合肥市测土配方施肥点位布设研究

李宏 桂苗

摘 要：该文介绍了合肥市测土配方施肥点位布设的方法和步骤，分析了合肥测土配方施肥布设点位区域分布、不同土壤类型分布和年度分布，以期推动合肥市精准测土配方施肥信息化，加强耕地质量管理，稳定粮食生产。

关键词：测土配方施肥;点位布设;土壤类型;分布图;合肥市

中图分类号 S158.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）09-0133-03

1 目的和意义

土壤监测布点是整个土壤监测过程十分重要和困难的一环，如监测布点不当，不能取得有代表性的土样，那么所得到的数据也就失去意义[1]。要获取有代表性的土壤样品，土壤采样布点必须遵循随机和等量的原则。样品是由总体中随机采集的一些个体所组成，个体之间存在变异。因此样品与总体之间，既存在同质的“亲缘”关系，样品可作为总体的代表，但同时也存在着一定程度的异质性，差异愈小，样品的代表性愈好，反之亦然[2]。为了使采集的监测样品具有较好的代表性，必须避免一切主观因素，科学布设测土配方施肥土样点位，这既是摸清合肥市耕地土壤养分状况，提高耕地利用效率，促进现代农业发展的重要的基础工作，也可以在分析农业面源污染空间特征的基础上，识别出农业面源污染防控优先区域[3]。

为扎实开展环巢湖一级保护区工作，打造“巢湖最好名片”，合肥市扎实推进碧水工程、安澜工程和富民工程实施，切实有效控制农药化肥使用量[4]，减轻巢湖流域农业面源污染和建设美丽巢湖，参照《测土配方施肥技术规程》（NY/T 2911-2016），对测土配方施肥进行科学合理点位布设，并形成了全市采样点位图。该成果对加强合肥市耕地质量管理、指导合肥準良田建设、测土配方施肥、中低产田改良、有机质提升、稳定粮食发展，以及大力发展高效经济作物、无公害农产品和绿色、有机食品生产、推进合肥农业大数据发展均具有十分重要的意义[5]。

2 方法和步骤

2.1 确定布点评价因子 测土配方施肥的土壤采样应确定田地的平均养分状况，并提供土壤养分变异差异。土壤样品采集应具有代表性和可比性，并根据不同分析项目采取相应的采样和处理方法。农民对耕地内的产量、施肥水平的趋势与其他可预测土壤特性最感兴趣。影响土壤养分水平的因素，主要包括土壤类型、地形、种植历史、施肥和灌溉等，将有助于生产者确定最有效的土壤取样方法。对于流动性土壤养分应采集足够数量的样品以准确获得其地表空间变化，对于非流动性土壤养分应收集到适当的深度，掌握其储存量及后续供给能力[6]。评价因子是指参与布点的土壤环境属性变量，影响测土配方的因素很多，通过以上综合分析，需同时满足网格取样及定向取样[7]。为此，本研究采取了2种方式相结合的模式。本次合肥市测土配方施肥点位布设中选取评价因子的原则：（1）对耕地的影响较大，如土壤理化性状;（2）在评价区域内的变异较大;（3）在时间序列上具有相对的稳定性;（4）与评价区域的大小具有密切的关系。

依据以上原则，结合合肥市土壤和农业生产等实际情况，选择出如下评价因子：（1）耕地几何属性：面积、形状;（2）土壤类型：土壤类型、成土母质;（3）路网特征：空间分布位置等;（4）居民点特征：空间分布位置及形状等。

2.2 确定采样单元 采样单元是由对测土配方具有关键影响的各耕地要素组成的空间实体，是测土配方的最基本单位、对象和基础图斑。同一采样单元内的耕地自然基本条件、耕地的个体属性和经济属性基本一致，不同耕地采样单元之间，既有差异性，也有可比性。因此，耕地采样单元划分的合理与否，直接关系到耕地地力评价的结果以及工作量的大小。将划定好的网格数据叠加到区域基础数据库，计算每个网格内耕地分布面积、土壤类型分布面积、耕地质量分布面积，按照面积占优法筛选出超过一定比例的网格（对于土地利用破碎化的地区和粮食主产区等，可降低筛选比例或加密），保障点位应覆盖当地的主要土壤类型、主要作物等，否则在选取监测区域范围内未覆盖到的位置新增点位，从而得到监测区域内需布设监测点位的网格，网格中心点即为初始点位。

为防止采到不适应区域（如道路、水系、居民点周围），利用缓冲技术设置4个限制条件：（1）利用土地方式解译数据提取监测区域水系图层;（2）利用交通路网数据生成监测区域内主要交通干线两侧各150m缓冲区图层;（3）利用污染源点位数据生成监测区域内污染源600m缓冲区图层;（4）利用遥感解译数据，生成监测区域内居住用地300m缓冲区图层。

将上述得到的4个图层融合后与筛选网格相叠加，生成可布区域，将初始点位调整至可布区域最合适位置。这样形成的管理单元空间界线及行政隶属关系明确，有准确的面积（与当地政府发布的耕地面积一致），地貌类型与土壤类型一致，利用方式和耕作方法基本相同，这样得出的评价结果不仅可应用于农业布局规划等农业决策，还可以用于指导实际的农事操作，为实施精准农业奠定良好的基础。通过图件的叠置和检索以及较小图斑的合并，从上百万个图斑中挑出3.2万个合理采样单元。

2.3 测土配方施肥点位布设主要步骤 （1）采用GIS软件绘制研究区耕地质量分布图、土壤类型数据、根据高分数据进行面向对象遥感分类制作作物分布图、土地利用现状图等，建立合肥基础空间数据库相关资料、准备布点底图等;（2） 通过网格筛选，将划定好的网格数据叠加监测区域基础数据库，在全市耕地布设测土配方调查点位，编制布点方案，布设土样采集点位;（3）现场踏勘，全面了解农用地布点区域情况，布点区域农用地利用现状，核实布点方案科学性，以及点位采样的可能性;（4）影像核查调整。利用高分影像逐一对布设的点位进行检查，对不符合限制条件要求的点位进行调整，确定调查布点方案;（5）制定采样计划及采样路线，并对相关人员进行培训;（6）编制布点报告，形成全市及各县（市）区采样点位图等相关图件。

3 合肥市测土配方施肥点位分布

3.1 区域分布 合肥市巢湖流域内耕地约26.93万hm2，调查中因蜀山区江淮运河城、庐阳区国家大数据中心、新增旅游风景区、新增湿地公园及行政区划不属于合肥市农业农村局管辖范围内，如国有农场，国家级创新产业园区等共扣除3.88万hm2外，实际耕种面积23.05万hm2，布点数17908个，平均12.87hm2设1个点位，巢湖流域外23.77万hm2，综合考虑放宽监测点位面积，布点数12832个，平均18.47hm2设1个点位（见表1）。经过走访、实地验证测土配方点位布设结果与实际利用现状较为相符。

3.2 土壤類型分布 土壤作为一种有限的资源，对地球上多种生命形式的生息繁衍至关重要。随着人口的增长和社会对自然资源需求的增加，土壤科学在农业可持续发展、全球环境保护及城市发展方面正发挥着越来越重要的作用。而许多复杂土壤问题的解决都有赖于正确的认识和区分土壤，是否涵盖合肥主要土壤类型也是本各项目的一个标准[8]。合肥土壤资源丰富、类型众多，其土壤类别区分主要以“土宜”为基础，以土壤肥力、形态特性和成土条件为主要依据，通过土色、质地、结构、孔隙、结聚、有机质、盐碱性等肥力因素，并且密切结合地形、水文、自然植被等自然条件并从实际生产需求出发对土壤进行分类[9]。土壤分类主要研究土壤类型的形成条件，形成过程和属性，进而服务于本地区土壤利用改良和生产经营管理。因此，综合考虑不同土壤类型对地域生产管理划分，提高测土配方采样的实用性具有重要的参考价值和应用价值。如表2所示，占合肥土壤类型面积超过85%以上的三大土壤类型水稻土、黄棕壤、黄褐土，分布其中的采样点总数超过95%以上，真正达到了按照主要土壤类型分布样点的初衷[10]。

3.3 年度分布 为了提高采样空间分布的可持续性，对采样点位采取分年度均匀布设，指定合肥市不同年度的采样点分布图，并对每个县区采样点进行细化。合肥市2021—2023年测土配方施肥布设点位分布如图1所示。

4 结语

土壤样品分析主要是了解土壤的养分供应能力，土壤的养分供应能力与成土母质、土壤类型、地形、作物种植情况、长期施肥习惯等因素有关。可以根据土壤的上述差异，将土壤划分为若干个土壤肥力相对均匀一致的区域，称之为采样单元也可以作为测土配方施肥管理单元。合肥市测土配方施肥点位布设成果是合肥市农业大数据的重要组成部分。合肥市测土配方结果可以结合耕地确权成果对应到每一块耕地地块中，实现按照农户地块名称，经过土壤养分计算确立各田块适宜配方，结合未来在每个乡镇部署的农民施肥机，达到按照地块进行配肥施肥。积极推进“互联网+”智慧土肥，打造合肥市智慧土肥，推进土壤管理信息化，土肥服务高效化，真正实现合肥市精准测土配方施肥信息化。

合肥市根据本地实情优选土壤环境属性变量评价因子，基于地理信息系统软件平台，采用网格取样及空间叠加等方法对合肥农业面源污染防控区域、主要土壤类型分布区域，分年度布施30740个点位，其中巢湖流域内实际耕地面积23.05万hm2，共布施17908个，巢湖流域外实际耕地面积23.77万hm2，共布施12832个，对于提高测土配方采样的实用性及后续农业面源污染防控管理具有重要的参考和应用价值。

参考文献

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[7]邵霞晖，陶伟良，许菲，等.污染场地环境调查的土壤监测点位布设策略探究[J].资源节约与环保，2016（06）：135，140.

[8]褚进华，马友华，李英杰，等.触摸屏技术在测土配方施肥中研究和应用[J].农业网络信息，2010（07）：12-15.

[9]黎远文，冯兴，成美琴.测土配方施肥对水稻产量及化肥利用率的影响[J].南方农业，2014，8（19）：25-27.

[10]冯向阳，孟祥婵.县域测土配方施肥指标体系参数分析建立与应用[J].河北农业科学，2012，16（03）：56-59.

（责编：张宏民）