关键词:
农业种植土壤质量评价
山地农业
土壤养分
土壤重金属
农业灌溉水
摘要:
土壤是农业发展的必要条件之一,土壤质量与种植环境关系到农作物的生长,是农作物优质高产的基本保障。为助力山区乡村振兴,建构在西南山地农业区具有一定普适性的土壤质量评价体系,选取了缺乏系统性农业土壤研究的典型山地农业区重庆市万州区恒合土家族乡(以下简称恒合乡)作为研究区域。以恒合乡13个行政村1个社区的农业种植土壤为主要研究对象,设置共75个采样点,包含水稻田、果园、蔬菜地等,土壤质地主要为壤质土,测试分析了包括土壤基本性质、重金属含量、土壤养分及酶活性的18个指标。并对主要农业灌溉水体(6个水库和苏马河)进行质量调研,测试分析了化学需氧量、全氮等7个指标。本研究对土壤性质、养分、重金属含量等进行了系统性分析,通过全量数据集和最小数据集对农业种植土壤进行质量评价研究,结合土壤质量评价结论和农业发展现状调研结果,提出可靠、实用性高的种植建议及农业发展建议。通过本研究,能够为当地农业种植土壤资源利用、农业生产质量的提升提供一定科学指导和理论依据。主要研究结论如下:(1)在种植环境方面:研究区域属于典型立体高寒山地农业区,以传统农业为主要产业。研究区域内农业种植土壤以偏酸性及中性为主(pH 5.0-7.0占81.34%),部分地区有土壤酸化趋势。土壤处于适宜松紧的状态,自然含水量均值为23.59%,有机质均值变化范围为11.73-22.42 g/kg。研究区内农业种植土壤Cu、Cr、Ni、Pb四种典型重金属污染风险较低,农用灌溉水体总体质量水平良好,个别水库化学需氧量和总氮含量较高,可能是受农业面源污染导致。(2)在土壤养分及酶活性方面:研究区内有84.33%的农业种植土壤有机质含量达10 g/kg以上,全氮含量在1.5 g/kg以上的占78.7%,全乡土壤养分含量情况较好,大量养分全氮、全磷、全钾含量充足,空间分布较为均衡,土壤养分潜力较好。有效养分有效磷、有效钾的供应情况较好,部分采样点硝态氮含量偏高,可能与施肥管理方式和灌溉水体有关,应优化农作物施肥管理及关注灌溉水质量。研究区内脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶三种与土壤质量密切相关的酶活性水平较好,均值分别是0.70 mg/g、0.08 mg/g、107.37 mg/g,说明研究区内农业种植土壤肥力水平较好,适宜开展农业种植活动。调查了研究区内四种农耕土地利用方式,通过对比发现,不同土地利用方式下养分与酶活性存在差异。(3)在土壤质量评价及种植建议提出方面:采用全量数据集(TDS)和最小数据集(MDS)对研究区进行土壤质量评价研究,计算土壤综合质量指数(SQI)。主要采用了主成分分析、相关性分析和Norm值计算构建MDS,筛选得到的MDS指标为有机质、有效磷、全钾、磷酸酶、铵态氮、过氧化氢酶、硝态氮,线性回归分析结果表明SQI-TDS与SQI-MDS之间具有显著相关性(R=0.846,p<0.0001),说明构建的MDS具有较好的代表性,能够进行有效的土壤质量评价。研究区内农业种植土壤质量水平处于中上的土壤占比达到64%,土壤质量为Ⅰ级的占比为14.67%,总体处于较好水平,但存在一定分布差异。综上所述,研究区内土壤质量总体处于中等及以上水平,有少部分区域养分缺失处于相对较低的质量水平。在今后的农业发展过程中,除了优化种植规划外,应注重保护土壤健康,提高污水管理水平,加强土壤培肥,减少化肥依赖性,同时适当使用土壤改良剂来改善土壤酸化情况。