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耕地地力单因子评价

时间:2022-11-15 百科知识 版权反馈
【摘要】:耕地地力评价是指根据耕地所在地的气候、地形地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施等要素相互作用表现出来的综合特征,对农田生态环境优劣、农作物种植适宜性、耕地潜在生物生产力高低进行评价。耕地地力评价采样点分布见彩图4。采样同时,填写测土配方施肥采样地块基本情况调查表和农户施肥情况调查表。自检的化验分析质量控制严格按照农业部《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》等有关规定执行。

第二章 耕地地力评价

耕地地力是指在当前管理水平下,由土壤本身特性、自然背景条件和农田基础设施等要素综合构成的耕地生产能力。

耕地地力评价是指根据耕地所在地的气候、地形地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施等要素相互作用表现出来的综合特征,对农田生态环境优劣、农作物种植适宜性、耕地潜在生物生产力高低进行评价。

第一节 耕地地力评价内容与方法

一、野外调查和土样检测

(一)土样采集

1.采样点布设。采样点布设是土壤测试的基础,采样点布设是否合理直接关系到地力调查的准确性和代表性。按照农业部统一的测土配方施肥技术规范和要求,我县首先做好全县农作物种植基本情况调查,按照种植结构、模式和分布情况,制订了详细的采样规划。按照一般粮油作物平均150亩左右取一个土样,茶叶、水果、瓜果、蔬菜、蚕桑平均100亩左右取一个土样,划分采样单元,确定采样数量。充分考虑地形地貌、土壤类型与分布、肥力高低、作物种类等,保证采样点具有典型性、代表性和均匀性。耕地地力评价采样点分布见彩图4。

2.采集时间。采样时间为作物收获后或播种施肥前,设施蔬菜在晾棚期采集,果园在果品采摘后的第一次施肥前采集,幼树及未挂果果园,在清园扩穴施肥前采集。

3.采集方法。在采样田块的中心用GPS定位仪进行定位,并按调查表格的内容逐项如实调查、填写采样田块的信息。长方形地块采用“S”法,近方形田块采用“X”法或棋盘形采样法,蔬菜及多年生经济作物还应按照地块的沟、垄面积比例确定沟、垄取土点位的数量。果园采样要以树干为原点向外延伸到树冠边缘的2/3处采集,每株对角采2点,以最大限度的克服耕作、施肥等农事操作所造成的误差。采样深度0~20厘米,每个地块取10~15个分样点土壤,同时挑出植物根系、秸秆、石块、虫体等杂物,各分样点充分混合后,用四分法留取1千克左右组成一个土壤样品。并填写两张标签,内外各具,注明采样编号、采样地点、采样人、采样日期等。测定土壤容重的土样应在野外调查时取样,方法为环刀法,利用一定容积的环刀切割未搅动的自然状态的土壤,使土壤充满其中,一般适用于除坚硬和易碎的土壤以外各类土壤容重的测定,每点采表土3个环刀样。采样同时,填写测土配方施肥采样地块基本情况调查表和农户施肥情况调查表。

4.土样采集总量。按以上操作规程,我县在2009—2011年采集土样2257个。其中水田取样915个,旱地取样618个,茶园取样231个,果园取样288个,桑园取样182个,其他23个。2012年,又根据浙江省农科院数字农业研究所的布点要求采集测土配方施肥补充土样89个。

(二)田间调查

田间调查主要通过两种方式来实现:一是野外实地调查和测定;二是收集和分析相关调查成果和资料。为确保调查内容准确性、一致性,保证调查过程万无一失,根据表格设计内容,编制了调查表格的填表说明,对调查人员进行专项培训。在实际操作过程中,要求工作人员必须现场取样,现场调查,以确保调查内容真实有效。调查的内容分为3个方面:自然成土因素、土壤剖面形态和农业生产条件。

1.自然成土因素的调查。主要通过咨询当地气象站,获得积温、无霜期、降水等相关资料;查阅《桐庐土壤》相关资料,并辅以实地考察与调研分析,掌握了桐庐县海拔高度、坡度、地貌类型、成土母质等自然成土要素。

2.土壤剖面形态的观察。在查阅《桐庐土壤》的基础上,通过对实地土壤剖面的实际调查和观察,基本掌握了桐庐县内各地区不同土壤的土层厚度、土体结构、土壤质地、土壤孔隙度、土壤排水状况、土壤侵蚀情况等相关信息。

3.农业生产条件的调查。根据《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》野外调查规程,设计了《测土配方施肥采样地块基本情况调查表》和《农户施肥情况调查表》等2种调查表,对水田、茶、果、蔬和桑园等生产与环境条件分别开展了调查,调查的内容主要包括:采样地点、户主姓名、采样地块面积、当前种植作物、前茬种植作物、作物品种、土壤类型、采样深度、立地条件、剖面性状、土地排灌状况、污染情况、种植制度、种植方式、常年产量水平、设施类型、投入(肥料、农药、种子、机械、灌溉、农膜、人工、其他)费用及产销收入情况。

本次耕地地力评价共调查桐庐县耕地、园地面积46.5万亩(耕地33.26万亩,园地13.24万亩)。

(三)样品检测

1.土壤样品的制备。野外采回的土壤样品置于干净整洁的室内通风处自然风干,同时尽量捏碎并剔除侵入体。风干后的土样经充分混匀后,按照不同的分析要求研磨过筛,装入样品瓶中备用,并写明必要的信息。样品分析工作结束后,将剩余土样封存,以备后用。用于土壤颗粒组成、pH值、盐分、交换性能及有效养分等项目测定的土样过2毫米孔土筛;供有机质、全氮等项目测定的土样过0.25毫米孔土筛。

2.分析项目与分析方法。土壤样品分析测定严格按照农业部《测土配方施肥技术规范》和《浙江省测土配方施肥项目工作规范》进行。到目前为止,共分析样品数1993个,检测了土壤容重、砾石度、土壤质地、pH值、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量、水溶性盐总量、有效铁、有效锌、有效锰、有效铜和有效硼等项目。各项测定方法见表2-1。

表2-1 地力检测方法

续表

3.分析质量控制。我县的样品分析是通过自检和对外送检相结合的形式进行的。自检的化验分析质量控制严格按照农业部《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》等有关规定执行。化验分析方法采用国家标准或行业标准,对每批样品都做两个空白样进行基础实验控制;每次标准曲线的相关系数r都要求大于0.99,对相关系数r小于0.99的要求重做;每批样品分析时都做两个平行。平行双样测定结果其误差范围小于5%为合格,个别大于5%的重做;每批样品都使用标准样品,进行内参样掺插,判断检测是否准确。若标准样检测结果超出误差范围,此批检测所有样品重新检测,确保实验数据正确、准确和精确。并且实验室建立了统一的实验记录标准,详细记录实验数据及操作过程,做到数据的可追溯性,原始实验记录由分析和审核人员签字存档。对外送检均选择具有资质的检测机构进行检测。我县对外送样主要由浙江大学环境与资源学院资源科学系化验室检测和杭州市植保土肥总站化验室完成。

二、评价依据及方法

耕地地力评价是指耕地在一定利用方式下,在各种自然要素相互作用下所表现出来的生产能力的综合评价,并根据耕地潜在生物生产能力的高低划分出地力等级。由于在一个较小的区域范围内(县域),气候因素相对一致,因此耕地地力评价可以根据所在县域的地形地貌、成土母质、土壤理化性状、农田基础设施等因素相互作用表现出来的综合特征,揭示耕地潜在生物生产力,而作物产量是衡量耕地地力高低的指标。准确评价耕地地力,科学规范的评价方法及其重要。

(一)评价原则与依据

1.评价的原则。耕地地力就是耕地的生产能力,是在一定区域内一定的土壤类型上,耕地的土壤理化性状、所处自然环境条件、农田基础设施及耕作施肥管理水平等因素的总和。根据评价的目的要求,在桐庐县耕地地力评价中,遵循如下几个基本原则:

1.1 综合因素研究与主导因素分析相结合的原则。土地是一个自然经济综合体,是人们利用的对象,对土地质量的鉴定涉及自然和社会经济多个方面,耕地地力也是各类要素的综合体现。所谓综合因素研究,是指对地形地貌、土壤理化性状、相关社会经济因素之总体进行全面的研究、分析与评价,以完整地了解耕地地力状况。主导因素是指对耕地地力起决定作用的、相对稳定的因子,在评价中要着重对其进行研究分析。因此,把综合因素与主导因素结合起来进行评价可以对耕地地力做出科学准确的评定。

1.2 共性评价与专题研究相结合的原则。桐庐县耕地利用存在水田、旱地、园地等多种类型,土壤理化性状、环境条件、管理水平等不一,因此耕地地力水平有较大的差异。考虑到县域内耕地地力的系统和可比性,一方面,应选用统一的共同的评价指标和标准,即耕地地力的评价不针对某一特定的利用类型;另一方面,为了了解不同利用类型的耕地地力状况及其内部的差异情况,应对有代表性的主要类型如蔬菜地、油菜田等进行专题的深入研究。这样,共性评价与专题研究相结合,使整个的评价和研究具有更大的应用价值。

1.3 坚持定量和定性相结合的原则。土地系统是一个复杂的管理系统,定量和定性要素共存,相互作用,相互影响。因此,为了保证评价结果的客观合理,宜采用定量和定性评价相结合的方法。在总体上,为了保证评价结果的客观合理,尽量采用定量评价方法,对可定量化的评价因子如有机质等养分含量、土层厚度等按其数值参与计算,对非数量化的定性因子如土壤表层质地、土体构型等则进行量化处理,确定其相应的指数,并建立评价数据库,以计算机进行运算和处理,尽量避免人为随意性因素影响。在评价因素筛选、权重确定、评价标准、等级确定等评价过程中,尽量采用定量化的数学模型,在此基础上则充分运用专家知识,对评价的中间过程和评价结果进行必要的定性调整,定量与定性相结合,从而保证了评价结果的准确、合理。

1.4 采用GIS支持的自动化评价方法的原则。自动化、定量化的土地评价技术方法是当前土地评价的重要方向之一。近年来,随着计算机技术,特别是GIS技术在土地评价中的不断应用和发展,基于GIS的自动化评价方法已不断成熟,使土地评价的精度和效率大大提高。本次的耕地地力评价工作将通过数据库建立、评价模型及其与GIS空间叠加等分析模型的结合,实现全数字化、自动化的评价流程,在一定的程度上代表了当前土地评价的最新技术方法。

2.评价的依据。耕地地力是耕地本身的生产能力,开展耕地地力评价主要是依据与此相关的各类自然和社会经济要素,具体包括3个方面:

2.1 耕地地力的自然环境要素。包括耕地所处的地形地貌条件、水文地质条件、成土母质条件以及土地利用状况等。

2.2 耕地地力的土壤理化要素。包括土壤剖面与土体构型、耕层厚度、质地、容重等物理性状,有机质、氮、磷、钾等主要养分、微量元素、酸碱度、阳离子交换量等化学性状。

2.3 耕地地力的农田基础设施条件。包括耕地的灌排条件、水土保持工程建设、培肥管理条件等。

(二)评价技术流程

耕地地力评价工作分为准备阶段、调查分析阶段、评价阶段和成果汇总阶段等4个阶段,其具体的工作步骤如图2-1所示。

图2-1 耕地地力评价技术流程图

(三)评价指标

1.耕地地力评价的指标体系。耕地地力即耕地生产能力,是由耕地所处的自然背景、土壤本身特性和耕作管理水平等要素构成的。耕地地力主要由三大因素决定:一是立地条件,就是与耕地地力直接相关的地形地貌及成土条件,包括成土时间与母质;二是土壤条件,包括土体构型、耕作层土壤的理化性状、土壤特殊理化指标;三是农田基础设施及培肥水平等。为了能比较准确地反映桐庐县耕地地力水平,以分出全县耕地地力等级,在参照浙江省耕地地力分等定级方案及兄弟单位工作经验的基础上,结合桐庐县实际,我们选择了地貌类型、坡度、冬季地下水位、地表砾石度、土体剖面构型、耕层厚度、耕层质地、容重、pH值、阳离子交换量、有机质、有效磷、速效钾、排涝抗旱能力等14项因子,作为桐庐县耕地地力评价的指标体系。其共分三个层次:第一层为目标层,即耕地地力;第二层为状态层,其评价要素是在省级状态层要素中选取了4个,它们分别是立地条件、剖面性状、理化性状、土壤管理;第三层为指标层,省定15个指标要素,其中评价要素与省级指标层基本相同(详见表2-2)。

表2-2 桐庐县耕地地力评价指标体系

2.评价指标分级及分值确定。本次地力评价采用因素(即指标,下同)分值线性加权方法计算评价单元综合地力指数,因此,首先需要建立因素的分级标准,并确定相应的分值,形成因素分级和分值体系表。参照浙江省耕地地力评价指标分级分值标准,经市、县专家评估比较,确定桐庐县各因素的分级和分值标准,分值1表示最好,分值0.1表示最差(见表2-3)。

表2-3 桐庐县耕地地力评价指标分级与分值表

续表

3.确定指标权重。对参与评价的14个指标确定权重体系,参照浙江省耕地地力评价指标体系中的权重分配,具体数值见表2-4。

表2-4 桐庐县耕地地力评价体系各指标权重

(四)评价方法

1.计算地力指数。应用线性加权法,计算每个评价单元的综合地力指数(IFI)。计算公式为:

其中:∑为求和运算符;Fi为单元第i个评价因素的分值,wi为第i个评价因素的权重,也即该属性对耕地地力的贡献率。

2.划分地力等级。应用等距法确定耕地地力综合指数分级方案,将桐庐县耕地地力等级分为以下6级。见表2-5。

表2-5 桐庐县耕地地力评价等级划分表

(五)地力评价结果的验证

1.标准农田质量分等定级与当地生产情况核实。2008年,我县根据《浙江省人民政府关于开展全省标准农田及粮食生产能力调查工作的通知》(浙政发明电〔2008〕54号)精神,组织开展了全县标准农田的地力调查与分等定级工作,共采集分析有代表性的土样321个,调查农户种植生产情况321户。按照《浙江省标准农田分等定级技术规范》,全县14.03万亩标准农田分等定级结果是:一等田中的一级地没有,二级地占24.0%;二等田占75.3%,其中三级地占59.7%,四级地占15.6%;三等田五级地只占0.7%,没有六级地。同年,桐庐县农业局组织相关人员和乡镇责任农技员,到所在镇(乡、街道)分区块调查近三年农作物生产情况,并与标准农田分等定级成果进行核实,经核查,我县标准农田分等定级结果与当地生产实际情况相符合。

2.耕地地力评价结果与标准农田分等定级结果对比。参加本次耕地地力评价的总面积为465035亩,评价结果表明:桐庐县耕地质量以中等为主,二等田(地)占耕地总面积的89.5%;一等田(地)占耕地总面积的10.0%,没有一级田(地);三等田(地)仅占0.5%,没有六级田(地)。为了检验本次耕地地力的评价结果,浙江省农科院数字农业研究所采用经验法,以2008年标准农田分等定级成果为参考,借助GIS空间叠加分析功能,对本次耕地地力评价与2008年标准农田地域重叠部分的评价结果(分等定级类别)进行了吻合程度分析,结果表明,此次地力评价结果中属于标准农田区域范围的耕地其地力等级与标准农田分等定级结果吻合程度达82.9%,由此可以推断,本次耕地地力评价结果是合理的。

三、耕地地力与配方施肥信息系统的建立与应用

(一)构建耕地地力与配方施肥信息系统的意义

我县通过这次耕地地力的调查,获取了区域地形地貌、土壤类型、耕作制度、农田水利基础设施、采样地块的经纬度、地貌类型、坡度、地下水位、施肥情况、肥力水平、障碍因素等基础数据,以及采样地块耕层土壤氮、磷、钾及微量元素等养分含量和pH值、耕层厚度、容重等理化性状。为了科学规范管理和有效应用这些海量数据,并为桐庐县农业生产用肥提供最佳施肥方案,我们在浙江省农科院数字农业研究所的技术支持下,构建了桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统。

耕地资源信息化管理是掌握耕地质量动态变化、更好地指导和服务农民实施测土配方施肥的有效手段,是建立耕地质量动态监测预警系统、保护和提高耕地质量的重要基础,是推进数字农业和现代农业建设、提高农业信息化水平的必然要求,并为今后耕地资源的合理开发利用提供科学依据。耕地地力评价涉及地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和现代计算机制图等新技术,以地理信息系统为基础平台建立耕地地力与配方施肥信息系统,不仅可以实现这些信息资源的共享,而且可以大大提高耕地地力评价的精度和速度。基于“3S”等现代技术,从传统的农业专家到田头手把手地指导,转为利用现代信息技术进行社会化的服务,实现以点测土、全面指导、高效服务是完全可行的。

(二)资料的收集与整理

桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统以桐庐县行政区域内耕地资源为管理对象,综合集成了传统农业技术和全球定位系统、计算机处理技术、地理信息系统等当代先进技术手段,建立包括基础地理要素、耕地地力调查、土地利用现状等内容的数据库,构建耕地地力评价、测土配方施肥决策和管理平台,为农业决策者、农民和农业技术人员提供耕地地力动态变化、施肥咨询、作物营养诊断等多方位的信息服务。该系统由多种信息构成,以耕地的各个性状要素为基础,同时包括了各类自然和社会经济要素方面的资料。收集的信息包括以下几个方面:

1.野外调查资料。包括地形地貌、土壤母质、水文、土层厚度、土体构型、表层质地、耕地利用现状、灌排条件、作物长势产量、管理措施水平等。

2.室内分析资料。包括有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等大量养分分析数据,有效铜、锌、铁、锰等微量养分分析数据以及pH值、土壤容重、阳离子交换量和盐分等的分析数据。

3.社会经济统计资料。包括以行政区划为基本单位的人口、土地面积、作物及蔬菜、水果面积,以及各类投入产出等社会经济指标数据。

4.图件资料。主要包括桐庐县1∶50000的行政区划图、地形图、土壤图以及最新的1∶10000的土地利用现状图等。

5.其他文字资料。包括年粮食单产、总产、种植面积统计资料,农村及农业生产基本情况资料,历年土壤肥力监测点田间记载及分析结果资料,历年化肥施用统计资料,近几年主要粮食作物、主要品种产量构成资料以及桐庐县第二次土壤普查的部分成果。

(三)空间数据库的建立

在对收集图件进行筛选、整理、命名、编号的基础上,对图形进行预处理,按设计要求对图层要素进行整理与删选,以达到简化数字化工作的目的。地图数字化工作包括几何图形数字化与属性数字化。属性数字化采用键盘录入方法。图形数字化的方法很多,其中常用的方法是手动跟踪数字化和扫描屏幕数字化两种,本次采用的是扫描后屏幕数字化,其操作过程具体如下:先将经过预处理的原始地图进行大幅面的扫描仪扫描成300dpi的栅格地图,然后在ArcMap中打开栅格地图,进行空间定位,确定各种容差之后,进行屏幕上手动跟踪图形要素而完成数字化工作;数字化完成之后对数字地图进行矢量拓扑关系检查与修正;然后再对数字地图进行坐标转换与投影变换。所有矢量数据统一采用高斯—克吕格投影,3度分带,中央经线为东经120°,大地基准坐标系采用西安1980坐标系,高程基准采用1985国家高程基准。最后,所有矢量数据都转换成ESRI的Shapefile文件。桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统空间数据库包含的主要矢量图层见表2-6。

表2-6 耕地资源管理信息系统空间数据库主要图层一览表

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(四)属性数据库的建立

属性数据包括空间属性数据与非空间属性数据,前者指与空间要素一一对应的要素属性,后者指各类调查、统计报表数据。耕地地力与配方施肥信息系统属性数据在满足《县域耕地资源管理信息系统数据字典》要求的基础上,根据桐庐县实际加以适当补充,对空间属性信息数据结构进行了详细定义。表2-7、表2-8、表2-9、表2-10分别描述了土地利用现状要素、土壤类型要素、耕地地力调查取样点要素、耕地地力评价单元要素的数据结构定义。

表2-7 土地利用现状图要素属性结构表

表2-8 土壤类型图要素属性结构表

表2-9 耕地地力调查取样点位图要素属性结构表

续表

表2-10 耕地地力评价单元图要素属性结构表

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空间数据库和属性数据库是在Excel、Access、FoxPro下分别建立的,最终通过ArcGIS的Join工具实现数据关联,入库后它们均可独立于其他数据库和地理信息系统。具体操作过程为:在数字化过程中建立每个图形单元的标识码,同时在Excel中整理好每个图形单元的属性数据,接着将此图形单元的属性数据转化成用关系数据库软件FoxPro的格式,最后利用标识码字段,将属性数据与空间数据在ArcMap中通过Join命令操作,这样就完成了空间数据库与属性数据库的连接,形成统一的数据库,也可以在ArcMap中直接进行属性定义和属性录入。本系统的非空间属性信息,主要通过Microsoft Access 2007存储,包括桐庐县—浙江省土种对照表、农业基本情况统计表、社会经济发展基本情况表、历年土壤肥力监测点情况统计表、年粮食生产情况表等。

(五)系统总体设计

桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统以行政区域内耕地资源为管理对象,主要应用地理信息系统技术对辖区的地貌、土壤、土地利用、农田水利、农业生产基本情况、基本农田保护区等资料进行统一管理,构建耕地资源基础信息系统,并将此数据平台与各类管理模型结合,对辖区内的耕地资源进行系统的动态的管理,为农业决策者、农民和农业技术人员提供耕地质量动态变化、土壤适宜性、施肥咨询、作物营养诊断等多方位的信息服务。系统的开发过程及功能如图2-2所示。

(六)耕地地力与配方施肥信息系统的主要功能

桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统总体上划分为基础信息、地力状

图2-2 系统层次描述图

况、配方施肥、作物诊断与管理维护五大部分,前四个部分为普通模块,主要是各类耕地资源信息的展示、查询、统计,以及作物施肥建议卡生成应用等,管理维护模块负责信息内容的更新维护,包括数据、评价指标体系、作物施肥知识建立等。基础信息部分集成了桐庐县基础地理要素、农田水利、农业产业等信息;地力状况模块集成桐庐县耕地地力调查取样点的分布、耕地地力等级分布以及耕地pH值、有机质、速效钾、有效磷和碱解氮等级分布等信息;配方施肥模块以乡镇(街道)为单元建立了各乡镇(街道)采样点的养分状况及相应农田作物的推荐施肥量的查询信息,并配有测土配方施肥建议卡;作物诊断模块以图文并茂的方式给出了主要作物营养元素的缺素症状。利用该系统开展了耕地地力评价、耕地养分状况评价、耕地地力评价成果统计分析及成果专题图件制作。

1.基本功能。基本功能主要包括信息的展示、查询检索,具有GIS的基本功能,包括地图的放大、缩小、漫游、图属双向查询等等。

2.耕地地力评价。耕地地力评价功能包括:评价区划分、评价指标选择、指标权重及分级规则设置、地力指数计算与等级划分。

2.1 确定评价单元。本系统采用的基础图件(土地利用现状图)比例尺足够大,能够满足单元内部属性基本一致的要求。因此,在评价时直接从1∶10000土地利用现状图上提取耕地信息,形成耕地地力评价单元图,基本评价单元图上共有27333个单元。这样,更方便与国土部门数据的衔接管理。

2.2 单元因素属性赋值。耕地地力评价单元图除了从土地利用现状单元继承的属性外,对于参与耕地地力评价的因素属性及土壤类型等通过以下几种方法进行赋值。

空间叠加方式。对于地貌类型、排涝抗旱能力等成较大区域连片分布的描述型因素属性,先手工描绘出相应的底图,然后数字化建立各专题图层,如地貌分区图、抗旱能力分区图等,再把耕地地力评价单元图与其进行空间叠加分析,从而为评价单元赋值。同样,从土壤类型图上提取评价单元的土壤信息。由于存在评价与专题图上的多个矢量多边形相交的情况,本系统采用以面积占优方法进行属性值选择。

以点代面方式。对于剖面构型、质地等一般描述型属性,根据调查点分布图,利用以点代面的方法给评价单元赋值。当单元内含有一个调查点时,直接根据调查点属性值赋值;当单元内不包含一个调查点时,一般以土壤类型作为限制条件,根据相同土壤类型中距离最近的调查点属性值赋值;当单元内包含多个调查点时,需要对点作一致性分析后再赋值。

区域统计方式。对于耕层厚度、容重、有机质、有效磷等定量属性,按以下方式进行赋值:首先将各个要素进行Kriging空间插值计算,并转换成Grid数据格式;然后分别与评价单元图进行区域统计(Zonal Statistics)分析,获取评价单元相应要素的属性值。通过赋值,使每一评价单元图都有相应的14个评价要素的属性信息。

2.3 指标权重及分级规则。系统默认给出了全省的一个权重分配和指标分级打分规则表,作为参考,在开展评价工作时,根据桐庐县的实际情况进行适当调整。

2.4 地力指数计算与等级划分。首先计算耕地地力综合指数,然后按照全省统一的等级划分体系进行等级划分,最后归入全国耕地地力等级体系。

3.统计分析和报表生成。耕地地力评价涉及大量的调查与测定数据,也产生多种评价结果数据,为便于数据的汇总、分类统计与比较,系统提供多种方式的统计分析工具,包括总体统计分析、分类统计分析、多要素统计分析。可进行:

3.1 评价结果总体统计分析。提供区域内分等级、区域间分等、区域间分级、指定田畈分等级等多种统计方式;在执行统计后,可以通过“图示表达”按钮,用柱状图、饼状图等形象反映统计结果,也可以直接打印输出,或导出到Excel表供用户使用。

3.2 评价结果分类统计分析。对全县或各乡镇(街道)各等级耕地按土壤属性进行分类分级面积统计分析。通过选取“统计对象”,如“地貌类型”,则将按地貌类型分别进行统计各等级耕地面积。此外,还可以设置额外的统计条件。比如:需要只对pH值大于7的耕地,按地貌类型进行各等级面积统计。

3.3 评价结果多要素统计分析。对全县(或各乡镇)耕地的土壤属性(如有机质)进行分析;或结合其他要素,如按地貌类型进行耕地的土壤属性进行分析;它们既可以针对所有耕地,也可以针对不同等级耕地。

4.作物施肥咨询。作物配方施肥推荐是指根据长期的施肥田间试验结果,结合当地作物施肥总体模式、地块肥力状况等,经过模型设计,自动可为各地生成作物的配方施肥建议卡。系统在设计上划分为:施肥分区划定、作物施肥知识管理、土壤养分丰缺诊断规则、肥料参数(品种、有效成分)设置、施肥时期施肥方式设置、施肥建议卡生成。在本系统中,以村为最小单元,进行区域划分,可以通过空间查询方式(如多边形框选等实现一次多选)、条件查询(如选择某几个乡镇)选取对象,然后编辑确定其“施肥区名称”。按施肥分区,分不同作物,建立各分区作物施肥量推荐表,包括氮肥、磷肥、钾肥。施肥模式包括作物各次施肥的时间、施肥方式以及用肥类型、用肥比例等。系统推荐施肥包括了单质无机肥、配方肥、有机无机配肥三种用肥模式。

5.专题图生成。系统提供图层符号化设置,以及地图图例尺、图名、图框、指北针等地图图饰对象的配置。

6.网络信息发布。为了更好地发挥耕地地力评价成果的作用,更便捷地向公众提供耕地资源与科学施肥信息服务,本系统基于WebGIS开发了网络版耕地地力与配方施肥信息系统,只需要普通的IE浏览器就可访问。该系统主要对外发布耕地资源分布、土壤养分状况、地力等级状况、耕地地力评价调查点与测土配方施肥调查点有关土壤元素化验信息,以及主要农业产业布局,重点是开展本地主要农作物的科学施肥咨询。

第二节 耕地地力单因子评价

一、立地条件

(一)地貌类型

据本次耕地地力调查,耕地分布处的地貌类型主要有河谷平原、低丘和高丘三种。按面积统计,河谷平原占14.52%,低丘占76.32%,高丘占9.16%。耕地分布的海拔在5~600米之间,调查点平均海拔高度为9米。其中海拔在10米以下的占0.69%;海拔在10~50米之间的占37.26%;海拔在50~250米之间的占54.75%;海拔在250~500米之间的占7.17%;高于500米的占0.13%。各乡镇(街道)耕地分布处的地貌类型所占比例见表2-11。

表2-11 各乡镇(街道)地貌类型所占比例表 (单位:%)

(二)坡度

耕地分布区地面坡度在0~60度之间,变化很大,平均为6.3度。其中,0~3度、3~6度、6~10度、10~15度、15~25度和大于25度的比例分别为60.16%、16.55%、6.23%、8.06%、5.41%和3.59%。田面坡度在0~25度之间,平均为4.05度。其中,0~3度、3~6度、6~10度、10~15度和15~25度的比例分别为76.78%、10.64%、2.77%、5.03%和4.78%。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-12。

表2-12 全县及各乡镇(街道)坡度所占比例表 (单位:%)

续表

(三)土壤类型

据本次调查,桐庐县的耕地中面积较大的土类为水稻土,面积为232832亩,占全部耕地面积的50.07%;其次为红壤,面积为203098亩,占全部耕地面积的43.67%;石灰(岩)土也有一定的分布,面积为18133亩,占全部耕地面积的3.90%;紫色土、潮土、粗骨土、黄壤的面积较小,分别为3507亩、2362亩、2834亩、2270亩,分别占耕地面积的0.75%、0.51%、0.61%、0.49%。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-13。

表2-13 全县及各乡镇(街道)不同土类所占比例表 (单位:%)

(四)冬季地下水位

根据对全县830个耕地地力评价土壤样点(代表面积46.5万亩)的土样统计结果,桐庐县耕地冬季地下水位在10~85厘米之间,平均为48.0厘米,标准差为10.6厘米,变异系数为0.22。其中,≤20厘米的占4.9%;在20~50厘米之间的占54.7%;在50~80厘米之间占40.4%。大部分耕地的地下水位适宜水稻生长,但对冬季作物的生长有一定的影响。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-14。

表2-14 全县及各乡镇(街道)冬季地下水位所占比例表 (单位:%)

(五)地表砾石度

根据桐庐县830个耕地地力评价土样(代表面积46.5万亩)的测定结果,我县耕地砾石含量在0%~35%之间,平均值为6.79%,标准差为3.15%,变异系数为0.46。砾石含量在0%~10%、10%~25%之间和25%以上的比例分别为92%、7.9%和0.1%。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-15。

表2-15 全县及各乡镇(街道)地表砾石度所占比例表 (单位:%)

二、剖面性状

(一)剖面构型

土壤的垂直断面称为土壤剖面。土壤发生层是指土壤形成过程中所形成的具有特定性质的、大致与地面相平行的层次。剖面构型是指土壤剖面中各土壤发生层在垂直方向上有规律的组合和有序排列状况。不同的土壤类型有不同的剖面构型,本评价体系将剖面构型分为好(分值为1.0)、中(分值为0.5)和差(分值为0.3)三级(见表2-3),全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-16。

表2-16 全县及各乡镇(街道)剖面构型所占比例表 (单位:%)

(二)耕作层厚度

根据对全县830个耕地地力评价土壤样点(代表面积46.5万亩)的土样统计结果,桐庐县耕地耕作层厚度在9.0~35.0厘米之间,平均为21.1厘米,标准差为3.59厘米,变异系数为0.17。其中,耕层厚度为8~12厘米、12~16厘米、16~20厘米和>20厘米的比例分别为0.5%、9.0%、41.6%和48.9%。可见,桐庐县耕地耕作层较为深厚,有利于作物根系的生长。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-17。

表2-17 全县及各乡镇(街道)耕作层厚度所占比例表 (单位:%)

1983年第二次土壤普查时,桐庐县水田土壤耕作层较浅,平均厚度为13.2厘米,约有80%的土壤耕作层厚度在15厘米以下。本次耕地地力调查的耕作层平均厚度为21.1厘米,其中水田耕作层平均厚度为21厘米,耕作层厚度增加明显。

三、理化性状

(一)质地

土壤质地指土壤矿质颗粒大小及其组合比例,也就是土壤的粗细、砂黏状况。土壤质地对作物生长发育所需的水分、热量、养分和空气有很大的影响。目前我国土壤质地分类采用1930年第二届国际土壤学会上通过的国际制,该制按砂粒(2~0.02毫米)、粉粒(0.02~0.002毫米)和黏粒(<0.002毫米)的质量百分数组合将土壤质地分为四类十二级,如表2-18。

表2-18 国际制土壤质地分类表

根据桐庐县830个耕地地力评价土样(代表面积46.5万亩)的测定结果,我县耕地质地类别有壤土、黏壤土、黏土和砂壤土,分别占全县比重的34.9%、58.2%、6.7%和0.2%。总体上,桐庐县耕地质地主要属于黏壤土和壤土类,较为适宜耕种。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-19。

表2-19 全县及各乡镇(街道)耕层质地所占比例表 (单位:%)

(二)容重

土壤容重是指在未破坏自然结构的情况下,单位体积的干土重量,单位为g/cm3。干土重量是指105℃~110℃条件下的烘干土重。容重的大小受土壤质地、结构、土壤中有机质的含量和土壤含水量等的影响。一般来说,砂土的孔隙粗大,但数目较少,总的孔隙容积较小,所以容重较大;黏土的总孔隙容积较大,所以容重较小;壤土则介于两者之间。土壤的团粒结构良好,或者比较疏松,则容重减小。我国砂质土壤的容重变化于1.4~1.7g/cm3之间;黏质土壤的容重变化于1.1~1.6g/cm3之间;有机质多、结构良好的耕作层,容重多为1.0~1.2g/cm3

根据全县830个耕地地力评价样点,代表面积46.5万亩的土样分析测定结果,桐庐县耕作层容重在0.81~1.39g/cm3之间,平均为1.16g/cm3,标准差为0.07g/cm3,变异系数为0.06。容重以1.1~1.3g/cm3之间为主,占82.9%;其次为0.9~1.1g/cm3之间,占15.8%;≤0.90g/cm3和>1.30g/cm3分别占0.5%和0.8%(见图2-3)。总体上,桐庐县耕地容重适中,耕性较好。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-20。

表2-20 全县及各乡镇(街道)土壤容重所占比例表 (单位:%)

图2-3 桐庐县耕地耕作层容重分级直方图

(三)酸碱度(pH值)

土壤酸碱度又称“土壤反应”,指土壤酸性或碱性的程度。酸碱度主要决定于土壤溶液中氢离子(H)或氢氧离子(OH)的浓度,通常以pH值表示,pH值等于7为中性;7以下为酸性,数值愈小,酸度愈大;7以上为碱性,数值愈大,碱度愈大。土壤酸碱度影响土壤中微生物的活动、有机质的分解和氮磷等营养元素的转化,各种作物的正常生长需要适宜的酸碱度(见表2-21)。因此,pH值对作物的生长发育有重要的影响。

表2-21 常见作物适宜的酸碱度

续表

由于母质来源与成土环境条件的不同,桐庐县耕地土壤酸碱度变幅较大。对代表全县46.5万亩耕地的830个土样分析表明,pH值最低值为4.1,最高值为8.5。pH值在4.5~5.5和5.5~6.5的土样比例分别为39.7%和50.3%,pH值在4.5以下的土样比例占0.6%,三者共占90.6%;pH值在6.5~7.5的土样比例为7.8%;pH值在7.5~8.5的土样比例为1.6%。总体上,桐庐县耕地pH值以酸性至微酸性为主(见图2-4、彩图5)。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-22。

表2-22 全县及各乡镇(街道)土壤pH值所占比例表 (单位:%)

图2-4 桐庐县耕地酸碱度(pH值)分级直方图

(四)水溶性盐总量

对桐庐县830个耕作层中水溶性盐分含量测定结果表明,水溶性盐分含量在0.10~1.82g/kg之间,平均含量0.68g/kg,标准差0.22g/kg,变异系数0.32。95.9%的土壤水溶性盐分含量在1g/kg以下;仅4.1%的土壤水溶性盐分含量在1~2g/kg之间,说明不会对作物产生明显的盐害。

(五)阳离子交换量

土壤阳离子交换量(CEC)是指土壤所吸附的可交换形态的阳离子总量。它受土壤中黏粒和有机质的含量、组成和特性的影响。一般来说,土壤中黏粒和有机质含量越高,阳离子交换量越大,土壤保肥能力越强。

根据对代表全县46.5万亩耕地的830个土样进行分析,阳离子交换量平均值为16.02cmol/kg(厘摩尔/千克),标准差为4.13cmol/kg,变异系数为0.26。其中,阳离子交换量≤5cmol/kg的占0.0%;在5~10cmol/kg之间的占4.5%;在10~15cmol/kg之间占41.5%;在15~20cmol/kg之间占40.1%;在20cmol/kg以上的占13.9%(见图2-5)。表明桐庐县耕地阳离子交换量处于中等水平,保肥能力尚好。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-23。

表2-23 全县及各乡镇(街道)土壤阳离子交换量所占比例表 (单位:%)

续表

桐庐县各土种之间阳离子交换量无显著的差异,平均在11.09~19.70 cmol/kg之间。阳离子交换量最高的是油黄泥,平均为19.70cmol/kg;山黄泥土阳离子交换量也较高,为19.32cmol/kg;而阳离子交换量最低的是清水砂,为11.09cmol/kg。同一土种内,各样点之间阳离子交换量也没有显示出较大差异。

图2-5 桐庐县耕地阳离子交换量分级直方图

四、养分状况

(一)有机质

有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质,包括土壤中各种动、植物残体,微生物体及其分解和合成的各种有机物质。有机质不仅能提供作物生长所需的各种营养元素,而且通过影响土壤物理、化学和生物学性质而改善土壤肥力特性,因此土壤有机质含量在一定程度上决定了土壤肥力水平。

1.耕地有机质现状

根据对全县830个耕地地力评价土样点,代表面积46.5万亩的土样分析结果表明,桐庐县耕地土壤有机质含量变幅较大,在4.9~62.1g/kg之间,平均为25.0g/kg,标准差为6.1g/kg,变异系数为0.24。其中,含量≤10g/kg的占0.3%;在10~20g/kg、20~30g/kg和30~40g/kg之间的分别占23.8%、58.6%和16.0%;在40g/kg以上的占1.3%(见图2-6、彩图6)。总体上桐庐县耕地有机质含量处于中等水平。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-24。

表2-24 全县及各乡镇(街道)土壤有机质含量所占比例表 (单位:%)

图2-6 桐庐县耕地土壤有机质含量分级直方图

分析结果表明,桐庐县耕地土壤有机质含量在不同地貌之间的差异不明显,如低丘有机质平均含量为25.3g/kg;高丘有机质平均含量为25.0g/kg;而河谷平原有机质平均含量为22.7g/kg。但从不同土种有机质平均含量来看,有机质含量差异较大。有机质含量最高的是青塥洪积泥砂田,为31.7g/kg;含量较高的土种还有黄油泥田和烂浸田等,有机质含量分别为29.2g/kg和28.9g/kg;有机质平均含量最低的是青塥黄大泥田,为12.7g/kg;另外,亚黄筋泥土和清水砂有机质平均含量也较低,分别为17.0g/kg和18.0g/kg(见表2-25)。

表2-25 桐庐县各土种土壤有机质含量(g/kg)汇总表

续表

续表

2.有机质含量的时间变异

据1983年桐庐县第二次土壤普查,全县水田的有机质平均含量为30.9g/kg,且88.4%的有机质含量在20~40g/kg之间,而林地有机质平均含量为35.8g/kg。本次耕地地力评价数据表明,全县耕地有机质平均含量25.0g/kg,而水田有机质平均含量为24.8g/kg,30年来减少了5.9g/kg,减幅为19.7%,经单样本t检验,平均值间有极显著差异。分析其原因,主要有以下几方面:一是肥料结构中有机肥所占比例减少,尤其是绿肥种植面积大为减少。绿肥主要品种是紫云英。新中国成立后,绿肥播种面积逐年扩大,到20世纪60年代初已发展到4000hm2以上,最多的1966年达9200hm2,占水田总面积的62.9%。鲜草产量一般15~22.5t/hm2,最高的可达37~45t/hm2。进入70年代,耕作制度进一步改革,双季稻前作大多以春粮(大小麦)代替绿肥,到1985年,春粮种植面积8647hm2,春粮—双季稻面积占水田总面积的75%,而1983年绿肥播种面积仅3027hm2,比最高时1966年减少6173hm2,以后逐年减少,至2010年,全县绿肥播种面积723hm2,只有1983年的23.9%。二是耕作制度的改变。随着种植结构调整,水田由双季稻改为单季稻,或被改种旱作,油菜和蔬菜等旱作种植面积有所扩大,使耕地淹灌时间减少,加速了有机质的分解。三是在标准农田建设和土地整理过程中,高的田块平整后生土出露表土,从而使表土有机质含量降低。四是土壤性质和利用的影响。从表2-26可以看出,砂性强的洪积泥砂田和黄泥砂田,有机质易分解,因此,28年来有机质含量显著降低;而土壤质地比较黏重的黄泥田和黄油泥田,有机质不易分解,因此,28年来有机质含量无显著差异。而冷浸田由于排水条件改善,原有的有机质加速分解,有机质含量显著降低。

表2-26 28年来桐庐县耕地有机质含量变化 (单位:g/kg)

注:*表示有机质含量比1983年有显著减少;**表示有机质含量比1983年有极显著减少;无*表示有机质含量与1983年相比无显著差异。

(二)碱解氮

碱解氮包括土壤中无机氮和部分易分解的比较简单的有机氮,是氨态氮、硝态氮、氨基酸、酰胺和易水解的蛋白质氮的总和。碱解氮较能反映出近期内土壤氮素的供应状况,可预测土壤对作物的供氮量,以便为确定适宜的氮肥用量提供基本的参数。

根据对全县830个耕地地力评价土样点(代表面积46.5万亩)进行取样测定,全县碱解氮含量在15~291mg/kg之间,平均为92mg/kg,标准差49.4mg/kg,变异系数为0.54。碱解氮大于150mg/kg的只占11.7%,其中大于250mg/kg的比例仅为0.2%,处于200~250mg/kg之间的为1.8%,处于150~200mg/kg之间的为9.7%;处于中等水平(100~150mg/kg)的占21.4%;处于较低(50~100mg/kg)的占42.6%;处于很低水平(≤50mg/kg)的占24.3%(见图2-7、彩图7)。总体上,桐庐县耕地碱解氮含量处在中下水平。全县及各乡镇(街道)耕地所占比例见表2-27。

表2-27 全县及各乡镇(街道)土壤碱解氮含量所占比例表 (单位:%)

图2-7 桐庐县耕地碱解氮含量分级直方图

各土种之间碱解氮平均含量差异较大。碱解氮含量最高的是青塥洪积泥砂田,达208mg/kg;含量较高的土种还有黄筋泥和老黄筋泥田等,碱解氮含量分别为149mg/kg和139mg/kg;碱解氮平均含量最低的是白心黄大泥田,仅31mg/kg;另外,烂滃田和亚黄筋泥土碱解氮平均含量也很低,分别为41mg/kg和45mg/kg(见表2-28)。

表2-28 桐庐县各土种碱解氮含量汇总表 (单位:mg/kg)

续表

续表

(三)有效磷

土壤有效磷是指土壤中对作物有效或可被作物利用的磷,它包括全部水溶性磷、部分吸附态磷及有机态磷。作物所需要的磷全部来自土壤,因此,土壤有效磷含量在一定程度上能反映土壤中磷素的贮量和供应能力。它受土壤母质、酸碱度、有机质、气候条件等因素的影响。

1.有效磷含量现状

根据对全县830个耕地地力评价土样点(代表面积46.5万亩)的有效磷含量Olsen法测定结果,桐庐县耕地有效磷含量变异非常大,在1~142mg/kg之间,平均为28mg/kg,标准差为17.7mg/kg,变异系数0.63。

从图2-8及彩图8可以看出,桐庐县耕地有效磷处于低级别(<10mg/kg)的比例为4.2%,其中低于5mg/kg的占0.3%;处于中等水平(10~20mg/kg)的占38.3%,其中处于10~15mg/kg的占15.5%,处于15~20mg/kg的占22.8%;处于高(20~40mg/kg)或很高水平(40mg/kg以上)的分别占42.1% 和15.4%,其中处于20~30mg/kg的占30.1%,处于30~40mg/kg的占12.0%。由此可见,桐庐县耕地有效磷比较丰富,仅有4.2%耕地处于缺磷状态(<10mg/kg)。全县及各乡镇(街道)耕地有效磷含量所占比例见表2-29。

表2-29 全县及各乡镇(街道)土壤有效磷含量所占比例表 (单位:%)

图2-8 桐庐县耕地有效磷含量分级直方图

桐庐县不同土种之间有效磷含量也存在着较大差异。有效磷含量最高的是烂泥田,平均含量为63mg/kg;洪积泥砂土、黄筋泥的有效磷含量也较高,分别为58mg/kg和50mg/kg;含量最低的是青塥黄大泥田,有效磷平均含量仅13mg/kg;烂滃田有效磷含量也较低,为15mg/kg。此外,同一土种内不同田块之间由于经营方式以及经营强度的不同,有效磷含量差异也非常大,以洪积泥砂田为例,有效磷最低的田块只有4mg/kg,而最高的高达142mg/kg,差异极其显著(见表2-30)。

表2-30 桐庐县各土种有效磷含量汇总表 (单位:mg/kg)

续表

2.有效磷含量的时间变异

据1983年桐庐县第二次土壤普查,全县水田有效磷平均含量(Olsen法)为8mg/kg。本次耕地地力评价数据表明:全县有效磷平均含量为28mg/kg,其中水田有效磷平均含量为29mg/kg,30年来增加了21mg/kg,提高了两倍多,增幅显著,这与第二次土壤普查以来,农户普遍重视磷肥的施用有关。

(四)速效钾

土壤速效钾包括水溶性钾和交换性钾,交换性钾是指由于静电引力而吸附在土壤胶体表面并能被盐溶液中的阳离子在短时间内交换的那部分钾。速效钾是能为作物当季吸收利用的钾素,是最能直接反映土壤供钾能力的一个重要指标,也是指导合理使用钾肥的主要依据。速效钾主要受土壤母质类型(黏粒矿物)、质地、pH值、气候等自然因素以及人为活动的影响。

1.速效钾含量现状

对全县830个耕地地力评价土样点(代表面积46.5万亩)的土样测定结果表明,桐庐县耕地速效钾含量在7~324mg/kg之间,平均值为100mg/kg,标准差为38.7mg/kg,变异系数为0.39。耕地速效钾处于低级别(<80mg/kg)的比例约占34.7%,其中低于50mg/kg的比例占5.5%;处于中等水平(80~150mg/kg)的占56.9%,其中处于80~100mg/kg的比例占27.1%;处于高水平(>150mg/kg)的为8.4%(见图2-9、彩图9)。由此可见,桐庐县耕地的土壤速效钾含量总体处于中等水平,约三分之一的耕地缺钾(<80mg/kg)。全县及各乡镇(街道)耕地速效钾含量所占比例见表2-31。

表2-31 全县及各乡镇(街道)土壤速效钾含量所占比例表 (单位:%)

图2-9 桐庐县耕地速效钾含量分级直方图

各土种之间速效钾含量存在一定的差异。速效钾含量最高的是油黄泥,平均含量为127mg/kg,另外,砂性山黄泥田的速效钾含量也较高,为126mg/kg。速效钾含量较低的土种有烂滃田和清水砂等,其中烂滃田含量最低,为58mg/kg。但是,同一土种不同田块间速效钾含量差异也较大,以泥质田为例,土壤速效钾含量最低的只有25mg/kg,而最高的达到219mg/kg,这与农户施用钾肥多少有关(见表2-32)。

表2-32 桐庐县各土种速效钾含量汇总表 (单位:mg/kg)

续表

2.速效钾含量的时间变异

第二次土壤普查时全县土壤速效钾平均含量为49mg/kg,本次耕地地力评价数据表明,全县耕地速效钾平均含量为100mg/kg,速效钾平均含量提高了51mg/kg,30年来速效钾含量增加了一倍,增幅明显。

(五)微量元素

1.有效锌

有效锌是指能为作物吸收利用的锌。锌作为各种酶、维生素、生长素等的组分,参与或影响作物的物质代谢过程。土壤中自然存在的锌主要来源于成土母质,部分来自大气降水、火山烟雾沉降及人为活动等。影响土壤有效锌含量的因素有有机质含量、pH值、土壤水分状况、偏施氮磷肥及低温等。

对全县97个耕地地力评价样点,代表面积6.65万亩的土样进行分析测定,有效锌平均含量为3.18mg/kg,标准差为1.30mg/kg,变异系数为0.41,总体含量丰富,但较不均衡。其中,含量最低的仅为0.58mg/kg,而含量最高的达14.30mg/kg。在所测土样中,有效锌含量在0.5~1.0mg/kg之间的占6.7%;含量在1.0~2.0mg/kg之间的占37.5%;含量在2.0~3.0mg/kg之间的占22.8%;含量在3.0~4.0mg/kg之间的占10.1%;含量>4.0mg/kg的占22.9%(见图2-10)。表明桐庐县耕地土壤有效锌普遍较高。不同土类之间有效锌平均含量也不均一,红壤和水稻土土类有效锌平均含量较高,分别为3.21mg/kg和3.17mg/kg,而石灰(岩)土有效锌平均含量最低,为2.84mg/kg。

图2-10 桐庐县耕地有效锌含量分级直方图

2.有效硼

硼(B)是植物生长所必需的非金属微量元素之一。硼可能发挥的作用包括:糖的运输、细胞壁合成、木质化、细胞壁结构完整、碳水化合物的代谢、核糖核酸(RNA)的代谢、呼吸、吲哚乙酸(IAA)代谢、酚代谢以及细胞膜部分。影响硼吸收的因素包括:土壤类型、土壤质地、土壤pH值、有机质含量、土壤有效硼浓度、水分、植物物种,而土壤中有效硼的含量则与土壤有机质含量、pH值、土壤类型、土壤质地、土地利用方式有关。

2010年对桐庐县22个土壤的有效硼含量测定结果显示,有效硼含量变幅为0.20~0.97mg/kg,平均值为0.50mg/kg,其中8个园地土样的有效硼平均含量为0.61mg/kg,14个水田土样的有效硼平均含量为0.44mg/kg。2010年土壤的有效硼含量按以下次序递减:果园(0.82mg/kg)>茶园(0.68mg/kg)>桑园(0.47mg/kg)>稻—蔬菜(0.45mg/kg)>稻—油菜(0.41mg/kg)。30年来,土壤有效硼含量有了非常明显的提高:有效硼含量<0.25mg/kg的土样由1983年的90.8%减少到2010年的13.6%;有效硼含量0.25~0.50mg/kg的土样由1983年的4.6%增加到2010年的31.8%;有效硼含量0.50~1.00mg/kg的土样由1983年的4.6%提高到2010年的54.6%。

3.有效铜

铜是作物必需的微量元素之一。铜在土壤中的形态随土壤类型及其理化性质而异。土壤有效铜含量可反映当季作物铜素营养供给的丰缺程度。有效铜主要受成土母质、有机质、pH值和农业利用方式等因素的影响。

对全县97个耕地地力评价样点,代表面积6.65万亩的土样进行分析测定。有效铜平均含量为2.10mg/kg,含量较丰富,标准差为1.03mg/kg,变异系数为0.49。其中,含量最低的仅为0.03mg/kg,而含量最高的达到了12.36mg/kg。在所测土样中,有效铜含量≤0.1mg/kg的占0.8%;含量在0.1~0.2mg/kg之间的占3.5%;含量在0.2~1.0mg/kg之间的占41.7%;含量在1.0~1.8mg/kg之间的占22.5%;含量在1.8~2.6mg/kg之间的占7.9%;含量在2.6~3.4mg/kg之间的占7%;含量>3.4mg/kg的占16.6%(见图2-11)。表明桐庐县耕地有效铜含量以中高水平为主,缺铜的较少。不同土类之间有效铜平均含量也不均一,石灰(岩)土有效铜平均含量最高,达2.62mg/kg;其次为水稻土,有效铜平均含量2.19mg/kg;红壤有效铜平均含量最低,为1.99mg/kg。

图2-11 桐庐县耕地有效铜含量分级直方图

4.有效铁

植物对铁的需要量很少,但铁是形成叶绿素的必需元素,铁还参与细胞的呼吸作用,是细胞呼吸过程中一些酶的成分。因此,铁对呼吸作用和代谢作用有重要关系。铁在植物体内移动性很小,因而缺铁时往往在嫩叶上出现失绿症。

选取全县97个耕地地力评价土样进行测定,代表面积6.65万亩,有效铁平均含量132mg/kg,含量丰富,标准差为53.2mg/kg,变异系数为0.40。其中,含量最低的为0.8mg/kg,而含量最高的达366mg/kg。在所测土样中,有效铁含量≤2.5mg/kg的占1.0%;含量在4.5~10.0mg/kg之间的占1.2%;含量在10.0~20.0mg/kg之间的占4.1%;含量在20.0~30.0mg/kg之间的占6.2%;含量在30.0~40.0mg/kg之间的占2.2%;含量>40.0mg/kg的占85.3%(见图2-12)。表明桐庐县耕地中多数土壤有效铁很高,仅极少数土壤存在缺铁现象。不同土类之间有效铁平均含量也不均一,红壤和水稻土土类有效铁平均含量较高,分别为131mg/kg和136mg/kg,而石灰(岩)土有效铁平均含量最低,为28.8mg/kg。

图2-12 桐庐县耕地有效铁含量分级直方图

5.有效锰

锰是多种酶的成分,与植物的光合作用、呼吸作用和硝酸还原作用都有密切关系。锰能促进碳水化合物的代谢和氮的代谢,加速种子发芽和成熟,增加磷和钙的有效性,从而影响作物生长发育和产量。

选取全县97个耕地地力评价土样进行测定,代表面积6.65万亩,有效锰平均含量19.1mg/kg,含量较为丰富,标准差为8.7mg/kg,变异系数为0.46。其中,含量最低的仅2.30mg/kg,而含量最高的达97.4mg/kg。在所测土样中,有效锰含量在1.0~5.0mg/kg之间的占14.5%;含量在5.0~15.0mg/kg之间的占47.4%;含量在15.0~30.0mg/kg之间的占23.8%;含量在30.0~45.0mg/kg之间的占4.1%;含量在45.0~60.0mg/kg之间的占4.6%;含量>60.0mg/kg的占5.6%(见图2-13)。表明桐庐县耕地有效锰以中高水平为主,仅少数缺锰。不同土类之间有效锰平均含量也有差异:红壤有效锰平均含量最高,达19.9mg/kg;其次为水稻土,有效锰平均含量18.6mg/kg;而石灰(岩)土有效锰平均含量最低,仅7.20mg/kg。

图2-13 桐庐县耕地有效锰含量分级直方图

6.土壤微量元素的时间变异

本次耕地地力评价调查的数据显示,30年来,土壤有效锌和有效硼含量有了非常明显的提高:有效锌平均含量由1983年第二次土壤普查时水田1.16mg/kg和林地0.50mg/kg提高到3.18mg/kg;有效硼含量由1983年水田0.16mg/kg和林地0.14mg/kg提高到0.50mg/kg;有效铜平均含量(2.10mg/kg)低于第二次土壤普查时水田(3.17mg/kg),高于林地(0.4mg/kg);有效铁平均含量(132mg/kg)与第二次土壤普查时水田有效铁平均含量(123mg/kg)无显著差异;有效锰平均含量19.1mg/kg,与第二次土壤普查时水田持平(18.6mg/kg)。综上所述,与第二次土壤普查时的测定数据相比,土壤有效锌和有效硼含量有显著增加;有效铁和有效锰持平,有效铜含量有所减少,但有效铁、有效锰和有效铜含量仍保持在很高的水平。

五、抗旱排涝能力

至2009年,全县基本农田总面积为31.91万亩,农保率达到90%以上,标准农田面积14.03万亩。建有机耕路74.33万米,排灌渠104.74万米,农用电线57.63万米,机埠304座。全县农机总动力24.61万千瓦,拥有农用运输型拖拉机2097台、农田作业拖拉机1531台、联合收割机63台、插秧机16台、烘干机3台、播种流水线3条、动力植保机械260台、排灌机械16078台、机械化灌溉面积14.4万亩。喷灌、微灌、节水灌溉总面积达到1.11万亩。

六、地貌类型对主要地力指标的影响

表2-33为桐庐县低丘、高丘与河谷平原主要地力指标的统计结果,从表中可以看出,三类地貌之间地力指标有一定的差异:有效锰、有效铜和有效锌以河谷平原略高;有机质、有效磷和有效铁以低丘最高;阳离子交换量、碱解氮和速效钾以高丘最高;其中河谷平原和低丘养分状况差别不大。

表2-33 桐庐县不同地貌类型主要地力指标比较

第三节 桐庐县耕地地力综合评价

一、耕地地力综合评价概况

(一)耕地地力等级及面积

参加本次地力评价的总面积为465035亩,根据耕地生产性能综合指数值,采用等距法将耕地地力划分为三等六级。一等田(地)是桐庐县的高产耕地,面积为46290亩,占耕地总面积的10.0%;二等田(地)属中产耕地,面积为416325亩,是桐庐县耕地的主体,占耕地总面积的89.5%;三等田(地)属低产耕地,面积较少,为2421亩,仅占0.5%(见表2-34、彩图10和11)。桐庐县耕地以二等田(地)为主,一等田(地)也有较大的面积,但三等田(地)面积较小,总体上桐庐县耕地质量中等为主。

表2-34 桐庐县各等面积统计表

一等、二等和三等耕地依次可分为一级、二级,三级、四级、五级和六级耕地。统计表明,桐庐县无一级和六级地力耕地;一等耕地全为二级地力耕地,面积为46290亩,占耕地总面积的10.0%;三级地力耕地面积为294069亩,占耕地总面积的63.2%;四级地力耕地面积为122256亩,占耕地总面积的26.3%;三等耕地全为五级田(地),面积有2421亩,占全县耕地面积的0.5%。可见,桐庐县的耕地主要由二级、三级和四级组成。

(二)各乡镇(街道)不同等级耕地的分布

表2-35为全县各乡镇(街道)各级耕地的分布情况。除新合乡(面积为7717.8亩)外,其他乡镇(街道)的面积都在10000亩以上,其中耕地面积分布在50000亩以上的乡镇有分水镇、横村镇和瑶琳镇;面积在20000至50000亩之间的乡镇(街道)有百江镇、城南街道、富春江镇、合村乡、江南镇和钟山乡;其他乡镇(街道)面积不足20000亩。从表中统计数据可知,各乡镇(街道)平均地力指数在0.68~0.78之间,有一定的差异;除钟山乡外,其他乡镇(街道)的平均地力指数在0.70以上,平均地力指数在0.75以上的乡镇(街道)有旧县街道和江南镇。

表2-35 桐庐县耕地分行政区分级汇总表

续表

二级耕地除新合乡外,在其他乡镇(街道)都有分布,面积最大的有江南镇、分水镇和瑶琳镇,面积各在5000亩以上;在城南街道、凤川街道、富春江镇、合村乡、横村镇、旧县街道和钟山乡分布面积也较大,面积大于1000亩,其他乡镇(街道)分布面积较小。三级耕地在全县各乡镇(街道)都有分布,除旧县街道和新合乡面积较小(分别为6721.2亩和4967.3亩),其他乡镇(街道)都在10000亩以上,面积最大的乡镇为分水镇和瑶琳镇,分别为52856.7亩和40123.6亩。四级耕地在全县各乡镇(街道)均有分布,面积较大的有百江镇、分水镇、合村乡、横村镇、瑶琳镇和钟山乡,面积各在10000亩以上;其他乡镇街道面积在1000~10000亩之间。五级耕地主要零星分布在分水镇、富春江镇、合村乡、瑶琳镇和钟山乡。

(三)各级耕地土壤构成

表2-36为桐庐县各级耕地的土类构成情况。桐庐县的耕地中,面积较大的土类为水稻土,面积为232832亩,占全部耕地面积的50.07%。其次为红壤,面积为203098亩,占全部耕地面积的43.67%。石灰(岩)土也有一定的分布,面积为18133亩,占全部耕地面积的3.90%;紫色土、潮土、粗骨土、黄壤的面积较小,分别为3507亩、2362亩、2834亩、2270亩,分别占耕地面积的0.75%、0.51%、0.61%、0.49%。

一等耕地主要由水稻土构成,其次为红壤;二等耕地主要由水稻土和红壤构成;三等耕地主要由红壤构成。不同土类上的耕地质量有较大的差异。从平均地力指数来看,紫色土和石灰(岩)土最高,分别为0.74和0.76;黄壤和粗骨土最低,平均为0.71。

表2-36 各级耕地的土类构成

表2-37为桐庐县各级耕地的土种构成情况。桐庐县的耕地中,面积较大的土种是黄泥土,面积为142860亩,占全部耕地面积的30.72%;其次是黄泥砂田和黄红泥土,面积分别为98086亩和42372亩,分别占全部耕地面积的21.09%和9.11%;洪积泥砂田、黄大泥田、黄粉泥田、黄泥砂土、焦砾塥洪积泥砂田、老黄筋泥田、泥砂田、泥质田、培泥砂田、砂田、油黄泥的面积也较大,在5000亩以上;其余土种的面积较小。不同土种上的耕地质量有较大的差异,在0.68~0.80之间。从平均地力指数来看,大多数土种的平均地力指数在0.72~0.75之间。

构成一等耕地面积较大的土种有洪积泥砂田、黄红泥土、黄泥砂田、黄泥土、泥质田、培泥砂田、油黄泥,它们的面积为2000亩以上,其他土种的面积较小;构成二等耕地面积最大的土种为黄泥土,面积为134649亩。面积在20000亩以上的二等地土种还有黄泥砂田、洪积泥砂田、黄红泥土、泥砂田。面积在10000亩至20000亩之间的二等耕地土种有黄粉泥田、黄泥砂土、培泥砂田、油黄泥;构成三等耕地面积最大的土种为黄泥土,面积为1416亩。

二、二级耕地地力分述

(一)立地状况

桐庐县无一级田(地)。二级田(地)面积只有46290亩,只占全县耕地面积的10.0%,其中水田、旱地和果园分别占61.5%、18.3%和14.7%,另有2.3%和3.2%分别为茶园和其他园地。桐庐县的二级田(地)主要分布在低丘地区,占62.4%,37.6%分布在河谷平原。分布区坡度变化较大,在0~25度之间,其中≤3度和3~6度的比例分别为56.5%和35.2%,6~10度、10~15度、15~25度之间的分别占6.7%、1.5%和0.1%。排水能力良好,抗旱能力>70天的,占77.2%,抗旱能力在50~70天和30~50天的分别占8.9% 和13.9%。土壤类型主要为水稻土(65.0%)和红壤(25.9%)。通过近年来土地整理和耕地地力提升,这些二级田(地)基础设施较为完整,具有高产、稳产的特点,但土壤肥力还没有达到一级田(地)的要求。

二级田(地)较集中地分布在分水镇、江南镇和瑶琳镇,这些乡镇的二级田(地)面积分别都占总二级田面积的15%以上,城南街道(5.9%)、合村乡(6.6%)、横村镇(9.0%)和旧县街道(9.2%)也有一定面积的分布。其他乡镇(街道)的分布较为零星,面积分别都占总二级田面积的5%以下。

(二)理化性状

1.pH值和容重

二级田(地)pH值变化较大,主要为微酸性和中性。pH值在6.5~7.5 和5.5~6.5两个级别的比例分别为20.9%和73.5%,另有5.6%的二级田(地)呈酸性(pH值4.5~5.5)。二级田(地)耕作层容重主要在0.9~1.3g/cm3之间。容重在0.9~1.1g/cm3和1.1~1.3g/cm3之间的分别占全部二级田(地)的25.7%和72.7%,另有0.8%和0.8%的二级田(地)容重属于大于1.3g/cm3和小于0.9g/cm3。总体上,二级田(地)的土壤容重稍偏高,但还是比较适宜作物生长。

2.阳离子交换量

二级田(地)耕地阳离子交换量主要在10~20cmol/kg之间,分属10~15cmol/kg、15~20cmol/kg之间和20cmol/kg以上的分别占二级耕地面积的25.6%、41.2%和31.1%,另有少量(2.1%)阳离子交换量在5~10cmol/kg之间,总体上属中高水平。

3.养分状况

3.1 有机质。二级田(地)耕层有机质含量总体属于中高水平,基本上在20g/kg以上。其中,有机质含量高于40g/kg的面积占3.1%,30~40g/kg之间的面积占20.4%,20~30g/kg之间的面积占70.5%,另有6.0%的二级耕地的有机质在10~20g/kg之间。

3.2 碱解氮。二级田(地)耕层碱解氮处于中等水平,主要在100mg/kg以下。碱解氮在50mg/kg以下、50~100mg/kg、100~150mg/kg、150~200mg/kg和200mg/kg以上的二级田(地)面积分别占19.9%、52.8%、15.8%、7.6%和3.9%。

3.3 有效磷。二级田(地)耕层有效磷变化较大,分布很不均衡,主要在15mg/kg以上。有效磷在40mg/kg以上的二级田(地)面积达12.7%;有效磷在10~15mg/kg、15~20mg/kg、20~30mg/kg和30~40mg/kg的二级田(地)面积分别占9.0%、23.7%、37.6%和12.9%;另有少量(占4.1%)的二级田(地)有效磷在10mg/kg以下。总体上二级田(地)的有效磷以中高水平为主,但仍有少数二级田(地)土壤有效磷不足。

3.4 速效钾。二级田(地)耕层土壤速效钾主要为中等水平。有57.4%的二级田(地)速效钾在100mg/kg以上,其中,速效钾在150mg/kg以上和100~150g/kg之间的二级田(地)面积分别占13.1%和44.3%;另分别有21.5%、19.6%和1.5%面积的二级田(地)速效钾在80~100mg/kg、50~80mg/kg和≤50mg/kg。约有20%以上的耕地速效钾在80mg/kg以下。

4.质地和耕作层厚度

二级田(地)耕层质地主要为黏壤土和壤土,它们的面积分别约占二级耕地的84.0%和15.3%,另有0.7%的二级田(地)的质地为黏土。地表砾石度均在10%以下。耕作层厚度主要在16cm以上,16~20cm和>20cm分别占40.6%和56.1%,少数(3.3%)位于12~16cm之间。

(三)生产性能及管理建议

二级耕地是桐庐县农业生产中地力最高的一类耕地,总体上,供肥性能和保肥性能较高,宜种性广,肥力水平较高,农业生产上以种植粮食为主。调查结果表明,这类耕地主要分布在低丘,地面有一定的起伏,灌排条件良好,总体上肥力较高,耕作层较厚,土壤以微酸性和中性为主,有机质为中高水平,碱解氮和速效钾主要为中等水平,有效磷为中高水平,但有一定数量的二级田(地)存在氮、磷、钾的缺乏。容重稍偏高。在管理上应完善种植结构与技术措施,重视因土施用氮、磷、钾肥,做好秸秆还田,种植绿肥,增施有机肥,进一步提高土壤有机质含量,增强土壤的保肥性能。

三、三级耕地地力分述

(一)立地状况

桐庐县三级田(地)面积有294069亩,占全县耕地面积的63.2%,是桐庐县面积最大的耕地地力等级。其中,水田、旱地和果园分别占53.7%、19.4% 和16.4%,茶园和其他园地分别占6.7%和3.8%。桐庐县的三级田(地)主要分布在低丘地区,占二级耕地总面积的82.0%,少数(15.2%)分布在河谷平原,极少数(2.8%)分布在高丘。三级田(地)地面坡度变化较大,基本在0 ~25度之间,其中≤3度和3~6度的比例分别为28.0%和44.7%,6~10度、10~15度、15~25度之间的分别占18.1%、6.8%和2.4%。三级田(地)排水条件良好,抗旱能力差别较大,抗旱>70天、50~70天、30~50天和<30天的分别占19.1%、6.6%、67.8%和6.5%。土壤类型主要为水稻土(51.7%)和红壤(41.0%),少数为石灰(岩)土(4.6%)、粗骨土(0.6%)、潮土(0.5%)、黄壤(0.4%)和紫色土(1.2%)。三级田(地)基础设施相对较差,立地条件一般,灌溉能力明显低于二级耕地。

三级田(地)在全县各乡镇(街道)都有分布,面积较大的乡镇有分水镇、瑶琳镇和横村镇,分别占三级田(地)的18.0%、13.6%和11.8%,百江镇、城南街道、合村乡、江南镇和钟山乡的面积也较大,分别占三级耕地的5%~10%,其他乡镇(街道)的面积比例都在5%以下。

(二)理化性状

1.pH值和容重

三级田(地)pH值较低,多在6.5以下,pH值在4.5~5.5、5.5~6.5、6.5~7.5、7.5~8.5和≤4.5五个级别的比例分别为33.5%、57.0%、8.1%、1.2%和0.2%,以微酸性和酸性土壤为主。三级田(地)耕作层容重主要在1.1~1.3g/cm3之间,占全部三级田(地)的83.7%,另有15.4%、0.6%和0.3%的三级田(地)容重在0.9~1.1g/cm3、≤0.9g/cm3和>1.3g/cm3。总体上,三级田(地)的容重有点偏高,影响了土壤的通透性。

2.阳离子交换量

三级田(地)耕作层阳离子交换量主要在10~20cmol/kg之间,分属10~15cmol/kg、15~20cmol/kg和>20cmol/kg的分别占三级耕地面积的38.9%、41.8%和15.2%,另有4.1%的阳离子交换量为5~10cmol/kg之间。桐庐县的三级耕地阳离子交换量属中等水平。

3.养分状况

3.1 有机质。三级田(地)耕作层有机质含量主要在10~30g/kg之间,其中,有机质含量高于40g/kg的面积只占0.9%,30~40g/kg之间的面积占17.8%,20~30g/kg之间的面积达61.0%,10~20g/kg之间的面积占20.1%,另有0.2%的三级田(地)土壤有机质在10g/kg以下。可见,三级耕地的土壤有机质含量以中下水平为主。

3.2 碱解氮。三级田(地)耕作层土壤碱解氮含量处于中等水平,主要在150mg/kg以下,碱解氮在50mg/kg以下、50~100mg/kg、100~150mg/kg、150~200mg/kg和200mg/kg以上的三级田(地)面积分别占23.5%、41.2%、22.3%、11.2%和1.8%。

3.3 有效磷。三级田(地)耕作层有效磷略高于二级田(地),属中高水平。有17.8%的土壤有效磷超过了40mg/kg;有效磷在30~40mg/kg、20~30mg/kg和15~20mg/kg的三级田(地)面积分别占13.8%、29.8%和20.8%;有效磷在10~15mg/kg的三级田(地)面积占15.0%;另有2.8%的三级田(地)有效磷低于10mg/kg。可见,多数三级田(地)土壤有效磷已达到较高水平,只有少量三级田(地)土壤存在缺磷问题。

3.4 速效钾。三级田(地)耕作层速效钾变化较大,主要在50~150mg/kg之间。有39.3%的三级田(地)速效钾在100mg/kg以上,其中,速效钾在100 ~150mg/kg和150mg/kg以上的三级田(地)面积分别占30.9%和8.4%;速效钾在80~100mg/kg之间的三级田(地)占29.5%;另有31.2%的三级田(地)的速效钾含量在80mg/kg以下。总体上桐庐县三级田(地)速效钾含量属中等水平。

4.质地和耕作层厚度

三级田(地)耕作层质地以黏壤土和壤土为主,分别占63.5%和32.3%;另有4.2%的三级田属于黏土。地表砾石度主要(占94.5%)在10%以下。耕作层厚度与二级田(地)相似,主要在16cm以上,16~20cm和>20cm分别占42.3% 和49.5%;部分(7.7%)位于12~16cm之间;另有少数(0.5%)在8~12cm之间。

(三)生产性能及管理建议

三级地力耕地是桐庐县农业生产能力中处于中等状态的一类耕地,是桐庐县面积最大的耕地地力等级。该级别的耕地多与二级田呈相间分布,许多地力指标与二级田相似(如速效钾、有效磷、耕作层厚度、容重等),但三级田灌溉条件较差,有机质和碱解氮偏低。其障碍因子主要有:基础设施不完善,保肥保水能力较低,部分耕地存在缺磷、缺钾,酸性较强。目前,这类耕地以种植粮油及经济作物为主。这类耕地在生产上应重视有机肥的施用,增加有机质含量和耕作性状。同时,通过基础设施的建设改善排水条件,增施磷、钾肥提高土壤有效磷和速效钾水平;根据土地利用方式的需要,校正酸度较高的耕地。

四、四级耕地地力分述

(一)立地状况

桐庐县四级田(地)面积有122256亩,占全县耕地面积的26.3%,是桐庐县面积第二大的一类耕地。其中水田、旱地和果园分别占45.0%、19.5%和20.0%,另有11.5%和4.0%分别为茶园和其他园地。桐庐县的四级田(地)主要分布在丘陵地区,低丘区和高丘区分别占68.5%和27.2%;少数(4.3%)分布河谷平原。坡度变化较大,其中≤3度和3~6度的比例分别为11.1%和29.5%,6~10度、10~15度、15度以上的分别占21.4%、15.4%和22.6%。四级耕地排涝能力较好,但抗旱能力较弱,特别是丘陵地区,存在缺水灌溉问题。抗旱>70天、50~70天、30~50天和<30天的分别占1.3%、0.6%、71.6%、26.5%。土壤类型以红壤(56.4%)和水稻土(40.9%)为主,少数为潮土(0.6%)、粗骨土(0.7%)、黄壤(0.8%)和石灰(岩)土(0.6%)。四级田(地)基础设施相对较差,立地条件一般,抗旱能力低于三级耕地。

四级田(地)在全县各乡镇(街道)都有分布,面积较大的有百江镇、横村镇和钟山乡,这些乡镇(街道)的四级田(地)面积分别占总四级田面积的10%以上;分水镇、富春江镇、合村乡和瑶琳镇的分布面积也较大,它们占四级田(地)总面积的5%~10%之间;其他乡镇(街道)分布的面积相对较小。

(二)理化性状

1.pH值和容重

大部分四级田(地)耕作层pH值很低,以酸性为主,pH值在4.5~5.5和 4.5以下的分别占66.6%和1.8%,pH值6.5~7.5和5.5~6.5两个级别的比例分别为2.1%和26.5%,另有3.0%的四级田(地)pH值在7.5~8.5。四级田(地)耕作层容重也主要在1.1~1.3g/cm3之间,容重在0.9~1.1g/cm3、1.1~1.3g/cm3之间和>1.3g/cm3的各占13.1%、85.1%和1.8%。部分四级田(地)的容重有点偏高。

2.阳离子交换量

四级田(地)耕作层阳离子交换量主要在10~20cmol/kg之间,分属5~10cmol/kg、10~15cmol/kg和15~20cmol/kg的分别占四级耕地面积的5.9%、53.7%和35.9%,另有4.5%的四级田(地)耕地土壤阳离子交换量在20cmol/kg以上。总体上,桐庐县的四级耕地阳离子交换量属中等水平。

3.养分状况

3.1 有机质。四级田(地)耕作层有机质含量总体呈中下水平,多数(占面积的87.5%)在10~30g/kg之间。有机质含量高于40g/kg的面积只占1.3%,30~40g/kg之间的面积占10.5%,20~30g/kg和10~20g/kg之间的面积分别占49.5%和38.0%,另有0.7%的四级耕地的有机质在10g/kg以下。总体上,四级耕地的有机质含量与三级耕地较为接近。

3.2 碱解氮。四级田(地)耕作层碱解氮处于中等水平,主要在150mg/kg以下。碱解氮在50mg/kg以下、50~100mg/kg、100~150mg/kg、150~200mg/kg和200mg/kg以上的四级田(地)面积分别占27.6%、42.3%、20.9%、7.0%和2.2%。四级耕地的土壤碱解氮含量与三级耕地较为接近。

3.3 有效磷。总体上,四级田(地)耕作层有效磷多为中等水平。有10.5%的土壤有效磷已超过了40mg/kg,有效磷在30~40mg/kg、20~30mg/kg和15~20mg/kg的四级田(地)面积分别占7.5%、28.5%和27.4%,有效磷在10~1 5mg/kg的四级田(地)面积占19.0%,另有7.1%的四级田(地)有效磷低于10mg/kg。可见,多数四级田(地)有效磷已达到中等以上水平,并且四级耕地的有效磷水平与二级和三级耕地差异不大。

3.4 速效钾。四级田(地)耕作层速效钾主要在50~150mg/kg之间。其中速效钾在100~150mg/kg和150mg/kg以上的四级田(地)面积分别占22.2%和6.5%;速效钾在80~100mg/kg之间的四级田(地)占23.8%;有47.5%的四级田(地)土壤的速效钾在80mg/kg以下。总体上,桐庐县四级田(地)土壤钾素以中下水平为主。

4.质地和耕作层厚度

四级田(地)耕作层质地由壤土、黏壤土和黏土等类型组成。其中,以壤土的比例最高,占48.4%,其次为黏壤土,占36.4%,黏土占14.7%,砂壤土占0.5%。地表砾石度主要(占84.0%)在10%以下,少数(占15.9%)在10% ~25%,只有极少(0.1%)在25%以上。四级耕地耕作层厚度主要在16cm以上,厚度16~20cm之间和20cm以上的分别占40.7%和44.6%,另有14.0%和0.7%的四级田耕层厚度在12~16cm和8~12cm之间。

(三)生产性能及管理建议

四级耕地是桐庐县农业生产能力中等偏下的一类耕地。目前利用方式主要为水田、旱地和园地。该级别耕地土壤有效磷中等,耕作层较为深厚,主要存在抗旱能力弱、保蓄能力弱、土壤酸化、土壤有机质和碱解氮较低、速效钾不足等问题,农作物产量较低。这类耕地在农业生产上应根据农户种植习惯因土指导,需要完善田间设施和修建水利设施,增加农田抗旱能力,重视有机肥和钾肥的投入,视作物情况进行土壤酸度校正,提高土壤肥力。

五、五级耕地地力分述

(一)立地状况

桐庐县五级田(地)面积只有2421亩,占全县耕地面积的0.5%,是桐庐县面积较小的耕地地力等级。其中水田、果园和旱地分别占41.7%、15.1% 和28.8%,另有11.4%和3.0%的茶园和其他园地。桐庐县的五级田(地)集中分布在丘陵地区,其中低丘区和高丘区分别占44.5%和54.9%,极少数分布在河谷平原,占0.6%。五级田(地)的坡度较大,主要在10~25度之间。其中,≤3度和3~6度的比例只分别为1.9%和1.1%,6~10度、10~15度、15度以上的分别占11.4%、28.5%和52.0%,另有5.1%的五级田(地)坡度在25度以上。五级耕地抗旱能力较弱,存在明显的缺水灌溉问题。抗旱30 ~50天和<30天的分别占36.6%、63.4%。土壤类型主要为红壤(70.2%),其他为水稻土(29.8%)。五级田(地)基础设施相对较差,灌溉能力弱,特别是高丘地区,缺乏灌溉设施。

五级田(地)较集中地分布在钟山乡、瑶琳镇、合村乡、分水镇和富春江镇,这些乡镇分布的面积分别占五级田(地)总面积的41.0%、15.4%、14.4%、13.3%和11.6%,桐君街道、百江镇和横村镇也有少量分布。

(二)理化性状

1.pH值和容重

五级田(地)以酸性为主,pH值主要在4.5~5.5之间,占92.9%,pH值在5.5~6.5和6.5~7.5之间的比例分别为4.4%和0.6%,pH值≤4.5的比例为2.1%。五级田(地)酸度明显高于二级至四级耕地。五级田(地)耕作层容重主要在1.1~1.3g/cm3之间,比例占72.7%,在1.3g/cm3以上和0.9~1.1g/cm3之间的比例分别占11.6%和15.7%。总体上,多数五级田(地)容重明显偏高,影响作物生长。

2.阳离子交换量

五级田(地)耕作层阳离子交换量较低,多在5~20cmol/kg之间,阳离子交换量在5~10cmol/kg和10~15cmol/kg之间的面积分别占24.5%和38.6%,阳离子交换量在15~20cmol/kg之间和20cmol/kg以上分别占27.5%和9.4%。

3.养分状况

3.1 有机质。五级田(地)耕作层有机质含量较低,多数(占面积的97.1%)在10~20g/kg之间;无有机质含量高于30g/kg的五级田(地);有机质在20~30g/kg之间的面积只占2.1%;另有极少数(0.7%)的五级耕地的有机质在10g/kg以下。总体上,五级耕地的有机质含量明显低于二级至四级耕地。

3.2 碱解氮。五级田(地)耕作层碱解氮基本上在150mg/kg以下,处于中下水平。碱解氮在50mg/kg以下、50~100mg/kg、100~150mg/kg及150~200mg/kg的五级田(地)面积分别占29.6%、30.6%、34.2%和5.6%。五级耕地的土壤碱解氮含量与四级耕地较为接近。

3.3 有效磷。五级田(地)耕作层有效磷主要处于中下水平,无有效磷在30mg/kg以上的五级田。有效磷在20~30mg/kg、15~20mg/kg、10~15mg/kg、5~10mg/kg和≤5mg/kg的耕地面积比例分别为11.4%、13.4%、37.4%、30.6%和7.2%。70%以上的土壤有效磷在15mg/kg以下。

3.4 速效钾。五级田(地)耕作层速效钾含量很低,主要在80mg/kg以下。其中,速效钾在50mg/kg以下和50~80mg/kg之间的五级田(地)面积分别占32.7%和47.9%,另分别有2.3%、5.0%和12.1%面积的五级田(地)速效钾在150mg/kg以上、100~150mg/kg和80~100mg/kg之间。五级田(地)中速效钾在80mg/kg以下的比例较高,缺钾明显。

4.质地和耕作层厚度

五级田(地)耕作层质地以壤土为主,占54.5%,其次为黏壤土和黏土,分别占19.0%和17.0,另有9.6%的五级田(地)属砂壤土。五级田(地)地表砾石度较高,在10%以下、10%~25%之间和25%以上的分别占49.8%、48.0%和2.2%。五级耕地耕作层厚度也较厚,多数在16cm以上,其中,耕作层厚度在20cm以上、16~20cm、12~16cm和8~12cm之间的五级耕地分别占64.5%、22.5%、11.9%和1.1%。

(三)生产性能及管理建议

五级地力耕地是桐庐县农业生产能力最低的一类耕地。这类耕地主要在丘陵地区,保肥性差,缺钾比例较高,有机质和氮素偏低,酸化明显,基础设施差,易受干旱缺水影响,农作物产量低。这类耕地在农业生产上需重视因土种植,以种植旱作和经济作物为主。在改良上,要重视培肥,增加有机肥、氮素、钾素的投入,提高保肥、保水能力,并适量施用石灰,校正土壤酸度,有水源的区域应加强水利设施的建设。

从以上分析可知,从二级耕地至五级耕地,灌溉条件逐渐变差,缺钾、酸化逐渐明显,有机质含量、氮素水平有所下降,土壤保蓄性变差,黏土或砂土的比例增加。但不同级别耕地之间的有效磷变化相对较小。

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