蔣紅麗,曹曉暉,趙 博
(1.陜西省土地工程建設集團有限責任公司,陜西 西安 710021;2.陜西省土地工程技術研究院有限責任公司,陜西 西安 710021;3.自然資源部退化及未利用土地整治工程重點實驗室,陜西 西安 710021;4.陜西省土地整治工程技術研究中心,陜西西安 710021;5.陜西地建土地工程質量檢測有限責任公司,陜西 西安 710021)
近年來,城鎮化進程的快速發展,使得土地城鎮化速率明顯加快,從而導致耕地面積減少,土壤質量及供肥能力逐漸下降,使得農作物的產量和質量有所下降,這嚴重抑制了經濟的高質量發展[1-3]。因此,新增耕地的土壤質量亦成為了影響農業生產實現高質量、高產、高效的重要因素。有研究表明[4-5],土壤是農作物生存的基礎,土壤養分是農作物生長環境狀況評價的關鍵,是土壤肥力是否豐富的體現,而土壤肥力則是評價土壤生產力的綜合指標和保證糧食安全的基礎。因此,本研究于2021年3月對岐山縣新增耕地土壤養分狀況進行分析,明確新增耕地土壤養分供應能力,目的是了解岐山縣新增耕地土壤養分特征,為新增耕地未來作物種植提質增效提供理論依據。
陜西省岐山縣地處關中平原西部,南接秦嶺,北枕千山,中為廣闊平原,地勢自西北向東南傾斜,南北狹長,東西較窄,渭河、韋水河穿境而過。農作物適宜機械化耕作,是全國的糧食大縣和商品糧基地之一[6]。岐山縣總面積856 km2,耕地面積39 133 hm2,農業人口占總人口的81.5%,主要農作物以小麥、玉米為主,農產品有西瓜、蘋果、獼猴桃和設施蔬菜等。優質小麥種植面積20 000 hm2,果園、設施瓜菜、干雜果經濟林占地面積分別為10 666 hm2、2 133 hm2和5 133 hm2[7]。本研究涉及岐山縣新增耕地土壤質量的調查研究分析。
2021年3 月,對岐山縣新增耕地土壤樣品進行采集,采樣深度為0~40 cm。采用“S”形布點法進行布點隨機采樣,并制成混合土樣。樣品混合均勻后利用“四分法”保留混合土樣約1 kg備用,共采集14個土壤樣品。樣品進行風干、研磨過篩后測定其土壤養分[8]。
土壤pH的測定利用酸度計法,有機質的測定利用重鉻酸鉀外加熱法,全氮的測定利用半微量凱氏法,有效磷的測定利用鉬銻抗比色法,速效鉀的測定利用火焰光度法[8]。
土壤養分評價采用2017年陜西省耕地質量評價與等級劃分項目土壤調查數據,如表1所示。陜西省土壤pH值分級標準為強酸性(≤4.5)、酸性(4.6~5.5)、弱酸性(5.6~6.5)、中性(6.6~7.5)、弱堿性(7.6~8.5)、堿性(8.6~9.0)、強堿性(≥9.1),本研究中的pH值分級標準參考陜西省土壤pH值分級標準。

表1 陜西省耕地土壤養分含量分級標準
土壤pH值是判斷土壤肥力的因素之一,pH值的不同影響土壤中元素的存在形態、離子的運移和作物生長的有效性等。依據陜西省土壤pH值分級標準可知,岐山縣新增耕地土壤均呈弱堿性,pH值范圍在7.89~8.54,平均值為8.20,農作物如小麥、玉米的最佳生長pH值范圍在6.0~7.5[9],而陜西獼猴桃、蘋果種植適宜pH值范圍分別為5.50~7.50、6.50~7.50;由此可見,相對于岐山縣的特色農作物種植而言,新增耕地的堿性過高,可通過澆施化學酸性肥料、生理酸性肥料或有機肥等改良土壤酸堿度[10],降低土壤pH值以達到適宜岐山縣農作物生長的最佳土壤酸堿性。對14個土壤樣品的土壤類型進行測定,該新增耕地土壤均為砂壤土。
土壤有機質是土壤中各種營養元素特別是氮和磷的重要來源,其含量的高低可說明土壤肥力的高低[11]。如表2所示,土壤有機質含量在9.40 g/kg~57.5 g/kg,平均值為25.6 g/kg,其土壤有機質含量最小值9.40 g/kg的樣本所對應的土壤pH值為8.54,有機質含量最大值57.5 g/kg的樣本所對應的土壤pH值為7.89,可以看出土壤中有機質含量與土壤的pH值成負相關。由表2可知,岐山縣新增耕地土壤有機質含量處于極高水平的占比為42.9%,但仍有42.8%的土壤有機質含量處于中低水平,對于中低水平區的耕地要適量增施有機肥。由此可知,岐山縣新增耕地土壤有機質含量整體較高,土壤肥力較好,但對于有機質含量中等偏下區域要適量增施有機肥來有效增加土壤有機質含量。

表2 岐山縣某地土壤養分含量分布
土壤全氮含量是判斷土壤肥力水平的另一重要因素,其在一定程度上可體現土壤的供氮能力,與土壤中有機質含量變化成正相關[12]。由表2可知,岐山縣新增耕地土壤全氮的平均含量為1.23 g/kg,最大含量達到2.50 g/kg,處于極高水平,最低含量為0.27 g/kg,處于極低水平,其土壤全氮含量最高和最低點所對應的有機質含量分別為50.9 g/kg、11.2 g/kg,土壤全氮和有機質含量基本成正相關,仍有42.8%的土壤全氮含量處于中低水平。由此可知,岐山縣新增耕地土壤全氮含量存在差異性,土壤全氮含量處于中低水平的區域,要適量增施氮肥和種植豆科植物進行固氮,再通過秸稈還田增加土壤養分,提升土壤氮含量[13]。
土壤有效磷是土壤磷庫中對作物最為有效的部分,也是評價土壤供磷水平的重要指標[14]。由表2可知,岐山縣某地土壤有效磷含量在10.4 mg/kg~87.1 mg/kg之間,平均值為34.6 mg/kg,其中有50%的土壤有效磷含量處于高、極高水平,但有效磷含量處于中等偏低水平的占比為50%。由此可知,岐山縣新增耕地土壤有效磷含量差異較大,對于中等偏下水平的耕地要適量增加磷肥的用量。
土壤速效鉀是指土壤中易被作物吸收利用的鉀元素,約占土壤全鉀含量的0.1%~2%,包括土壤溶解鉀及土壤交換性鉀[15]。岐山縣新增耕地土壤速效鉀的平均值是275 mg/kg,其含量變化范圍在103 mg/kg~490 mg/kg,其差異性較大,速效鉀含量處于中等偏下水平占比為42.8%。因此,土壤速效鉀含量中低水平要注重鉀肥的施用,對于速效鉀含量極高水平、高水平和中低水平區域在后期種植農作物時施肥要區別對待,以免因富鉀或缺鉀導致作物的低產和生長緩慢。
本研究利用土壤pH、有機質、全氮、有效磷和速效鉀這5個指標對14個土壤樣品進行分析和評價。土壤均呈弱堿性,堿性稍高,從岐山縣特色作物小麥、玉米或者蘋果、獼猴桃的土壤pH條件來看,均需通過澆施化學酸性肥料、生理酸性肥料或有機肥等改良土壤酸堿度;土壤中有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量處于中低水平的占比接近一半,對于這些區域的土壤要分別通過增施有機肥、氮肥、磷肥、鉀肥和種植豆科植物固氮、秸稈還田的途徑提高土壤養分。此外,還應通過引進新優技術、栽培技術、先進管理方式等助力岐山縣特色產業發展,保障農作物的穩產和高產。