关于发布《长沙市2023年度耕地质量监测报告》的通告
关于发布《长沙市2023年度耕地质量监测报告》的通告
根据《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部令2016年第2号)《湖南省耕地质量管理条例》要求,我局在对全市60个省级监测点调查取样检测的基础上,组织编写了《长沙市2023年度耕地质量监测报告》,现予通告。
长沙市2023年度耕地质量监测报告
耕地质量监测是《农业法》《基本农田保护条例》赋予农业农村部门的重要职责之一,是贯彻落实《耕地质量调查监测与评价办法》的重要抓手,也是农业农村部门的长期性和公益性工作。
开展耕地质量土壤监测指标的长期监测与分析评价,掌握我市耕地质量土壤监测指标的现状及其动态变化特征,对于指导我市耕地质量保育与提升、加强耕地质量管理、促进农业可持续发展具有重要意义。
一、基本情况
(一)区域概况
长沙市位于中国东南部,湖南省东部偏北,湘江下游和长浏盆地西缘;东经111°53′~114°15′,北纬27°51′~28°41′,东西长约230公里,南北宽约88公里;辖湘江新区、芙蓉区、天心区、开福区、雨花区、望城区,长沙县、宁乡市和浏阳市等9个县市区;市域地势起伏较大,地貌类型多样,地表水系发育,东北是幕阜-罗霄山系的北段,西北是雪峰山余脉的东缘,中部是长衡丘陵盆地向洞庭湖平原过渡地带;属亚热带季风气候,年平均气温18.2℃,降雨量1715.8毫米,总日照时数为1305.4小时。
根据全国第二次土壤普查,全市土壤主要有花岗岩、板页岩、紫色砂页岩、砂岩、石灰岩残/坡积物,以及第四纪红土、河湖冲积物等7类成土母质;土壤类型有土类10个、亚类21个、土属85个、土种218个。其中,以红壤、水稻土为主,分别占土壤总面积的70%与25%,还有菜园土、潮土、山地黄壤、黄棕壤、山地草甸土、石灰土、紫色土等。
根据第三次国土调查数据,全市国土面积*****.0平方公里,2022年耕地面积******.68公顷,其中水田******.08公顷、占93.39%,旱地*****.98公顷、占6.52%,水浇地面积171.62公顷、占0.09%;园地面积*****.57公顷,其中果园5156.13公顷、占18.54%,茶园3549.13公顷、占12.76%,其他园地*****.31公顷、占68.70%;林地面积******.86公顷,占52.48%;草地面积3848.23公顷,占32.57%;湿地面积2534.78公顷,占21.45%。
(二)监测点设置
长沙市耕地质量监测工作始于1987年,由全省统一规划实施。目前全市监测点共计60个,均为省级监测点。根据《耕地质量调查监测与评价办法》《湖南省土壤监测规程》等技术要求,长沙市耕地质量监测工作主要是在农户自主耕作条件下,定田、定期调查了解其施肥状况、产量水平,监测土壤理化性质与养分变化情况。
耕地质量监测点基本覆盖了主要所辖县市区及其主要土壤类型与耕作制度。从行政区划来看,长沙县15个监测点、望城区10个监测点、浏阳市15个监测点、宁乡市20个监测点;从土壤类型来看,监测点土类以水稻土为主,44个监测点,占比90.00%;其次是红壤,5个监测点,占比8.33%;潮土,1个监测点,占比1.67%。水田监测点中,潴育型水稻土为主要亚类,并分布于砂砾岩、板页岩、花岗岩、石灰岩、第四纪红土及河流冲积物等6种主要成土母质的8个土种上,土壤质地以重壤、粘土、中壤及沙壤为主。监测点空间分布详见图1。
监测点的管理方式主要为农户自主耕作,以当地主要种植制度、种植方式为主,耕作、栽培等管理方式、施肥水平按照当地农民习惯执行,总体上保持基本稳定。2017年以来,我市依托县市区承担的耕地质量保护与建设项目,在部分监测点所在耕地区域推行了酸性土壤改良、测土配方施肥、绿肥种植、有机肥施用、化肥减量增效等土壤改良和地力培肥技术措施。
图1 长沙市耕地质量监测点位分布图
(三)监测与质控
监测点土壤样品,采集于年度中晚稻收获时,采样深度统一为20cm,由所属县市区负责。土壤样品及对应现场调查表,以市为单位汇总并统一报送。
样品制备、检测方法与质量控制,严格按照《耕地质量监测技术规程》技术要求执行,并由省级统一遴选具有CMA认证检测机构实施。根据《全国耕地质量等级评价指标体系》《湖南省土壤监测规程》,监测指标包括耕层土壤容重、酸碱度(pH)、有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾等7项。检测结果按照省级统一模板,以市为单位统一上报省土壤肥料工作站。
(四)分析与评价
根据《耕地质量等级》《耕地质量调查监测与评价办法》,系统整理并全面审核了2014-2022年度长沙市耕地质量土壤监测指标数据。在处理数据前,全面开展数据质量检查,校验数据的合理性和真实性;核对原始数据与分析数据,确保数据单位格式正确统一,各指标对应关系无误;以平均值±3倍标准离差值为标准,筛选各指标数据中不合理的极值,对超出范围的数据不纳入平均值的计算但仍纳入分类数量及其比例的计算。
按照《全国九大农区及省级耕地质量监测指标分级标准》《耕地质量调查监测与评价办法》,对7项耕地质量监测指标,采用分类分级方法(表1),进行了耕地质量现状评价;采用算术平均和中位值法,进行了年度变化评价。
表1 湖南省主要耕地质量监测指标分级标准
指标 | 单位 | 分级标准 | ||||
一级(高) | 二级(较高) | 三级(中) | 四级(较低) | 五级(低) | ||
土壤容重 | g/cm3 | 1.10-1.20 | 1.20-1.30, 1.00-1.10 | 1.30-1.40 | 0.90-1.00 | >1.40, ≤0.90 |
土壤有机质 | g/kg | >40.00 | 30.0-40.00 | 20.00-30.00 | 10.00-20.00 | ≤10 |
土壤pH | 无量纲 | 6.50-7.50 | 5.50-6.50 | 4.50-5.50 | 7.50-8.50 | >8.50, ≤4.50 |
土壤全氮 | g/kg | >2.00 | 1.50-2.00 | 1.00-1.50 | 0.75-1.00 | ≤0.75 |
土壤有效磷 | mg/kg | >40.00 | 20.0-40.00 | 10.00-20.00 | 5.00-10.00 | ≤5.00 |
土壤速效钾 | mg/kg | >200 | 150-200 | 100-150 | 50-100 | ≤50 |
土壤缓效钾 | mg/kg | >500 | 350-500 | 200-350 | 150-200 | ≤150 |
二、结果分析
(一)土壤容重
土壤容重是反映土壤密实程度的指标之一,主要受土壤质地与耕作影响。2022年耕地质量监测点土壤容重在0.74-1.16 g/cm3之间,平均为1.16 g/cm3,平均值达到一级(高)水平(图2)。
土壤容重一级(高,1.10-1.20g/cm3)的监测点位13个,占比21.67%;二级(较高,1.20-1.30 g/cm3,1.00-1.10 g/cm3)的监测点位16个,占比26.67%;三级(中,1.30-1.40 g/cm3)与四级(较低,0.90-1.00 g/cm3)的监测点位各8个,占比13.33%;五级(低,≤0.90 g/cm3,>1.40 g/cm3)的监测点位有15个,占比25.00%。因土壤容重变化较小且主要受翻耕及其时间的影响,不再分析评价其年际间动态变化。
图2 耕层土壤容重分级分布
(二)土壤pH
1、土壤pH值现状分级评价
土壤酸碱度是土壤基本化学性质之一,强烈影响土壤养分有效性及植物生长,一般适宜范围为pH 6.50-7.50。2022年耕地质量监测点土壤pH在4.49-7.83之间,平均值为5.82,处于二级水平。
土壤pH分级呈偏态分布,以二级水平为主。土壤pH为一级(高,6.50-7.50)的监测点位8个,占比13.33%;二级(较高,5.50-6.50)的监测点位31个,占比51.67%;三级(中,4.50-5.50)的监测点位17个,占比28.33%;四级(较低,7.50-8.50)与五级(低,>8.50, ≤4.50)的监测点位各2个,占比3.33%。
2、土壤pH值动态变化分析
2014-2022年,土壤pH平均值和中位值均呈稳步上升趋势(图3)。其中土壤pH平均值由2015年的5.20上升至2022年的5.84;中位值则由2015年的5.10上升至2022年的6.64。这主要与受污染耕地修复治理与酸化耕地综合整治等有关。
图3 耕层土壤pH分级分布与年际动态变化
(三)土壤有机质
1、土壤有机质现状分级评价
土壤有机质是反映土壤基础肥力水平的重要指标,其含量高低与土壤肥力关系密切。耕地质量监测点土壤有机质分布区间为14.20-53.90 g/kg,平均值为32.05 g/kg,平均值达到二级(较高)水平。
土壤有机质含量均在五级(低,≤10.0 g/kg)水平以上(图4)。一级(高,>40.0 g/kg)的监测点位有14个,占比为23.33%;二级(较高,30.0-40.0 g/kg)的监测点位21个,占比35.00%;三级(中,20.0-30.0 g/kg)的监测点位有15个,占比25.00%;四级(较低,10.0-20.0 g/kg)的监测点位有10个,占比均为16.67%。
2、土壤有机质动态变化分析
2014?2022年,土壤有机质含量平均值和中位值均处于二级水平(较高,30.0-40.0 g/kg),整体稳定在较高水平。其中,土壤有机质含量平均值在30.34-35.65 g/kg之间波动,中位值在31.33-36.44 g/kg之间波动(图4),这主要受年度施肥管理、秸秆还田、绿肥种植等影响。
图4 耕层土壤有机质分级分布与年际动态变化
(四)土壤全氮
1、土壤全氮现状分级评价
土壤中的全氮含量代表着土壤氮素的总贮量及供氮能力,其大小与土壤有机质含量成正相关。2022年耕地质量监测点土壤全氮分布区间为0.95-2.93 g/kg,平均值为1.90 g/kg,达到二级(较高)水平。
土壤全氮含量均在五级(低,≤0.75 g/kg)水平以上(图5)。其中,一级(高,>2.00 g/kg)监测点位有26个,占比43.33%;二级(较高,1.50-2.00 g/kg)监测点位有17个,占比28.33%;三级(中,1.00-1.50 g/kg)监测点位有16个,占比26.67%;四级(较低,0.75-1.00 g/kg)监测点位有1个,占比1.67%。
2、土壤全氮动态变化分析
2017-2022年,土壤全氮含量平均值和中位值基本一致且均在一级(高,>2.00 g/kg)和二级(较高,1.50-2.00 g/kg)水平间波动,整体水平较高(图5)。土壤全氮含量平均值和中位值,由2017年的2.0 g/kg下降至2018年的1.60 g/kg,其后上升至2020-2021年的2.10-2.20 g/kg,2022年降至1.90 g/kg。这主要与土壤有机质整体水平较高有关,而其年际波动主要与氮肥施用、绿肥还田、秸秆还田等有关。
图5 耕层土壤全氮分级分布与年际动态变化
(五)土壤有效磷
1、土壤有效磷现状分级评价
土壤有效磷是反映土壤磷素养分供应水平的指标。2022年耕地质量监测点土壤有效磷含量分布区间较宽,为1.90-57.60 mg/kg;平均值为17.61 mg/kg,处于三级(中,10.0-20.0 mg/kg)水平。
土壤有效磷含量分级整体呈偏态分布,主要处于二、三、四级水平(图6)。一级(高,>40.0 mg/kg)的监测点位4个,占比7.02%;二级(较高,20.0-40.0 mg/kg)的监测点位19个,占比33.33%;三级(中,10.0-20.0 mg/kg)的监测点位13个,占比22.87%;四级(较低,5.0-10.0 mg/kg)的监测点位有14个,占比为24.56%;五级(低,≤5.0 mg/kg)的监测点位7个,占比12.28%。
2、土壤有效磷动态变化分析
2014-2022年,土壤有效磷含量平均值和中位值年际变化趋势一致,均呈整体下降趋势,年际间波动较大(图6)。2014-2017年,两者均呈逐年下降趋势,由二级或三级水平降至三级或四级水平;2018-2021年,由二级水平降至三级或四级水平,这与近些来化肥减量推行并显示成效有关。然而,2018和2022年土壤有效磷含量平均值和中位值均明显高于相邻年份,这可能与部分监测点位采样较迟、下季作物已种植并施肥等有关。
图6 耕层土壤有效磷分级分布与年际动态变化
(六)土壤速效钾
1、土壤速效钾现状分级评价
钾是作物生长不可或缺的大量营养元素,监测土壤速效钾含量水平及其变化趋势,对合理利用钾肥资源、提高施钾效果等具有重要意义。2022年耕地质量监测点土壤速效钾含量分布区间较宽,在29-282 mg/kg之间;平均值为97 mg/kg,处于四级(较低,50-100 mg/kg)。
土壤速效钾含量分级整体呈偏态分布,主要为三、四、五级水平(图7)。土壤速效钾含量一级(高,>200 mg/kg)的监测点位4个,占比6.67%;二级(较高,150-200 mg/kg)的监测点位7个,占比11.67%;三级(中,100-150 mg/kg)的监测点位12个,占比20.00%;四级(较低,50-100 mg/kg)的监测点位有26个,占比均为43.33%;五级(低,≤5.0 mg/kg)的监测点位有11个,占比18.33%。
2、土壤速效钾动态变化分析
2014-2022年,土壤速效钾含量平均值和中位值主要维持在三级(中,100-150 mg/kg)和四级(较低,50-100 mg/kg)水平,但个别年份波动明显。2014-2017年和2019-2021年,土壤速效钾含量平均值和中位值在三级和四级临界水平波动,表明土壤速效钾含量总体上处于较低水平。然而,2018和2022年土壤速效钾含量平均值和中位值均明显高于相邻年份,这可能与部分监测点位采样较迟、下季作物已种植并施肥等有关。
图7 耕层土壤速效钾分级分布与年际动态变化
(七)土壤缓效钾
1、土壤缓效钾现状分级评价
土壤缓效钾是评价土壤供钾潜力的指标,也是速效钾的补给来源,缓效钾的不断释放可使速效钾含量维持在适宜水平。2022年耕地质量监测点土壤缓效钾含量变异很大,在79-1104 mg/kg之间;平均值为342 mg/kg,处于三级(中,200-350 mg/kg)水平。
土壤缓效钾含量分级呈三级(中,200-350 mg/kg)水平监测点位比例突出而其他水平比例均较低的特征(图8)。土壤缓效钾含量一级(高,>500 mg/kg)的监测点位10个,占比16.95%;二级(较高,350-500 mg/kg)的监测点位10个,占比16.95%;三级(中,200-350 mg/kg)的监测点位27个,占比46.00%;四级(较低,150-200 mg/kg)的监测点位5个,占比8.47%;五级(低,≤150 mg/kg)的监测点位7个,占比11.86%。
2、土壤缓效钾动态变化分析
2014-2022年,土壤缓效钾平均值和中位值年际变化趋势一致,均呈增加缓慢趋势,部分年份波动较大(图8)。2014-2017年及2019-2022年,土壤缓效钾平均值和中位值均由三级(中,200-350 mg/kg)水平缓慢上升至二级(较高,350-500 mg/kg)水平,说明近些年来施肥管理、秸秆还田、增施有机肥初显成效,但仍需加强。2018和2022年土壤缓效钾含量平均值和中位值均明显高于相邻年份,这可能与部分监测点位采样较迟、下季作物已种植并施肥等有关。
图8 耕层土壤缓效钾分级分布与年际动态变化
三、主要结论
(一)监测指标整体水平较好,部分仍待提高
2022年耕地质量监测点土壤容重平均值达到一级(高)水平,但一级、二级和五级水平监测点位比例均在21.67%-26.67%之间。土壤pH平均值处于二级(较高)水平,但一级水平监测点位比例仅13.33%且三级以下监测点位比例达35.00%。
土壤有机质平均值达到二级(较高)水平,二级以上水平监测点位比例58.33%,但仍有16.67%监测点位处于四级水平。土壤全氮平均值达到二级(较高)水平,二级以上水平监测点位比例高达71.66%。
土壤有效磷平均值处于三级(中)水平,四级以下水平监测点位比例高达36.84%。土壤速效钾平均值处于四级水平,主要为三、四、五级水平,且四级(较低)以下水平监测点位比例高达61.66%。土壤缓效钾平均值处于三级(中)水平,四级(较低)以下水平监测点位比例高达20.53%。
(二)耕地质量提升成效显现,但发展不平衡
从各指标平均值和中位值年际变化来看,2014-2022年土壤pH值呈稳步上升趋势,但土壤酸化问题依然存在;土壤有机质含量平均值和中位值均处于二级水平,整体稳定在较高水平;土壤全氮含量在一级和二级水平间波动,整体水平较高;土壤有效磷含量呈整体下降趋势,年际间波动较大;土壤速效钾含量主要在三级与四级水平间波动,钾素供应水平亟待提高;土壤缓效钾呈缓慢增加趋势,部分年份波动较大,仍待进一步强化措施扩大土壤钾素库容。
四、存在问题
(一)土壤物理性状依然有待改善
2022年耕地质量监测点土壤容重变异大,在0.74-1.61 g/cm3之间,四级以下水平监测点位比例高达38.33%。土壤紧实度过大影响作物根系生长发育,过于疏松则影响种子发芽,易发生土壤侵蚀、水土流失、养分流失。究其原因,一方面受土壤成土母质影响,第四纪红色黏土和板页岩等发育的土壤质地粘重,土壤紧实度高;另一方面,土壤翻耕次数减少、深度降低、有机物料输入不足也影响土壤团聚体形成,进而影响土壤紧实度。
(二)土壤氮高而钾供应能力较低
土壤全氮平均值达到二级(较高)水平,二级以上水平监测点位比例高达71.66%,有待适当减少氮肥投入,促进节本增效。土壤缓效钾和速效钾平均值处于三级(中)、四级(较低)水平,且四级(较低)以下水平监测点位比例高达20.53%和61.66%,虽然土壤缓效钾呈缓慢增加趋势,但部分年份波动较大,土壤钾素库容与供应能力亟待提高。另外,土壤磷素供应能力也不高,土壤有效磷平均值处于三级(中)水平,四级(较低)以下水平监测点位比例高达36.84%,由于土壤磷活性常常较低,且磷肥过量施用易引起面源污染,有待进一步控磷量而增其活性。
(三)土壤酸化有所缓解仍待治理
2014-2022年,土壤pH平均值和中位值均呈稳步上升趋势,土壤酸化有所缓解。但是2022年土壤pH处于三级以下水平监测点位仍高达35.00%,且主要为pH≤5.50,土壤酸化问题依然存在且较为严重,亟待总结前期土壤酸化整治经验,进一步加强综合治理。
五、对策建议
(一)因地制宜改良耕地土壤基础性状
根据土壤成土母质、质地、容重情况,针对土壤粘重、紧实耕地,建议推行秸秆还田、施用有机肥、翻耕改土等措施,逐步降低土壤紧实度;针对土壤过沙、疏松耕地,建议采取混施粘土、厩肥、有机肥等,促进土壤团粒形成,减少粘粒淋失与流失,形成良好土壤结构,改良耕地土壤基础性状。
(二)加强施肥管理提升土壤综合肥力
加强科学施肥宣传,提高农民施肥技术水平。针对土壤有机质和全氮含量高的耕地,以化肥减量项目为抓手,提高氮素利用率,减少氮肥投入,实现节本增效。针对土壤全磷高、有效磷含量低耕地,施用微生物菌剂、生物有机肥等,增加土壤磷素活性。针对土壤缓效钾、有效钾含量低耕地,推行增施钾肥、稻草等富钾秸秆还田、绿肥还田、施用有机肥等措施,扩大土壤钾素库容、增强土壤钾素供应能力。优化混肥配方,加强控氮增钾,强化生物激活,并将施肥与优质栽培技术相结合,通过水肥一体化调控,提高土壤综合肥力。
(三)深入推进土壤酸化耕地综合治理
针对区域土壤酸性强、酸化较为严重等问题,建议施用石灰、生物质炭、土壤调理剂等改良剂,快速缓解土壤酸化;减少酸性肥料、生理酸性肥料的施用,推广钙镁磷肥等碱性或生理碱性肥料,增施钙镁等中微量元素肥料,补充盐基离子,优化施肥结构,防治土壤酸化;推行秸秆还田、绿肥种植、施用有机肥,提高土壤缓冲性能。开展综合试验示范,逐步构建技术体系,建立健全长效机制,深入推进土壤酸化耕地综合治理。
2023年11月16日
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