耕地土壤肥力时空分异及影响因素分析

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耕地是农业生产不可或缺的物质基础和载体,耕地质量直接影响国家粮食安全,还与环境、生态可持续发展息息相关。现今人口剧增和耕地骤减的矛盾问题,使得耕地质量的保护急需重视。耕地质量发生变化的影响因素为自然演变过程和人文活动共同作用的结果,近些年人们对耕地的干预作用增强,主要表现在粮食和农作物的播种面积减少,化肥施用结构不平衡,肥力效益低等问题。以往对土壤肥力变化的研究重点在结构性研究,社会经济因素的研究相对较少,时间上的研究主要是2000年与全国二调作比较,研究2010年后耕地土壤肥力变化及所产生的影响,为该区域的农户种植者和相应的管理者提供更全面的认识,为发展精准农业、生态农业、有机农业提供了理论和实践指导。本文以湖北鹤峰县为研究区域,立足于鹤峰县耕地质量等级调查与评价项目的支持下,以2010年和2017年的测土配方数据为基础,选取两期的数据评价指标为土壤有机质、有效磷、速效钾和pH,将传统统计学、地统计学与GIS技术相结合;研究了该县近八年的有机质、有效磷、速效钾和pH的含量水平变化、空间结构变异特点和时空格局分布情况;还分析了土壤综合指数的时空变化情况;通过实地调查并收集了鹤峰县的田间实测数据和社会经济数据,并分析了该数据对土壤肥力变化的影响。研究结果显示,近八年来鹤峰县的耕地土壤肥力有上升的趋势,除了土壤速效钾的含量在这个八年来减少,有机质、有效磷和pH都有不同程度的上升,总体而言速效钾和pH的含量水平偏低或偏差,而有机质和有效磷的含量水平较高。空间分布情况上,两个时期的分布规律大致上相似,北部高中部低。空间结构变异上减弱,说明了受到人文因素的影响增加。影响因素分析上,土壤肥力在不同程度上受到土壤类型、地形条件和土壤质地等结构性因素和和化肥施用、农业种植结构、社会经济发展等随机因素共同作用的结果,人文因素的干预作用越来越重要,其中土壤速效钾含量降低的原因在于施用化肥结构不平衡、重氮肥与磷肥轻钾肥,均亩施用化肥量过高,易造成土壤质量下降。基于其研究成果,提出以下几点对策:推广测土配方施肥,科学引导农民平衡施肥,调和土壤酸化问题和减少磷肥施用量;完善农村土地制度,积极引导土地流转,缓解耕地闲置撂荒现象;增强农业补贴力度,长期对耕地保护性投入补贴,积极指导农户多施用农家肥和绿肥,秸秆还田,减少化肥农药,宣传耕地保护的意识。
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