醴陵市耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)與特征分析

李江林，黃永泉，龍玉斌，趙二毛，高 宇，戴思展，許勛祺

（醴陵市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 株洲 412205）

耕地是人類生存必不可少的生產(chǎn)資料[1-2]，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的資源，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)[3]；一定數(shù)量與質(zhì)量的耕地對(duì)保障糧食安全、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展和社會(huì)和諧穩(wěn)定具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[4-6]。開展耕地質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)工作，有助于全面摸清耕地質(zhì)量家底，查明耕地質(zhì)量主要性狀及地力等級(jí)，并針對(duì)耕地生產(chǎn)障礙因素提出耕地質(zhì)量保護(hù)與提升的對(duì)策與建議[7-8]。進(jìn)一步完善耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)價(jià)制度，可為落實(shí)國(guó)家糧食安全戰(zhàn)略和實(shí)施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，守牢耕地質(zhì)量紅線，推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，優(yōu)化耕地資源配置，加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供重要支撐[9-10]。因此，該研究以醴陵市第三次國(guó)土調(diào)查耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)為契機(jī)，開展2021 年醴陵市耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查評(píng)價(jià)工作，對(duì)不同等級(jí)耕地質(zhì)量特征進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)關(guān)于耕地質(zhì)量提升的對(duì)策建議，以為醴陵市更好地保護(hù)耕地、提升耕地質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)糧食持續(xù)增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力提升提供基礎(chǔ)資料、理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 區(qū)域概況、數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 區(qū)域概況

醴陵市地處湖南省東部，位于長(zhǎng)沙、株洲、湘潭“金三角”經(jīng)濟(jì)區(qū)東南部，地理坐標(biāo)為113°9′E～113°45′E，27°22′N～27°58′N，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫為18 左右，年平均降水量為1 300 mm 以上。醴陵市地貌以山地、丘陵和崗地為主，母巖以沉積巖、變質(zhì)巖為主，巖漿巖次之。全市現(xiàn)轄19 個(gè)鎮(zhèn)、5 個(gè)街道，總面積為2 157 km2，總?cè)丝跒?06 萬(wàn)人。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

在對(duì)2017—2020 年歷史耕地質(zhì)量區(qū)域評(píng)價(jià)樣點(diǎn)、測(cè)土配方施肥取土樣點(diǎn)、耕地質(zhì)量長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行整理的基礎(chǔ)上，該研究遵循科學(xué)性、代表性、均勻性和時(shí)效性等原則，根據(jù)醴陵市耕地?cái)?shù)量和分布狀況，結(jié)合行政區(qū)劃、地貌類型、土壤類型、土地利用、管理水平等情況，以土種為基本單元確定2021 年醴陵市耕地質(zhì)量調(diào)查采樣點(diǎn)位置。該研究布設(shè)了760 個(gè)調(diào)查采樣點(diǎn)，具體布設(shè)情況如圖1 所示。由于該研究基于2017—2020 年的歷史點(diǎn)位數(shù)據(jù)確定調(diào)查采樣點(diǎn)，且2021 年新設(shè)立的長(zhǎng)慶街道是從醴陵市王仙鎮(zhèn)和來(lái)龍門街道拆分出來(lái)的，行政區(qū)劃變更后，醴陵市行政區(qū)域范圍保持不變，故該研究仍按照以前的行政區(qū)劃進(jìn)行具體分析。

圖1 2021 年醴陵市耕地質(zhì)量調(diào)查采樣點(diǎn)布設(shè)情況

1.3 研究方法

1.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重確定 根據(jù)GB/T 33469—2016 耕地質(zhì)量等級(jí)，醴陵市屬于長(zhǎng)江中下游區(qū)下的江南丘陵山地農(nóng)林區(qū)。該研究采用特爾菲法確定耕地自然質(zhì)量參評(píng)因素及其權(quán)重，醴陵市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)包括地形部位、有效土層厚度、有機(jī)質(zhì)含量、耕層質(zhì)地、土壤容重、質(zhì)地構(gòu)型、生物多樣性、清潔程度、障礙因素、灌溉能力、排水能力、農(nóng)田林網(wǎng)化率、pH 值、有效磷、速效鉀15 項(xiàng)指標(biāo)，其權(quán)重如表1 所示。

表1 醴陵市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)及其權(quán)重

1.3.2 耕地質(zhì)量等級(jí)劃分 該研究采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重；采用電位法測(cè)定土壤的pH 值，水土比為2.5 ∶1；分別采用重鉻酸鉀容量法、氟化銨-碳酸氫鈉-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法和乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定土壤的有機(jī)質(zhì)含量、有效磷和速效鉀[11]。通過計(jì)算耕地質(zhì)量綜合指數(shù)，該研究最終將醴陵市耕地質(zhì)量劃分為10 個(gè)等級(jí)，并把一、二、三等地歸為高產(chǎn)耕地，把四、五、六等地歸為中產(chǎn)耕地，把七、八、九、十等地歸為低產(chǎn)耕地，耕地質(zhì)量等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 醴陵市耕地質(zhì)量等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.3 數(shù)據(jù)處理 該研究利用ArcGIS 和縣域測(cè)土配方施肥專家系統(tǒng)計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度函數(shù)，使用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用單因素方差分析法、Duncan 多重比較法和Pearson 相關(guān)性分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 醴陵市耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)

2.1.1 耕地質(zhì)量加權(quán)等級(jí) 如表3 所示，該研究將2021 年醴陵市耕地質(zhì)量劃分為10 個(gè)等級(jí)，應(yīng)用縣域耕地資源管理信息系統(tǒng)軟件對(duì)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的外部屬性數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，統(tǒng)計(jì)各等級(jí)耕地的面積及圖幅總面積，得出2021 年醴陵市耕地質(zhì)量加權(quán)等級(jí)為4.86 級(jí)，較2020 年醴陵市耕地質(zhì)量加權(quán)等級(jí)4.88 級(jí)提升了0.02 個(gè)級(jí)別[10]。

表3 2021 年醴陵市耕地質(zhì)量加權(quán)等級(jí)

2.1.2 耕地質(zhì)量等級(jí)劃分 由表4 可知，2021 年醴陵市耕地總面積為42 639 hm2，主要有水田和旱地2種類型。其中，水田面積為40 821.91 hm2，占耕地總面積的95.74%；旱地面積為1 817.07 hm2，占耕地總面積的4.26%。根據(jù)2021 年醴陵市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果可知，高產(chǎn)耕地的面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%；中產(chǎn)耕地的面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%；低產(chǎn)耕地的面積為5 074hm2，占耕地總面積的11.90%。

表4 2021 年醴陵市各等級(jí)耕地的面積及比例

2.1.3 不同等級(jí)耕地分布區(qū)域 由表5 可知，2021年醴陵市高產(chǎn)耕地的面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%；高產(chǎn)耕地主要分布在李畋鎮(zhèn)、白兔潭鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)、楓林鎮(zhèn)，分布面積分別為829.85、812.54、740.73、730.14 hm2，占高產(chǎn)耕地總面積的比例分別為10.62%、10.40%、9.48%、9.35%。中產(chǎn)耕地的面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%；中產(chǎn)耕地主要分布在船灣鎮(zhèn)、茶山鎮(zhèn)、石亭鎮(zhèn)、均楚鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)、左權(quán)鎮(zhèn)，分布面積分別為2 463.18、2 459.99、2 322.89、2 321.08、2 300.60、1 991.55 hm2，占中產(chǎn)耕地總面積的比例分別為8.28%、8.27%、7.81%、7.80%、7.73%、6.69%。低產(chǎn)耕地的面積為5 074 hm2，占耕地總面積的11.90%；低產(chǎn)耕地主要分布在均楚鎮(zhèn)、茶山鎮(zhèn)、左權(quán)鎮(zhèn)，分布面積分別為555.40、547.69、505.12 hm2，占低產(chǎn)耕地總面積的比例分別為10.95%、10.79%、9.96%。

表5 2021 年醴陵市不同等級(jí)耕地分布區(qū)域

2.2 醴陵市耕地質(zhì)量特征分析

2.2.1 耕地土壤理化性質(zhì) 由表6 可知，總體來(lái)看，2021 年醴陵市土壤pH 值平均值為5.54，處于偏酸水平；有機(jī)質(zhì)含量平均值為35.06 g/kg，處于較高水平；有效磷和速效鉀平均值分別為22.51 和109.23 mg/kg，處于中低水平。但高、中、低產(chǎn)耕地土壤的理化性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)差異顯著。與低產(chǎn)耕地相比，高產(chǎn)和中產(chǎn)耕地的土壤容重分別降低0.10 和0.04 g/cm3，不同等級(jí)耕地按土壤容重從大到小排列依次為低產(chǎn)耕地、中產(chǎn)耕地、高產(chǎn)耕地；高產(chǎn)和中產(chǎn)耕地的土壤pH 值分別提高0.28 和0.08，不同等級(jí)耕地按pH值從大到小排列依次為高產(chǎn)耕地、中產(chǎn)耕地、低產(chǎn)耕地；高產(chǎn)和中產(chǎn)耕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別提高61.98%和51.69%，不同等級(jí)耕地按有機(jī)質(zhì)含量從高到低排列依次為高產(chǎn)耕地、中產(chǎn)耕地、低產(chǎn)耕地；高產(chǎn)和中產(chǎn)耕地的土壤有效磷含量分別下降8.80%和25.47%，不同等級(jí)耕地按有效磷含量從高到低排列依次為低產(chǎn)耕地、高產(chǎn)耕地、中產(chǎn)耕地；高產(chǎn)和中產(chǎn)耕地的土壤速效鉀含量分別提高46.89%和18.47%，不同等級(jí)耕地按速效鉀含量從高到低排列依次為高產(chǎn)耕地、中產(chǎn)耕地、低產(chǎn)耕地。

表6 2021 年醴陵市耕地土壤理化性質(zhì)

2.2.2 耕地土壤質(zhì)地 由表7 可知，2021 年醴陵市高產(chǎn)耕地的土壤耕層質(zhì)地以壤質(zhì)為主，重壤、砂壤和輕壤面積占高產(chǎn)耕地面積的比例分別為42.91%、27.89%和22.78%；土壤通氣狀況良好，有利于土壤形成良好的結(jié)構(gòu)。73.94%的中產(chǎn)耕地土壤質(zhì)地為黏土、重壤，其中，黏土面積最大，為13 482.00 hm2，占中產(chǎn)耕地面積的45.31%；中壤面積占中產(chǎn)耕地面積的比例最小，為3.15%，土壤質(zhì)地較差，有向黏砂兩極分化的趨勢(shì)，土壤結(jié)構(gòu)水平也相應(yīng)下降。低產(chǎn)耕地的質(zhì)地同樣較為黏重，黏土和重壤面積占比達(dá)到74.48%，其中，黏土面積最大，為2 098.24 hm2，占低產(chǎn)耕地面積的41.35%；中壤面積占低產(chǎn)耕地面積的比例偏小。

表7 2021 年醴陵市耕地土壤質(zhì)地情況

2.2.3 耕地立地條件 由表8 可知，2021 年醴陵市高產(chǎn)耕地主要分布在丘陵下部和寬谷盆地，分布面積分別為6 210.30 和1 034.07 hm2，占高產(chǎn)耕地面積的比例分別為79.49%和13.24%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例極低，面積為24.42 hm2，占比為0.31%；高產(chǎn)耕地總體立地條件好。相比于高產(chǎn)耕地，全市中產(chǎn)、低產(chǎn)耕地的立地條件較差。中產(chǎn)耕地主要位于丘陵下部和丘陵中部，分布面積分別為17 249.12 和7 084.04 hm2，占中產(chǎn)耕地面積的比例分別為57.98%和23.81%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例也有大幅提高。低產(chǎn)耕地主要分布在丘陵下部和丘陵中部，分布面積分別為2 625.62和1 483.00 hm2，占低產(chǎn)耕地面積的比例分別為51.75%和29.23%；分布在丘陵上部的耕地面積所占比例進(jìn)一步上升?？傮w來(lái)看，2021 年醴陵市大部分耕地分布在丘陵下部和中部，立地條件較好。

表8 2021 年醴陵市耕地分布的地形部位情況

2.2.4 耕地基礎(chǔ)設(shè)施 由表9 可知，2021 年醴陵市高產(chǎn)耕地的灌溉及排水設(shè)施均較好，灌溉能力級(jí)別為“充分滿足”和“滿足”的高產(chǎn)耕地面積分別占高產(chǎn)耕地總面積的32.12%和67.88%，排水能力級(jí)別為“充分滿足”和“滿足”的高產(chǎn)耕地面積分別占高產(chǎn)耕地總面積的0.79%和99.20%。相比于高產(chǎn)耕地，醴陵市中產(chǎn)耕地的灌溉和排水能力均有所下降，部分中產(chǎn)耕地灌溉能力和排水能力級(jí)別為“基本滿足”或“不滿足”：灌溉能力級(jí)別為“基本滿足”和“不滿足”的中產(chǎn)耕地面積分別占中產(chǎn)耕地總面積的1.28%和0.81%，排水能力級(jí)別為“基本滿足”和“不滿足”的中產(chǎn)耕地面積分別占中產(chǎn)耕地總面積的2.93%和4.74%。相比于中、高產(chǎn)耕地，醴陵市低產(chǎn)耕地的灌溉能力和排水能力進(jìn)一步下降，灌溉能力級(jí)別為“不滿足”的低產(chǎn)耕地面積達(dá)到1 439.50 hm2，占低產(chǎn)耕地總面積的28.37%，排水能力級(jí)別為“不滿足”的低產(chǎn)耕地面積達(dá)到1 547.87 hm2，占低產(chǎn)耕地總面積的30.51%?？傮w來(lái)看，2021 年醴陵市耕地的灌溉能力和排水能力級(jí)別多為“滿足”，基礎(chǔ)設(shè)施比較完善。

表9 2021 年醴陵市耕地基礎(chǔ)設(shè)施情況

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

研究結(jié)果顯示，就耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)而言，2021 年醴陵市耕地質(zhì)量加權(quán)等級(jí)為4.86 級(jí)，較2020年加權(quán)等級(jí)4.88 級(jí)略有提升：耕地總面積為42 639 hm2，其中，高產(chǎn)耕地（1～3 級(jí)）面積為7 813 hm2，占耕地總面積的18.32%，主要分布在李畋鎮(zhèn)、白兔潭鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)、楓林鎮(zhèn)；中產(chǎn)耕地（4～6 級(jí)）面積為29 752 hm2，占耕地總面積的69.78%，主要分布在船灣鎮(zhèn)、茶山鎮(zhèn)、石亭鎮(zhèn)、均楚鎮(zhèn)、明月鎮(zhèn)、左權(quán)鎮(zhèn)；低產(chǎn)耕地（7～10 級(jí)）面積為5 074 hm2，占耕地總面積的11.90%，主要分布在均楚鎮(zhèn)、茶山鎮(zhèn)、左權(quán)鎮(zhèn)。就耕地質(zhì)量特征分析而言，2021 年醴陵市耕地土壤處于偏酸水平，有機(jī)質(zhì)含量處于較高水平，有效磷和速效鉀處于中低水平，但高、中、低產(chǎn)耕地土壤的理化性質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)差異顯著；高產(chǎn)耕地土壤質(zhì)地以壤質(zhì)為主，中、低產(chǎn)耕地土壤質(zhì)地以黏土、重壤為主；大部分耕地分布在丘陵下部和中部，立地條件較好，高產(chǎn)耕地主要分布在丘陵下部和寬谷盆地，中、低產(chǎn)耕地主要位于丘陵下部和丘陵中部；耕地的灌溉和排水能力級(jí)別多為“滿足”，基礎(chǔ)設(shè)施比較完善，不同等級(jí)耕地按灌溉和排水能力從強(qiáng)到弱排列依次為高、中、低產(chǎn)耕地。

3.2 建 議

2021 年醴陵市高產(chǎn)耕地的pH 平均值為5.73，整體偏酸性，同時(shí)，土壤有效磷含量平均值為26.43 mg/kg，有效磷含量的水平偏低。因此，針對(duì)高產(chǎn)耕地，醴陵市首先應(yīng)采取適當(dāng)施用酸性土壤調(diào)理劑、增施有機(jī)肥、秸稈還田等措施，調(diào)節(jié)土壤酸堿度，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，提升土壤有效磷含量的水平，從而進(jìn)一步提高高產(chǎn)耕地的質(zhì)量；其次應(yīng)完善灌排溝渠等基礎(chǔ)設(shè)施的配套建設(shè)并加強(qiáng)維護(hù)，確保灌排溝渠暢通，提高排水和灌溉效率。醴陵市中、低產(chǎn)耕地面積較大，分布較廣，因此，醴陵市要從實(shí)際出發(fā)，因地制宜地分類配套改良技術(shù)措施，以進(jìn)一步提高耕地質(zhì)量。研究表明，當(dāng)土壤pH 值為5.18 時(shí)，施用石灰1.2 g/kg 可使pH 值提升0.63[12]，故醴陵市可適量施用石灰改良劑和土壤改良劑，以中和土壤酸性，改善土壤理化性質(zhì)和土壤養(yǎng)分狀況，并對(duì)土壤微生物產(chǎn)生積極影響，從而提高土壤的生產(chǎn)力。合理的耕作方式能夠顯著改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤通透性和保水率，減緩?fù)寥浪峄?，故醴陵市可以采用壟播和深耕土層的措施，提高土壤中的微生物活性，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力[13-15]。此外，醴陵市還需完善中、低產(chǎn)耕地的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。