Quality Evaluation of Cultivated Land and Soil Nutrient Status in Ningjinpo-Daluze Low Plain Area

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0123

Abstract

Abstract:

Through the 2022 Hebei Province Farmland Quality Evaluation Project, data from farmland quality monitoring points in eight counties of the Ningjinbo-Daluze low plain area were summarized and analyzed to evaluate the quality of farmland and soil nutrient status in the region. Using the grid method to evenly arrange sample evaluation units, the five-point method was adopted to collect cultivated soil samples from the surface layer (0-20 cm), and laboratory tests were conducted according to the soil testing series standards. Referring to the National Farmland Quality Grade Evaluation Index System of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs, the weight of the indicators was determined. For numerical indicators of organic matter, total nitrogen, available phosphorus, and available potassium, the membership degree was determined by establishing functional relationships. For other conceptual indicators, the Delphi method expert scoring was used to give the membership degree, and the cumulative method was used to calculate the comprehensive index of arable land quality to obtain the arable land quality grade. The results showed that the average quality grade of cultivated land in the area was 3.51, with the main cultivated land grades being third and fourth grade. The third grade cultivated land was the main body, with an area of 140191 hm², accounting for 49.44% of the total cultivated land area in the area. The overall level of nutrients in the cultivated land in this area was relatively high, all of which were above level three. Nutrients were evenly distributed within the region, and the maximum values of organic matter, total nitrogen, available phosphorus, and available potassium appeared around the ancient Daluze marsh land. By analyzing the factors affecting the quality evaluation of cultivated land, such as irrigation guarantee, the texture and configuration of the plow layer, and the reserve of organic matter content, measures and suggestions for maintaining the quality level of cultivated land in the region were proposed, providing reference for soil nutrient monitoring, improving cultivated land quality, protecting ecological balance, and maintaining sustainable agricultural development in other low plain areas in Hebei Province.

Key words: Ningjinbo-Daluze, low plain area, quality of cultivated land, soil nutrient, comprehensive index

SUN Yuqiang, FANG Zhu, XIAO Hui, ZHANG Jianfa, JIA Ying, LI Danlin, ZHAO Yanna. Quality Evaluation of Cultivated Land and Soil Nutrient Status in Ningjinpo-Daluze Low Plain Area[J]. Journal of Agriculture, 2025, 15(9): 21-29.

Figures/Tables 15

References 48

[1]	邹逸麟. 黄淮海平原历史地理[M]. 合肥: 安徽教育出版社,1993.
[2]	王会昌. 河北平原的古代湖泊.地理集刊(第18号)[M]. 北京: 科学出版社,1987.
[3]	郭盛乔, 王玉海, 杨丽娟, 等. 宁晋泊地区冰消期以来的气候变化[J]. 第四纪研究, 2000(5):490.
[4]	石超艺. 明代以来大陆泽与宁晋泊的演变过程[J]. 地理科学, 2007, 27(3):414-419. doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2007.03.414
[5]	常全旺. 明清时期大陆泽、宁晋泊湖区垦殖情况及影响[J]. 邢台学院学报, 2011, 26(1):8-10.
[6]	李俊杰, 李建平, 梅冬. 新形势下高标准农田建设管理政策存在的问题及建议[J]. 中国农业资源与区划, 2022, 43(5): 84-92.
[7]	农业农村部. 2019年全国耕地质量等级情况公报[EB/OL].(2020-02-06)[2024-3-29]. http://www.ntjss.moa.gov.cn/zcfb/202006/P020200622573390595236.pdf.
[8]	农业农村部. 耕地质量调查监测与评价办法[EB/OL].(2016-06-21)[2024-04-29]. http://www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/201607/t20160722_5215391.htm.
[9]	段友春. 基于GIS的鲁东南典型丘陵平原区农田土壤养分空间变异特征及影响因素研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(23):61-68. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0853
[10]	李娜, 陈署晃, 赖宁, 等. 基于GIS和地统计的伊犁州农田土壤养分空间变异特征分析[J]. 新疆农业科学, 2019, 56(11):2096-2103. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2019.11.016
[11]	赵志尚, 胡伟艳, 魏安奇. 湖北省耕地多功能变化及障碍因素诊断[J]. 江苏农业科学, 2018, 46(5):268-272.
[12]	李开丽, 檀满枝, 密术晓, 等. 基于土壤剖面质地构型的土壤质量评价-以河南省封丘县为例[J]. 土壤, 2016, 48(6):1253-1260.
[13]	谢英凯, 杨颢, 胡月明, 等. 县域耕地质量等别监测分区布点研究[J]. 农业资源与环境学报, 2020, 37(6):845-855.
[14]	桂苗, 汪甜甜, 马友华, 等. 合肥市农田土壤质地空间特征分析与耕地质量提升[J]. 中国农学通报, 2022(38):114-119.
[15]	马倩倩, 董博, 许旺旺, 等. 干旱区耕地质量等级评价及土壤养分与盐渍化的分析研究-以民勤绿洲为例[J]. 干旱区地理, 2021, 44(2):514-524. doi: 10.12118/j.issn.1000–6060.2021.02.22
[16]	曹婧, 陈怡平, 毋俊华, 等. 近40年陕西省农田土壤有机质时空变化及其影响因素[J]. 地球环境学报, 2022, 13(3):331-343.
[17]	范铭丰. 三明市耕地土壤交换性镁含量空间分布特征及影响因素分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(29):71-77. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0447
[18]	陈强, 杨劲松, 姚荣江, 等. 河套平原典型县域耕地土壤养分空间变异特征研究[J]. 中国农学通报, 2020, 36(10):102-108. doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb20191000781
[19]	王淇韬, 孔祥斌, 辛芸娜, 等. 基于利用效率限制的县域耕地质量定级方法研究:以河北省平山县为例[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2018, 54(3):292-299.
[20]	何东娟, 郭燕华, 张青璞, 等. 基于灌溉条件的作物生产潜力内插方法研究-以河北省为例[J]. 河北省科学院学报. 2019, 36(2):71-78.
[21]	李旭光, 邢凤丽, 袁雪, 等. 基于GIS的河北省太行山山前平原区耕地质量等级评价[J]. 山西农业科学, 2023, 51(7):793-801.
[22]	殷守强, 王鑫, 贺文龙. 耕地质量监测中不同抽样方法的精度比较-以河北省黄骅市为例[J]. 资源科学, 2016, 38(11):2049-2057. doi: 10.18402/resci.2016.11.04
[23]	吴克宁, 焦雪瑾, 梁思源, 等. 基于标准样地国家级汇总的耕地质量动态监测点构架研究[J]. 农业工程学报, 2008, 24(10):74-79.
[24]	余述琼, 张蚌蚌, 相慧, 等. 基于因素组合的耕地质量等级监测样点布控方法[J]. 农业工程学报2014, 30(24):288-297.
[25]	张玉臻, 孔祥斌, 刘炎, 等. 基于标准样地的省级耕地质量监测样地布设方法-以内蒙古自治区为例[J]. 资源科学, 2016, 38(11):2037-2048. doi: 10.18402/resci.2016.11.03
[26]	卫新东, 王宁, 王筛妮, 等. 省域尺度耕地质量监测样点布控-以陕西省为例[J]. 地球科学与环境学报, 2021, 43(3):549-558.
[27]	李玮, 杨建波, 温锦盼, 等. 基于GIS的耕地质量评价单元确定方法对比研究[J]. 中国农业信息, 2022, 34(5):11-23.
[28]	杨帆, 徐阳, 崔勇, 等. 近30年中国农田耕层土壤有机质含量变化[J]. 土壤学报, 2017, 54(5):1047-1056.
[29]	沈仁芳, 王超, 孙波. “藏粮于地、藏粮于技”战略实施中的土壤科学与技术问题[J]. 中国科学院院刊, 2018, 33(2):135-144.
[30]	徐明岗, 卢昌艾, 张文菊, 等. 我国耕地质量状况与提升对策[J]. 中国农业资源与区划, 2016, 37(7):8-14.
[31]	陈文广, 孔祥斌. 中国耕地保护科技创新战略探索[J]. 土壤通报, 2023, 54(4):947-954.
[32]	高君亮, 罗凤敏, 高永, 等. 农牧交错带不同土地利用类型土壤碳氮磷生态化学计量特征[J]. 生态学报, 2019, 39(15):5594-5602.
[33]	姚喜军, 徐进才, 刘静, 等. 伊金霍洛旗不同土地利用方式下的土壤养分特征[J]. 中国水土保持科学, 2017, 15(5):111-116.
[34]	张珍明, 林绍霞, 张清海, 等. 不同土地利用方式下草海高原湿地土壤碳、氮、磷分布特征[J]. 水土保持学报, 2013, 27(6):199-204.
[35]	杨静涵, 刘梦云, 张杰, 等. 黄土高原沟壑区小流域土壤养分空间变异特征及其影响因素[J]. 自然资源学报, 2020, 35(3):743-754. doi: 10.31497/zrzyxb.20200318
[36]	姚冬辉, 吴建富, 卢志红, 等. 江西省耕地土壤pH值和养分状况调查[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2020, 46(5):574-579.
[37]	木合塔尔·艾买提, 肖鹏南, 周勇, 等. 山地丘陵交错地带耕层土壤pH和养分空间变异特征及影响因素分析[J]. 南方农业学报, 2019, 50(7):1432-1441.
[38]	张京华. 燕赵文化[M]. 沈阳: 辽宁教育出版社,1998.
[39]	李振旭, 郑涛. 邢台古地地理环境与商周文明[J]. 邢台学院学报, 2022, 37(2):5-9.
[40]	陈敬安, 殷超, 曾艳, 等. 湖泊有机质降解过程生源要素活化行为研究进展与展望[J]. 地球与环境, 2023, 51(06):655-666.
[41]	石建省, 李国敏, 梁杏, 等. 华北平原地下水演变机制与调控[J]. 地球学报, 2014, 35(5):527-534.
[42]	谢花林, 程玲娟. 地下水漏斗区农户冬小麦休耕意愿的影响因素及其生态补偿标准研究-以河北衡水为例[J]. 自然资源学报, 2017, 32(12):2012-2022. doi: 10.11849/zrzyxb.20161418
[43]	王学, 李秀彬, 辛良杰, 等. 华北地下水超采区冬小麦退耕的生态补偿问题探讨[J]. 地理学报, 2016, 71(5):829-839. doi: 10.11821/dlxb201605011
[44]	赵霞, 黄瑞冬, 唐保军, 等. 潮土区不同土体构型对夏玉米生长与产量的影响[J]. 土壤通报, 2013, 44(3):538-542.
[45]	檀满枝, 李开丽, 史学正, 等. 华北平原土壤剖面质地构型对小麦产量的影响研究[J]. 土壤, 2014, 46(5):913-919.
[46]	赵执, 吴克宁, 王海. 我国农田整治中典型土壤障碍因素的机械改土技术[J]. 广东农业科学, 2012, 39(21):182-185+199.
[47]	韩迪, 李蓬勃, 徐东瑞. 河北省土壤有机质时空变化分析[J]. 土壤通报, 2016, 47(1):65-72.
[48]	李可, 杨勇, 刘亚军, 等. 基于回归克里格的河北省土壤有机质时空变化特征研究[J]. 中国土壤与肥料, 2020(3):1-7.

准则层	指标层	指标权重
准则层	指标层	燕山太行山山麓平原农业区（柏乡、隆尧、泽、南和、宁晋）	冀鲁豫低洼平原业区（新河、巨鹿、乡）
立地条件	地形部位	0.12	0.077
	有效土层厚度	0.105	0.03
	灌溉能力	0.172	0.155
	排水能力	0.04	0.057
	盐渍化程度	0.02	0.076
环境条件	地下水埋深	0.02	0.02
	农田林网化	0.01	0.01
	生物多样性	0.01	0.01
	清洁程度	0.01	0.01
物理性状	耕层质地	0.128	0.13
	质地构型	0.081	0.111
	障碍因素	0.02	0.02
	土壤容重	0.03	0.03
	耕层厚度	0.02	0.02
化学性状	有机质	0.08	0.104
	有效磷	0.056	0.056
	速效钾	0.048	0.048
	酸碱度pH	0.03	0.036

准则层	指标层	指标权重
准则层	指标层	燕山太行山山麓平原农业区（柏乡、隆尧、泽、南和、宁晋）	冀鲁豫低洼平原业区（新河、巨鹿、乡）
立地条件	地形部位	0.12	0.077
	有效土层厚度	0.105	0.03
	灌溉能力	0.172	0.155
	排水能力	0.04	0.057
	盐渍化程度	0.02	0.076
环境条件	地下水埋深	0.02	0.02
	农田林网化	0.01	0.01
	生物多样性	0.01	0.01
	清洁程度	0.01	0.01
物理性状	耕层质地	0.128	0.13
	质地构型	0.081	0.111
	障碍因素	0.02	0.02
	土壤容重	0.03	0.03
	耕层厚度	0.02	0.02
化学性状	有机质	0.08	0.104
	有效磷	0.056	0.056
	速效钾	0.048	0.048
	酸碱度pH	0.03	0.036

指标		函数类型	函数公式	a值	c值	μ下限值	μ上限值
有机质		戒上型	Y=1/[1+a(μ-c)2]	0.005431	18.219012	0	18.2
速效钾		戒上型		0.00001	277.30496	0	277
有效磷	<110 mg/kg	戒上型		0.000102	79.043468	0	79.0
有效磷	≥110 mg/kg	戒下型		0.000007	148.611679	148.6	500.0

指标		函数类型	函数公式	a值	c值	μ下限值	μ上限值
有机质		戒上型	Y=1/[1+a(μ-c)2]	0.005431	18.219012	0	18.2
速效钾		戒上型		0.00001	277.30496	0	277
有效磷	<110 mg/kg	戒上型		0.000102	79.043468	0	79.0
有效磷	≥110 mg/kg	戒下型		0.000007	148.611679	148.6	500.0

指标	隶属度
地形部位	低海拔洪积冲积平原(1)	低海拔湖积冲积平原(1)	山前平原(1)	低海拔河流低阶地(1)	平原高阶(1)	平原中阶(0.95)	低海拔冲积洼地(0.9)	低海拔冲积洪积洼地(0.9)	平原低阶(0.5)
有效土层厚度/cm	≥100(1)	60~100(0.8)	30~60(0.6)	<30(0.4)
灌溉能力	充分满足(1)	满足(0.85)	基本满足(0.7)	不满足(0.5)
排水能力	充分满足(1)	满足(0.85)	基本满足(0.7)	不满足(0.5)
盐渍化程度	无(1)	轻度(0.8)	中度(0.6)	重度(0.35)
地下水埋深/m	≥3(1)	2~3(0.8)	<2(0.6)
农田林网化	高(1)	中(0.8)	低(0.6)
生物多样性	丰富(1)	一般(0.8)	不丰富(0.6)
清洁程度	清洁(1)	尚清洁(0.8)
耕层质地	中壤(1)	轻壤(0.94)	重壤(0.92)	黏土(0.88)	砂壤(0.8)	砾质壤土(0.55)	砂土(0.5)	砾质砂土(0.45)	壤质砾石土(0.45)
质地构型	夹黏型 (0.95)	上松下紧型(0.93)	通体壤(0.9)	紧实型(0.85)	夹层型(0.8)	上紧下松型(0.75)	松散型(0.65)	通体砂(0.6)	薄层型(0.4)
障碍因素	无(1)	夹砂层(0.8)	砂浆层(0.7)	砾质层(0.5)
土壤容重	适中(1)	偏轻(0.8)	偏重(0.8)
耕层厚度/cm	≥20(1)	15~20(0.8)	<15(0.6)