使其成为红花岗区农业经济新的增长点。因本次农作物采集品种和样本数较少，建议根据本区实际进一步拓宽调查品种，查明红花岗区是否还存在其它特色优势农产品。除加密水稻品种的调查取样分析外，试点引进易富硒的其它农作物或增加其它特色优势农产品调查，打造多种多样的富硒农产品基地(任明强等，2011；徐聪等，2018)。根据全区富硒耕地资源分布及优良质量等级等情况，推荐优选6块区域在部分乡镇进行富硒耕地开发，建议面积合计3.42万亩，作为发展多种富硒农产品的首选区域，建议区块统计见表4，建议范围分布情况详见耕地规划利用建议图2。此外，富硒耕地开发获得一定成效后，可以根据其开发经验，继续进行富锗、富锌耕地的开发，充分发挥区内特色耕地资源的优势，为当地的农业经济发展做出贡献(张琳玲，2011)。

表4 红花岗区富硒耕地开发建议优选区块统计表

3.3 改善耕地土壤养分缺乏状况

调查发现，区内部分耕地土壤存在一定的养分缺乏状况，养分较缺乏、缺乏这两种类型的耕地占比分别为3.51%、0.11%，缺乏区域主要以缺钾、缺磷为主，当然各个地区之间也存在着一定的差别，应当根据各区域的元素缺乏情况及分布范围，制定相应的肥料补施方案，有针对性的改善其元素缺乏状况(李强，2011)。在补施的过程中应当充分注意相关耕地中的土壤养分含量变化，具体对肥料补施方案进行及时的调整，从而保障补施效果(房阿曼，2017)。对于缺乏大量元素的耕地，应当根据当地的地力水平，将氮磷钾肥料的施用比例调整到适宜水平，同时还要搭配使用有机肥料进行补施。对于微量元素缺乏的耕地，可以适当施用微肥。对于两类元素均缺乏的耕地，需要进行相应的分析计算，从而确定最佳补施方案。需要注意的是，在补施微肥时必须严格控制施用量，否则易造成不良后果。建议建立土壤、农产品及农肥、农药等的经常性安全监控网络体系，科学标定每寸土地，确保食品原产地安全，促进土地资源管理和优质农产品的可持续发展(何邵麟等，2017)。

3.4 对重要区域开展详查

对于局部地区存在的具体问题，尚需要进一步开展更大比例尺的调查和评价，针对发现的富硒富锗、养分元素缺乏二类重要区域，建议开展1：10000耕地质量地球化学详查，进一步详细评价耕地质量，细化每块耕地图斑规划利用。

综上所述，耕地规划利用对于各地耕地资源的有效利用都有着非常大的影响。对于贵州省红花岗区来说，在其进行耕地规划利用的过程中应当注意结合耕地保护利用类型进行耕地规划利用、开发富硒耕地、改善耕地土壤养分缺乏状况，这样才能充分提升当地的耕地规划利用效果。