张家界市永定区低产耕地现状及改良建议
摘要
关键词
地力等级 障碍因素 改良措施 张家界市永定区
正文
在本次在耕地质量等级评价中,影响评价单元最终等级的评价因子各不相同。一般来说,评价因子按照数据类型可以分为文本型和数字型,文本型评价因子一般也叫做定性评价因子,数值型评价因子也叫做定量评价因子。评价因子按照要素区分又可分为点位数据和矢量数据。定性评价因子包括地形部位、农田林网化、耕层质地、质地构型、障碍因素、生物多样性、清洁程度、灌溉能力、排水能力等,定量评价因子包括海拔、有效土层厚度、容重、pH 值、有机质、有效磷、速效钾。而针对不同的评价因子,可以采用不同的赋值方法。
定性评价因子:定性评价因子由于为文本型的特点,赋值处理时往往不能采用空间插值的方式实现属性赋予,因此多采用以点代面的方式对属性值进行处理。但不同定性评价因子的赋值方式也不尽相同,例如耕层质地、质地构型等评价因子可直接空间连接赋值,而灌溉能力,排水能力等评价因子则通常需要配合缓冲区分析等空间分析功能。
定量评价因子:对于定量评价因子,由于其数值型的特点,一般通过空间插值的方式将数据属性值赋到评价因子上。只有选取合适的空间插值方法,才能够准确反映研究区内评价因子具体的分布情况,并最终得到合理的耕地质量等级。
依据《全国耕地质量等级评价指标体系》(耕地评价函 2019[87]号),分别确定地形部位、障碍因素、生物多样性、排水能力、灌溉能力、农田林网化程度、清洁程度、耕层质地和质地构型等9个概念型指标因子的隶属度,确定隶属函数中的各参数值,具体结果见表1、表2、表3。
表 1 戒上型函数的参数值
参数 | ai | ut | ci |
有效土层厚度 | 0.00015478 | 5.0 | 112.54255 |
有机质 | 0.0017253 | 1.0 | 37.5148 |
速效钾 | 0.00004903 | 5.0 | 205.2539 |
表2 峰型函数的参数值
参数 | ai | ut1 | ut2 | ci |
pH 值 | 0.19248 | 3.0 | 9.5 | 6.85450 |
容重 | 7.766045 | 0.5 | 2.37 | 1.294251 |
有效磷 | 0.000253156 | 0.1 | 252.26 | 63.71284 |
表 3 直线型函数的参数值
参数 | a | b |
海拔 | 0.000618182 | 1.08363636 |
表 4 耕地质量等级划分表
耕地等级 | 耕地综合指数(T) |
一级地 | T≥0.8550 |
二级地 | 0.8312≤T<0.8550 |
三级地 | 0.8047≤T<0.8312 |
四级地 | 0.7836≤T<0.8047 |
五级地 | 0.7598≤T<0.7836 |
六级地 | 0.7360≤T<0.7598 |
七级地 | 0.7122≤T<0.7360 |
八级地 | 0.6884≤T<0.7122 |
九级地 | 0.6646≤T<0.6884 |
十级地 | T<0.6646 |
耕地质量评价结果分级采用加权累加法计算每个评价单元的质量综合指数,计算公式为:P=∑( Ci ×Fi)式中P为评价单元的质量综合指数,Ci为第i个评价因子的组合权重, Fi为第i个评价因子的隶属度。根据耕地质量综合指数的分布特征,采用等间距法确定区域耕地质量等级划分标准,确定各评价单元的耕地质量等级。耕地质量综合指数越大,耕地质量水平越高。一级地耕地质量最高,十级地耕地质量最低。划分标准见表4。在基础上,建立土壤调查耕地质量等级评价数据库,七-十级低产田地的具体分布现状如下:
1低产耕地分布现状
1.1七级地
1.1.1涉及的土种与面积
从土壤类型情况上看,七级地主要包括8种土类,16种亚类,40种土属,79个土种,其中占比较大的土种为黄石灰土和灰黄土,面积分别为298.57公顷和180.77公顷,分别占七级地总面积的13.37% 和8.09%。全区七级地总面积为2233.43公顷,占耕地总面积的10.51%。主要分布在三家馆乡和桥头乡,分别占七级地的10.31%及10.59%,面积分别为330.22公顷和236.53公顷,其他区域有小部分七级地分布。
1.1.2土壤理化性状
全区七级耕地的土壤理化性状一般,有机质、有效磷含量较低,其平均值属于三级水平,最小值偏小;土壤有效土层平均只有61.26cm,最小的只有30.00cm,变异性较大。土壤质地以壤质土为主,砂壤面积最大,达到820.29公顷,占七级耕地面积的36.73%,黏土的分布面积较大,达到572.08公顷,占七级耕地面积的25.61%,中壤与轻壤面积较小。
1.1.3障碍因素
全区七级耕地的障碍因素的面积较大,主要为障碍层次的砂砾层,面积达到1102.53公顷,其次为瘠薄,面积占484.06公顷。
1.1.4存在的问题
1.1.4.1七级地部分耕地土层较浅,最小值仅30cm ,灌溉能力差;
1.1.4.2耕地的障碍因素进一步加重,其中障碍层次的砂砾层仍为主要障碍因素,占比达到49.36%。需要改善田间基础设施,加强排涝设施的建设,调整土壤结构,全面培肥地力并提高耕地产量。
1.2八级地
1.2.1涉及的土种与面积
从土壤类型情况上看,八级地主要包括8种土类,15种亚类,33种土属,57个土种,其中占比较大的土种为岩渣子土和黄石灰土,面积分别为190.49公顷和171.10公顷,分别占八级地总面积的16.00%和14.37%。全区八级地总面积为1190.64公顷,占耕地总面积的5.60%。主要分布在教字垭镇和三家馆乡,面积分别为323.99公顷和126.33公顷,分别占八级地的27.21%和10.61%,其他区域只有小部分八级地分布。
1.2.2土壤理化性状
全区八级耕地的土壤理化性状一般,有机质、有效磷平均值属于三级水平,最小值偏小,分别4.30g/kg和2.70g/kg;土壤有效土层平均只有57.07cm,土层较薄。土壤质地以壤质土为主,砂壤面积最大,达到509.39公顷,占八级耕地面积的42.78%,黏土的分布面积较大,达到269.46公顷,占八级耕地面积的22.63%。
1.2.3障碍因素
全区八级耕地的障碍因素的面积较大,主要为障碍层次的砂砾层,面积达到554.47公顷,占八级耕地面积的46.57%,其次为瘠薄,面积占326.49公顷,占八级耕地面积的27.42%。
1.2.4存在的问题
1.2.4.1土壤排渍抗涝能力较差,耕地灌排农田基础设施不配套,灌排水能力较差。有部分耕地出现渍涝,排水不畅,潜育化程度较高。
1.2.4.2耕地的障碍因素进一步加重,其中障碍层次的砂砾层仍为主要障碍因素,占比达到46.57%。
1.3九级地
1.3.1涉及的土种与面积
从土壤类型情况上看,九级地主要包括6种土类,11种亚类,18 种土属,28个土种,其中占比较大的土种为岩渣子土、黄红岩渣子土和黄石灰土,面积分别为94.85公顷、81.49公顷和81.02公顷,分别占九级地总面积的 17.50%、15.04%和14.95%。全区九级地总面积为541.89公顷,占耕地总面积的2.55%。主要分布在茅岩河镇和合作桥乡,面积分别为64.95公顷、62.21公顷,分别占九级地的11.99%及11.48%,其他区域只有小部分九级地分布。
1.3.2土壤理化性状
全区九级耕地的土壤理化性状一般,有机质、有效磷平均值含量偏低,均属于三级水平;土壤有效土层平均只有56.49cm,且最小的只有42.00cm ,耕地有效土层较薄。
1.3.3耕层土壤质地
全区九级地耕地土壤质地仍以壤质土为主,砂壤面积最大,达到351.63公顷,占九级耕地面积的64.89% ,砂土的分布面积较大,达到88.33公顷,占九级耕地面积的16.30%。
1.3.4障碍因素
全区九级耕地的障碍因素的面积较大,主要为障碍层次的砂砾层,面积达到280.41公顷,占九级耕地面积的51.75%,其次为瘠薄,面积达到157.99公顷,占九级耕地面积的29.16%。
1.3.4.1九级耕地大部分为旱地位于山地坡上或山地坡中,土层较薄,要防止水土流失。
1.3.4.2基本为旱地,基础设施不配套,灌溉能力较差,不利于多样化种植。
1.3.4.3土壤障碍层次的砂砾层和瘠薄障碍因素明显,面积较大。
1.4 十级地
1.4.1 涉及的土种与面积
从土壤类型情况上看,十级地主要包括6种土类,11种亚类,16种土属,22个土种,其中占比较大的土种为黄红岩渣子土,面积为44.37公顷,占十级地总面积的21.81%。全区十级地总面积为203.40公顷,占耕地总面积的0.96%。主要分布在罗水乡和南庄坪街道,面积分别为60.95公顷和35.23公顷,分别占十级地的29.97%及17.32%,其他区域只有小部分十级地分布。
1.4.2土壤理化性状
全区十级耕地的土壤理化性状较差,有机质含量较低,平均只有16.31g/kg,最小值只有4.50g/kg;土壤有效磷、有机质平均含量均属于三级水平;土层较薄,土壤平均有效土层厚度只有54.75cm。全区十级地耕地土壤质地仍以壤质土为主,砂壤面积最大,达到144.00公顷,占十级耕地面积的70.80% ,砂土面积达到42.12公顷,占十级耕地面积的20.71%。
1.4.3障碍因素
全区十级耕地的障碍因素的面积大,主要为瘠薄和障碍层次的砂砾层,瘠薄面积达到133.86公顷,占十级耕地面积的65.81% ,障碍层次的砂砾层为56.36公顷,占十级耕地面积的 27.71%。
1.4.4存在的问题
十级地属于全区地力最差的耕地,生产条件最差。与七、八、九级地相比,十级地主要存在如下:
1.4.4.1土壤瘠薄更加严重。
1.4.4.2耕地土壤养分差,土壤有机质含量低,缺磷缺钾现象较为严重。
1.4.4.3耕地耕层质地砂壤比重高,不利于作物种植。
1.4.4.4耕地不具备灌溉能力。
2存在的主要问题
从耕地质量等级评价的成果分析来看,全区低产耕地主要存在障碍层次以及瘠薄问题。
2.1障碍层次
通过土壤样品检测数据和评价单元数据可知,全区耕地土壤障碍层次均为砂砾层,涉及耕地面积13703.39公顷,占全区耕地的64.50%,其中大庸桥街道、谢家垭乡和沅古坪镇分布较多,面积分别为1203.44公顷、1151.89公顷和1128.01公顷 。
2.2土壤瘠薄
全区部分耕地较薄,土壤理化性状较差,肥力水平较低,属于瘠薄型耕地,涉及耕地面积达2201.57公顷,占全区耕地的10.36 %,主要分布于桥头乡、教字垭镇、南庄坪街道,面积分别为320.56公顷、260.14公顷、209.91公顷。
2.3土壤酸化
全区少量耕地存在土壤酸化的问题,涉及耕地面积达668.89公顷,占全区耕地面积的3.15%,主要分布于尹家溪镇、天门山镇、大庸桥街道,面积分别为90.82公顷、81.49公顷、67.65公顷。
3对策与建议
4.1加强水土保持,打破土壤障碍层
对于土体存在障碍层次的耕地,通过水土保持工程措施打破障碍层等改良措施,开展因土种植、因土耕作等方法逐步提高土壤肥力和作物单产。可通过土地平整工程,调整田形、平整土地、修复田埂、耕层客土外运等措施来改善土壤结构。对于有条件的地方,可进行黏粘相掺和人工挑压来改善在大庸桥街道、教字垭镇和沅古坪镇等区域耕地的耕层质地。
4.2合理耕作,提高肥料使用效率
通过在教字垭镇、南庄坪街道、桥头乡镇等乡镇开展深耕、培肥、 改革耕作制度逐步加以改良。一是测土配方施肥,有效提升土壤肥料的利用效率,在化肥减量的目标下,逐步提高土壤肥力;二是通过田间积肥工程,新建有机肥积造坑池和绿肥种子繁育基地;三是积极推广各种形式的秸秆还田技术,通过玉米鲜秸秆机械粉碎还田、稻草留高茬还田、过腹还田、覆盖还田等途径,增加土壤有机质含量,实现用养结合。
4.3酸化综合治理,减缓耕地土壤酸化
在主要酸化农区的耕地宜采取综合措施治理,在施用石灰性改良剂降低土壤酸度的同时,还应增加有机肥和生物肥的施用。重视秸秆还田和有机肥的施用,强化平衡施肥,防止因营养元素平衡失调等增 加土壤的酸化。
4.4加强土壤培肥,提高土地综合生产力
4.4.1针对七级地,首先要通过播撒石灰,进行土壤酸化治理,同时迫切需要通过农业工程措施改善灌溉能力,并防止季节性干旱;持续推广和实行秸秆还田、绿肥种植,通过参砂治粘,调节土壤过于粘重对地力的不利影响,增施钾肥和及其它微量元素,强化科学施肥等措施来提升地力;
4.4.2针对八级地,通过农业工程措施改善全区八级地的灌溉和排水能力,并防止季节性干旱或洪涝;持续实施有机质提升工程,实行秸秆还田、增施有机肥,调节土壤过于粘重对地力的不利影响,要重点治理土壤酸化,改良土壤结构等措施来提升地力;
4.4.3针对九级地,改善九级地的灌溉和排水能力,对土壤酸化和瘠薄等障碍因素进行治理,增施有机肥,部分土壤过砂或过黏,需要开展土壤结构改良。此外,由于九级地主要为旱地,位于丘陵山坡地带,采取水土保持措施防止水土流失和耕层变浅,还可以根据地形和气候特点调整九级地的种植结构,因地制宜,既减少土壤改良的成本,又可以增加经济效益;
4.4.4针对十级地,主要是土壤酸化治理,修建灌溉工程措施,保障旱生作物用水需求,防止季节性干旱带来的大面积缺收欠收;实施有机质提升工程,实行秸秆还田、增施有机肥,调节土壤质地,对土壤结构进行改砂改黏。因地制宜,采用多样化农作物种植,既减少土壤改良的成本,又增加经济效益。
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作者简介:孙小晴(1974-),女,农艺师。孙毅(1976-),男,农艺师。邹予欣(1998-),男,助理农艺师。
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