成都地区耕地土壤熟化度评价方法初探

文章编号: 1001 4829( 2014) 01 0210 05 收稿日期: 2013 03 01 基金项目: 成都市科技计划项目( 12GGYB160NC- 001) 作者简介: 李浩( 1963 ) ， 男， 四川成都人， 高级农艺师， 学 士， 主要从事土壤及植物营养方面的研究， Tel: 028- 85077110， E- mail:sccdtfz163 com。 成都地区耕地土壤熟化度评价方法初探 李浩 1， 钟文挺1， 谢丽红1， 林超文2 ( 1 成都市农业技术推广总站， 四川 成都610041; 2 四川省农业科学院， 四川 成都610066) 摘要: 为较准确地评价耕地土壤熟化度， 利用特尔斐法确定各项评价因子及权重， 通过测定 7 项相对比较容易掌握的指标， 再运 用综合评价法对耕地土壤熟化度进行评价， 并用水稻土及旱地 3 种作物的产量分值与对应的土壤评价分值进行配对相关性分析 与配对样本 t 检验显著性分析， 以判定评价结果的可信度。结果表明， 3 种作物的产量分值与对应的土壤评价分值配对相关性达 到显著水平， 其配对样本 t 检验不显著， 产量级别与土壤评价级别的平均差值均不超过 01。该评价方法具有一定的可信度。 关键词: 土壤; 熟化度; 评价 中图分类号: S153文献标识码: A Preliminary Exploration on Evaluation Method of Soil ipening Degree of Cultivated Land in Chengdu LI Hao1，ZHONG Wen- ting1，XIE Li- hong1，LIN Chao- wen2 ( 1 Chengdu Station of Agricultural Technology Extension，Sichuan Chengdu 610041，China;2 Sichuan Academy of Agricultural Sci- ences，Sichuan Chengdu 610066，China) Abstract: In order to evaluate soil ripening degree of cultivated land more accurately，the Delphi method was used to determine evaluation of factors and weight，by measuring 7 indicators which relatively easy to garasp and using the method of comprehensive evaluation to evaluate， and the paired correlation anlysis and the paired samples t- test analysis was used to test the scores of yield of 3 crops and the scores of soil e- valuation on rice soil and dryland，to detrmine the credibility of the evaluation results The results showed that the pairied correlation on the scores of yield of 3 crops and the scores of soil evaluation was significant，and the pairied samples t- test wasn t significant，the average dif- fernce bewteen the level of yield and the level of soilevaluation on the same crop was no more than 01 The method of evaluation had a cer- tain credibility Key words: Soil;ipening degree;Evaluation 耕地是人类赖以生存和发展的物质基础， 确保 其数量和质量， 不仅是经济发展的需要， 而且是社会 安定和国家安全的重要保障1 。目前， 各类非农业 用地需求大大增加， 耕地锐减， 严重制约了农业可持 续性发展 2 3 。虽然各地逐渐加大了新增和复垦耕 地的开发力度， 但由于其普遍缺少熟化的土壤耕作 层， 养分较为贫瘠， 作物产量较低， 因此， 耕地土壤熟 化势在必行4 。耕地土壤熟化是指通过改良土壤、 培肥地力等技术措施， 使土壤耕性不断改善， 肥力不 断提高， 生土变为熟土的过程， 反映到作物生产上， 表现为作物稳产、 高产性能提高。而如何评价耕地 土壤熟化度， 用什么指标来衡量， 一直没有统一的标 准。耕地土壤熟化度评价与土壤地力评价相似， 都 是综合评价土壤质量， 但其侧重点是对土壤熟化过 程及程度进行评价 5 8 。故本文利用特尔斐法与综 合评价法对耕地土壤熟化度进行了评价， 通过测定 pH 值、 全氮、 有效磷、 速效钾、 有机质、 阳离子交换 量、 容重等七项相对比较容易掌握的指标， 计算出耕 地土壤熟化度级别， 并用水稻土及旱地 3 种作物的 土壤检测结果的亩产分值、 级别与土壤评价分值、 级 别进行了配对相关性分析与配对样本 t 检验显著性 分析。该评价方法较客观地反映了耕地土壤熟化 度， 初步探索了耕地土壤熟化度的评价方法。 012 西南农业学报 Southwest China Journal of Agricultural Sciences 2014 年 27 卷 1 期 Vol. 27No. 1 1材料与方法 1 1研究区域 成都市位于四川盆地西部， 介于 10254E 10453E 和3005N 3126N， 面积12 390 km2 ， 平 均海拔约 500 m， 属亚热带季风气候， 年均气温 16 ， 年均降水量 1000 mm， 多云雾， 短日照。成都地 势差异显著， 东南低， 西北高， 耕地面积约占总土地 面积的 35 %。成都素有“天府之国” 的美誉， 主要 粮油作物为水稻、 小麦、 油菜等。 1 2土样采集与作物计产 本次土样采集于 2012 年 4 月至 10 月， 在成都 市大邑县的 10 个水稻田分别采集 30 个样本( 每个 田采3 个土壤样本， 下同) ， 在邛崃市的10 个小麦田 分别采集 30 个样本， 在金堂县的 10 个油菜田分别 采集 30 个样本， 共计 90 个样本。土样采用 S 形取 样法， 多点取样、 混匀缩分、 风干制样后备用。在 3 种作物收获时对每一块田进行计产。 1 3评价方法 13 1选取指标耕地土壤熟化度评价首先运用 特尔斐法， 组织相关专家进行了指标选取。笔者结 合四川省第二次土壤普查土壤养分分级指标 、 全 国耕地类型区、 耕地地力等级划分 标准( NY/T309- 1996) 、 四川省粮田建设等级标准 ( DB51/T846- 2008) 、 补充规定质量验收评定技术规范( 试行) ( 农办农2012 35 号) 以及可操作性等方面的考 虑， 最终确定了 pH、 全氮、 有效磷、 速效钾、 有机质、 阳离子交换量、 容重等 7 项指标 9 。为鉴别土壤是 否熟化， 特设定如有以下任一情况均不作为熟化土 壤进行评价: pH 小于 3 或大于 9; 全氮含量小于 0 5 g/kg; 有效磷含量小于 3 mg/kg; 速效钾含量小于 30 mg/kg; 有机质含量小于 6 g/kg; 阳离子交换量小于 3 cmol(+ ) /kg; 容重小于 1 g/cm3或大于 1 6 g/ cm3; 地形坡度大于 25。 13 2确定权重通过特尔斐法， 笔者结合参考文 献 10 ， 对各项目因子进行了权重赋值， 各因子权 重如表 1。 13 3耕地土壤熟化度评价首先通过等距法对 熟化度进行分级， 将耕地土壤熟化度分为 5 级， 然后 运用综合评价法， 把项目权重与分级标准相结合， 按 百分制计算， 形成耕地土壤熟化度评价体系， 分级标 准见表 2。 耕地土壤熟化度最终反映到作物生产水平上， 因此在农业生产条件一致的情况下， 作物产量的高 低最能体现出土壤熟化度， 并可以此检验土壤评价 结果正确与否。在此选择成都市水稻、 小麦、 油菜的 大宗品种 2009 2011 年平均产量水平来反映土壤 熟化程度( 表 3) 。 表 1因子权重 Table 1Factors of weight pH 全氮 TN 有效磷 AP 速效钾 AK 有机质 OM 阳离子交换量 CEC 容重 b 0150 110 08009026012019 表 2耕地土壤熟化度评价分级标准 Table 2The evaluation classification criterion of soil ripening degree of cultivated land 评价项目 Evaluation of project 等级 Level 分值 Scores pH 全氮 ( g/kg) TN 有效磷 ( mg/kg) AP 速效钾 ( mg/kg) AK 有机质 ( g/kg) OM 阳离子 交换量 ( cmol(+ ) /kg) CEC 容重 ( g/cm3) b 1 级 熟化度高 ( 100 分) 1006 51 7 0020002000200400020001000 1150 2 级 熟化度较高 ( 90 100 分) 90 5 91 6 50 7 01 7 60 1 501 20001501 2000151 2003001 40001501 2000 1151 1300 3 级 熟化度中等 ( 80 90 分) 80 5 31 5 90 7 61 8 20 1 001 15001001 1500101 1502001 30001001 1500 1301 1450 4 级 熟化度较低 ( 70 80 分) 70 5 00 5 30 8 21 8 50 0 750 1000 500 100050 1001000 2000 500 1000 1451 1600 5 级熟化度低 ( 60 70 分) 60 5 00 或 8 50 0750500501000500 1000 或 1600 1121 期李浩等: 成都地区耕地土壤熟化度评价方法初探 表 3耕地土壤熟化度各级作物产量水平 Table 3The production level of soil ripening degree of cultivated land at all levels of crop( kg/hm2) 等级 Level 水稻 ice 小麦 Wheat 油菜 Cole 1 级 熟化度高( 100 分)1050000600000300000 2 级 熟化度较高( 90 100 分)9000 01 1050000525001 600000255001 300000 3 级 熟化度中等( 80 90 分)7500 01 900000450001 525000210001 255000 4 级 熟化度较低( 70 80 分)6000 00 750000375000 450000165000 210000 5 级 熟化度低( 60 70 分)600000375000165000 注: 数据来源于成都市 2009 2011 年统计年鉴。 Note: The statistical yearbook of Chengdu in 2009 2011 其中， 水稻每 150 kg/hm2为 1 分， 小麦每 150 kg/ hm2为 2 分， 油菜每 150 kg/hm2为 3 分， 等级 5 除 外。 2结果与分析 2 1土壤检测 测定土壤理化性质， 得到样本 pH、 全氮、 有效 磷、 速效钾、 有机质、 阳离子交换量、 容重的数据， 通 过剔除异常值与求平均值并与每一个田的产量数据 相结合， 得到最终的 30 个样本的测定结果。从检测 结果可以看出， 供试土壤的有机质含量变幅较大， 为 11 91 41 74 g/kg， 平均为 28 39 g/kg。而有机质 是决定土壤熟化度高低重要的指标之一， 与成都 耕地 2008 年统计的平均土壤有机质含量 27 1 g/ kg 相比， 本地区土壤的有机质处于中等水平。供试 土壤的全氮含量为 0 62 2 74 g/kg， 平均为 1 61 g/kg; 有效磷含量为 4 5 36 7 mg/kg， 均值为 12 87 mg/kg; 速效钾含量为 72 184 mg/kg， 均值 105 24 mg/kg。而氮、 磷、 钾是三大主要营养元素， 对作 物的生长具有十分重要的意义， 与成都耕地 2008 年统计的平均土壤全氮、 有效磷、 速效钾含量 1 7 g/ kg、 22 53 mg/kg、 88 65 mg/kg 相比， 本地区土壤的 全氮、 有效磷、 速效钾分别处于中等偏下水平、 较低 水平、 中等偏上水平， 全氮， 特别是有效磷需要适当 的补充11 。供试土壤的 pH 为 6 53 8 41， 均值为 7 67， 没有 pH 5 5 的酸性土壤， 表明本地区没有 土壤酸化问题。供试土壤的阳离子交换量为 13 41 30 78 cmol(+ ) /kg， 平均为 23 8 cmol(+ ) /kg， 处于较高水平， 表明土壤保肥性能好。供试土壤的 容重为1 03 1 39 g/cm3， 平均为1 16 g/cm3， 表明 大部分土壤质地较轻， 通水、 通气性较好， 利于耕作。 从产量上来看， 同种作物在不同田块上的产量具有 一定的差异性。 2 2土壤评价 表 4土壤检测结果评价 Table 4The evaluation of results of soil test 编号 ID 分值 Scores 级别 Level pH 氮 TN 有效磷 AP 速效钾 AK 有机质 OM 阳离子 交换量 CEC 容重 b 土壤评价 Soil evaluation 产量 Yield 土壤评价 Soil evaluation 产量 Yield 水稻1209 96 46 323412017187188033 水稻1209 96 46 323412017187187033 水稻1209 96 46 323412015285285033 水稻1209 95 66 323412015284484033 水稻1209 96 47 223412017188087033 水稻1059 96 46 323412017185684033 水稻1209 98 06 323412015286885033 水稻1209 96 46 323412015285285033 水稻1209 96 46 323412017187186033 水稻1209 94 86 323412017185580033 小麦1356 66 47 21829619080584033 小麦1206 65 67 218212017178776044 小麦1357 75 67 218212019083286033 212西南农业学报27 卷 续表 4 Continued table 4 编号 ID 分值 Scores 级别 Level pH 氮 TN 有效磷 AP 速效钾 AK 有机质 OM 阳离子 交换量 CEC 容重 b 土壤评价 Soil evaluation 产量 Yield 土壤评价 Soil evaluation 产量 Yield 小麦1356 65 67 218212019082188033 小麦1356 65 67 218212019082184033 小麦1207 75 67 218212019081780033 小麦1508 86 47 218212019083682033 小麦1507 78 06 318212019086286033 小麦1506 65 07 218212019083682033 小麦1508 88 08 118212019089188033 油菜12011 08 06 326012019094395022 油菜13511 06 47 223410819091399022 油菜12011 06 46 323412019090193022 油菜12011 07 27 223412019091898022 油菜12011 06 46 323410819088987033 油菜13511 07 27 223412019093394022 油菜12011 06 47 223412017189187033 油菜12011 05 66 326012019091995022 油菜12011 06 47 223412019091092022 油菜1209 96 47 223412019089993032 由于所有的土壤样本均达到了本评价方法中各 项评价指标的最低标准， 故运用本方法得出每个样 本的评价分值， 由表 4 可以看出， 10 个水稻田的土 壤评价分值为 84 4 88 0 分， 平均为 86 2 分， 评价 级别均为 3 级; 其产量评价分值为 80 0 88 0 分， 平均为 85 1 分， 评价级别均为 3 级。结果表明所有 水稻田熟化度均为中等水平。10 个小麦田的土壤 评价分值为 78 7 89 1 分， 平均为 83 1 分， 评价级 别为 3 4 级， 其中 4 级为 1 个; 其产量评价分值为 76 0 88 0 分， 平均为 83 6 分， 评价级别为 3 4 级， 其中 4 级为 1 个。结果表明大部分小麦田熟化 度为中等水平， 2 号田块的熟化度为较低水平。10 个油菜田的土壤评价分值为 88 9 94 3 分， 平均为 91 2 分， 评价级别为 2 3 级， 其中 3 级为 3 个; 其 产量评价分值为 87 0 99 0 分， 平均为 93 3 分， 评 价级别为 2 3 级， 其中 3 级为 2 个。结果表明大部 分油菜田熟化度为较高水平， 5、 7 号田块的熟化度 为中等水平， 10 号田块因 2 个分值的平均值为 91 5 分， 故熟化度为较高水平的可能性更大。 2 3配对相关性与配对样本 t 检验显著性分析 由表 5、 表 6 可知， 水稻田的配对相关性显著， 配对样本 t 检验不显著; 小麦田的配对相关性显著， 配对样本 t 检验不显著; 油菜田的配对相关性显著， 配对样本 t 检验不显著。因此， 土壤质量与产量具 有较高的正相关性， 且两者分数没有明显的差异。 但同时也可看出， 由于农业生产过程的复杂性， 产量 除土壤本身影响之外， 还受到施肥、 管理等因素的影 响， 单从土壤看也有例外的情况， 如油菜 10 号田块 的土壤与产量评价结果存在较大差异。可以推断， 在相同农业生产条件下， pH、 容重适中， 全氮、 有效 表 5土壤检测结果评价配对相关性分析 Table 5The paired correlation analysis of soil test 编号 ID 观测值 N 相关系数 Correlation 显著性 Sig 水稻田产量分值 水稻田土壤评价分值100640046* 小麦田产量分值 小麦田土壤评价分值100660036* 油菜田产量分值 油菜田土壤评价分值100640046* 3121 期李浩等: 成都地区耕地土壤熟化度评价方法初探 表 6土壤检测结果配对样本 t 检验显著性分析 Table 6The paired samples t- test significant analysis of soil test 编号 ID 均值 Mean 标准差 Std deviation 标准误 Std error mean 平均值的差值 95 %置信区间 95 %Confidence interval of the difference 下限 Lower 上限 Upper t 值 t 自由度 df 显著性 Sig ( 2- tailed) 水稻田产量分值 水稻田土壤评价分值1 1017405501423420090077 小麦田产量分值 小麦田土壤评价分值0 522 8409025515105890580 油菜田产量分值 油菜田土壤评价分值2 143161004401221590061 磷、 速效钾、 有机质含量较高、 阳离子交换量较高的