貴州省惠水縣漣江大壩耕地質(zhì)量現(xiàn)狀及開發(fā)利用建議

范云飛，楊茗鈦，金來福，劉開坤

(貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局核資源地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽 550005)

1 引言

耕地是人類賴以生存的重要自然資源，耕地質(zhì)量關(guān)系到國家糧食安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及生態(tài)安全，是保障社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、滿足人民日益增長的物質(zhì)需要的必要基礎(chǔ)(徐明崗，2016)，也關(guān)乎人民群眾的溫飽和健康。我國農(nóng)業(yè)尚處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、計劃農(nóng)業(yè)向市場農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型階段，農(nóng)業(yè)的技術(shù)手段落后，規(guī)模小而分散、組織化程度低(熊德平，2002)。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)不能停留在過去生產(chǎn)效率低下、生產(chǎn)方式粗放的模式上，應(yīng)嘗試進(jìn)行農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，培植本地的特色產(chǎn)品和優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、高效生態(tài)農(nóng)業(yè)和特色農(nóng)業(yè)(寧建葵，2010)。

本文通過對漣江大壩內(nèi)的耕地質(zhì)量現(xiàn)狀的系統(tǒng)調(diào)查，利用工作中獲得的pH、養(yǎng)分、環(huán)境質(zhì)量、質(zhì)量綜合等重要指標(biāo)進(jìn)行分析，并與全縣耕地相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行對比，對漣江大壩的耕地質(zhì)量狀況進(jìn)行了較為全面的評價。漣江大壩內(nèi)耕地集中連片，水利灌溉、交通運輸、機械化耕作等條件良好，結(jié)合本次工作獲得的成果，本文提出了施肥建議及開發(fā)利用建議，為該區(qū)域耕地資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

2 漣江大壩概況

2.1 地理及農(nóng)業(yè)

漣江大壩地跨惠水縣濛江街道辦事處、漣江街道辦事處、好花紅鎮(zhèn)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的18個行政村(圖1)。壩區(qū)寬闊平坦，土壤肥沃，耕地總面積為65 428畝，其中水田52 530畝，約占80%；旱地10 373畝，約占16%；果園2 525畝，占比約4%。漣江大壩的主要土壤類型為黃壤、紫色土及水稻土。“惠水縣漣江現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)”全部位于漣江大壩內(nèi)，是全省首批113個現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)之一，以壩區(qū)耕地為基礎(chǔ)，規(guī)劃實施面積3萬畝，其中花卉生產(chǎn)示范園建設(shè)1.5萬畝、無公害蔬菜生產(chǎn)示范園建設(shè)1萬畝、金錢橘生產(chǎn)示范園建設(shè)0.5萬畝，建成兼具休閑娛樂、旅游觀光功能的山地特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)(楊勝發(fā) 等，2019)。

圖1 惠水縣漣江大壩位置示意圖Fig.1 Location of Lianjiang intermountain basin in Huishui county1—縣界；2—鎮(zhèn)界；3—鎮(zhèn)政府駐地；4—漣江大壩

2.2 地質(zhì)

漣江大壩絕大部分為第四系(Q)松散沉積物所覆蓋，巖石地層較少出露，主要為白堊系茅臺組(K2m)砂礫巖，大壩西側(cè)主要出露二疊系合山組(P3h)灰?guī)r，東側(cè)主要為二疊系棲霞組(P2q)灰?guī)r。

3 耕地土壤調(diào)查方法

惠水縣耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價方法參照《貴州省耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價總體設(shè)計》，執(zhí)行《土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價規(guī)范》(DZ/T0295-2016)，評價比例尺為1∶5萬(任明強 等，2017)。項目實施階段共計在漣江大壩內(nèi)采集耕地表層土壤樣337件，全部進(jìn)行了全量檢測分析，分析項目達(dá)23項。

3.1 樣點布設(shè)

3.2 分析檢測

土壤粉末樣品的分析檢測工作由云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實驗室完成，執(zhí)行《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》(DZ/T0295-2016)、《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范(1∶250000)》(DZ/T0258-2014)、《生態(tài)地球化學(xué)評價樣品分析技術(shù)要求(試行)》(DD2005-03)等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本文涉及的分析指標(biāo)中，土壤pH的測定采用電位法(ISE)，N元素的測定采用容量法(VOL)，P、K元素的測定采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法(ICP-OES)，Cd、Cu、Mo、Ni、Pb、Zn的測定采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，As、Se、Hg的測定采用原子熒光光譜法(AFS)。

4 主要成果

根據(jù)實驗室測試分析結(jié)果，漣江大壩耕地表層土壤樣的主要指標(biāo)特征參數(shù)統(tǒng)計如表1。

表1 漣江大壩耕地表層土壤樣主要指標(biāo)特征參數(shù)統(tǒng)計Table 1 Statistics of major index characteristic parameter of the surface cultivated soil in Lianjiang intermountain basin

4.1 酸堿度(pH)

分析結(jié)果顯示，漣江大壩耕地土壤的pH主要表現(xiàn)為中性和酸性，其中中性土壤占比接近五成，酸性土壤面積占比超過四成，另有超過一成的耕地土壤表現(xiàn)為堿性，強酸性和強堿性耕地的占比均極低(表2)。與全縣耕地土壤總體以酸性為主(酸性及強酸性土壤占比超過八成)的狀況對比，漣江大壩耕地土壤明顯偏向堿性，大壩耕地土壤呈中性及堿性的面積占比大幅高于全縣耕地，酸性及強酸性土壤的占比則明顯低于全縣耕地。由于絕大多數(shù)植物都適宜在中性或微酸性的土壤環(huán)境下生長(武毅昶，2017)，因此壩區(qū)耕地土壤的pH狀況大多適合于各種農(nóng)作物的種植及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

表2 漣江大壩耕地土壤酸堿度(pH)統(tǒng)計Table 2 Statistics of soul pH value in Lianjiang intermountain basin

4.2 養(yǎng)分狀況

耕地土壤的主要養(yǎng)分指標(biāo)分級參照《全國第二次土壤養(yǎng)分地球化學(xué)分級標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行(表3)。

表3 主要土壤養(yǎng)分指標(biāo)等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Classification standard of major soil nutrient index grade

漣江大壩的耕地土壤養(yǎng)分狀況良好，養(yǎng)分元素總體上表現(xiàn)為“富N，貧P、K”。土壤N元素以豐富等級為主，占60.40%，中等至豐富等級占比達(dá)98.92%；P元素主要表現(xiàn)為較缺乏等級，達(dá)77.39%，缺乏至較缺乏等級占比達(dá)83.97%；K元素大多表現(xiàn)為缺乏等級，達(dá)66.88%，缺乏至較缺乏等級占比達(dá)90.43%(表4)。

表4 漣江大壩耕地土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分等級統(tǒng)計Table 4 Statistics of cultivated soil N, P and K grade in Lianjiang intermountain basin

參考《貴州省耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價總體設(shè)計》要求，選取耕地土壤中N、P、K等養(yǎng)分評價指標(biāo)，在單指標(biāo)土壤養(yǎng)分等級劃分基礎(chǔ)上，按其指標(biāo)權(quán)重指數(shù)分別為 0.4、0.3、0.3 進(jìn)行綜合評分，并劃分出耕地土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級。漣江大壩耕地土壤養(yǎng)分綜合等級以中等為主，占比超過八成，中等至豐富等級耕地占比達(dá)92.30%，高于全縣耕地的78.44%，接近全省耕地的94%(周琦 等，2020)；僅7.70%的耕地表現(xiàn)為缺乏、較缺乏等級，低于全縣的21.56%。漣江大壩的耕地土壤養(yǎng)分狀況明顯優(yōu)于全縣耕地(表5)。

表5 漣江大壩耕地土壤養(yǎng)分綜合等級統(tǒng)計Table 5 Statistics of cultivated soil nutrient comprehensible grade in Lianjiang intermountain basin

4.3 環(huán)境質(zhì)量

依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》(DZ/T 0295-2016)和《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)，選取耕地土壤中砷(As)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、汞(Hg)、鉛(Pb)等重金屬污染元素以及銅(Cu)、鋅(Zn)、鎳(Ni)等環(huán)境元素為評價指標(biāo)，在單指標(biāo)土壤環(huán)境地球化學(xué)等級劃分基礎(chǔ)上，每個評價單元的土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級等同于單指標(biāo)分出的環(huán)境等級最差的等級(表6)。

表6 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值Table 6 Filter value of agricultural land pollution risk

漣江大壩耕地土壤環(huán)境質(zhì)量幾乎全部集中在優(yōu)先保護(hù)至安全利用之間，占比高達(dá)99.80%，高于全縣耕地的87.97%；僅有0.20%的耕地為嚴(yán)格管控類，遠(yuǎn)低于全縣耕地的12.03%。漣江大壩的耕地土壤環(huán)境質(zhì)量綜合狀況明顯優(yōu)于全縣耕地(表7)。

表7 漣江大壩耕地土壤環(huán)境質(zhì)量綜合等級統(tǒng)計Table 7 Comprehensible grade statistics of cultivated soil environmental quality in Lianjiang intermountain basin

4.4 質(zhì)量綜合等級

結(jié)合耕地土壤養(yǎng)分綜合等級與環(huán)境綜合等級，對兩者再一次進(jìn)行綜合評價，便可獲得耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級，其劃分標(biāo)準(zhǔn)參照《貴州省耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價總體設(shè)計》(表8)。

表8 耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 8 Comprehensible grading standard of cultivated soil quality geochemistry

漣江大壩耕地土壤質(zhì)量綜合等級主要集中在中等和良好等級，中等至優(yōu)質(zhì)等級耕地占比高達(dá)99.38%，高于全縣耕地的86.69%；差等至劣等耕地占比為0.61%，遠(yuǎn)低于全縣耕地的13.31%。漣江大壩耕地土壤質(zhì)量綜合狀況明顯優(yōu)于全縣耕地(表5)。

表9 漣江大壩耕地土壤質(zhì)量綜合等級統(tǒng)計表Table 9 Comprehensible grade statistics of cultivated land quality in Lianjiang intermountain basin

4.5 富硒耕地資源

依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》(DZ/T 0295-2016)，以土壤中硒含量0.4 mg/kg

表10 漣江大壩耕地土壤Se元素等級統(tǒng)計Table 10 Se grade statistics of cultivated soil in Lianjiang intermountain basin

出露地表的二疊系含煤地層可能與表層土壤的富硒特征有關(guān)(黃森，2018)，漣江大壩東西兩側(cè)均有大片二疊系地層出露，壩區(qū)耕地土壤均為沖洪積成因，二疊系地層是重要的成土母質(zhì)來源。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用的化肥、殺蟲劑、石灰等均可增加土壤中的硒元素含量(周國華，2020)，此外，土壤中較高的有機質(zhì)含量有利于硒元素含量的增加(梁東麗 等，2017)。漣江大壩土壤肥沃，養(yǎng)分狀況總體良好，有機質(zhì)含量較高，對土壤肥力及性狀的人工干預(yù)程度相對較大，這些都是導(dǎo)致壩區(qū)耕地普遍富硒的重要原因。

5 結(jié)論與建議

5.1 耕地土壤地球化學(xué)總體特征

漣江大壩耕地土壤的pH主要表現(xiàn)為中性和酸性；N元素主要集中在豐富、較豐富等級，占比為90.85%；P、K元素大部分集中在缺乏、較缺乏等級，占比為83.97%、90.43%；養(yǎng)分元素總體表現(xiàn)出“富N，貧P、K”特征，養(yǎng)分綜合等級以中等為主，占比為86.43%，豐富等級比例較少，中等至豐富等級的耕地占比為92.30%；環(huán)境綜合質(zhì)量等級基本全部為安全利用及優(yōu)先保護(hù)類，占比為99.80%；耕地土壤質(zhì)量綜合主要集中在中等和良好等級，中等至優(yōu)質(zhì)等級達(dá)99.38%；富硒耕地資源極為豐富，可安全利用富硒耕地占比為98.45%。

通過對比漣江大壩與全縣耕地的各種土壤地球化學(xué)元素及指標(biāo)狀況可以發(fā)現(xiàn)，漣江大壩耕地土壤在酸堿度、養(yǎng)分、環(huán)境綜合、質(zhì)量綜合及富硒指標(biāo)上均優(yōu)于全縣耕地，具有極高的開發(fā)價值。

5.2 施肥建議

貴州省耕地的施肥總體狀況為：氮肥普遍施用過量，磷肥的施用與當(dāng)前農(nóng)作物生產(chǎn)水平相適應(yīng)，鉀肥施用普遍不足；存在著經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)濫用化肥及貧困地區(qū)施肥嚴(yán)重不足，氮、磷、鉀肥施用比例失調(diào)現(xiàn)象，導(dǎo)致了資源浪費及經(jīng)濟(jì)損失(陳旭暉，2005)。結(jié)合全省耕地施肥現(xiàn)狀與漣江大壩耕地總體“富N，貧P、K”的養(yǎng)分特征，在壩區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)控制施用氮肥，針對具體農(nóng)作物品種及土壤狀況補充施用磷肥，可以廣泛增施鉀肥。為了有效防止土壤板結(jié)，增加土壤有機質(zhì)含量，打造綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，應(yīng)采取推廣秸稈直接還田、發(fā)展冬季綠肥、增施農(nóng)家肥等措施，保持壩區(qū)耕地土壤肥力的健康狀況。

5.3 富硒特色農(nóng)業(yè)

漣江大壩耕地幾乎全部富集特色健康元素Se，是一個天然的富硒耕地“聚寶盆”，有利于富硒農(nóng)業(yè)的發(fā)展，適合開發(fā)具有食用及藥用價值的富硒農(nóng)產(chǎn)品。由于不同農(nóng)作物對土壤中硒元素的吸收能力與富集機制不盡相同，建議對大壩內(nèi)主要種植的農(nóng)作物及其根系土壤進(jìn)行系統(tǒng)采樣分析，獲得農(nóng)作物的硒元素富集特征，并對普遍達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)作物品種建立農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志，擴(kuò)大知名度，推動富硒農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

5.4 其它農(nóng)業(yè)發(fā)展建議

此次耕地土壤地球化學(xué)調(diào)查結(jié)果表明，漣江大壩耕地環(huán)境質(zhì)量優(yōu)良，絕大部分區(qū)域位于安全利用及優(yōu)先保護(hù)類，具有打造專業(yè)認(rèn)證的地方特色農(nóng)產(chǎn)品、無公害農(nóng)產(chǎn)品、有機農(nóng)產(chǎn)品、綠色農(nóng)產(chǎn)品等生產(chǎn)基地的基礎(chǔ)條件。漣江大壩地勢較為平坦，耕地大多集中連片，有利于分區(qū)塊整體開發(fā)，也有利于農(nóng)作物的機械化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。結(jié)合惠水縣漣江現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的既有規(guī)劃，在今后的發(fā)展建設(shè)中可以充分利用耕地資源優(yōu)勢與本次耕地調(diào)查成果，發(fā)展優(yōu)質(zhì)高附加值農(nóng)產(chǎn)品，增強農(nóng)產(chǎn)品的市場競爭力，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，帶動當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收致富，助力“脫貧攻堅”。