张禹, 吴学荣, 徐飘飘
(1.平阳县农业农村局,浙江 平阳 325400; 2.永嘉县农业农村局,浙江 永嘉 325100)
耕地资源是农业生产过程中十分宝贵的自然资源,是人类生存必不可少的物质基础,对农业以及国民经济的发展意义重大。耕地资源的状况直接影响着粮食安全、生态安全和农业的可持续发展[1]。农业农村部于2015年专门制定了《耕地质量保护与提升行动方案》,着力提高耕地内在质量。浙江省以丘陵山地为主,人均耕地面积不到全国平均水平的一半,“七山二水一分田”是浙江省耕地资源匮乏的真实写照[2]。因此,了解耕地地力状况及其质量,对推动实施耕地质量保护与提升,实现“藏粮于地”,夯实国家粮食安全基础,具有重要意义。我国先后开展了两次土壤普查工作,自20世纪80年代第二次全国土壤普查后,各地农业生产模式发生了巨大变化,耕作制度、产业结构、农作物品种、肥料使用类型和数量、生产力水平等都有不同程度改变,对耕地土壤肥力水平以及农业环境质量产生了很大的影响[3]。2016 年底,《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)颁布实施,农业部随即启动全国耕地质量等级调查评价工作。通过统一标准开展县域尺度的耕地质量等级调查评价,服务于耕地质量的保护与建设。
本研究以平阳县耕地质量等级调查数据为基础,综合分析平阳县耕地地力评价结果,探讨影响当地耕地地力水平的主要障碍因素,提出耕地质量保护与地力提升的针对性建议,为科学施肥、土壤改良、农业生产水平提升等提供理论支撑。
平阳县位于浙江省东南沿海,县境陆域处27°21′~27°46′N、120°24′~121°08′E,陆地面积1 051.17 km2,与苍南共有海域37 200 km2,与瑞安市、文成县、泰顺县、苍南县接壤。平阳县属于浙闽太平洋沿海基底隆起带,约于6亿a前,在远古代震旦纪时期奠基,其后受古生代诸构造运动的影响,地面逐渐隆起,并出现一系列北东向的内陆山间小盆地。县境内出露的物质主要有岩浆岩-沉积物和第四纪松散沉积物。主要岩石包括流纹岩、凝灰岩、花岗岩、花岗斑岩、闪长岩和非石灰性紫色粉砂岩。地貌类型以火山地貌为主,其次为沉积地貌,类型复杂。根据土壤的形成和分布特点,可划分为低山丘陵、河谷平原、水网平原和滨海涂地等4类地貌单元。属中亚热带海洋性季风气候区,年降水量1 674.3 mm。根据第二次土壤普查,平阳县土壤划分为红壤、黄壤、紫色土、潮土、盐土和水稻土等6个土类,15个亚类,34个土属,63个土种。红壤土类是平阳县面积最大的一个土类,面积为55 243.3 hm2。耕地土壤类型主要有水稻土、红壤、潮土、黄壤和紫色土等。用于粮食生产的耕地面积为31 952.8 hm2,园地3 119.9 hm2,分别占总面积的87.56%和12.44%。水田、旱地面积分别为14 192.0和7 760.8 hm2,分别占56.61%和30.95%;果园、茶园和其他园地面积分别为1 669.7、431.6和1 018.6 hm2,分别占6.66%、1.72%和4.06%[4]。
土壤样品采集与测试分析统一按照《测土配方施肥技术规范》[5],粮油作物平均每12 hm2左右耕地采集1个土样;经济作物平均每8 hm2左右采集1个土样,合计取样2 854个。在布点时充分考虑地形地貌、土壤类型与分布、肥力高低、作物种类等,保证采样点具有典型性、代表性和均匀性。样品分析及相关质量控制按照《耕地地力调查与质量评价技术规程》[6]。每批分析样品均设平行控制,每30~50个加测参比样1个,每批分析样品均设2个空白样进行基础实验控制;平行双样测定结果其误差控制在5%以内。
评价指标选择参照《浙江标准农田地力调查与分等定级技术规范》,并结合平阳县实际情况,选择了地貌类型、冬季地下水位、坡度、土体剖面构型、耕层厚度、耕层质地、容重、pH、阳离子交换量、水溶性盐总量、有机质、有效磷、速效钾、排涝/抗旱能力等14项指标,构成平阳县耕地地力评价的指标体系。共分3个层次:第一层为目标层,即耕地地力;第二层为状态层,分别是立地条件、剖面性状、理化性状、土壤管理4个;第三层为指标层,其评价要素与省级指标层基本相同。各指标权重经专家评估列于表1。
表1 平阳县耕地地力评价指标体系及其权重
采用指标分值线性加权法计算各评价单元的综合地力指数[7]。参照《浙江标准农田地力调查与分等定级技术规范》中的各个评价指标分级分值标准,并经专家评估比较,确定平阳县各因素的分级和分值标准,分值1表示最好,分值0.1表示最差。根据土地利用现状图(比例尺为1∶50 000)和土壤图(比例尺为1∶50 000)叠加形成的图斑作为评价单元。根据每个评价单元各指标权重和生产能力分值,计算出综合地力分值,根据地力分等定级综合地力指数方案,即可得出评价单元的地力等级状况。若评价单元存在土壤主要障碍因子,降一个等级。平阳县农田地力设三等六级,其中:一、二级组成一等田(综合地力指数分别为≥0.9和0.8~<0.9);三、四级组成二等田(综合地力指数分别为0.7~<0.8和0.6~<0.7);五、六级组成三等田(综合地力指数分别为0.5~<0.6和<0.5)。
为了解平阳县30 a来耕地土壤养分和pH的变化,把本次调查结果与1982年第二次土壤普查的调查结果[8]进行对比分析,土壤养分选取有机质、全氮、速效磷和速效钾4个指标,结果如表2所示。
表2 平阳县耕地土壤养分的变化
近30 a来,平阳县耕地土壤有机质、全氮、速效磷含量均有增加的趋势,但速效钾含量呈下降趋势。耕地土壤有机质和全氮的平均含量分别增加了20.8%和15.8%,速效磷含量增加了108.8%;土壤速效钾含量则下降了32.0%。这可能与农业生产注重土壤培肥,增加有机物料和化肥的投入等有关。
图1所示,耕地土壤pH分布由第二次土壤普查的5.5~6.5为主向4.5~<5.5为主变化,pH<4.5土壤面积占比增加至6.04%。这说明近30 a来,平阳耕地土壤呈现明显的酸化趋势。这可能是由于过去大量干湿酸沉降及农业氮肥大量投入等因素造成的[9]。
图1 平阳县不同pH耕地面积占比的变化
表3所示:平阳县耕地质量总体上以二等田(地)为主,占耕地总面积的74.1%;其次为一等田(地),占24.4%;此外,还有少量的三等田(地)。在不同的分级水平上,三级耕地面积最大,其次是四级和二级,没有最差的六级地。因此,平阳县耕地质量总体属于中高水平。
表3 平阳县耕地质量等级的总体情况
平阳县不同乡镇地力等级差别较大(图2)。
万全镇和昆阳镇耕地质量最好,一等(田)地(一级和二级之和)面积分别占95.9%和78.8%;其次是萧江镇、麻步镇和南雁镇,三级地面积均占80%以上;青街畲族乡、顺溪镇、腾蛟镇和水头镇耕地质量相对较差,以四级地为主,均占50%以上,其中,青街畲族乡达80.7%;腾蛟镇和鳌江镇部分耕地属于五级地。
图2 平阳县不同乡镇地力等级耕地的分布
表4所示:平阳县各类耕地中,水稻土面积最大,为12 445.0 hm2,占全部耕地面积的49.6%;其次为红壤,面积为11 328.5 hm2,占全部耕地面积的45.2%;潮土(包括灰潮土)的面积也较大,有640.5 hm2,占全部耕地面积的2.6%;粗骨土面积为413.7 hm2,占1.7%;黄壤和紫色土的面积较小。从地力指数来看:水稻土和滨海盐土较高,为0.76~0.83;黄壤和紫色土较低,为0.69。
表4 平阳县耕地各土类的构成情况
全县耕地中一等耕地以水稻土为主构成,其次为红壤;二等耕地主要由红壤和水稻土构成;三等耕地主要由红壤构成。水稻土中,一等耕地占比达35.9%,以二级地为主;二等耕地占比63.8%,以三级地为主。红壤中,一等耕地占比11.7%,以二级地为主;二等耕地占比85.3%,三级地多于四级地。紫色土和黄壤均为二等地,滨海盐土一等地占比高达93.2%。
平阳县耕地质量总体属于中高水平,地力尚可;但是,也有一定比例的五级地分布,主要集中在鳌江镇和腾蛟镇。土壤类型主要为红壤和水稻土,还有少量粗骨土和潮土。影响平阳县耕地土壤地力水平的主要障碍因素如下:
土壤酸化。平阳县耕地土壤pH主要在4.5~6.5,pH≤6.5土壤占96.3%,土壤酸化非常明显。与第二次土壤普查结果比较显示,近30 a来土壤酸化趋势较为明显。此外,土壤速效钾不足、土壤养分的保蓄性较差。
耕作层较薄。全县耕作层厚度多数在12~16 cm,耕作层在8~12 cm的占3.7%~23.8%;四级地和五级地中,还有部分耕作层在8 cm以下。
排水不畅或水土流失。水网平原地区部分农田地下水位较高、排水较差,形成青紫塥黏田等土壤类型,影响作物根系生长。而在丘陵地区,一些耕地(园地)土壤的季节性干旱和水土流失问题也较为严重
丘陵旱地区耕地开展山水田综合治理,继续修建山塘、水库,发展水利,提高耕地的抗旱能力。河谷平原和沿江地区耕地应做好或完善沿江防洪设施的建设,防止洪水冲刷,通过深耕或客土法逐年加厚耕作层。鳌江中下游和水网平原低洼区耕地应重视建闸排泄,完善排水灌溉配套系统,局部地势低的区域应开深沟,排除涝渍害。新围垦海涂耕地应完善灌溉与排水系统,实行绿肥与冬作轮作,增加有机肥料的投入,加速土壤熟化。
以现有5个省级耕地地力长期定位监测点为基础,进一步建立县级耕地土壤质量监控网络,动态分析县域尺度的耕地土壤质量演变趋势。优化充实耕地资源管理信息功能,不断完善基础数据库,促进县域尺度的耕地质量大数据融合发展。充分运用互联网+和人工智能等技术手段,将耕地地力调查评价成果与测土配方施肥、沃土工程等成果相融合,开发“智慧耕肥”互联网平台,结合耕地地力动态调整情况,针对性提供种植模式、用肥、用药的指导意见。
将耕地质量建设纳入财政预算,列为重点支农项目,建立耕地保护专项资金,多渠道开拓资金来源,制订多种优惠政策,加大对耕地质量建设的投入力度,积极保护与改良耕地质量,提高耕地综合生产能力,促进当地农业可持续发展。建议重点抓好以下几方面工作来保护和提升耕地质量:1)采取工程、生物、农艺等综合措施,开展标准农田建设,改造中、低产田地;2)严格控制高质量耕地征用为非农用地,并做到耕地占补不仅数量平衡,而且要达到质量平衡;3)大力推广测土配方施肥、沃土工程;4)结合当地农业特色产品、无公害农产品、绿色农产品基地建设,依靠科技,开展耕地地力和耕地环境监测,保护好耕地,消除和治理土壤环境污染。