摘要: 目的：为确保我国粮食产量和粮食安全，提升农田等级，提高农民收益，实现藏粮于地、藏粮于技。方法：在推进国家和陕西省下达高标准农田建设项目计划任务的同时，对凤翔区拟建设高标准农田区域的土壤质地、含盐量、酸碱性和养分指标进行测定。结果：研究结果表明，研究区域土壤质地类型多为粉壤；土壤平均水溶性含盐量为0.8371%，低于非盐渍土的标准；土壤pH值范围为8.21~8.29，酸碱性等级为碱性；土壤有机质平均含量为12.18 g/kg，整体比较欠缺；土壤速效氮平均含量为149.45 mg/kg，整体较为丰富；土壤有效磷平均含量为8.94 mg/kg，整体也比较欠缺；土壤速效钾平均含量为124.82 mg/kg，整体较为适中。结论：综上所述，通过适当的改碱、提高有机质和磷素含量后，新建后的高标准农田能满足粮食作物生长对土壤质地、养分的需求，达到西北区高标准农田建设的要求。
Abstract:
Objective: To ensure China’s grain output and food security, upgrade the grade of farmland, increase farmers’ income, and realize the storage of grain in the land and the storage of grain in technology. Methods: While promoting the planning tasks of high-standard farmland construction projects issued by the state and Shaanxi Province, the determination of soil texture, salt content, acidity and alkalinity, and nutrient indicators in the proposed high-standard farmland area were measured in Fengxiang District. Result: The results showed that the soil texture type in the study area is mostly silty soil; the average salt content of soil water solubility is 0.8371%, which is lower than the standard of non-saline soil; the soil pH range is 8.21~8.29, the acidity and alkalinity grade is alkaline; the average content of soil organic matter is 12.18 g/kg, which is relatively lacking overall; the average content of soil available nitrogen is 149.45 mg/kg, which is relatively abundant overall; the average content of soil available phosphorus is 8.94 mg/kg, which is relatively lacking overall; and the average content of soil available potassium is 124.82 mg/kg, which is relatively moderate overall. Conclusion: In summary, after appropriate alkali modification and increasing organic matter and phosphorus content, the newly built high-standard farmland can meet the needs of soil texture and nutrients for grain crop growth, and meet the requirements of high-standard farmland construction in Northwest China.
1. 引言
耕地是粮食的“命根子”，数量和质量协同发展关乎我国粮食安全与社会稳定 [1] 。高标准农田建设是巩固和提高粮食生产能力、保障国家粮食安全的关键举措 [2] 。建设高标准农田，已经连续超过10年出现在中央一号文件中。最早在2005年，如四川一些产粮大省就实施过“沃土工程”。2014年，中央一号文件提出实施全国高标准农田建设总体规划。2016年，中央一号文件提出大规模推进高标准农田建设。2019年11月21日，国务院办公厅印发《关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》，提出到2022年，全国要建成10亿亩高标准农田，而且将高标准农田建设情况纳入地方各级政府耕地保护责任目标考核内容。2021年11月2日，国务院以“国函[202186号]”批复了《全国高标准农田建设规划(2021~2030年)》(以下简称《规划》)。《规划》紧盯粮食生产目标，明确了今后一个时期高标准农田建设总体要求、建设标准和建设内容、建设分区和建设任务、建设监管和后续管护、效益分析、实施保障等，为各地科学有序开展高标准农田建设提供了重要依据。
2022年2月24日，农业农村部下达了2022年农田建设任务的通知，要求2022年全国计划新建高标准农田1亿亩、统筹发展高效节水灌溉1500万亩，其中，陕西省高标准农田300万亩，高效节水灌溉面积70万亩 [3] 。2022年11月14日，陕西省人民政府办公厅印发了加快高标准农田建设行动方案的通知，通知指出到2025年，全省累计建成高标准农田2194万亩，改造提升114万亩，实现产粮大县整县推进全覆盖。凤翔区2022年度300万亩农田建设项目计划任务为8.3万亩 [4] 。据统计，2021年，凤翔区粮食播种面积为83.2万亩，其中，小麦播种面积为62.75万亩，玉米播种面积为17.90万亩，小麦 + 玉米播种面积占凤翔区粮食总播种面积的96.94%。粮食总产量29万吨，较前一年增长2.4% [5] 。凤翔地区有良好的种粮基础，所以，查明该地区拟建设高标准农田区域的土壤质地情况、盐分状况、酸碱程度和养分效益，为高标准农田建设顺利进行提供科学基础，通过有针对性的建议措施，提升耕地质量，提高粮食生产能力。
2. 材料与方法
2.1. 研究区概况
凤翔区，位于陕西省宝鸡市，地处关中平原西部，宝鸡市东北，城区距宝鸡中心城区44 km。凤翔区东西分别邻岐山县和千阳县，南北分别为陈仓区和麟游县。面积1179 km2。凤翔地处秦岭纬向、祁吕贺山字型及陕西旋卷构造体系的复合部位，地形复杂多样，山、川、塬、沟、壑各种地形都有。北部低山丘陵和丘陵沟壑区山峦起伏，沟壑纵横，主要沟系开阔，坡度平缓，多在15~20度，天然植被优于塬区。南部川塬区地势平缓，海拔750~950 m，土壤肥沃。凤翔区属暖温带大陆性季风气候区，半湿润半干旱。年平均气温11.4度，降水量790 mm，降雨主要集中在7、8、9月份，无霜期209天。地下水主要含水层为泥沙、沙砾、石层，水层厚18.6~26.38 m，自南向北逐渐变薄。开采浅水和浅层承压水，埋藏带水位埋深20~40 m，水矿化度小于1 g/L。全年四季分明，冬夏长而春秋短，雨热同季，有利于作物生长。但在农作物生长季节中，太阳辐射强，气温、降水年际变化大，亦易发生干旱。
2.2. 试验设计
为更好地落实高标准农田建设任务，结合陕西省2022年高标准农田建设计划，确定在凤翔区柳林镇、陈村镇和长青镇的北斗坊村(BDF)、蔡阳山村(CYS)、东吴头村(DWT)、料地村(LD)、罗钵寺村(LBS)、庞家务村(PJW)、上营村(SY)、石头坡村(STP)、西街村(XJ)和紫荆村(ZJ) 10个村实施高标准农田建设普探，共计2.83万亩。每个村点的小麦地随机采集表层(0~20 cm)土样5个，测定结果求平均。
土壤粒度组成用马尔文激光粒度分析仪Mastersizer 3000 (英国)测定，并按照美国农部制标准进行粒径分级 [6] 。土壤水溶性盐总量采用过氧化氢烘干法。土壤pH采用pH计直接测定。土壤有机质采用油浴加热-K2Cr2O7容量法，土壤速效氮采用半微量凯氏定氮法，土壤有效磷采用0.5 mol/L NaHCO3浸提–钼锑抗比色法，土壤速效钾采用1 mol/L中性CH3COONH4-火焰光度计法。
利用DPS 7.05软件，运用Duncan新复极差法对数据进行统计分析。
3. 结果与分析
3.1. 土壤质地及水溶性盐含量分析
表1是凤翔地区拟建设高标准农田地块的土壤质地情况。从表1可以看出，凤翔划定高标准农田建设区的土壤质地类型多为粉壤，其中，上营村的农田土壤质地为粉粘壤，石头坡村的为壤土，紫荆村的为粉土。研究区域普遍土壤砂粒含量偏高，黏粒含量偏低，研究区域土壤砂粒含量范围为68.66%~83.11%，平均含量为74.41%；土壤粉粒含量范围为3.41%~19.98%，平均含量为13.75%；土壤黏粒含量范围为10.86%~13.48%，平均含量为11.75%。其中，石头坡村的砂粒含量最高，相对高于最低村庄料地村的21.05%；料地村的粉粒含量最高，相对高于最低村庄石头坡村的486.59%；石头坡村的黏粒含量最高，相对高于最低村庄蔡阳山村的26.58%。料地村、石头坡村的砂粒含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异，其余村庄土壤砂粒含量的差异性不显著。料地村、庞家务村、石头坡村的粉粒含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异，其余村庄土壤砂粒含量的差异性不显著。各村庄土壤黏粒含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上均不显著。
Table 1. Soil mechanical composition and texture in the planned high-standard farmland area in Fengxiang District
表1. 凤翔区拟建设高标准农田地区土壤机械组成与质地
注：不同小写字母代表Duncan (P < 0.05)水平差异显著性。下同。
表2是凤翔地区拟建设高标准农田地块的土壤水溶性含盐量情况。从表2可以看出，研究区域土壤水溶性盐总量范围为0.7164 g/kg~0.9169 g/kg，平均含量为0.8371%，其中以北斗坊村的土壤水溶性盐总量最高，紫荆村的最低，相对低21.87%。北斗坊村、料地村、紫荆村的土壤水溶性盐总量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。
Table 2. Soil water-soluble salt content in the planned high-standard farmland area in Fengxiang District
表2. 凤翔区拟建设高标准农田地区土壤水溶性含盐量
3.2. 土壤养分指标分析
表3是凤翔地区拟建设高标准农田地块的土壤pH情况。从表3可以看出，研究区域土壤pH值范围为8.21~8.29，平均值为8.23，其中以紫荆村的土壤pH值最高，北斗坊村的最低，相对低0.96%。北斗坊村、罗钵寺村、紫荆村的土壤pH值在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。
Table 3. Soil pH value in the planned high-standard farmland area in Fengxiang District
表3. 凤翔区拟建设高标准农田地区土壤pH值
表4是凤翔地区拟建设高标准农田地块的土壤养分情况。从表4可以看出，研究区域土壤有机质含量范围为8.73 g/kg~14.65 g/kg，平均含量为12.18 g/kg；速效氮含量范围为114.82 mg/kg~211.06 mg/kg，平均含量为149.45 mg/kg；有效磷含量范围为2.63 mg/kg~15.76 mg/kg，平均含量为8.94 mg/kg；速效钾含量范围为100.80 mg/kg~157.26 mg/kg，平均含量为124.82 mg/kg。
研究区域有机质含量以北斗坊村的最高，石头坡村的最低，相对低40.37%，石头坡村的有机质含量与北斗坊村、蔡阳山村、上营村和西街村的在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。速效氮含量以庞家务村的最高，料地村的最低，相对低45.60%，料地村、庞家务村、石头坡村的土壤速效氮含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。有效磷含量以北斗坊村的最高，石头坡村的最低，相对低83.33%，北斗坊村、石头坡村、西街村的土壤有效磷含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。速效钾含量以北斗坊村的最高，罗钵寺村的最低，相对低35.9%，北斗坊村与紫荆村的土壤速效钾含量在Duncan新复极差法(P < 0.05)水平上达到显著性差异。
Table 4. Soil nutrient content in the planned high-standard farmland area in Fengxiang District
表4. 凤翔区拟建设高标准农田地区土壤养分含量
4. 讨论
由土壤盐渍化分级表 [7] 可知(见表5)，研究地区的土壤均未达到盐渍土的标准，甚至低于非盐渍土的标准，没有盐渍性的土壤障碍。众所周知，土壤盐渍化后，土壤中溶液的渗透压增大，土体通气性、透水性变差，养分有效性降低，会造成植物不能正常生长 [8] 。所以，证实研究区域土壤无盐害，奠定了此区域建设高标准农田的基础。土壤的盐渍化主要是由于施肥不当引起 [9] ，但是土壤没有盐渍化就健康了吗？所以，在后期高标准农田建设过程中，肥料种类应优中选优，肥料用量做到科学计算的定量化，同时，应注意调整农业结构、合理布局作物 [10] ，明沟或暗管排水等过程措施要跟上 [11] ，土地平整、深耕深翻等农业技术手段要用上，适当施用土壤改良剂，确保高标准农田建设顺利实施。
Table 5. Soil salinization classification table in China
表5. 我国土壤盐渍化分级表
由土壤酸碱度分级指标 [6] 可以看出(见表6)，研究区域土壤为碱性土。碱性土壤中的养分具有较为丰富的有机物和易溶矿物，能够满足植物的吸收和利用，有助于植物的生长发育 [12] 。碱性土虽然具有良好的植物生长环境，但同时也存在一定的环境问题，如碱性土壤中的Na+离子含量容易导致土壤侵蚀，严重则可能影响土壤的生态结构和当地的生态环境 [13] 。所以，在建设高标准农田之前，应适当采用有效的科学技术和管理手段，以确保碱性土壤的良好状态，促进粮食作物生长发育，同时保护当地生态环境。一是可以在增施有机肥的同时，掺拌绿肥或松针土，其施用量为碱性土的1/5~1/6；二是施用化肥磷肥时，可以改用磷酸二铵或过磷酸钙，在粮食作物后期追肥中，可以施用硫酸铵、硫酸钾等生理酸性肥料；三是可以应用石膏或磷石膏为主的碱性改良剂，再结合物理改良方法 [14] 。
Table 6. Soil pH classification index in China
表6. 我国土壤酸碱度分级指标
由《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295-2016) [15] 可知，研究区域有机质含量整体比较欠缺，速效氮含量整体较为丰富，有效磷含量整体比较欠缺，速效钾含量整体比较适中(见表7)。
对于研究区域土壤有机质整体欠缺的情况，在建设高标准农田之前，应该从开源和节流两方面进行考虑。开源就是多施有机肥、补充有机质，节流是尽量减少土壤有机质的分解消耗。具体做法就是常用的种(适当地种植绿肥作物)、还(秸秆还田)、施(增施有机肥)三结合手段 [16] [17] 。既然研究区域土壤氮素较为丰富，那么建设高标准农田对氮素肥料的管理采取当地常用方法即可。土壤磷素肥料的缺乏，可以考虑同调节土壤碱性情况一并处理，即施用生理酸度肥料，减少磷的固定，从而提高土壤磷的有效性 [18] [19] 。研究区土壤钾肥较为适中，可以简单地改良土壤有机质即可。
Table 7. Soil nutrient classification index in China
表7. 我国土壤养分分级指标
5. 结论
通过本研究可知，研究区域土壤砂粒含量范围为68.66%~83.11%，粉粒为3.41%~19.98%，黏粒为10.86%~13.48%，土壤质地类型多为粉壤；土壤水溶性盐总量范围为0.7164 g/kg~0.9169 g/kg，未达到盐渍土的标准，为非盐渍土；土壤pH值范围为8.21~8.29，酸碱性等级为碱性；土壤有机质含量范围为8.73 g/kg~14.65 g/kg，有效磷含量范围为2.63 mg/kg~15.76 mg/kg，整体都比较欠缺；土壤速效钾含量范围为100.80 mg/kg~157.26 mg/kg，整体比较适中；土壤速效氮含量范围为114.82 mg/kg~211.06 mg/kg，整体较为丰富。通过适当的改碱、提高有机质和磷素含量后，新建后的高标准农田能满足粮食作物生长对土壤质地、养分的需求。