土壤质量评价与地力提升技术研究——以山东黄淮海平原为例（英文）

以全国土地污染防治项目取得地球化学资料为依据,通过分析研究山东省黄淮海平原区土壤化学元素特征,结果表明:土壤中一级营养元素有机质、氮、磷相对缺乏,钾含量富足;二级营养元素氧化钙、氧化镁相对缺乏,硫含量富足;其他有益微量元素氧化铁、锰、钼和硼均相对缺乏,氯含量丰富,基本不太缺。土壤地力提升的主要障碍因素是土壤盐渍化和土壤重金属污染。根据土壤综合肥力评价结果:研究区土壤绝大多数属低肥力-较低肥力区,其中低肥力区和较低肥力区面积分别为为61 604.0和1 244 km2,分别占总面积的97.43%和1.97%;中等肥力土壤面积约172 km2,占总面积的0.27%;较高肥力面积约128 km2;高肥力区面积仅76 km2。结合基础调查成果,提出了通过科学施肥、土壤障碍消除和重金属污染修复等地力提升措施,增强土壤肥力,变中、低产田为中、高产田;兴利除害,抑制土壤重金属元素的活性,降低风险,为高效优质农业的规划与发展提供技术支撑。     

农田土壤肥力质量演化及其与景观特征的关系

通过GPS定位采集样品,标准方法的土壤化验,应用GIS空间分析技术,揭示农田土壤肥力质量的演化特征,分析景观特征对土壤肥力质量演化的影响。研究结果表明:研究区域潴育型水稻土的肥力质量指数最高,侧渗型水稻土肥力质量指数最低。20年来,研究区域农田土壤肥力质量指数有84.4%的面积是上升的,指数升幅主要在0～0.2之间,面积为498km2,占总面积的73.2%;研究区只有15.6%的面积是下降的,其中以降幅在0～0.2之间的面积最大,为73km2,占总面积的10.7%。从空间分布上看,研究区中部、西南和北部的农田土壤肥力质量较高,而东南和北部的部分地区较低。景观特征对土壤肥力质量的演化有很大影响,20年来土壤肥力质量上升的,主要分布在千枚岩、花岗岩和红砂岩发育的土壤中,土壤类型为潴育型水稻土,海拔在800m以下。     

基于GIS的天津滨海新区土壤盐渍化空间分布研究(英文)

通过野外采样调查和GIS技术相结合,对天津滨海新区进行土壤盐渍化分布调查。结果表明,滨海新区土壤全盐平均含量为0.818%,土壤pH值平均值为8.43,土壤Cl-和Na+的平均含量接近,分别为0.27%和0.22%;从滨海新区土壤全盐空间分布上来看,从西部到东部沿海基本呈条带状分布,土壤全盐含量逐渐升高。对不同盐渍化程度土壤的分布面积进行了统计,非盐渍化土壤分布面积很少,仅占土地总面积的3.18%,轻度盐渍化土壤分布面积为 107.43 km2,占土地总面积的 6.34%,中度盐渍化土壤分布面积 173.51 km2,占土地总面积的 10.24%,重度盐渍化土壤分布面积为 217.36 km2,占土地总面积的 12.82%。盐土面积为 1 142.8 km2,占滨海新区陆地总面积的 67.42%,其中全盐含量为 0.6%~1.0%、1.0%~1.5%、>1.5%的分布面积分别为388.47、411.82、342.51 km2,分别占总面积的22.92%、24.3%、20.21%。     

基于GIS的天津滨海新区土壤盐渍化空间分布研究

通过野外采样调查和GIS技术相结合,对天津滨海新区进行土壤盐渍化分布调查。结果表明,滨海新区土壤全盐平均含量为0.818%,土壤pH平均值为8.43,土壤Cl-和Na+的平均含量接近,分别为0.27%和0.22%;从滨海新区土壤全盐空间分布上来看,从西部到东部沿海基本呈条带状分布,土壤全盐含量逐渐升高。对不同盐渍化程度土壤的分布面积进行了统计,非盐渍化土壤分布面积很少,仅占土地总面积的3.18%,轻度盐渍化土壤分布面积为107.43 km2,占土地总面积的6.34%,中度盐渍化土壤分布面积173.51 km2,占土地总面积的10.24%,重度盐渍化土壤分布面积为217.36 km2,占土地总面积的12.82%。盐土面积为1 142.8 km2,占滨海新区陆地总面积的67.42%,其中全盐含量为0.6%～1.0%、1.0%～1.5%、1.5%的分布面积分别为388.47、411.82、342.51 km2,分别占总面积的22.92%、24.30%、20.21%。     

安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区土壤环境质量评价与分析

为了解安吉余村"绿水青山就是金山银山"示范区土壤环境质量,为绿色农产品产地的评价、认定和管理提供科学依据,对示范区118组表层土壤中的Cu、Cr、Cd、Hg、As和Pb元素进行检测,分析区域土壤重金属的含量特征,并对土壤环境质量现状进行评价。结果表明,研究区表层土壤中重金属除Hg含量水平较低外,其他5种重金属元素的平均值均高于浙江省土壤背景值,其中重金属元素Cd和As含量异常最为明显,平均值分别为浙江省土壤背景值的3.06倍和2.83倍;研究区域土壤总体情况良好,清洁水平和轻微污染水平的土壤占总体的88.14%,土壤6种重金属的污染程度分别为CdAsCuPbHg、Cr;研究区域内6种重金属元素只有Hg完全符合绿色食品要求,元素Pb、Cd、As、Cr、Cu均有不同程度的超标现象,其中元素Cd和元素As超标比例相对明显一些,符合绿色食品标准的比例为78.81%和80.51%;在总监测评价面积6 200 hm~2中,符合绿色食品产地环境要求面积为4 416 hm~2,占总面积的71.23%。提出土壤重金属异常区域应加强环境保护,并针对超标的环境要素,采取种植作物品种调整、环境治理和修复等措施,确保种植农产品的安全性。     

安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区土壤环境质量评价与分析

为了解安吉余村“绿水青山就是金山银山”示范区土壤环境质量,为绿色农产品产地的评价、认定和管理提供科学依据,对示范区118组表层土壤中的Cu、Cr、Cd、Hg、As 和 Pb元素进行检测,分析区域土壤重金属的含量特征,并对土壤环境质量现状进行评价。结果表明,研究区表层土壤中重金属除Hg含量水平较低外,其他5种重金属元素的平均值均高于浙江省土壤背景值,其中重金属元素Cd和As含量异常最为明显,平均值分别为浙江省土壤背景值的3.06倍和2.83倍;研究区域土壤总体情况良好,清洁水平和轻微污染水平的土壤占总体的88.14%,土壤6种重金属的污染程度分别为Cd>As>Cu>Pb>Hg、Cr;研究区域内6种重金属元素只有Hg完全符合绿色食品要求,元素Pb、Cd、As、Cr、Cu均有不同程度的超标现象,其中元素Cd和元素As超标比例相对明显一些,符合绿色食品标准的比例为78.81%和80.51%;在总监测评价面积6 200 hm²中,符合绿色食品产地环境要求面积为4 416 hm²,占总面积的71.23%。提出土壤重金属异常区域应加强环境保护,并针对超标的环境要素,采取种植作物品种调整、环境治理和修复等措施,确保种植农产品的安全性。     

基于Kriging法和GIS技术的迁安市农田重金属污染评价

Kriging法对7种重金属含量空间局部插值后,参照国家和地方重金属污染标准,对迁安市农田土壤表层重金属含量进行单项污染指数和综合污染指数评价和基于GIS技术的评价结果分级。结果显示,Cd、Hg、As、Cr和Zn单项污染指数均未超标,Cu和Ni单项污染指数在北部山区分别有0.18%和0.10%面积超标,综合污染指数有11.80 km2表层土壤污染达到警戒限,所占总面积百分比为0.98%,其余地区污染等级为安全。以期为优势农产品基地建设提供参考。     

基于Kriging法和GIS技术的迁安市农田重金属污染评价

Kriging法对7种重金属含量空间局部插值后,参照国家和地方重金属污染标准,对迁安市农田土壤表层重金属含量进行单项污染指数和综合污染指数评价和基于GIS技术的评价结果分级。结果显示,Cd、Hg、As、Cr和Zn单项污染指数均未超标,Cu和Ni单项污染指数在北部山区分别有0.18%和0.10%面积超标,综合污染指数有11.80 km2表层土壤污染达到警戒限,所占总面积百分比为0.98%,其余地区污染等级为安全。以期为优势农产品基地建设提供参考。     

河北省优势小麦产区土壤重金属污染水平调查研究

在大面积调查的基础上,通过现场取样、实验室检测、数据统计分析,对河北省13县(市)18.2万hm2优势小麦产区土壤中重金属的污染现状进行了研究。结果表明,河北省优势小麦生产区域土壤重金属污染水平均未超过国家土壤环境二级标准,适合发展优势小麦生产,但根据河北省土壤重金属本底值和国家一级土壤环境质量标准评价,所监测的8种重金属在河北省优势小麦产区均存在不同程度的污染累积现象,全省污染面积占到了总面积的11.9%,不同重金属污染程度不同、不同县域污染程度不同。用综合污染指数法评价,所监测的13个县(市)均存在污染等级处于警戒限和轻污染水平的土壤,全省达到警戒限水平的土地占到了总面积的41.0%,达到轻污染水平的土壤面积占到了总面积的4.3%,中度污染的土壤面积占总面积的0.07%。     

河北省优势小麦产区土壤重金属污染水平调查研究

在大面积调查的基础上,通过现场取样、实验室检测、数据统计分析,对河北省13县(市)18.2万hm2优势小麦产区土壤中重金属的污染现状进行了研究。结果表明,河北省优势小麦生产区域土壤重金属污染水平均未超过国家土壤环境二级标准,适合发展优势小麦生产,但根据河北省土壤重金属本底值和国家一级土壤环境质量标准评价,所监测的8种重金属在河北省优势小麦产区均存在不同程度的污染累积现象,全省污染面积占到了总面积的11.9%,不同重金属污染程度不同、不同县域污染程度不同。用综合污染指数法评价,所监测的13个县(市)均存在污染等级处于警戒限和轻污染水平的土壤,全省达到警戒限水平的土地占到了总面积的41.0%,达到轻污染水平的土壤面积占到了总面积的4.3%,中度污染的土壤面积占总面积的0.07%。     

禹城市耕地养分时空演变研究

[目的]为了解禹城市区域耕地养分现状和变化情况,掌握中低产田改造结果,进一步提升土地生产力,稳定粮食产量。[方法]比较了山东省禹城市1980和2008年耕地养分的时空变化。[结果]土壤有机质、速效磷的含量均提高1倍以上,而土壤全氮和速效钾的含量也得到较大提高。空间上,2008年各种土壤养分缺乏区面积均大面积下降,1980年盐渍化土壤大面积分布情况得到极大改善,仅1%左右的面积存在轻度盐渍化威胁。[结论]近30年的中低产田改造和盐碱地治理,禹城市耕地土壤质量得到显著提高。     

Soil and Water Resources and Land Sustainable Productivity in the Catchment Area with Intensive Management in Hilly Red Soil Regions,China

Taking an example of Majiayu Catchment Area (14.15 ha) in Taoyuan County of Hunan Province, the soil and water resources dynamics, fertility evolution characteristics and land productivity changing situation were studied. Fixed observation results from 1993 to 2002 showed that pools covering about 15% of total area could store up 10% of surface runoff, keep 78.1% of eroded soil and 65.4% of lost nutrients. The yearly ratio of interception and evapotranspiration in land, storage in pools and drainage was 7:2:1,which ensured the resources and nutrients equilibrium and a benign recycle in the catchment area system, and benefited the aquatic culture and helped to resist seasonal drought. Moreover, the results showed that soil erosion modulus decreased significantly,equal to or lower than soil loss tolerance (≤500 t km-2) in reddish yellow soil regions.Soil organic matter, total and available N content in sloping land, dryland and paddy field increased steadily (＞10%); water storage enhanced by more than 20% in sloping land and dryland in drought season; crop production increased by more than 20%; and production of trees, fruits, tea and fish as well as land productivity increased yearly.     

山东棕壤耕地地力评价及其特征分析

本研究基于山东省测土配方施肥相关数据资料,运用层次分析和综合指数法对山东棕壤耕地地力进行了综合评价,并进一步分析了不同等级耕地的属性、利用方式、养分和限制因素等特征。结果表明：山东棕壤耕地高、中、低等级地面积分别为42.96万、52.53万hm²和32.66万hm²,分别占棕壤耕地总面积的33.52%、41.00%和25.48%,其中高等级地主要分布于鲁中南山地区的西侧和东侧外缘以及东部丘陵区西南、东北侧,中等级地主要分布于鲁东西部、中东部和鲁中南东部、东北部部分地区,低等级地主要分布于鲁东和鲁中南地区中部;各等级耕地土壤属性差异明显。从利用情况看,水浇地主要分布于一、二、三级高等级地,旱地地力等级分布较为宽泛,从三级到八级,灌溉水田则集中分布于五级地和四级地。棕壤区耕地土壤有机质、全氮和速效钾含量均低于全省平均水平,而有效磷含量高于全省平均,pH值则显著低于全省平均水平。高等级地耕地地力主要受土壤钾含量限制,中等级地除土壤速效钾偏低外,还受耕层质地偏砂影响,低等级地则存在土壤物理性状、土壤养分含量、灌溉能力等诸多限制。该研究较好理清了山东棕壤耕地地力状况及特征,对棕壤耕地资源持续利用有积极意义。     

Quality Change of Cinnamon Soil Cultivated Land and Its Effect on Soil Productivity

【Objective】The quality of cultivated land is a key factor affecting soil productivity, which serves also as scientific basis for rational fertilization. Cinnamon soil is the main soil type at the production area of wheat and corn in China. This study examined the current status of cultivated land quality and the evolution characteristics of cinnamon soil during the past 31 years (1988-2018). Though considering the evolution of fertilizer application rate, their influence on productivity was studied, and the guidance for reducing fertilizer input and increasing efficiency in cinnamon soil area was proposed.【Method】Using the data of 103 long-term (31 years) location test points in China, the evolution of cinnamon soil cultivated land quality was analyzed by combining physical and chemical indexes. The factors influencing the yield were compared through the redundancy analysis (RDA). Based on these results, reasonable suggestions were put forward to reduce fertilizer input and increase efficiency in cinnamon soil area.【Result】(1) The present situation and evolution of soil physical and chemical properties in cinnamon soil area were shown in the study. Specifically, the average values of organic matter content, available phosphorus and available potassium in 2018 were 17.9 g·kg ^-1, 29.2 mg·kg ^-1-and 164 mg·kg ^-1, respectively, which represented an increase of 21.2%, 200.9% and 52.0% during 31years, respectively. The average values of total nitrogen and slow available potassium in 2018 were 1.1 g·kg ^-1 and 945 mg·kg ^-1, respectively, which remained relatively stable during the monitoring period. The contents of soil secondary elements and micronutrient elements and heavy metals were in an acceptable range. The pH was reduced by 0.3 unit. Topsoil thickness was 21.9 cm and bulk density was 1.33 g·cm ^-3, which belonged to the middle level. (2) The fertilizer application rate in cinnamon soil area was 730.2 kg·hm ^-2 in 2018. The proportion of N (N):P (P₂O₅):K (K₂O) was about 2:1:1, and the proportion of chemical fertilizer to organic fertilizer was about 3.45:1. The nitrogen fertilizer application rate was 378.9 kg·hm ^-2, which was stable during the past 31 years. The application rate of phosphate and potassium fertilizer decreased by 24.1% and 50.8%, respectively. (3) The wheat yield showed an upward trend during 31 years, and the maximum reached 6 651 kg·hm ^-2 at the end of monitoring, which was 27.6% higher than the value at the initial stage. The corn yield was stable, reaching 8 851 kg·hm ^-2 at the end of monitoring. The contribution rate of soil fertility in wheat season and corn season was 49.0% and 59.6%, respectively. The yield was influenced by soil physical factors, including the thickness of plough layer (which could explain the wheat production for 2.7%, denoted as explanation rate), bulk density (explanation rates of wheat and corn productions for 1.2% and 1.5%, respectively) and chemical index, such as organic matter explanation rates of wheat and corn productions for 2% and 1.7%, respectively, and available phosphorus (explanation rate of corn for 3.6%). The explanation rates of potassium fertilizer were the highest for wheat and corn productions, which reached 5.6% and 6%, respectively. The explanation rates of phosphorus fertilizer for wheat yield (1.3%) and of nitrogen fertilizer for corn yield (1.3%) were also relatively high.【Conclusion】The cultivated land quality in cinnamon soil area has been improved in 31 years, but the overall fertility was low and the physical properties were in middle level. Considering the impact of land quality on productivity, different fertilization schemes needed to be formulated for wheat and corn. Both of which needed to increase the input of potassium fertilizers, and focused on ensuring the supply of phosphorus fertilizers for wheat and nitrogen fertilizers for corn. Physical indicators needed to be highly concerned. The topsoil thickness and bulk density were at a medium level, but there was no need to continue to optimize, and maintaining the status quo was more conductive to obtaining high yield.     

宁夏砂田小尺度土壤性质空间变异特征与肥力评价

【目的】砂田是西北干旱、半干旱地区农民在恶劣的气候、土壤和地形等自然条件下,为了生存经过长期生产实践不断总结创新所形成的一种独特的耕作方式。保持和提高砂田土壤肥力质量是改善土地生产力、延缓砂田退化的基础。【方法】按照10 m×10 m网格方式采集110个砂田土壤表层(0—20 cm)样品,选取土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、速效磷、速效钾、pH和电导率作为土壤肥力特征的评价因子,采用相关系数法确定各土壤肥力指标的权重,根据宁夏砂田土壤特征和作物品种,选择隶属度函数曲线类型,同时确定隶属度函数转折点取值,然后根据各土壤肥力因子的权重和隶属度值计算土壤综合肥力指数值;利用地统计学分析方法构建土壤各肥力因子的最适半方差函数模型,确定砂田土壤各肥力因子的空间变异特征和空间格局;结合土壤综合肥力指数值及其空间分布状况对砂田土壤肥力特征进行分级评价。【结果】经典统计表明,pH的变异系数最小仅为0.01,表现为弱变异,均值为9.15,土壤呈碱性。其他肥力指标变异系数处于0.10—0.72,属于中等变异。通过极差可以看出各项土壤性质含量在农田尺度存在明显的差异。研究区土壤综合肥力指数值在0.18—0.59,平均值为0.34。地统计学表明,砂田土壤各项肥力指标块金系数均小于25%,呈现出较强空间自相关性。通过普通克里格空间插值图可以看出,土壤有机碳在田块尺度上分布较为均匀,含量集中在1.5—2.5 g·kg-1,在研究区南侧有机碳有岛状高含量点存在;电导率分布也较为均匀,集中在100—300μs·cm~(-1),其在北部含量较高;土壤全氮、全磷和全钾含量普遍较低,在空间呈现出明显的斑块状分布特征;土壤速效磷和速效钾在研究区北部有岛状高含量点存在;pH在整个研究区呈现明显的斑块状分布特征。土壤综合肥力指数值空间分布状况表明,研究区Ⅲ类地分布最广,占整个研究区面积的56%,属中等肥力状况。砂田南部以Ⅱ类地为主,占整个研究区面积的25%,肥力状况良好。Ⅳ类地占整个区域面积18%,其肥力状况较差。【结论】土壤性质和土壤肥力指数在田块尺度上空间分布复杂、规律性不明显,呈斑块状分布特征。根据各项土壤属性指标和土壤综合肥力指数值的分布情况判断,砂田土壤肥力总体水平较低,其中有机碳和全氮是制约砂田土壤肥力的主要限制因子。应通过增施有机肥、轮作和休耕等方式改良和培肥土壤。     

黄土高原水土流失造成的危害及其综合治理措施

黄土高原地区的面积为64.27万km2,其中,水土流失面积达45万km2,占总面积的70.9%,每年向下游输沙量约达12.8亿t,占黄河向下游输沙量的80%。其主要产沙区在六盘山以东地区,东部侵蚀度北强南弱,西部北弱南强;黄土高原存在几个高强度侵蚀中心,水蚀风蚀形成侵蚀强烈地区。水土流失的主要危害是破坏土地资源,生产能力降低;农田破坏严重,削弱土壤肥力;降水少而平均,干旱灾害不断加剧;林草地比例严重下降,形成恶性循环。总结黄土高原水土保持的历史经验与教训,要通过加强宏观控制、推进小流域综合治理、建设基本农田、逐步退耕造林种草、坚持治理与开发相结合、严格控制人口增长等措施解决水土流失问题。     

陕西苹果主产区丰产果园土壤养分状况的调查

在陕西苹果主产区27个优质苹果基地县中的15个县,选取10年生左右的丰产果园采集48个土壤样品,测定了土壤中有机质、全N、全P、全K、速效养分及阳离子交换量的含量。分析结果表明,陕西苹果主产区丰产园土壤有机质含量相对较高,在调查的48户果园中,有机质含量≥1.0%的果园占96%;除宝塔和白水县的2个果园土壤全N含量偏低外,其余果园土壤全N含量较高,平均值为0.76 g/kg;土壤速效N含量>50 m g/kg的果园仅占29%,含量较高,其余果园土壤中的速效N含量偏低;土壤全P全K含量丰富,速效P、速效K和阳离子交换量含量均达到绿色果品产地土壤肥力标准。     

政和县耕地地力状况及改良利用对策

政和县耕地土壤检测结果表明：耕地土壤有机质含量丰富,全氮、碱解氮、有效磷处于中等水平,速效钾、有效锌含量丰富,有效硼处于缺乏水平,微酸性土壤面积有所增加,耕地土壤的保肥供肥性总体较差,耕地总体质量中等,以中产耕地占多数.并提出相应的耕地改良利用对策.