溫州市西部山區耕地質量綜合評價

高晴盈 胡允祝 張 輝 陳靜靜 倪芝芝

1.溫州市農業科學研究院，浙江 溫州 325000；2.瑞安市富硒紫山藥專業合作社，浙江 瑞安 325000

0 引言

落實“藏糧于地、藏糧于技”戰略，在守住耕地紅線的同時，提升耕地質量，加強種植結構管控，完善農田水利措施，對于穩步推動農業農村發展具有重要意義。近年來，浙江省溫州市持續推進“三位一體”農村新型合作體系建設，加快優質農產品培育，嚴格執行耕地保護制度，多次開展化肥減量增效、耕地質量提升工程，旨在維持耕地質量不變的同時，合理開發和利用有限的耕地資源。溫州市西部山區面積大，村居多而散，有著豐富的農業資源［1］。相對于溫州市平原地區，西部山區耕地資源開發利用程度不高，加之地理位置偏僻、山區勞動力老年化及測土配方施肥技術尚不完善，耕地肥力不高，山區優質農產品在市場認可度較低，影響當地農業發展。研究溫州市西部山區耕地質量，評價土壤肥力，能夠為開展耕地提質改造工作提供重要參考，從而提升溫州市耕地資源利用率。瑞安市位于溫州市西部山區中心地帶，產業以農業為主，自然地理條件、氣候環境等方面與周邊地區相似，可以較好地代表溫州市西部山區的整體特征；其社會經濟與溫州市西部山區普遍情況較符，具有農村人口老齡化、土地資源利用困難、經濟發展滯后等典型問題［2］。因此，筆者選取瑞安市為代表性研究區域，調查耕地基礎肥力，在開展耕地質量評價的同時，分析土壤主要養分情況，為溫州市西部山區農業提質增效提供基本數據支撐。

1 研究材料與方法

1.1 耕地樣品采集

研究區位于東經120°15′27″～120°18′44″、北緯27°48′17″～27°54′10″，屬亞熱帶季風氣候區，春早夏長，秋冬季短；5—11 月主要種植水稻、露地蔬菜，12 月至次年4月種植大棚蔬菜或者休耕。

根據《農田土壤環境質量監測技術規范》（NY/T 395—2012）中混合樣采集方法，于2021年10月下旬至2023年8月下旬，每隔2個月進行一次土壤采集。在區域內采用“S”形布點法進行布點，樣點分別記為SY、LY、XQ、LT、MS、GL、ZX。每個樣點采集5個0～20 cm耕作表層土，充分混勻成1 份后，作為該點樣品帶回實驗室測定理化性質。采集后按照表1 選用的標準方法進行制樣檢測。

表1 檢測指標及其檢測依據、檢測方法

1.2 檢測方法

土壤pH值、有機質質量分數、水解性氮質量分數、速效鉀質量分數、有效磷質量分數、全氮質量分數、水溶性鹽總量、陽離子交換量、全硒質量分數等指標采用表1 列舉的檢測方法進行測定和計算，以平均值作為最終測定結果。將挖掘至犁底層測量所得厚度作為耕作層厚度。

1.3 評價方法

利用《浙江省耕地質量監測指標分級標準》《南方地區耕地土壤肥力診斷與評價》（NY/T 1749—2009）、第二次全國土壤普查結果對土壤各項理化指標進行分級；利用耕地肥力單項指數和肥力綜合指數法進行耕地樣品檢測結果的評價［3］。部分耕地質量監測指標分級標準如表2所示。

表2 耕地質量監測指標分級標準（部分）

全硒質量分數的評價標準為：≥0.4 mg/kg，為富硒土壤；0.2～0.4 mg/kg，為中硒土壤；≤0.2 mg/kg，為低硒土壤［4］。

肥力屬性指標值的評價采用單項肥力指數。計算公式為

式（1）中：Pi為土壤中某指標i的單項肥力指數，Pi越大表明該項土壤指標越豐富；Ci為土壤中某項指標i的實測數據；Si為土壤中某項指標i的評價標準值。

綜合肥力屬性指標值的評價采用綜合肥力指數。計算公式為

式（2）中：P綜為土壤肥力綜合指數，數值保留2 位有效數字為土壤所有指標中單項肥力指數最小值平方，其中單項肥力指數Pi>3時，該項肥力指數以為土壤所有肥力指數的平均值平方，其中單項肥力指數Pi>3時，在綜合土壤肥力指數計算時該項肥力指數以Pi=3計；N為參與評價的土壤肥力指標個數。當P綜≥1.7 時，表示土壤肥力處于高水平，不缺肥，作物產量較高，施肥增產的邊際效應較低；當0.9≤P綜<1.7 時，土壤肥力處于一般水平、尚可，個別指標可能顯示缺乏，作物產量隨施肥量增加而明顯提高；當P綜<0.9 時，土壤肥力處于低水平，處于缺肥狀態，大部分肥力指標缺乏，個別指標嚴重缺乏或不宜，施肥增產顯著［5］。

2 研究結果與分析

2.1 耕地肥力基礎分析和分級評價

研究區域各點基礎肥力狀況如表3 所示。由表3可知，研究區域所有樣點土壤pH值為4.53～5.53，有機質質量分數為17.2～37.9 mg/kg，有效磷質量分數為32.9～206.5 mg/kg，速效鉀質量分數為27～238 mg/kg，水解性氮質量分數為42～176 mg/kg，全氮質量分數為0.68～2.00 g/kg，陽離子交換量為7.11～14.40 cmol（+）/kg，水溶性鹽總量為0.2～0.7 mg/kg，耕層厚度為15～16 cm，全硒質量分數為0.06～0.46 mg/kg。

表3 耕地基礎肥力

樣點SY 地形為山地平原，5—11 月主要種植水稻（品種有泰兩優、甬優等），12 月至次年5 月種植蔬菜（以大棚茄子和毛芋為主）。該地土壤呈酸性，pH值為5.17，屬于3級；速效鉀質量分數為38 mg/kg，屬于5 級；有機質質量分數為17.2 mg/kg，屬于3 級；有效磷和水解性氮質量分數分別為137.0 mg/kg 和95 mg/kg，屬于1級和3級；全氮質量分數為1.83 g/kg，屬于2 級；水溶性鹽質量分數為0.4 mg/kg，屬于1 級；耕層厚度為15 cm，陽離子交換量為14.4 cmo（l+）/kg，均屬于3 級；全硒質量分數為0.06 mg/kg，屬于低硒土壤（見表4）。

表4 耕地各項參數分級評價

樣點LY 屬于平原，常年“水稻、茄子”或者“水稻、毛芋”輪作。該地土壤pH 值為5.22，有機質質量分數為22.2 mg/kg，全氮質量分數為1.44 g/kg，均屬于3 級；有效磷質量分數為171.5 mg/kg，水溶性鹽總量為0.2 mg/kg，均屬于1 級；水解性氮質量分數為126 mg/kg，屬于2 級；速效鉀質量分數為27 mg/kg，屬于5級；陽離子交換量為7.11 cmo（l+）/kg，屬于4級；全硒質量分數為0.06 mg/kg，屬于低硒土壤（見表4）。

樣點XQ 地形為山地，屬于高丘，10 月至次年2 月種植番薯、馬鈴薯，其余時間種植蔬菜種類不一，近年來引進種植家庭南瓜；基本無水旱輪作習慣，天氣極端時期休耕撂荒。該地土壤pH 值為5.53，有效磷質量分數為32.9 mg/kg，全氮質量分數為2.00 g/kg，均屬于2 級；有機質質量分數為17.3 mg/kg，速效鉀質量分數為84 mg/kg，水解性氮質量分數為92 mg/kg，均屬于3 級；水溶性鹽總量為0.4 mg/kg，屬于1 級；陽離子交換量為9.51 cmol（+）/kg，屬于4 級；全硒質量分數為0.18 mg/kg，屬于低硒土壤（見表4）。

樣點LT地形為平原，主要種植蔬菜為馬蹄筍。該地土壤pH 值為4.53，屬于4 級；有機質質量分數為37.9 mg/kg，有效磷、速效鉀、水解性氮質量分數分別為100.5、238.0、176.0 mg/kg，均屬于1 級；全氮質量分數為0.68 g/kg，屬于5 級；陽離子交換量為12.1 cmol（+）/kg，屬于3級；全硒質量分數為0.46 mg/kg，屬于富硒土壤（見表4）。

樣點MS 地形為山地，主要種植番薯等作物，基本不輪作。該地土壤pH 值為5.00，全氮質量分數為0.84 g/kg，陽離子交換量為7.52 cmo（l+）/kg，均屬于4級；有機質質量分數為27.0 g/kg，水解性氮質量分數為114 mg/kg，均屬于2 級；有效磷質量分數為195.4 mg/kg，屬于1級；速效鉀質量分數為86 mg/kg，屬于3 級；全硒質量分數為0.22 mg/kg，屬于中硒土壤（見表4）。

樣點GL 地形為平原，主要種植淮山藥等蔬菜。土壤pH 為4.86，水解性氮質量分數為42 mg/kg，陽離子交換量為8.46 cmol（+）/kg，均屬于4 級；全氮質量分數為0.71 g/kg，有機質質量分數為6.10 g/kg，均屬于5 級；有效磷質量分數為206.5 mg/kg，水溶性鹽總量為0.4 mg/kg，均屬于1級；速效鉀質量分數為113 mg/kg，屬于3 級；全硒質量分數為0.05 mg/kg，屬于低硒土壤（見表4）。

樣點ZX 地形為平原，主要種植荸薺。該地耕地土壤pH 值為4.78，有機質質量分數為14.8 g/kg，速效鉀質量分數為51 mg/kg，陽離子交換量為7.44 cmol（+）/kg，均屬于4 級；有效磷質量分數為74.8 mg/kg，全氮質量分數為1.73 g/kg，屬于2 級；水解性氮質量分數為94 mg/kg，屬于3 級；全硒質量分數為0.09 mg/kg，屬于低硒土壤（見表4）。

綜上所述，研究區域內耕地都具有土壤偏酸性，有機質質量分數中等，有效磷質量分數較高，速效鉀質量分數較低，水解性氮質量分數、全氮質量分數和陽離子交換量中等，鹽堿度適宜的普遍特征。針對研究區域的土壤特征，為提升耕地質量，需要施用生石灰、有機肥等，改善土壤酸堿性、增加速效鉀質量分數；暫緩磷肥施用。

研究區域內除樣點LT外，均屬于低硒、中硒土壤。與表5 中全國土壤豐度相比，樣點LT、樣點MS 和樣點XQ 較為接近全國平均值，分別是全國背景值的2.30、1.10 和0.90 倍。與溫瑞平原土壤背景值相比，只有樣點LT 高于溫瑞平原土壤背景值（0.26 mg/kg），為溫瑞平原土壤背景值的1.77 倍。研究表明，高硒土壤常見于煤礦或富硒巖石?；鹕奖l、煤油燃燒等外界活動都會產生硒，再經大氣沉降進入土壤。不同土層中，表層土壤硒含量普遍高于成土母質［6］。研究區域全硒較高樣點土壤特征與潘金德等［7］研究結論較為相似：土壤呈較強的酸性、海拔較高和相對較低，使土壤中硒易累積、富集更明顯。研究表明，在樣點土壤本身全硒不高的情況下，需要在種植過程補充外源硒肥來提高農產品的硒含量［8］。

表5 各區域硒質量分數與背景值對比

2.2 耕地肥力評價

結合表6 耕地單項肥力指數和表7 耕地綜合肥力指數分析，樣點SY 的pH 值、水解性氮質量分數、全氮質量分數和陽離子交換量的單項肥力指數均在0.9～1.7，屬于一般水平；耕層厚度、有機質質量分數、速效鉀質量分數全硒質量分數單項肥力指數均小于0.9，屬于缺乏；水溶性鹽總量、有效磷質量分數均為3.0，屬于高水平。樣點LY的pH值、有機質質量分數、水解性氮質量分數和全氮質量分數單項肥力指數均在0.9～1.7，屬于一般水平；速效鉀質量分數、陽離子交換量、耕層厚度和全硒質量分數單項肥力指數均小于0.9，屬于缺乏；水溶性鹽總量和有效磷質量分數均為3.0，屬于高水平。樣點XQ 水解性氮質量分數單項肥力指數在0.9～1.7，屬于一般水平；有機質、速效鉀質量分數、陽離子交換量、耕層厚度、全氮質量分數和全硒質量分數單項肥力指數均小于0.9，屬于缺乏；pH 值、有效磷質量分數和水溶性鹽總量分別為2.0、2.6 和3.0，屬于高水平。樣點LT 耕層厚度、全氮質量分數、陽離子交換量單項肥力指數小于0.9，屬于缺乏；pH 值、有機質質量分數、水解性氮質量分數、全硒質量分數單項肥力指數在0.9～1.7，屬于一般水平；有效磷質量分數、速效鉀質量分數、水溶性鹽總量單項肥力指數分別為3.0、2.4、3.0，屬于高水平。樣點MS 耕層厚度、全氮質量分數、陽離子交換量和全硒質量分數單項肥力指數小于0.9，屬于缺乏；pH 值、有機質質量分數、速效鉀質量分數和水解性氮質量分數單項肥力指數在0.9～1.7；有效磷質量分數和水溶性鹽總量單項肥力指數均為3.0，屬于高水平。樣點GL有機質質量分數、水解性氮質量分數、耕層厚度、陽離子交換量、全氮質量分數和全硒質量分數單項肥力指數小于0.9，屬于缺乏；pH值、速效鉀質量分數單項肥力指數在0.9～1.7；有效磷質量分數、水溶性鹽總量單項肥力指數均為3.0，屬于高水平。樣點ZX 有機質質量分數、速效鉀質量分數、耕層厚度、陽離子交換量和全硒質量分數單項肥力指數小于0.9，屬于缺乏；pH 值、水解性氮質量分數、全氮質量分數單項肥力指數在0.9～1.7；有效磷質量分數和水溶性鹽總量單項肥力指數均為3.0，屬于高水平。

表6 耕地單項肥力指數

表7 耕地肥力指數

由表7 研究區域各點的綜合肥力指數分析可知，研究區域綜合肥力指數在0.8～1.2，其中最低為樣點MS、GL（均為0.8），土壤肥力偏低，需要提高土壤中有機質質量分數、水解性氮質量分數、陽離子交換量和速效鉀質量分數；最高為樣點LT（1.2），土壤肥力較為一般，陽離子交換量和全氮質量分數仍需提升。

3 結論與討論

溫州市西部山區耕地土壤呈較強酸性（pH 值為4.53～5.53），質地多為黃紅壤和紅壤。該類型土壤受氣候影響較大，肥力較低，但透水、透氣性較好。在該類型耕地上種植農作物時，過量施用磷肥及濫用銨態氮肥，造成土壤酸化（磷素及氮素容易轉換成硝酸鹽）［9］。土壤酸性較強，容易使磷元素與鐵、鋁形成難溶性磷酸鹽，表現出土壤對磷元素有較強的固定性，這與研究結果中樣點土壤具有較高的有效磷質量分數特征較為一致。在土壤酸度提高的同時，一些重金屬元素活性隨之提高，增加了土壤中有效態重金屬質量分數，植物更容易富集重金屬元素。

溫州市西部山區耕地土壤有機質質量分數為6.10～37.90 mg/kg，速效鉀質量分數為27～238 mg/kg，全氮質量分數為0.68～2.00 g/kg，陽離子交換量為7.11～14.40 cmol（+）/kg。有機質是維持土壤肥力和改善土壤結構的重要因素，但部分樣點土壤有機質質量分數較低。速效鉀質量分數是反映土壤當季供鉀能力的重要指標，速效鉀質量分數越高，土壤當季供鉀能力越強。5 個樣點速效鉀質量分數均處于較低水平，供鉀能力較強。所有樣點土壤全氮質量分數、陽離子交換量均處于低水平，保肥能力較差。

研究區域內部分樣點土壤屬于富硒、中硒水平，但在檢測中達到富硒水平的農產品只占少數。土壤中的全硒質量分數僅代表土壤中各種形態硒的總和，并不代表土壤中有效硒的質量分數［10］。植物吸收利用的有效硒不超過土壤中全硒質量分數的5%［11］。提高當地農產品的硒質量分數，需要補充外源硒肥。

綜上所述，研究區域現有耕地質量水平不高，肥力不足，對后續作物種植有較大影響。研究區土壤pH值、有機質質量分數、速效鉀質量分數、全氮質量分數和陽離子交換量較低，原因除土壤本身肥力不高，還包括當地尚未形成測土配方施肥和科學施肥管理模式，這是山區地帶發展智慧農業、推廣高度機械化所面臨的共性問題，也會直接影響耕地提質改造的效果［12］。

4 建議

提高研究區域耕地質量，首先需要解決當地土壤偏酸性的問題。施用生石灰或石灰石來中和土壤，提高土壤pH 值。同時，避免過量施用磷肥和銨態氮肥，減少磷素和氮素向硝酸鹽態轉化。然后針對土壤有機質質量分數、速效鉀質量分數、全氮質量分數、陽離子交換量及全硒質量分數這幾個重要指標進行重點提升。例如，科學施用有機肥料、種植綠肥可以提高土壤有機質質量分數，改善土壤結構和滿足作物生長需要；勤施鉀肥及鉀復合肥，提高土壤中速效鉀質量分數，從而提高作物對鉀的吸收利用能力；以海藻源等富硒肥料作為追肥、葉面肥，提高土壤中全硒質量分數［13］。

當地政府應出臺相應惠農有機肥補貼政策，這樣不僅有利于提高農戶使用新型有機肥的積極性，還有利于推廣應用科學配方施肥技術；推廣當地秸稈還田和有機肥-復合肥配方施用，改善耕地土壤酸堿性，提高土壤有機質質量分數、速效鉀質量分數和陽離子交換量；建立示范基地，推行測土配方施肥，持續完善“水稻、綠肥”或者“水稻、蔬菜”輪作方案，以改善土壤結構，提升土壤保水保肥能力。當地農戶應根據種植需求，制訂適合地方的測土配方施肥方案，從而改善土壤酸堿度，提高耕地土壤質量，進而提高作物產量；實行合理輪作、綠肥種植、秸稈還田，提升耕地土壤保水保肥能力。