¹陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安

²中陕高标准农田建设集团有限责任公司，陕西 西安

³自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安

⁴陕西省土地工程建设集团渭北分公司，陕西 西安

收稿日期：2022年3月16日；录用日期：2022年4月18日；发布日期：2022年4月26日

摘要

为了解不同土地利用方式对渭北撂荒地土壤化学性质的影响，对该地区4种土地利用方式下(小麦地、玉米地、菜地、花椒地)种植4年后的表层(0~30 cm)土壤化学性质进行了比较分析。结果表明：土壤质地中黏粒和粉粒最高的土地利用方式是种植玉米，明显高于其他处理。与撂荒地相比，种植蔬菜和花椒存在增加土壤pH的趋势，种植小麦和玉米存在降低土壤pH的趋势；即与撂荒地相比，不同利用方式的土壤有机质含量具有不同程度的下降，下降最多的是小麦地和花椒地，玉米地和菜地土壤有机质含量下降相对较小。土壤质地主要表现为不同土地利用方式下，玉米地土壤粘粒含量最高，花椒地土壤砂粒含量最高。土壤有机质相对耕种年限提升呈现出台阶式上升的特征；且在耕种5年左右实现接近整治前撂荒地的土壤有机质含量水平。

关键词

不同土地利用方式，新增耕地，撂荒地，土壤化学性质

Effects of Different Utilization Methods on Soil Physical and Chemical Properties of Newly Increased Cultivated Land

Chendi Shi^1,2,3, Yujie Qiu^1,4, Tong Zhao^1,4

¹Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co. Ltd., Xi’an Shaanxi

²China Shaanxi High Standard Farmland Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi

³Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, Ministry of Natural Resources of China, Xi’an Shaanxi

⁴Weibei Branch of Shaanxi Land Engineering Construction Group, Xi’an Shaanxi

Received: Mar. 16^th, 2022; accepted: Apr. 18^th, 2022; published: Apr. 26^th, 2022

ABSTRACT

In order to understand the effects of different land use patterns on soil chemical properties of abandoned land in Weibei, the chemical properties of surface soil (0~30 cm) under four land use patterns (wheat field, corn field, vegetable field, pepper field) were compared and analyzed after four years of planting. The results showed that the land use mode with the highest clay and silt in soil texture was planting corn, which was significantly higher than other treatments. Compared with abandoned land, planting vegetables and pepper has the trend of increasing soil pH, and planting wheat and corn has the trend of reducing soil pH; That is, compared with abandoned land, the soil organic matter content of different utilization methods decreased to varying degrees, the most decreased was wheat land and pepper land, and the soil organic matter content of corn land and vegetable land decreased relatively little. The soil texture mainly shows that under different land use modes, the content of soil clay in corn land is the highest, and the content of soil sand in pepper land is the highest. The increase of soil organic matter relative to cultivation years shows the characteristics of step-by-step increase; and the content of soil organic matter close to that of abandoned land before regulation will be realized in about 5 years of cultivation.

Keywords:Different Land Use Modes, New Cultivated Land, Abandoned Land, Soil Chemical Properties

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1. 引言

随着我国城市化进程的发展，人口城市化也越来越明显。农村劳动力非农转移以及低下的耕作管理效率导致我国农村土地撂荒现象较为严重。在国家大力实行最严格的耕地保护制度，注重耕地数量、质量、生态“三位一体”保护的背景下，制定了一系列土地整理方案，开展了广泛的土地整治工程，促进了耕地保护和土地节约集约利用。

不同的土地利用方式对撂荒地整治后的土壤的化学性质有着明显的影响，李晓琴等 [1] 研究指出，不同的土地利用方式下土壤肥力与土壤退化指数存在线性关系。许梦璐等 [2] 发现，不同的土地利用方式对滩涂土壤活性有机碳的影响不同，林地和水田土壤活性有机碳含量高于旱地。刘旭阳等 [3] 研究指出，水稻田、菜地和茉莉园土壤碳、氮、磷生态化学计量学特征差异显著，土壤碳、氮、磷含量茉莉园最低，菜地土壤含量及储能较高。连玉珍等 [4] 研究西藏东南部不同土地利用方式对土壤有机碳库的影响，结果表明不同土地利用方式对0~10 cm土壤总有机碳含量影响较大，且草地、林地土壤总有机碳含量显著高于农用地和撂荒地；邢瑶丽等 [5] 研究发现，随着撂荒地年限的增加(10年内)土壤总有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒有机碳的含量均逐渐减少。但对于撂荒地整治后不同土地利用方式对化学特征的影响还比较少 [6] [7] [8] [9] [10]，目前尚不明确。

因此，本文以陕西渭北台塬区撂荒地整治后5种典型的土地利用方式为研究对象，结合野外调查和室内检测分析的方法，对不同土地利用方式下种植4年的土壤化学特征进行研究，通过比较不同土地利用方式下土壤pH、土壤有机质和土壤质地的变化，解释不同土地利用方式对土壤化学性质的影响，为渭北台塬区新增耕地可持续利用提供参考。

2. 材料与方法

2.1. 研究地概况

研究地位于渭北台塬区宝鸡市千阳县，选取草碧镇段家湾村农耕地和撂荒地为研究对象。地理坐标为北纬34˚34'34''~34˚56'56''，东经106˚56'15''~107˚22'31''，海拔1000~1545.5米，为典型的西北干旱半干旱区，全年太阳总辐射量112.8千卡/平方厘米，年日照总时数2122.2小时，年平均气温10.9℃，≥0℃的积温3583℃~4312℃，≥10℃的活动积温为3462℃。年平均降水677.1毫米。

2.2. 样品采集

2020年10月份，在陕西省宝鸡市千阳县选取种植年限1年(1a)、2年(2a)、3年(3a)、4年(4a)的小麦地(T1)、玉米地(T2)、菜地(T3)、花椒地(T4)及多年撂荒地(CK)，进行随机取样，各选择3个地点，按0~30 cm表层取样，所有土壤样品首先在室内进行阴干，阴干后将其研磨并过1 mm的土壤筛，然后装入塑料袋中用于测定土壤化学性质。由于新增耕地土壤在前5年土壤质量变化较大，结合项目实际，本研究选择整治后种植1年到4年的四种年份作为时间轴，研究其土壤理化性质变化规律。

2.3. 测定指标及数据处理

测定指标包括土壤有机质、土壤pH、土壤质地。有机质含量采用重铬酸钾容量法-外稀释法，pH值测定采用电位计法，土壤质地采用激光粒度仪法。

采用单因素方差分析(ANOVA)检验不同土地利用方式之间土壤化学性质的差异，所有数据分析均采用R软件进行。

3. 结果分析

3.1. 不同土地利用方式下土壤pH的比较

不同土地利用方式下土壤pH值的差异见图1，不同土地利用方式下，土壤pH的差异不显著(p > 0.05)，T1pH值在8.38~8.54之间，其平均值低于其他土地利用方式，T4pH值在8.64~8.75之间，其平均值高于

图1. 不同土地利用方式下土壤pH的比较

其他土地利用方式的处理。T3、T4平均值高于有撂荒地的pH水平，T1、T2均值低于现有撂荒地pH水平，总体上表现出T4 > T3 > CK > T2 > T1。分析表明，种植蔬菜和花椒均有增加土壤pH的趋势，种植小麦和玉米有降低土壤pH的趋势。

3.2. 不同土地利用方式下土壤有机质的比较

不同土地利用方式的土壤有机质含量分布差异见图2，不同土地利用方式下，土壤有机质的差异不显著(p > 0.05)，CK的有机质平均含量最高，为13.0 g/kg，其标准差为0.23；T4和T1的有机质平均值含量均较低，为9.3 g/kg和9.5 g/kg，T2的有机质平均含量和T3较为接近，为11.7 g/kg和10.5 g/kg，均高于T1和T4处理。总体上，有机质含量表现出CK > T2 > T3 > T1 > T4。分析表明，即与撂荒地相比，不同利用方式的土壤有机质含量具有不同程度的下降，下降最多的是小麦地和花椒地，分别为26.75%和28.56%，玉米地和菜地土壤有机质含量下降相对较小，分别为9.37%和18.78%。

图2. 不同土地利用方式下土壤有机质的比较

3.3. 不同土地利用方式下土壤质地的比较

不同土地利用方式的土壤机械组成分布见图3，不同土地利用方式下，土壤机械组成的差异不显著(p > 0.05)。其中，T2处理的粘粒含量最高，平均占比为4.23%；整体上，各处理粘粒含量分布在2.57%~4.23%；粉粒分布在82.82%~90.77%；砂粒分布在5.00%~14.33%；分析表明，土壤质地主要表现为不同土地利用方式下，玉米地土壤粘粒含量最高，花椒地土壤砂粒含量最高。

3.4. 不同种植年限下土壤有机质的变化

不同种植年限下土壤有机质的变化差异见图4，分析表明，撂荒地平均土壤有机碳含量为16.1 g/kg，土地整治后耕种1a、2a、3a、4a土壤有机质含量分别为9.8 g/kg、13.0 g/kg、13.4 g/kg、15.6 g/kg；土地整治后耕种1-4a的土壤有机质含量均低于原始撂荒地，土地整治后1-2a土壤有机质含量与原撂荒地存在显著差异(p < 0.05)，耕种3a后土壤有机质含量提升较为明显，与原撂荒地相比差异不显著。土地整治后耕种2年相比耕种1年土壤有机质提升了较为明显，增幅为32.65%，耕种4年相比耕3年提升了16.42%，土壤有机质相对耕种年限提升呈现出台阶式上升的特征；且在耕种5年左右达到了接近整治前撂荒地的土壤有机质含量水平。

图3. 不同土地利用方式下土壤质地的比较

图4. 不同种植年限下土壤有机质的变化

4. 结论

不同土地利用方式对新增耕地土壤化学性质分析表明：

1) 与撂荒地相比，种植蔬菜和花椒存在增加土壤pH的趋势，种植小麦和玉米存在降低土壤pH的趋势；

2) 与撂荒地相比，不同利用方式的土壤有机质含量具有不同程度的下降，下降最多的是小麦地和花椒地，玉米地和菜地土壤有机质含量下降相对较小；

3) 土壤质地主要表现为不同土地利用方式下，玉米地土壤粘粒含量最高，花椒地土壤砂粒含量最高；

4) 土壤有机质相对耕种年限提升呈现出台阶式上升的特征，且在耕种5年左右实现接近整治前撂荒地的土壤有机质含量水平。

基金项目

陕西省土地工程建设集团内部科研项目“渭北台塬区新增耕地土壤有机碳演变规律及影响因素研究”(DJNY2020-6)；陕西省土地工程建设集团内部科研项目(DJNY2021-34)。

文章引用

师晨迪,邱宇洁,赵 彤. 不同利用方式对新增耕地土壤理化性质的影响
Effects of Different Utilization Methods on Soil Physical and Chemical Properties of Newly Increased Cultivated Land[J]. 农业科学, 2022, 12(04): 288-293. https://doi.org/10.12677/HJAS.2022.124043

参考文献