长汀县人民政府文件
汀政规〔2025〕3 号
长汀县人民政府关于印发2025-2027 年
福建省长汀县酸化耕地治理
总体实施方案的通知
各有关乡(镇)人民政府,县直有关单位:
《2025-2027 年福建省长汀县酸化耕地治理总体实施方案》已经县政府常务会研究同意,现印发给你们,请认真贯彻执行。
长汀县人民政府
2025 年8 月22 日
2025-2027 年福建省长汀县酸化
耕地治理总体实施方案
组织单位:长汀县人民政府
编制单位:福建农林大学
2025 年 8 月
目 录
1 项目区基本情况
1.1 自然环境概况
1.1.1 长汀县地理及行政区概况
长汀县,地处福建西部,位于北纬25°18′40″-26°02'05″,东经115°59′48″- 116°39'20″之间,武夷山脉南麓,南与广东近邻;东与连城县交界;西与瑞金市交界;北与宁化县交界;东南部与上杭县交界;西南部与瑞金市、会昌县交界;东北部与宁化县交界;西北部与石城县交界。东西宽66 千米,南北长80 千米,总面积约3104 平方千米,属福建省第五大县。长汀具有悠久的历史文化、独特的客家文化、厚重的红色文化、丰富的生态文化。长汀是客家人的发祥地和集散地,是国家历史文化名城、世界客家首府、著名的革命老区、原中央苏区、红军故乡、红军长征出发地之一和水土流失治理及生态建设的典范。
2023 年总人口54.29 万人,其中农村人口占比59.44%。长汀县辖13 个镇(汀州镇、馆前镇、河田镇、大同镇、古城镇、新桥镇、童坊镇、南山镇、濯田镇、四都镇、涂坊镇、三洲镇、策武镇),5 个乡(铁长乡、庵杰乡、宣成乡、红山乡、羊牯乡),308个村(居)委会。
1.1.2 地形地貌
长汀属武夷山南段,地形以丘陵为主,汀江纵贯县境,区内支脉纵横交错向腹地延伸,地势北高南低,周围高,中间低;地形破碎,岭谷相间;山中有丘,丘内有山,平地狭,盆谷相间,形成东、西、北三面高,中、南部低,自北向南倾斜的地势。西部以低山为主,东部、北部以中山为主,山峰连绵,构成东、北部屏障。千米高峰有19 座。长汀县的平均海拔为489 米,全县最高点是白砂岭,海拔1459 米,最低点是汀江河口,海拔238 米,两者高差达1221米。
根据地貌划分基本原则,按海拔高度和形态特征,全县地貌可分为中山、低山、丘陵、盆地、阶地五个类型。以低山为主,低山、丘陵占全县总面积71.11%。地势北高南低,周围高,中间低;地形破碎,岭谷相间;山中有丘,丘内有山,平地狭,盆谷相间。根据地貌形态特征,海泼高度大致可分下列五种地貌类型:中山区、中低山区、中低山宽谷区、低山、丘陵区以及河谷盆地区。
长汀县高程分布图详见图1.1-2。1.1.3 气候条件
长汀为丘陵地形属中亚热带湿润季风气候,年平均气温19℃左右,年平均降水量1700 毫米左右,无霜期年均260 天,平均日照时数1602.98 小时,四季分明,气候宜人,雨水充沛,适合竹木植物生长。夏季盛吹偏南风,冬季盛吹偏北风。随着冬夏季风环流的转换,形成夏长冬短、春秋对峙,垂直气候明显,干湿两季分明。
长汀县境内气候垂直分异明显,海拔200-400 米为温暖区,年均气温18-19.5℃,年雨量1550-1750 毫米。常年2 月下旬始回暖,霜雪少,增温快。大雾、大暴雨少,日照充足。海拔400-600 米为温和区,年均气温17-18℃。年雨量1700-1800 毫米。回暖比温暖区偏迟10-15 天。霜多雪少,雨量充足,大暴雨次于温凉区,强度大,日照不足。海拔600-800 米为温凉区,年均气温15-17℃,回暖比温暖区偏迟15-20 天。年雨量1800-2000 毫米。霜多、雪多、雨量充沛,常见大雨暴雨,强度大。云雾多,日照少。
1.1.4 水文水系
长汀境内河流众多,水网密布,水系发达,有汀江河、古城河和童坊河等50 平方公里以上的河流21 条,分属汀江、赣江、闽江三个水系,河流总长874 公里,年径流量31.54 亿立方米。长汀县由于山高坡陡,地形复杂,河道狭窄,水位易暴涨暴退,具有山地性的水文特征。
汀江发源于武夷山南麓东侧的宁化县治平乡木马山北坡,全长328 千米。在福建境内285.5 千米,是福建西部最大河流,与闽江、晋江和九龙江同为福建四大水系之一。县内河道长153.7 千米,流域面积2603.8 平方千米,占全县境内流域面积84.2%;河道坡降4.9‰,水能资源蕴藏量6.2 万千瓦,多年平均径流量4.15 亿立方米。汀江在庵杰的大屋背入境,流经新桥、大同、城关、策武、河田、三洲、宣成,在羊牯出境,贯穿长汀县南北。集雨面积50-100平方千米的支流有铁长河、郑坊河、七里河,集雨面积100 平方千米以上的支流有濯田河、南山河、涂坊河、刘坊河。长汀县除了汀江水系外,境内有闽江水系的陈连河、童坊河以及赣江水系(汇入长汀)的古城河,故长汀又被称为“三江源”主支流的发源地。大多数耕地以自流灌溉为主,引水灌有26.20 万亩,占耕地面积83.89%,蓄水灌溉面积为2.25 万亩,占7.2%,机电灌溉占2.73%,望天田0.58 万亩,占耕地面积的1.87%。因此长汀县有丰富的水力资源,能够完全满足长汀农业生产需要。
长汀县水系分布见图1.1-3。1.1.5 耕地土壤类型及分布
长汀县耕作土壤共分为6 个土类(潮土、红壤、石灰(岩)土、水稻土、新积土、紫色土)、11 个亚类(典型红壤、灰潮土、棕色石灰土、漂洗水稻土、潜育水稻土、渗育水稻土、淹育水稻土、潴育水稻土、冲积土、酸性紫色土)、17 个土属。
长汀县耕地土壤类型及其分布详情见表1.1-1。
表1.1-1 长汀县耕地土壤类型及其分布情况
1.2 土地利用现状及农业生产概况
1.2.1 耕地利用现状
长汀县耕地分布图详见图1.2-1,耕地面积分布详见表1.2-1。
表1.2-1 长汀县各乡镇耕地利用类型面积
长汀县耕地总面积37.03 万亩,全县耕地以水田为主,面积达34.81 万亩,占全县耕地总面积的94.0%,主要分布在大同镇、馆前镇、河田镇、南山镇、四都镇、童坊镇、涂坊镇、新桥镇和濯田镇等乡镇;旱地面积为2.1 万亩,占全县耕地总面积的5.68 %,主要分布在策武镇、大同镇、馆前镇、河田镇、南山镇、童坊镇、新桥镇和濯田镇等乡镇;水浇地面积最少,为0.12 万亩,仅占全县耕地总面积的0.32%,主要分布在策武镇、大同镇、古城镇、新桥镇、和濯田镇等乡镇。
1.2.2 长汀县农业生产概况
长汀县是粮食生产主力军,是福建省主要的粮食生产区。一是产粮大县。全县种植30 亩以上种粮大户有558 户,100 亩以上种粮大户46 户,全国种粮大户3 户,建立水稻功能区25.57 万亩,全年粮食生产面积稳定在38.3 万亩、产量稳定在17.3 万吨左右,粮播面积在全省排第七,全市排第一,2022 年被评为市级粮食生产先进县。二是平安农机示范县。全县拥有大中型拖拉机134 台、联合收割机652 台、高速插秧机184 台、大型粮食烘干机8 台、大中型配套农机具175 台,有12 家农机合作社具备水稻生产全程机械化作业能力,2022 年农机合作社作业服总面积达33.11 万亩,主要农作物综合机械化率78.02%,全国第五批率先实现水稻全程机械化示范县。三是制种大县。2023 年全县水稻制种面积3.34万亩,位居全省第八,全县农作物良种覆盖率98.5%以上、优质专用率87%以上。四是全国统防统治百强县。全县设有6 盏虫情测报灯、7 个病虫测报点、5 个水稻观测圃、40 个草地贪夜蛾性诱监测点和农药使用情况监测点18 个,实现粮食作物统防统治覆盖率43.5%,绿色防控覆盖率40%。2023 年列入全国农作物病虫害统防统治百强县。
长汀县耕地主要种植作物为水稻、烤烟、槟榔芋,种植模式以稻-稻、烟-稻、蔬菜-稻、烟叶-玉米为主。2024 年水稻播种面积33.1571 万亩,产量15.6913 万吨;烤烟播种面积7.7957 万亩;蔬菜播种面积16.9271 万吨,产量30.4712 万吨,其中槟榔芋播种面积6 万亩,产量12 万吨。水稻、烤烟在我县各乡镇均有分布,玉米主要分布在馆前、童坊等乡镇,蔬菜(槟榔芋除外)主要分布在策武、河田、大同等乡镇,其中槟榔芋主要分布在涂坊、濯田、南山、河田等乡镇。
长汀县经营主体发展迅速,全县共有农民专业合作社860 家(含36 家联合社),其中国家级示范社12 家、省级示范社48 家;家庭农场2963 家,其中省级示范家庭农场44 家;国家级龙头企业1 家,省级龙头企业4 家,市级龙头企业42 家。2021 年入选全国农民专业合作社质量提升整县推进试点县,由种植大户和种植企业集中流转耕地面积19.1 万亩,占全县耕地面积的51%,流转率位居全市前列。高土地流转率有利于实现农业规模化、集约化经营,提高农业生产效率,有利于提升现代化的农业技术和管理手段,促进农业现代化进程。
1.3 长汀县耕地土壤酸化的主要影响因素及不利影响
1.3.1 耕地土壤pH 值与酸化状况
根据2023 年全国第三次土壤普查结果(表1.3-1),长汀县耕地土壤普遍呈酸化现象,pH 值5.5 以下的耕地土壤面积为33.91万亩,其中pH≤ 4.5 耕地面积600.42 亩,约占全县耕地土壤总面积的0.16%,pH 4.5-5.0 耕地面积17.51 万亩,占耕地面积47%;pH 5.0-5.5,面积达16.35 万亩,占全县耕地土壤总面积的44.14%;耕地土壤pH 值5.5 以下的耕地面积占比超过90%,土壤酸化明显。土壤酸化严重影响了旱作蔬菜、槟榔芋等经济作物的种植,对水稻生产也造成严重影响,特别是近年耕地酸化造成水稻根结线虫病害严重,对进一步提升粮食产能制约明显,因此,开展酸化耕地治理很有必要。
表1.3-1 长汀县不同乡镇酸化耕地土壤面积(亩)
1.3.2 引起土壤酸化的主要因素
土壤酸化是威胁农业生产与生态系统健康的全球性问题。土壤酸化直观的表现是土壤pH 值持续降低、致酸离子含量增加,并伴随盐基离子大量流失、土壤酸碱缓冲能力下降。研究表明,我国目前pH 值小于6.5 的酸化耕地总面积约311.1 万公顷,南方红黄壤地区和东北地区酸化尤为突出,与第二次土壤普查相比,当前我国耕地土壤pH≤5.0 的面积增加了30%、pH5.0-5.5 的面积增加58%和pH5.5-6.5 的面积增加23%。
土壤酸化是伴随土壤发生和发育的一个自然过程。自然条件下的土壤酸化多发生在高温多雨及湿润地区,主要包括两个过程:降雨中的H + 或土壤中H + 与土壤反应消耗土壤中的碱性物质,导致土壤pH 下降;土壤中的碱性物质经淋溶作用淋失,土壤交换性酸逐渐形成。高温多雨的气候条件,致使土壤中矿物分解和有机质矿化作用强烈,盐基物质大量淋失,土壤CEC 和盐基饱和度降低,氢饱和度上升,导致土壤持续酸化。长汀县地处亚热带区域,降雨丰沛,长汀县县耕地土壤pH 变化幅度与年均降水量关系密切,年均降雨量对pH 的影响最显著。因此,高温多雨的气候条件是导致长汀县耕地土壤发生不同程度酸化的主要自然因素。
另一方面,从人为因素来看,近几十年,长汀县农业发展迅速,特别是一些经济作物种植规模逐年提升,长期过量使用氮磷钾化肥(特别是经常过量使用氮肥)、长期使用生理酸性化肥、少施甚至不施有机肥也是造成长汀县耕地土壤酸化的成因。化肥施用对全球粮食安全功不可没,但不合理的施用严重影响了土壤健康质量和环境质量,特别是导致土壤酸化。农业生产中大量输入的氮肥约超过一半通过气体释放和淋溶等方式损失或保留土壤中。研究指出,农田超过55.1%的H + 产生可归因于氮肥。氮的转化和铵根(NH 4 + )、硝酸根(NO 3 − )吸收均影响酸化过程。众多的长期试验也表明,长期过量施用氮肥导致土壤酸化严重。
1.3.3 土壤酸化对农业生产和生态带来的危害
土壤酸化对植物生长产生直接的抑制作用。(1)植物根系受损。酸化土壤易板结变硬,导致作物根系伸展困难,吸收面积减少,养分吸收能力下降,造成作物营养不良、生长迟缓、僵苗小老苗。酸化导致土壤结构变差后引起的局部缺氧环境进一步抑制根系呼吸作用,引发沤根现象;(2)铝中毒风险增加。酸性条件下,土壤中铝离子活性增强,植物过量吸收铝元素会导致中毒,严重时植株死亡;(3)抗病能力下降。酸化土壤中作物长势弱,免疫力降低,易受腐霉菌、根线虫等土传病害侵染,病虫害明显增多(如小叶病、苦痘病、斑点病、根结线虫、花/黄叶病、枯萎病、青枯病、根肿病、病毒病、僵苗、老苗、白苗等,特别是根基部土传病虫害),从而加重生产中农药使用的需求和生态风险。
土壤酸化对土壤肥力和生态产生显而易见的危害。(1)土壤结构与养分失衡。土壤酸化会造成土壤结构被破坏、土壤物理性状恶化、土壤肥力质量下降、土壤抗逆缓冲性下降,比如土壤硬化、板结、易开裂,土壤透气、透水性变差,土壤抗寒抗旱抗逆能力变差,这些都非常不利于各类农作物的生长发育。土壤酸化后,矿物质营养流失,钾、钙、镁等阳离子在酸性环境中易被淋溶,导致土壤贫瘠化。磷元素则易与铁、铝结合形成难溶化合物,有效性显著降低;(2)肥料利用率降低。土壤酸化破坏团粒结构,加剧养分固定,迫使农民增加化肥用量,但吸收效率反而下降;(3)土壤重金属活化。酸性条件促使金属离子溶解,不仅毒害植物根系,严重时还会造成农产品中有毒重金属超标而危害食品安全和人类健康。
土壤酸化引起土壤生态功能退化。(1)土壤微生物种群失衡。酸性条件下,土壤有益微生物(如氨化细菌、固氮菌)活性受抑制,有害真菌(如尖镰孢菌)大量繁殖,破坏土壤有机质分解和养分循环。(2)土壤物理性质恶化。土壤酸化加速团粒结构分解,导致土壤板结、透气性下降,根系活力下降,进一步恶化植物生长环境。1.4 项目实施必要性
1.4.1 项目实施的必要性
1.4.1.1 生态保护的需要
2021 年3 月,习近平总书记来闽考察的第一站便是到南平市武夷山国家公园,作出了“让绿水青山永远成为福建的骄傲”等一系列重要指示,为我们全方位推动绿色高质量发展指明了方向,提供了遵循。长汀作为三江源头、武夷山国家公园腹地,要全面贯彻落实习近平总书记重要指示精神,更要加倍注重生态环境的保护工作。土壤酸化直接影响着土壤的物理、化学及生物学性状,导致土壤中的有害物质活化,使得土壤结构被破坏,土壤板结,通透性变差,土壤矿质营养元素大量流失,养分活性降低。土壤微生物活性受抑制等一系列危害,而酸性土壤却是线虫和寄生蛔虫的天堂,土壤酸化所带来的病虫害将阻碍植物的生长,使病害、真菌和杂草大量滋生,最终严重破坏土壤生态环境。开展酸化耕地治理,通过施用土壤调理剂等,提升土壤盐基离子,改善土壤有益微生物种群,减少作物病虫害的发生,从而减少农药、化肥等投入品使用,减少面源污染,从源头保护生态环境,提高农业生态环境质量,对长汀县农业可持续发展和乡村振兴战略的实施具有重要意义。
1.4.1.2 绿色发展的需要
长汀县作为全国生态文明建设示范县和“两山”实践创新基地,开展土壤酸化治理是推动农业绿色低碳转型、实现高质量发展的必然选择。当前,土壤酸化问题严重制约当地农业可持续发展,危害多维度且系统性:一是导致养分流失、地力下降,农民增施化肥形成恶性循环,造成成本攀升和面源污染加重;二是增强重金属活性,影响农产品质量安全,威胁群众健康;三是使土壤微生物群落失衡,生态系统服务功能衰退,削弱农业系统韧性与可持续性。这些与长汀县建设目标不符,亟需系统性治理。
实施酸化耕地治理工程有诸多绿色发展效益:生态环境上,通过科学施用土壤调理剂、推广有机肥替代化肥等措施,可提升肥料利用率,减少温室气体排放,控制农业面源污染,助力农业“双碳”目标;资源利用上,创新构建“土壤调理+有机替代+循环利用”绿色模式,推动秸秆还田、畜禽粪污资源化利用和绿肥种植,形成生态农业体系,实现废弃物转化;产业发展上,提升耕地质量,为发展绿色有机农业创造条件,改善产品品质和安全性,提升附加值与竞争力,推动产业价值链延伸,也为休闲农业、乡村旅游等新业态提供支撑,实现生态价值向经济价值转化。长远来看,土壤酸化治理对构建绿色低碳循环现代农业体系、巩固生态文明建设成果意义深远。
1.4.1.3 民生改善的需要
长汀县开展土壤酸化治理,是关乎农民福祉与农业未来的关键民生工程。长汀县独特的地理气候条件,即中亚热带地区温和的气候与充沛的雨量,虽为农作物生长提供了天然优势,却也因矿物风化淋溶及土壤脱硅富铁铝作用强烈,使得土壤普遍呈现酸性或强酸性反应。2023 年的耕地质量监测情况表明,长汀县耕地质量平均等级处于中等水平,但土壤酸化问题已十分突出。全县大部分耕地土壤pH 值处于较低水平,酸性土壤占比极高。如此大面积的土壤酸化,给农业生产带来了极大的负面影响。在旱作蔬菜和槟榔芋种植中,酸化土壤破坏了作物生长所需的适宜环境,导致作物生长受限,产量与品质难以保障。对于水稻这一重要粮食作物,酸化土壤更是引发了根结线虫病害的频发,根系受损严重,阻碍了水稻对养分和水分的正常吸收,使得水稻生长受阻,产量提升遭遇瓶颈。粮食安全关乎国家安全,农业可持续发展是乡村振兴的根基。土壤酸化这一严峻形势,已对长汀县农民的切身利益和农业的长远发展构成威胁。开展酸化耕地治理迫在眉睫,这是改善民生、推动农业可持续发展的必然之举。
1.4.1.4 提升土壤质量的需要
开展土壤酸化治理,是长汀县提升土壤质量、保障农业可持续发展的关键之举。目前,土壤酸化已使长汀县耕地质量出现系统性退化。数据显示,长汀县pH 值5.5 以下的耕地土壤面积为33.91万亩,面积占比超过90%。酸化环境危害极大,土壤中活性铝含量超标2-3 倍,严重抑制土壤微生物活性,有益微生物数量减少50%以上,土壤生态系统功能严重受损。同时,酸化加速了土壤团粒结构破坏,耕层板结硬化,透气透水性大幅降低。实施科学系统的酸化治理迫在眉睫。通过采用土壤调理剂配合有机肥施用等技术措施,可提升土壤pH 值与有机质含量。治理后,土壤将重建稳定的团粒结构,微生物群落多样性可恢复至正常水平的80%以上,蚯蚓等土壤动物种群数量显著增加。这些改善将全面提升土壤保肥供肥能力、缓冲性能和生物活性,有效解决酸化导致的土壤质量退化问题,为农作物生长创造良好土壤环境,为农业高质量发展筑牢根基。
1.4.1.5 促进耕地资源可持续利用的需要
在农业生产中,化学肥料具有施入水中易分解、见效快等特点,深受农户青睐,被广泛使用。然而,长期过度施用化肥带来了一系列严重问题。湖、河、水库水体富营养化程度日益加剧,水华等现象频发,破坏了水生态平衡;地下水的硝酸盐浓度急剧增高,不仅影响水质安全,还对人体健康构成潜在威胁。与此同时,土壤酸化、板结问题愈发严重,部分地区土壤甚至开始出现退化迹象。退化后的耕地,土壤结构遭到破坏,保水保肥能力大幅下降,严重影响作物正常生长。轻则导致作物减产、品质降低,重则造成作物绝收,极大地降低了耕地的生产能力和经济效益,严重影响了耕地的持续利用。为改变这一现状,本项目积极实施酸化耕地土壤改良及提质增效技术。通过科学施用土壤调理剂、推广有机肥替代部分化肥等措施,有效改善土壤肥力,调节土壤酸碱度,培育健康土壤。这将显著提升土壤的保水保肥、透气透水等性能,为作物生长创造良好条件,从而提高农地资源的可持续利用水平,保障农业生产的长期稳定发展。
1.4.1.6 保障当地农业经济的健康发展的需要
土壤酸化问题已成为长汀县农业经济发展道路上的一块“绊脚石”,对保障当地农业经济健康发展构成了严重威胁。从农产品品质与质量安全层面来看,土壤酸化会显著提高土壤中某些重金属的活性。原本被固定在土壤中的重金属元素,在酸化环境下变得活跃起来,极易被作物吸收。同时,酸化的土壤环境还会加大作物病虫害的发生几率。病虫害的猖獗使得农户不得不增加农药的使用量,这就进一步导致农产品中重金属含量和农药残留超标。一旦农产品出现这些问题,其品质将大打折扣,质量安全也无法得到保障,在市场上很难获得消费者的青睐,从而影响农产品的销售。从农业生产效益角度而言,土壤酸化会直接造成作物生长受到严重影响。作物根系在酸化土壤中难以正常吸收养分和水分,生长受到抑制,最终导致作物产量降低。种植户的种植效益因此大幅下降,投入与产出严重失衡。长此以往,农业经济发展将失去动力,难以实现健康、可持续的发展。所以,开展土壤酸化治理刻不容缓。
1.5 项目实施可行性
(1)政策支持
国家高度重视生态环境保护与农业绿色发展,长汀作为三江源头、武夷山国家公园腹地,积极响应习近平总书记关于“让绿水青山永远成为福建的骄傲”等重要指示,在生态保护与绿色发展方面有着明确的政策导向。土壤酸化治理契合国家政策方向,能获得政策扶持与资金投入,为项目实施提供坚实的政策保障。
(2)技术应用可行
当前,土壤酸化治理技术已取得显著进展,形成了较为成熟的技术体系。在土壤改良方面,科学施用土壤调理剂是一种行之有效的手段。不同类型的土壤调理剂可根据土壤酸化程度和作物需求进行精准选择,有效提升土壤盐基离子含量,改善土壤酸碱度,为作物生长创造适宜的土壤环境。同时,推广有机肥替代部分化肥也是重要的技术措施。有机肥富含有机质和多种营养元素,能够增加土壤肥力,改善土壤结构,提高土壤保水保肥能力。这些技术操作相对简便,易于在长汀县广大农村地区推广应用。此外,农业科研机构和高校在土壤酸化治理领域开展了大量研究,积累了丰富的实践经验,可为项目实施提供技术指导和培训,确保技术应用的科学性和有效性。
(3)经济效益可行
项目实施具有良好的经济效益。治理后,土壤质量得到显著提升,作物生长环境得到改善,产量和品质将大幅提高。优质的农产品在市场上更具竞争力,能够获得更高的价格,从而增加农民收入。同时,减少化肥、农药的使用量,降低了农业生产成本,减少了面源污染,避免了因土壤酸化导致的耕地减产等损失,保障了农业生产的长期稳定。此外,土壤质量的提升还将为发展绿色有机农业创造条件,推动农业产业价值链延伸,提高农产品的附加值,实现生态价值向经济价值的转化,为当地经济发展注入新活力。
(4)社会效益可行
项目实施具有良好的社会效益。一方面,能够有效改善长汀县的土壤生态环境,减少土壤中有害物质的活化,降低农产品重金属含量和农药残留,保障农产品质量安全,维护人民群众的身体健康。另一方面,提高耕地质量,促进农业可持续发展,有助于实现乡村振兴战略目标,提升农民的生活水平和幸福感。同时,项目的实施还能增强公众的环保意识,引导社会各界积极参与生态环境保护,形成良好的社会风尚。
综上所述,长汀县开展土壤酸化治理项目在政策、技术、经济和社会等方面均具备充分的可行性,项目的实施具有广阔的前景和重要的意义。
1.6 项目区范围的确定
长汀县是福建省主要的产粮和制种大县。全县种植30 亩以上种粮大户有558 户,100 亩以上种粮大户46 户,全国种粮大户3户,建立水稻功能区25.57 万亩,全年粮食生产面积稳定在38.3万亩、产量稳定在17.3 万吨左右,粮播面积在全省排第七,全市排第一,2022 年被评为市级粮食生产先进县;2023 年全县水稻制种面积3.34 万亩,位居全省第八,全县农作物良种覆盖率98.5%以上、优质专用率87%以上。
长汀县地处中亚热带地区,气候温和,雨量充沛,矿物风化淋溶作用及土壤脱硅富铁铝作用强烈,致使土壤多呈酸性或强酸性反应。2023 年长汀县耕地质量平均等级为4.94 等,属中等水平,耕地土壤普遍呈酸化现象。根据2023 年全国第三次土壤普查结果,长汀县耕地土壤普遍呈酸化现象,pH 值5.5 以下的耕地土壤面积为33.91 万亩,其中pH≤ 4.5 耕地面积600.42 亩,约占全县耕地土壤总面积的0.16%,pH 4.5-5.0 耕地面积17.51 万亩,占耕地面积47%;pH 5.0-5.5,面积达16.35 万亩,占全县耕地土壤总面积的44.14%;耕地土壤pH 值5.5 以下的耕地面积占比超过90%。土壤酸化严重影响了旱作蔬菜、槟榔芋的种植,对水稻也造成严重影响,特别是近年耕地土壤酸化造成水稻根结线虫病害频发,对进一步提升粮食产能制约作用明显。
长汀县委、县政府根据长汀县耕地土壤质量情况、耕地的分布情况以及长汀县第三次全国土壤普查成果,同时考虑粮食作物核心产区高标准建设,选取河田镇、濯田镇、南山镇、古城镇、新桥镇、童坊镇、馆前镇、四都镇、三洲镇、涂坊镇等12 个乡镇开展土壤酸化耕地治理共计80367 亩。项目区域建设酸化耕地治理综合施策样板示范田5 个,树立标识牌;通过项目3 年酸化耕地实施,实现项目区土壤pH 值提高0.5 个单位,耕地质量等级提升0.5 等和亩均粮食产能提升10%以上。
1.7 技术路线
本次土壤酸化改良技术实施路线如图1.7-1。2 总体目标
从2025 年起,集中连片推广已成熟的治理技术,按照“集中、提档、增效”的原则,采取“规模化推进、相对集中连片实施。选择土壤pH 值小于5.5 的酸性耕地开展酸化耕地治理8 万亩以上,通过3 年的连续治理,项目区酸化耕地土壤pH 值平均增加0.5 个单位,土壤酸化得到有效缓解,亩均粮食产能提升10%以上,耕地质量等级提升0.5;打造一批推进酸化耕地治理的综合施策样板田和一套行之有效、可复制可借鉴的工作推进机制。
3 建设内容
3.1 主要建设内容
本项目土壤酸化改良技术主要运用于长汀县河田镇等12 个乡镇。总计实施80367 亩。实施内容主要有:
(1)开展酸化耕地治理面积80367 亩。主要采取酸化改良产品综合技术集成模式,烟稻种植区采取“水旱轮作+酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田”技术模式、烟玉米种植区采取“酸化改良产品+配方施肥”技术模式、烟区外的水稻种植区采用“酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田+种植绿肥”模式、槟榔芋-水稻轮作项目区,采用“酸化改良产品+配方施肥”技术模式。项目实施第一年主要选择土壤酸化改良产品(石灰质物质、土壤调理剂或有机肥)亩施用量75-150 公斤,以达到快速土壤调酸目标。第二年、第三根据第一年的实施效果,结合绩效目标,动态调整和优化酸化改良产品的品种和用量。
(2)样板田建设。选择集中连片、积极性高的种植主题或整村、整乡推进酸化耕地治理样板田建设。以施用土壤调理剂等酸化改良产品为重点,配合种植绿肥、秸秆还田、增施有机肥等技术,树立示范标识牌,每年建立不同技术模式的样板田5 个,其中“水旱轮作+酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田”技术模式样板田3 个;“酸化改良产品+配方施肥”技术模式样板田1 个;“酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田+种植绿肥”技术模式样板田1 个。
(3)取土化验。按照每1000 亩不少于1 个取样点要求,布设调查采样80 个以上,实施前采集土壤样品80 个以上,实施后按照年度在同一点位上采集土壤样品。检测项目为:土壤容重、pH 值、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、交换性阳离子(CEC)及5 项重金属有效态(镉、铬、铅、砷、汞)等项指标。
(4)田间试验。依据不同种植模式开展酸化改良产品用量与品种试验,技术式与酸化治理肥效验证试验,第1 年度完成10 个,第2 年度完成10 个。
(5)建立“三区四情”耕地质量监测点。建立1 个“三区四情”耕地质量监测点,跟踪耕地质量状况,监测点建设标准参照《耕地质量监测技术规程》(NY/T1119-2019),监测点建成后及时纳入福建省耕地质量监测网络。
(6)开展技术培训。举办技术培训班、现场观摩会,主要培训对象为县乡农技人员、实施区域内种植大户等。
(7)开展年度实施效果评价。在做好项目实施前后取土化验、田间试验、效果监测试验等数据采集工作基础上,开展专项效果评价,并形成年度专项效果评价报告,三年完成后形成总体评价。
(8)开展年度项目验收。年度任务实施完成后,县级农业农村部门开展自检自验,同时接受省农业农村部门组织开展核验,核验面积不少于当年实施面积50%,核验工作主要查看土壤调理剂或有机肥等材料进货单、合格证、发放记录、施用记录或台账,田间试验实施情况及试验报告,对项目区农户进行走访调查。项目验收通过后,将年度实施地块通过全国农田建设综合监测监管平台全部上图入库。
3.2 项目酸化耕地治理技术模式的确定
土壤酸化改良是指运用土壤学、生物学、生态学等多学科的理论与技术,改善土壤酸化,提高土壤肥力,为农作物创造良好土壤环境条件的一系列技术措施的统称。土壤酸化改良技术主要分农业措施、化学改良和生物改良措施等。
3.2.1 酸化土壤改良技术分类
3.2.1.1 农业措施
农业措施是因地制宜地调整一些耕作管理制度,农业措施主要包括控制土壤水分、改变耕作制度、调整作物种类、合理施用有机肥、秸秆还田等。
(1)控制土壤水分。通过控制土壤水分,改变大水漫灌,采用喷灌或者滴灌等技术,降低盐基离子的淋失而造成的土壤酸化。
(2)优化施肥管理,合理施用化肥。首先,合理施肥管理可以通过减少氮肥过量使用来缓解土壤酸化,同时优化氮肥类型的施用,优先选择生理中性或碱性氮肥。其次,调节肥料配比、施肥方式及施肥时机是控制土壤酸化的关键措施。通过合理的肥料配比(如氮、磷和钾肥的平衡施用),可以避免单一肥料的过量使用,减少对土壤酸化的负面影响。例如,增加Ca 和Mg 等碱性肥料的施用可以有效缓解酸性土壤,提升土壤pH 值。精准施肥技术通过基于土壤养分状况、作物需求以及气候条件的精细化管理,合理调节肥料的种类、数量和施用时间,减少肥料浪费并提高肥料的利用效率。这不仅有助于减少土壤酸化,还能提高农业的可持续性。
(3)增施有机肥。近年来有关土壤酸化防控和改良研究进展的综述论文中,增施有机肥作为重要改良手段之一。通过施用有机肥增加有机质含量也有助于缓解土壤酸化。有机质能够提高土壤的缓冲能力,减少酸性物质的积累。有机质的分解可以促进微生物活性,使土壤中酸性物质被分解或转化,进而有助于维持较为稳定的pH 值。此外,增加有机质还能改善土壤结构,提升通气性和水分保持能力,从而为植物生长提供更适宜的环境条件,有助于提高植物对酸化土壤的适应性和抵抗力。
(4)适量补充中/微量元素肥。在作物种植管理上,在做到合理使用氮磷钾、增施腐熟有机肥的基础上,还要特别重视土壤作物上各类中微量元素的补充使用,重点补充钙肥、镁肥、硼肥、锌肥、钼肥等,这样在抑制和减轻土壤酸化问题、保障作物健康生长等方面有一定的帮助作用。
(5)增施微生物菌肥或菌剂,促进土壤自我调理修复。在酸化土壤中,有益微生物菌占下风、有害微生物菌占主流,这样不仅作物容易发生各类病虫害,而且土壤酸化问题会逐年加重。为此,建议在酸化土壤上尽量多施一些微生物菌肥或菌剂(一定要搭配腐熟有机肥一起使用),以此来大量补充增加土壤里的有益微生物菌数量、压制土壤中有害微生物菌的存活空间,这样既能起到修复耕地、改良土壤、缓解板结、活化养分、培育地力、减轻作物病害的作用,同时还能促进土壤中有机质含量的增加、促进酸化土壤不断的自我平衡调节已经失衡的酸化土壤。
(6)秸秆还田及生物炭施用。秸秆还田能够为土壤补充大量有机质,其中含有丰富的碱性矿物质(如Ca、Mg 和K),可以通过矿化释放减少土壤酸性物质的积累,提高土壤pH 值。秸秆还田还可以增强土壤CEC,改善土壤结构,使土壤保持良好的通气性和保水性。同时,秸秆的分解过程为土壤微生物提供了碳源和能量,促进微生物活性,使有毒Al 3+ 钝化,从而减缓铝毒对植物根系的伤害。生物炭施入酸化土壤后,通过中和酸性物质和提供植物必需的N、P、K、Ca 和Mg 等营养元素,并能钝化酸性土壤中的重金属元素,从而促进作物的健康生长。生物炭的多孔结构有助于吸附和缓释养分,减少养分淋溶损失,同时为土壤微生物提供栖息地,优化土壤的微生物群落结构。此外,生物炭能够显著提升土壤CEC,增强土壤对酸性变化的缓冲能力。
3.2.1.2 化学改良措施
化学改良主要是通过一系列的化学反应,吸附、固定转移或者转化土壤中对作物有害的离子,以改变土壤pH 值和盐基离子含量,达到提高作物存活率和产量的目的。
(1)无机改良剂:主要包括传统改良剂(如石灰、石灰石粉等)、各种贝壳粉和工业副产物(白云石、磷石膏、粉煤灰、磷矿粉、碱渣等)。石灰类物质施用被广泛用于提高土壤pH 值,减少酸性环境的影响。石灰类物质的主要成分为CaO,在传统农业中应用较为广泛,是较经济和便捷的酸性土壤改良剂。施用石灰类物质能够中和酸性土壤中的活性酸和潜在酸,有效缓解铝毒,并通过生成氢氧化物沉淀来增加土壤中的CaO 含量和提高土壤酶活性等。
(2)有机改良剂:有机改良主要包括有机肥、畜禽粪便、作物秸秆、豆科绿肥、泥炭、生物质炭、修剪枝条、木质素、腐殖酸及纤维素等有机物。土壤有机改良剂能有效减缓和平衡酸化土壤、调节土壤酸碱度、提高土壤有机质含量且可快速改善土壤团粒结构。长期施用有机改良剂可提高土壤有机质含量,从而提高土壤的酸缓冲容量,显著提高土壤的抗酸化能力,缓解土壤酸化。但由于某些有机改良剂含重金属和抗生素等污染物,选择有机改良剂时要注意规避环境和健康风险,避免有害物质引入土壤。
(3)新型改良剂:20 世纪50 年代以后,各国学者开始了对人工合成土壤调理剂的研究。最早由美国研发出一种名为“Kriluim”的土壤结构改良剂,向土壤施用后有利于土壤团粒结构的形成、可以增强土壤的水稳性能,且施用后不易被微生物降解。其后多国也陆续研发出多种合成改良剂,主要包括水解聚丙烯腈(HPAN)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)等,其中聚丙烯酰胺当前仍应用较广。20 世纪 80 年代,许多国家将人工合成技术应用到土壤调理剂的生产当中,应用较多的是高分子改良剂。高分子改良剂主要是通过改良土壤结构和理化性状来改善酸化土壤,主要分为天然类高分子和合成类高分子两大类,天然高分子物质主要有腐殖酸类、多聚糖类、纤维素类以及木质素类等,合成高分子主要有聚丙烯酰胺(PAM)及盐类、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、脲醛树脂以及聚谷氨酸等。腐殖酸是天然高分子有机物质,可以促进作物在酸性土壤中的生长,主要表现在可以降低土壤交换性Al 3+ ,进而减少因Al 3+ 水解而产生的H + 的含量。
3.2.1.3 生物改良措施
目前,除了应用化学改良剂来改善土壤外,生物改良是另一种最为常见的措施。通过生物措施改良酸土,亦能收到明显效果。生物改良主要是利用土壤动物、植物和微生物对酸化土壤的修复作用和植物根系分泌物缓解酸性土壤铝毒,进而起到改良酸性土壤的作用。
土壤动物如蚯蚓可以通过取食土壤有机成分、排泄蚓粪、分泌粘液和挖掘洞穴等活动影响土壤的形成和养分循环,最终改善土壤酸化现象。绿肥是有机肥的重要来源。绿肥种植不仅可以增加土壤养分含量,提高土壤肥力,减少化肥用量,提升土壤pH,改善土壤环境质量。将套种豆科作物+施用生物菌肥等作为核心技术进行推广应用,可以加快土壤生物体系修复,平衡土壤酸碱度和提高肥力。
3.2.1.4 农水工程措施
采取农水工程措施降潜治渍和实行水旱轮作,是研究区农田土壤阻控土壤酸化的有效改良措施之一。对农田特别是冷浸田开展农水工程建设,提前开好靠山沟和排水沟,降低土壤的地下水位,在水稻收割后,开展水旱轮作,抑制土壤酸化。研究表明,对酸化严重的农田土壤,可在合理施用肥料的同时,实行水旱轮作土地利用模式;同时,降低地下水位,实行旱土覆盖栽培技术,改良土壤结构,使土壤酸度逐渐趋于中性。
3.2.2 项目酸化耕地治理技术模式的确定
3.2.2.1 施用碱性改良剂,调控土壤酸性
(1)施用白云石粉
白云石是碳酸钙和碳酸镁以等分子比的结晶碳酸钙镁[CaMg(CO 3 ) 2 ] ,比较好的白云石一般含CaCO 3 54%-58% ,MgCO 340%-45%;当MgCO 3 存在但含量低于40%时,一般叫做白云灰岩,而方解石是含有100%的CaCO 3 。作为一种广泛被用于酸性土壤改良的石灰质材料,其优缺点如下:
① 优点:白云石[CaMg(CO 3 ) 2 ]不但可以有效调节酸化土壤pH值,由于其含镁元素,缓解Al 和其他重金属毒害,补充Ca、Mg 营养,改善土壤结构。施用白云石后的土壤中交换性铝、锰含量明显降低;随着白云石粉用量的增加,土壤pH 值和土壤的阳离子交换能力显著增加。
②缺点:不宜过量一次性投入,如在生产上长期施用白云石来增加土壤pH 值,会造成土壤结构的破坏,引起土壤板结明显。
(2)施用石灰粉
在农业生产中,施用石灰来改良土壤是最传统的措施,石灰中的主要成分为CaCO 3 ,施加至土壤后CaCO 3 会与土壤溶液中H + 解离出Ca 2+ 和CO 3 2 − ,可实现缓解土壤酸化的作用。此外,解离反应生成的Ca 2+ 还会与土壤胶体颗粒上吸附的重金属离子发生交换作用,通过将重金属转化为不易被植物吸收的不易溶解形式,来降低酸化土壤重金属离子的溶解度,进一步缓解土壤酸化的危害,提高作物的品质和产量。其优缺点如下:
① 优点:石灰中富含钙、镁等元素,施用后能迅速提高土壤中交换性Ca 和Mg 的含量。由于钙离子的强絮凝化作用以及土壤中一些无定形态的铝、铁形成的氢氧化物,能很好的减小土壤颗粒之间的作用力,改善土壤结构。由于土壤中大量的交换性Al 在石灰碱性环境下形成了羟基Al 聚合物,降低了对植物的铝毒害作用。
②缺点:施用石灰粉仅局限作用于20 cm 以上的表层土壤,修复效果不彻底,且容易返酸,因此不能过量频繁施用,施用时可与其他碱性肥料配合施用。另外长期或大量使用石灰会引起土壤板结还会引起土壤中钙、镁、钾等元素的平衡失调而导致作物的减产。
(3)施用牡蛎壳酸性土壤改良材料
改善酸性土壤的酸碱度,通常采用的方法是使用石灰性碱性肥料提高土壤中OH - 的含量。OH - 的来源主要是土壤中碳酸钠、碳酸氢钠等盐类水解以及土壤胶体上含有的可交换性钠形成强碱转化结果。
而牡蛎壳经高温煅烧后,主要成分由碳酸钙转变为氧化钙,氧化钙遇水易形成强碱:CaO+H 2 O=Ca(OH) 2 ,有利于提高土壤中OH -的数量。此外,降低土壤中可交换性Al 3+ 的浓度,也是提高土壤pH值的一个有效途径。酸性土壤中施用牡蛎壳土壤调剂后,土壤溶液中可交换性Al 3+ 数量减小,土壤pH 值增大,同时,Mg 2+ 在土壤中属于致碱离子,这在一定程度上也起到提高土壤pH 值的作用。牡蛎壳改良材料具有以下特点:
① 属于碱性物料,能调节土壤的酸性,从而恶化了线虫、土传病菌等等的生存环境,从根本解决土壤的土传病害问题;
② 富含活性的氧化钙,含量高达45%,不易被土壤吸附固定,易被作物吸收利用;
③ 含有多种微量元素,可以一定程度上补充作物生长所需的微量元素;
④ 独特的微孔结构,可以钝化、吸附土壤中的重金属,减轻镉等重金属的毒害;含有多种氨基酸和甲壳素等等有机物质,可以提高土壤中有益菌的活性,促进土壤的新陈代谢,改变作物的土壤环境,促进作物的根系,提高作物地上部的生长速度。
(4)施用鸡粪灰
鸡粪经发电后的副产物鸡粪灰呈碱性,施用鸡粪灰可以中和土壤酸,提升土壤pH 值;可以补充钾元素,减少酸性肥料氯化钾的施用;可以在作物生长期施用,不会对生长的作物造成影响;可以克服石灰类物质不能长期施用的缺点。长汀县当地有圣新能源发电厂,可以就地取材。
(5)施用钙镁磷肥
钙镁磷肥为碱性肥料,施用后对土壤有一定调酸效果,既可以补充中量元素钙、镁,又可以补充大量元素磷,减少酸性肥料过磷酸钙的施用;可以在作物生长季施用,特别是在绿肥种植后施用效果表现非常好;在抑制土壤重金属活性方面也表现非常好,受广大种植户欢迎。
3.2.2.2“酸化改良+”综合技术集成模式
土壤酸化伴随着土壤肥力退化和养分缺乏等问题,采用单施酸化改良剂等方法虽然对治理土壤酸化有一定的改良效果,但需要人力、物力和经济等成本投入。另外,单一酸化改良技术不能解决酸性土壤普遍存在有机质缺乏、养分失衡等问题,实施酸化改良后作物产量及品质难以得到有效提升,种植效益仍然不高,必然影响农民实施酸化改良的积极性。因此,应结合化肥投入定额制、化肥减量增效、有机肥替代化肥、绿肥推广、秸秆综合利用、水稻高质高效创建等项目,建立“酸化改良+”技术集成等综合模式示范区,提高土壤酸化治理的生态效益、经济效益和社会效益,增加土壤酸化治理效果的显示度,有利于土壤酸化治理技术的推广。
(1)技术原理
“酸化改良产品+”综合技术集成模式是将酸化耕地土壤改良修复(土壤酸化改良、有机质补充、中微量元素补充)和养分精准供应有效结合,解决传统土壤边改良边酸化的问题。主要作用原理如下:
1)对土壤酸度的影响
土壤酸度分为活性酸度和潜性酸度,土壤溶液中H + 浓度代表活性酸度(pH),土壤胶体上吸附态的可交换性H + 和Al 3+ ,在离子交换作用下进入淋溶液中的酸度为潜性酸度。酸度是影响土壤环境质量,限制作物产量的重要指标之一。通常酸化土壤中含有高浓度的H +和Al 3+ ,影响土壤中氧化还原、吸附解吸、沉淀溶解、络合等一系列化学反应的进行。高浓度的H + 和Al 3+ 抑制植物根部细胞分裂、伸长和膜运输,打破植物内部激素平衡,抑制植物生长发育,降低作物产量和品质。
首先,综合集成技术实施后可直接中和土壤表层部分质子,有效提升耕地土壤pH 值;随着碱性改良剂的施用,大量盐基离子被带入土壤中,释放溶解后极大地增强了土壤溶液的离子强度和阳离子交换量,使土壤碱化。这种直接的中和作用和阳离子输入改良土壤酸度的过程,是不受生物活性控制的化学过程,作用迅速,是综合集成技术改良土壤酸性的重要机制之一。
其次,在有机质分解过程中,有机氮在氨化作用下产生OH - ,中和H + 和Al 3+ 酸度;改良剂中碱基阳离子也能将土壤溶液中H + 和Al 3+ 置换到土壤胶体表面,降低酸度。同时还能降低土壤固相中交换性氢和铝含量,改善土壤酸环境。交换态铝以Al 3+ 为主要形态,吸附在土壤黏粒或胶体表面。改良剂促进土壤溶液中Al 3+ 或胶体表面交换性铝聚合生成吸附态羟基铝,交换态铝和有机质配合成有机配合态铝,降低土壤潜在酸度,实现改良酸性土壤目的。
2)对土壤养分的影响
土壤养分是植物生长发育的必需条件之一,其含量与土壤肥力密切相关。酸化增加土壤胶体正电荷,土壤逐渐呈正电性,在静电作用下减少吸附碱基阳离子,易使养分随降水淋溶,故酸化土壤养分含量低。有机肥、绿肥、秸秆还田腐解有机物通过补充养分和提升养分固持力增加土壤养分,减缓土壤酸化进程,为植物生长提供营养,增加作物产量,提升作物品质。
综合集成技术使土壤富含有机质,富含植物生长发育必需的大量、中量和微量元素,可有效提高土壤有机质含量,改良土壤结构,从而提高土壤的酸缓冲容量,显著提高土壤的抗酸化能力,并通过有机质吸附、络合、螯合和还原作用,固定土壤重金属或改变其赋存形态。同时,还可提高土壤阳离子交换量(CEC),增加养分固持力,降低养分淋失。能补充土壤有机质,提高CEC,还能通过无机氮转为有机氮形式,在微生物矿化下分解有机氮,减少淋溶氮,增加养分利用率。
3)对土壤结构的影响
土壤结构指土壤颗粒或团聚体与孔隙组成的三维结构,决定土壤水、肥、气、热贮存和传输。土壤结构主要包括土壤孔隙和土壤团聚体。酸化增加土壤容重,降低土壤孔隙度和田间持水量,导致土壤板结严重,水肥气热通透性极差。“酸化改良+”综合集成技术主要通过改善土壤孔隙和土壤团聚性改良土壤结构,促进有机质分解、土壤养分活化、微生物活动和植物根系的伸长。同时,通过改变土壤有机质、氧化物含量和保水性等影响土壤团聚体,改善土壤结构。其中的有机质和氧化物主要充当团聚体胶结剂,影响土壤团聚体形成和稳定性。可促进微团聚体转化为大团聚体,提高土壤几何平均直径和质量平均直径,形成水稳性团聚体。进一步增强团聚体稳定性,从而改善土壤结构。
4)对土壤微生物活性的影响
微生物和酶是土壤环境变化的重要传感器,参与C、N、P 等元素地球生物化学循环。酸化土壤酸度大、土壤结构差、养分含量和有效性低,影响微生物多样性和酶活性。“酸化改良+”综合集成技术通过改变土壤物理、化学性质等方式,为微生物提供适宜生境,促进有益、功能性微生物和酶改良土壤。综合集成技术通过影响土壤物理、化学性质,塑造微生物适宜生境,增加微生物数量和活性。增加了土壤累积孔隙度、孔表面积密度,促进了紧密块状土壤结构转变为多孔结构(大孔、中孔),为微生物提供栖息地,提高微生物丰富度和多样性。增加有益菌丰度,抑制致病菌数量。
总之,综合集成技术针对性添加了钙、镁等中微量元素,养分含量满足作物养分需求,平衡养分供应,提高酸性土壤的缓冲能力,并有效缓解粮食作物因缺素所引起的生理性病害症状,可全面替代化肥,从而有效控制耕地土壤酸化源头。
(2)技术特点
“酸化改良+”综合集成技术是从土壤酸碱调理、土壤有机质补充、养分控制等多角度对耕地土壤进行改良修复,同时将土壤改良和作物养分需求供应有效结合,提供作物生长所需的充足全面营养,降低传统化肥(氮磷钾)的使用,引导种植户科学施肥,转变传统施肥理念,避免边土壤改良边过量施用化肥的现象持续发生,解决长汀农作物种植土壤“边改良边酸化”的痛点,稳步提升土壤pH,推动土壤酸化改良治理长效可持续发展。
(3)推广应用效果
根据《福建省土壤酸化现状及防控技术综合评价项目进展报告》(福建农林大学,2022 年),在福建省闽侯县、寿宁县、永春县、平和县、永定区、宁化县、邵武市等7 个县(市、区)的水稻开展不同种类和不同用量土壤调理剂改良酸化土壤试验,在浦城稻田、平和蜜柚果园及武夷山茶园等土壤酸化改良取得显著成效。
针对土壤pH 小于5.5 项目区水田,融合测土配方施肥、绿肥种植及稻草还田技术基础上,形成:①“土壤调理剂+秸秆还田+配方施肥”、②“土壤调理剂+紫云英稻草协同还田+配方施肥”2 种水田土壤酸化治理技术集成模式。
3.3 项目实施
3.3.1 实施目标
选择土壤pH 值小于5.5 的酸性耕地开展酸化耕地治理8 万亩以上,通过3 年的连续治理,项目区酸化耕地土壤pH 值平均增加0.5 个单位,亩均粮食产能提升10%以上,耕地质量等级提升0.5等,打造一批推进酸化耕地治理的综合施策样板田和一套行之有效、可复制可借鉴的工作推进机制。
实施土壤酸化改良后,土壤pH 值稳步提升的同时,项目区耕地土壤酸化趋势得到遏制,耕地质量得到提升,同时农作物产量不减少。
3.3.2 拟采用的技术模式
1. 针对不同酸化程度土壤的技术模式
一是土壤降酸治理区。在强酸性耕地(pH<5.0)治理区,以土壤降酸和抑制土壤铝毒为主,施用石灰质物质、土壤调理剂,增施有机肥、补充含硅和中微量元素肥,开展秸秆还田等。治理区主推“石灰质物质(土壤调理剂)+”集成技术模式,以施用石灰质物质、土壤调理剂等化学措施为重点,配合增施有机肥、秸秆还田等农艺措施,根据土壤养分状况及作物需求,补充含硅和中微量元素肥,达到快速提升土壤pH 值和减轻土壤铝毒的的目标。
二是土壤阻酸治理区。在酸性耕地(5.0≤pH<5.5)治理区,以土壤阻酸和土壤改良为主,施用土壤调理剂、碱性肥料,种植绿肥、增施有机肥等。治理区主推“土壤调理剂(碱性肥料)+有机肥(种植绿肥)”集成技术模式,统筹施用土壤调理剂、碱性肥料,增施有机肥、种植绿肥等化学、农艺措施,发挥叠加效应,达到提升土壤pH 值,兼顾土壤改良的目标。
三是土壤控酸治理区。在弱酸性耕地(5.5≤pH<6.5)治理区,以土壤控酸和土壤培肥为主,推广测土配方施肥、秸秆还田、增施有机肥、种植绿肥、合理轮作等。治理区主推“测土配方施肥+有机肥(种植绿肥)”集成技术模式,加强测土配方施肥推广应用,控制酸化来源;推进增施有机肥、种植绿肥等农艺措施,有条件地区,推广水旱轮作、间套作等,达到土壤控酸及培肥地力的目标。
2. 针对不同农作物种植体系的技术模式
根据长汀县项目实施区域的划定依据及划定结果,结合实地调查,项目实施区涉及作物主要有烟稻轮作、烟叶-玉米轮作、稻芋轮作以及双季稻等。主要采取酸化改良产品综合技术集成模式,酸化改良产品主要选择石灰质物质、土壤调理剂或有机肥等,以达到快速降酸治酸目标。
(1)水稻-烟叶轮作种植体系
在烟稻轮作项目区,结合种植习惯和水稻养分需求特点,采用“水旱轮作+酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田”技术模式。2025年,根据实施区域土壤pH 状况,在pH<4.5 项目区,亩施白云石粉或有机肥等酸化改良产品150 公斤;在4.5 ≤ pH<5.0 项目区,亩施白云石粉或有机肥等酸化改良产品100 公斤;在5.0≤pH<5.5 项目区,亩施有机肥75 公斤。结合水稻秸秆还田,在烤烟整畦前施用酸化改良产品,其余则按照常规操作,在土壤改良同时根据土壤养分状况,科学施肥,坚持化肥减量和平衡施肥原则,烟后水稻化肥(氮肥)减量,阻控土壤酸化源头。2026 年、2027 年则根据第一年土壤pH 的变化情况和提升效果,加强酸化治理监测,动态调整土壤酸化改良产品的品种用量。针对土壤pH≥5.5 的项目区域,以土壤培肥为主,采样“测土配方施肥+有机肥”技术模式,指导农户测土配方施肥。本技术模式施用面积62367 亩。
(2)烟叶-玉米轮作种植体系
在烟叶-玉米轮作项目区,采用“酸化改良产品+配方施肥”技术模式。2025 年,根据实施区域土壤pH 状况,在4.5≤pH<5.0 项目区,亩施白云石粉或有机肥等酸化改良产品100 公斤;在5.0≤pH<5.5 项目区,亩施有机肥75 公斤进行改良。其余按照常规操作,并根据前茬作物烟草产量及有机肥、化肥投入水平,统筹农田土壤养分年投入,减少烟后玉米化肥施用量,实现培肥地力和降酸控酸目的。2026 年、2027 年则根据第一年土壤pH 的变化情况和提升效果,加强酸化治理监测,动态调整土壤酸化改良产品品种用量。针对土壤pH≥5.5 项目区域,以土壤培肥为主,采样“测土配方施肥+有机肥”技术模式。本技术模式施用面积8000 亩。
(3)单季稻(双季稻等)种植体系
在烟区外的水稻种植区,采用“酸化改良产品+配方施肥+秸秆还田+种植绿肥”模式。2025 年,根据实施区域土壤pH 状况,在4.5≤pH<5.0 项目区,亩施土壤调理剂或有机肥等酸化改良产品100 公斤;在5.0≤pH<5.5 项目区,亩施有机肥75 公斤。土壤酸化改良产品可与豆科绿肥一同深翻入土,同时减少水稻化肥施用量,降酸阻酸,达到提升土壤pH 值和培肥土壤目标。2026 年、2027年则根据第一年土壤pH 的变化情况和提升效果,加强酸化治理监测,动态调整土壤酸化改良产品的品种用量。针对土壤pH≥5.5 的项目区域,以土壤培肥为主,主推“测土配方施肥+有机肥(种植绿肥)”技术模式。本技术模式施用面积9000 亩。
(4)槟榔芋-水稻轮作种植体系
在槟榔芋-水稻轮作项目区,采用“酸化改良产品+配方施肥”技术模式。2025 年,根据实施区域土壤pH 状况,在pH<4.5 项目区,亩施土壤调理剂或有机肥等酸化改良产品150 公斤;在土壤4.5≤pH<5.0 项目区,亩施土壤调理剂或有机肥等酸化改良产品100 公斤;在5.0≤pH<5.5 项目区,亩施有机肥75 公斤。其余则按照常规操作,结合土壤养分状况,科学施肥,在土壤改良同时,坚持测土配方施肥,阻控土壤酸化源头。2026 年、2027 年则根据第一年土壤pH 的变化情况和提升效果,加强酸化治理监测,动态调整土壤酸化改良产品的品种用量。针对土壤pH≥5.5的项目区域,以土壤培肥为主,采样“测土配方施肥+有机肥”技术模式。本技术模式施用面积 1000 亩。
3.3.3 技术指导与培训
(1)培训内容:土壤改良投入品的功能、施用方式和时间、注意事项;农作物土壤障碍因子及预防等;
(2)培训对象:乡镇综合服务中心相关人员、村主任、农户及种植大户等;
(3)培训老师:业界专家学者、第三方实施单位技术人员、企业技术人员;
(4)培训时间:贯穿项目实施全过程。
(5)培训方式:会议培训、现场示范和操作手册相结合的方式;
(6)建立台账。3.3.4 质量控制
3.3.4.1 资料档案管理
项目实施过程中关键节点的信息都应归档,包括项目实施范围矢量图分解表(表3.3-1)、投入品现场分发确认表(表3.3-2)。土壤监测数据以及监理记录。
表3.3-1 项目实施范围矢量图分解表
表3.3-2 投入品现场分发确认表
3.3.4.2 监测计划
(1)监测点位
根据《农田土壤环境质量监测技术规范》(NY/T 395-2012)、《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166-2004)等相关标准规范,项目实施区域按照每1000 亩布设1 个点位,2025 年项目实施前80个,项目实施一季作物收获后采集土壤样品80 个,共计采集土壤样品160 个。2026 年,农作物收获后项目区按1000 亩至少采集1个土样要求,实施前80 个,项目实施一季作物收获后采集土壤样品80 个,共计采集土壤样品160 个。2027 年,农作物收获后项目区按1000 亩至少采集1 个土样要求,实施前80 个,项目实施一季作物收获后采集土壤样品80 个,共计采集土壤样品160 个。
(2)布点原则
根据任务的性质、复杂程度、区域规模的大小和所要求的精度统筹设计,实行科学、优化布点,应遵循以下原则:
①布点有代表性、兼顾均匀性,采样集中在位于每个采样单元相对中心位置的典型地块为宜;
②采集样品具有所在单元所表现特征最明显、最稳定、最典型的性质,避免了各种非调查因素的影响,监测点基本能代表整个采样单元的土壤情况。
(3)样品采集要求
每个采样点的样品为土壤混合样,采用蛇形法采样:设分点5个,各分点混合均匀后用四分法取1-2 千克装入样品袋中,多余土样弃去。
本方案中提供的监测点经纬度采用GCJ-02 坐标,现场采样时需使用GPS 仪等相关仪器对监测点位的具体位置进行确认。
(4)监测指标
土壤容重、pH 值、有机质、碱解氮、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、交换性阳离子(CEC)及5 项重金属有效态(镉、铬、铅、砷、汞)等。
(5)监测频率
项目实施前土壤监测1 次,采集土壤样品80 个;2025-2027 项目实施期间,每年各监测1 次,采集土壤样品80 个,共计采集土壤样品480 个。
(6)监测质量控制
参照农业部的行业标准《测土配方施肥技术规范》(NYT1118-2006)、《土壤有效态锌、锰、铁、铜含量的测定》(NYT890-2004)等有关要求和其他有关的技术规定进行土壤监测质量控制。
(7)效果评估
①分析总结监测数据、核对实施台账及相关资料,形成土壤酸化改良效果评估报告,提出总体结论、原因分析与预防土壤酸化的有效措施及建议。
②工作内容评价:依据实施方案,核对实施台账及相关资料,确定实施面积,实施面积完全覆盖方案要求,视为达标,否则视为不达标,实施单位负责整改至达标。
③改良效果评价:根据开展土壤酸化改良后监测结果进行判定改良效果,达标率计算公式如下所示:
