温州市西部山区耕地质量综合评价

高晴盈 胡允祝 张 辉 陈静静 倪芝芝

1.温州市农业科学研究院，浙江 温州 325000；2.瑞安市富硒紫山药专业合作社，浙江 瑞安 325000

0 引言

落实“藏粮于地、藏粮于技”战略，在守住耕地红线的同时，提升耕地质量，加强种植结构管控，完善农田水利措施，对于稳步推动农业农村发展具有重要意义。近年来，浙江省温州市持续推进“三位一体”农村新型合作体系建设，加快优质农产品培育，严格执行耕地保护制度，多次开展化肥减量增效、耕地质量提升工程，旨在维持耕地质量不变的同时，合理开发和利用有限的耕地资源。温州市西部山区面积大，村居多而散，有着丰富的农业资源［1］。相对于温州市平原地区，西部山区耕地资源开发利用程度不高，加之地理位置偏僻、山区劳动力老年化及测土配方施肥技术尚不完善，耕地肥力不高，山区优质农产品在市场认可度较低，影响当地农业发展。研究温州市西部山区耕地质量，评价土壤肥力，能够为开展耕地提质改造工作提供重要参考，从而提升温州市耕地资源利用率。瑞安市位于温州市西部山区中心地带，产业以农业为主，自然地理条件、气候环境等方面与周边地区相似，可以较好地代表温州市西部山区的整体特征；其社会经济与温州市西部山区普遍情况较符，具有农村人口老龄化、土地资源利用困难、经济发展滞后等典型问题［2］。因此，笔者选取瑞安市为代表性研究区域，调查耕地基础肥力，在开展耕地质量评价的同时，分析土壤主要养分情况，为温州市西部山区农业提质增效提供基本数据支撑。

1 研究材料与方法

1.1 耕地样品采集

研究区位于东经120°15′27″～120°18′44″、北纬27°48′17″～27°54′10″，属亚热带季风气候区，春早夏长，秋冬季短；5—11 月主要种植水稻、露地蔬菜，12 月至次年4月种植大棚蔬菜或者休耕。

根据《农田土壤环境质量监测技术规范》（NY/T 395—2012）中混合样采集方法，于2021年10月下旬至2023年8月下旬，每隔2个月进行一次土壤采集。在区域内采用“S”形布点法进行布点，样点分别记为SY、LY、XQ、LT、MS、GL、ZX。每个样点采集5个0～20 cm耕作表层土，充分混匀成1 份后，作为该点样品带回实验室测定理化性质。采集后按照表1 选用的标准方法进行制样检测。

表1 检测指标及其检测依据、检测方法

1.2 检测方法

土壤pH值、有机质质量分数、水解性氮质量分数、速效钾质量分数、有效磷质量分数、全氮质量分数、水溶性盐总量、阳离子交换量、全硒质量分数等指标采用表1 列举的检测方法进行测定和计算，以平均值作为最终测定结果。将挖掘至犁底层测量所得厚度作为耕作层厚度。

1.3 评价方法

利用《浙江省耕地质量监测指标分级标准》《南方地区耕地土壤肥力诊断与评价》（NY/T 1749—2009）、第二次全国土壤普查结果对土壤各项理化指标进行分级；利用耕地肥力单项指数和肥力综合指数法进行耕地样品检测结果的评价［3］。部分耕地质量监测指标分级标准如表2所示。

表2 耕地质量监测指标分级标准（部分）

全硒质量分数的评价标准为：≥0.4 mg/kg，为富硒土壤；0.2～0.4 mg/kg，为中硒土壤；≤0.2 mg/kg，为低硒土壤［4］。

肥力属性指标值的评价采用单项肥力指数。计算公式为

式（1）中：Pi为土壤中某指标i的单项肥力指数，Pi越大表明该项土壤指标越丰富；Ci为土壤中某项指标i的实测数据；Si为土壤中某项指标i的评价标准值。

综合肥力属性指标值的评价采用综合肥力指数。计算公式为

式（2）中：P综为土壤肥力综合指数，数值保留2 位有效数字为土壤所有指标中单项肥力指数最小值平方，其中单项肥力指数Pi>3时，该项肥力指数以为土壤所有肥力指数的平均值平方，其中单项肥力指数Pi>3时，在综合土壤肥力指数计算时该项肥力指数以Pi=3计；N为参与评价的土壤肥力指标个数。当P综≥1.7 时，表示土壤肥力处于高水平，不缺肥，作物产量较高，施肥增产的边际效应较低；当0.9≤P综<1.7 时，土壤肥力处于一般水平、尚可，个别指标可能显示缺乏，作物产量随施肥量增加而明显提高；当P综<0.9 时，土壤肥力处于低水平，处于缺肥状态，大部分肥力指标缺乏，个别指标严重缺乏或不宜，施肥增产显著［5］。

2 研究结果与分析

2.1 耕地肥力基础分析和分级评价

研究区域各点基础肥力状况如表3 所示。由表3可知，研究区域所有样点土壤pH值为4.53～5.53，有机质质量分数为17.2～37.9 mg/kg，有效磷质量分数为32.9～206.5 mg/kg，速效钾质量分数为27～238 mg/kg，水解性氮质量分数为42～176 mg/kg，全氮质量分数为0.68～2.00 g/kg，阳离子交换量为7.11～14.40 cmol（+）/kg，水溶性盐总量为0.2～0.7 mg/kg，耕层厚度为15～16 cm，全硒质量分数为0.06～0.46 mg/kg。

表3 耕地基础肥力

样点SY 地形为山地平原，5—11 月主要种植水稻（品种有泰两优、甬优等），12 月至次年5 月种植蔬菜（以大棚茄子和毛芋为主）。该地土壤呈酸性，pH值为5.17，属于3级；速效钾质量分数为38 mg/kg，属于5 级；有机质质量分数为17.2 mg/kg，属于3 级；有效磷和水解性氮质量分数分别为137.0 mg/kg 和95 mg/kg，属于1级和3级；全氮质量分数为1.83 g/kg，属于2 级；水溶性盐质量分数为0.4 mg/kg，属于1 级；耕层厚度为15 cm，阳离子交换量为14.4 cmo（l+）/kg，均属于3 级；全硒质量分数为0.06 mg/kg，属于低硒土壤（见表4）。

表4 耕地各项参数分级评价

样点LY 属于平原，常年“水稻、茄子”或者“水稻、毛芋”轮作。该地土壤pH 值为5.22，有机质质量分数为22.2 mg/kg，全氮质量分数为1.44 g/kg，均属于3 级；有效磷质量分数为171.5 mg/kg，水溶性盐总量为0.2 mg/kg，均属于1 级；水解性氮质量分数为126 mg/kg，属于2 级；速效钾质量分数为27 mg/kg，属于5级；阳离子交换量为7.11 cmo（l+）/kg，属于4级；全硒质量分数为0.06 mg/kg，属于低硒土壤（见表4）。

样点XQ 地形为山地，属于高丘，10 月至次年2 月种植番薯、马铃薯，其余时间种植蔬菜种类不一，近年来引进种植家庭南瓜；基本无水旱轮作习惯，天气极端时期休耕撂荒。该地土壤pH 值为5.53，有效磷质量分数为32.9 mg/kg，全氮质量分数为2.00 g/kg，均属于2 级；有机质质量分数为17.3 mg/kg，速效钾质量分数为84 mg/kg，水解性氮质量分数为92 mg/kg，均属于3 级；水溶性盐总量为0.4 mg/kg，属于1 级；阳离子交换量为9.51 cmol（+）/kg，属于4 级；全硒质量分数为0.18 mg/kg，属于低硒土壤（见表4）。

样点LT地形为平原，主要种植蔬菜为马蹄笋。该地土壤pH 值为4.53，属于4 级；有机质质量分数为37.9 mg/kg，有效磷、速效钾、水解性氮质量分数分别为100.5、238.0、176.0 mg/kg，均属于1 级；全氮质量分数为0.68 g/kg，属于5 级；阳离子交换量为12.1 cmol（+）/kg，属于3级；全硒质量分数为0.46 mg/kg，属于富硒土壤（见表4）。

样点MS 地形为山地，主要种植番薯等作物，基本不轮作。该地土壤pH 值为5.00，全氮质量分数为0.84 g/kg，阳离子交换量为7.52 cmo（l+）/kg，均属于4级；有机质质量分数为27.0 g/kg，水解性氮质量分数为114 mg/kg，均属于2 级；有效磷质量分数为195.4 mg/kg，属于1级；速效钾质量分数为86 mg/kg，属于3 级；全硒质量分数为0.22 mg/kg，属于中硒土壤（见表4）。

样点GL 地形为平原，主要种植淮山药等蔬菜。土壤pH 为4.86，水解性氮质量分数为42 mg/kg，阳离子交换量为8.46 cmol（+）/kg，均属于4 级；全氮质量分数为0.71 g/kg，有机质质量分数为6.10 g/kg，均属于5 级；有效磷质量分数为206.5 mg/kg，水溶性盐总量为0.4 mg/kg，均属于1级；速效钾质量分数为113 mg/kg，属于3 级；全硒质量分数为0.05 mg/kg，属于低硒土壤（见表4）。

样点ZX 地形为平原，主要种植荸荠。该地耕地土壤pH 值为4.78，有机质质量分数为14.8 g/kg，速效钾质量分数为51 mg/kg，阳离子交换量为7.44 cmol（+）/kg，均属于4 级；有效磷质量分数为74.8 mg/kg，全氮质量分数为1.73 g/kg，属于2 级；水解性氮质量分数为94 mg/kg，属于3 级；全硒质量分数为0.09 mg/kg，属于低硒土壤（见表4）。

综上所述，研究区域内耕地都具有土壤偏酸性，有机质质量分数中等，有效磷质量分数较高，速效钾质量分数较低，水解性氮质量分数、全氮质量分数和阳离子交换量中等，盐碱度适宜的普遍特征。针对研究区域的土壤特征，为提升耕地质量，需要施用生石灰、有机肥等，改善土壤酸碱性、增加速效钾质量分数；暂缓磷肥施用。

研究区域内除样点LT外，均属于低硒、中硒土壤。与表5 中全国土壤丰度相比，样点LT、样点MS 和样点XQ 较为接近全国平均值，分别是全国背景值的2.30、1.10 和0.90 倍。与温瑞平原土壤背景值相比，只有样点LT 高于温瑞平原土壤背景值（0.26 mg/kg），为温瑞平原土壤背景值的1.77 倍。研究表明，高硒土壤常见于煤矿或富硒岩石。火山爆发、煤油燃烧等外界活动都会产生硒，再经大气沉降进入土壤。不同土层中，表层土壤硒含量普遍高于成土母质［6］。研究区域全硒较高样点土壤特征与潘金德等［7］研究结论较为相似：土壤呈较强的酸性、海拔较高和相对较低，使土壤中硒易累积、富集更明显。研究表明，在样点土壤本身全硒不高的情况下，需要在种植过程补充外源硒肥来提高农产品的硒含量［8］。

表5 各区域硒质量分数与背景值对比

2.2 耕地肥力评价

结合表6 耕地单项肥力指数和表7 耕地综合肥力指数分析，样点SY 的pH 值、水解性氮质量分数、全氮质量分数和阳离子交换量的单项肥力指数均在0.9～1.7，属于一般水平；耕层厚度、有机质质量分数、速效钾质量分数全硒质量分数单项肥力指数均小于0.9，属于缺乏；水溶性盐总量、有效磷质量分数均为3.0，属于高水平。样点LY的pH值、有机质质量分数、水解性氮质量分数和全氮质量分数单项肥力指数均在0.9～1.7，属于一般水平；速效钾质量分数、阳离子交换量、耕层厚度和全硒质量分数单项肥力指数均小于0.9，属于缺乏；水溶性盐总量和有效磷质量分数均为3.0，属于高水平。样点XQ 水解性氮质量分数单项肥力指数在0.9～1.7，属于一般水平；有机质、速效钾质量分数、阳离子交换量、耕层厚度、全氮质量分数和全硒质量分数单项肥力指数均小于0.9，属于缺乏；pH 值、有效磷质量分数和水溶性盐总量分别为2.0、2.6 和3.0，属于高水平。样点LT 耕层厚度、全氮质量分数、阳离子交换量单项肥力指数小于0.9，属于缺乏；pH 值、有机质质量分数、水解性氮质量分数、全硒质量分数单项肥力指数在0.9～1.7，属于一般水平；有效磷质量分数、速效钾质量分数、水溶性盐总量单项肥力指数分别为3.0、2.4、3.0，属于高水平。样点MS 耕层厚度、全氮质量分数、阳离子交换量和全硒质量分数单项肥力指数小于0.9，属于缺乏；pH 值、有机质质量分数、速效钾质量分数和水解性氮质量分数单项肥力指数在0.9～1.7；有效磷质量分数和水溶性盐总量单项肥力指数均为3.0，属于高水平。样点GL有机质质量分数、水解性氮质量分数、耕层厚度、阳离子交换量、全氮质量分数和全硒质量分数单项肥力指数小于0.9，属于缺乏；pH值、速效钾质量分数单项肥力指数在0.9～1.7；有效磷质量分数、水溶性盐总量单项肥力指数均为3.0，属于高水平。样点ZX 有机质质量分数、速效钾质量分数、耕层厚度、阳离子交换量和全硒质量分数单项肥力指数小于0.9，属于缺乏；pH 值、水解性氮质量分数、全氮质量分数单项肥力指数在0.9～1.7；有效磷质量分数和水溶性盐总量单项肥力指数均为3.0，属于高水平。

表6 耕地单项肥力指数

表7 耕地肥力指数

由表7 研究区域各点的综合肥力指数分析可知，研究区域综合肥力指数在0.8～1.2，其中最低为样点MS、GL（均为0.8），土壤肥力偏低，需要提高土壤中有机质质量分数、水解性氮质量分数、阳离子交换量和速效钾质量分数；最高为样点LT（1.2），土壤肥力较为一般，阳离子交换量和全氮质量分数仍需提升。

3 结论与讨论

温州市西部山区耕地土壤呈较强酸性（pH 值为4.53～5.53），质地多为黄红壤和红壤。该类型土壤受气候影响较大，肥力较低，但透水、透气性较好。在该类型耕地上种植农作物时，过量施用磷肥及滥用铵态氮肥，造成土壤酸化（磷素及氮素容易转换成硝酸盐）［9］。土壤酸性较强，容易使磷元素与铁、铝形成难溶性磷酸盐，表现出土壤对磷元素有较强的固定性，这与研究结果中样点土壤具有较高的有效磷质量分数特征较为一致。在土壤酸度提高的同时，一些重金属元素活性随之提高，增加了土壤中有效态重金属质量分数，植物更容易富集重金属元素。

温州市西部山区耕地土壤有机质质量分数为6.10～37.90 mg/kg，速效钾质量分数为27～238 mg/kg，全氮质量分数为0.68～2.00 g/kg，阳离子交换量为7.11～14.40 cmol（+）/kg。有机质是维持土壤肥力和改善土壤结构的重要因素，但部分样点土壤有机质质量分数较低。速效钾质量分数是反映土壤当季供钾能力的重要指标，速效钾质量分数越高，土壤当季供钾能力越强。5 个样点速效钾质量分数均处于较低水平，供钾能力较强。所有样点土壤全氮质量分数、阳离子交换量均处于低水平，保肥能力较差。

研究区域内部分样点土壤属于富硒、中硒水平，但在检测中达到富硒水平的农产品只占少数。土壤中的全硒质量分数仅代表土壤中各种形态硒的总和，并不代表土壤中有效硒的质量分数［10］。植物吸收利用的有效硒不超过土壤中全硒质量分数的5%［11］。提高当地农产品的硒质量分数，需要补充外源硒肥。

综上所述，研究区域现有耕地质量水平不高，肥力不足，对后续作物种植有较大影响。研究区土壤pH值、有机质质量分数、速效钾质量分数、全氮质量分数和阳离子交换量较低，原因除土壤本身肥力不高，还包括当地尚未形成测土配方施肥和科学施肥管理模式，这是山区地带发展智慧农业、推广高度机械化所面临的共性问题，也会直接影响耕地提质改造的效果［12］。

4 建议

提高研究区域耕地质量，首先需要解决当地土壤偏酸性的问题。施用生石灰或石灰石来中和土壤，提高土壤pH 值。同时，避免过量施用磷肥和铵态氮肥，减少磷素和氮素向硝酸盐态转化。然后针对土壤有机质质量分数、速效钾质量分数、全氮质量分数、阳离子交换量及全硒质量分数这几个重要指标进行重点提升。例如，科学施用有机肥料、种植绿肥可以提高土壤有机质质量分数，改善土壤结构和满足作物生长需要；勤施钾肥及钾复合肥，提高土壤中速效钾质量分数，从而提高作物对钾的吸收利用能力；以海藻源等富硒肥料作为追肥、叶面肥，提高土壤中全硒质量分数［13］。

当地政府应出台相应惠农有机肥补贴政策，这样不仅有利于提高农户使用新型有机肥的积极性，还有利于推广应用科学配方施肥技术；推广当地秸秆还田和有机肥-复合肥配方施用，改善耕地土壤酸碱性，提高土壤有机质质量分数、速效钾质量分数和阳离子交换量；建立示范基地，推行测土配方施肥，持续完善“水稻、绿肥”或者“水稻、蔬菜”轮作方案，以改善土壤结构，提升土壤保水保肥能力。当地农户应根据种植需求，制订适合地方的测土配方施肥方案，从而改善土壤酸碱度，提高耕地土壤质量，进而提高作物产量；实行合理轮作、绿肥种植、秸秆还田，提升耕地土壤保水保肥能力。