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

SUNYuqiang, FANGZhu, XIAOHui, ZHANGJianfa, JIAYing, LIDanlin, ZHAOYanna

Journal of Agriculture ›› 2025, Vol. 15 ›› Issue (9) : 21-29.

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Journal of Agriculture ›› 2025, Vol. 15 ›› Issue (9) : 21-29. DOI: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0123

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

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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

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SUN Yuqiang , FANG Zhu , XIAO Hui , et al . Quality Evaluation of Cultivated Land and Soil Nutrient Status in Ningjinpo-Daluze Low Plain Area[J]. Journal of Agriculture. 2025, 15(9): 21-29 https://doi.org/10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2024-0123

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为整体掌握民勤绿洲耕地质量、土壤养分以及盐渍化状况等,充分利用县域耕地资源,分析研究民勤绿洲耕地质量等级划分及其耕地土壤养分和盐渍化现状,为及时准确掌握绿洲耕地地力状况提供科学依据,同时为绿洲耕地土壤养分、盐渍化障碍提供改良措施。基于农业农村部《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部2016年第2号)和《耕地质量等级》国家标准(GB/T33469-2016)的相关要求,构建民勤绿洲县域评价体系,通过综合运用空间分析、模糊数学、层次分析和综合指数等方法,对民勤绿洲耕地质量等级进行综合评价。结果表明:(1) 民勤绿洲耕地质量平均等级为3.26等;分布有一至七等级地,八、九、十等级地没有分布;以三、四等级地为民勤绿洲耕地的主要等级分布,面积占比分别为31.63%、28.27%。泉山区中部和坝区灌溉农业区多分布一、二等级地。湖区灌溉区多分布三、四等地。在绿洲边缘带较多分布五、六、七等地。(2) 民勤绿洲耕地土壤有机质平均含量在10.00~15.00 g·kg<sup>-1</sup>之间,全氮平均含量在0.50~1.00 g·kg<sup>-1</sup>之间,总体处于较低水平。有效磷和速效钾总体处于中等水平。昌宁区、泉山区与坝区交界东北部以及湖区镇(昌宁镇、东湖镇、南湖镇、泉山镇、西渠镇)耕地土壤养分平均含量较均低。(3) 民勤绿洲盐渍化耕地的面积为32240.36 hm<sup>2</sup>,占民勤绿洲耕地总面积的30.09%;主要以轻度盐渍化为主。轻度盐渍化多分布在湖区红沙岗镇、红沙梁镇、西渠镇等镇;中度盐渍化分布在昌宁镇以及环河区沿风沙线一带。其评价结果对民勤绿洲耕地资源的科学管理和可持续利用以及绿洲农业的发展具有重要意义。
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为研究河套平原地区土壤养分状况,探究县域尺度土壤养分的空间变异性与分布特征,以杭锦后旗县域耕地为对象,采用实地调查和地统计学相结合的方法,研究该区耕层土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾养分含量状况,分析土壤养分空间分布及其变异特征。结果表明,研究区耕层土壤有机质、全氮、速效磷和速效钾平均含量依次为13.90 g/kg、0.93 g/kg、16.25 mg/kg和170.79 mg/kg,土壤有机质和全氮处于缺乏状态,速效磷含量中等,而速效钾的含量较为丰富。从空间变异及相关性看,各土壤养分的变异程度都为中等变异,有机质和速效钾为中等相关性,全氮和有效磷均为弱相关性。从空间分布格局看,土壤有机质与全氮分布规律相近,呈现西北部高、东南部和东北部低的特点;土壤速效钾整体分布较为均衡;速效磷空间差异明显,呈东高西低格局。针对该地区土壤养分含量及分布规律,在进行养分管理过程中,应以控氮、稳磷、稳钾、全区规划与重点应对相结合的原则,坚持以有机肥为主、有机与无机相结合的施肥策略。对县域尺度耕地土壤养分状况的调查研究和统计分析,明晰了区域土壤养分空间分布特征及其与土地利用方式之间的关系,为河套平原耕地土壤养分管理、地力培育以及合理施肥运筹等提供科学依据。
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耕地质量监测是及时掌握耕地质量和产能变化的必要手段,科学合理的抽样方法不仅能保证监测精度,还可以减少监测成本。本文以河北省黄骅市为研究区域,结合区域耕地质量的实际状况,运用6种抽样方法抽取耕地单元作为监测样点,并计算和比较不同抽样均值的最大相对误差和相对抽样精度。结果表明,抽样精度随着样本容量的增加而提升,速度由快变慢。与简单随机抽样相比,在抽样精度方面,系统分层抽样和系统等距抽样的优势极大,并随着样本数量的增加优势扩大;等别分层抽样的优势较大并且平稳;乡镇分层抽样的优势不大。网格分层抽样不但没有优势,反而可能造成精度的损失。不同的抽样方法在满足相同的监测精度时所需的样本量差异显著,合理的抽样方法在满足监测精度的同时,可以明显地减少样本量。本研究有助于选择出最合适的抽样方法,以期为耕地质量监测中不同抽样方法的精度比较提供方法指导。
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耕地质量是国家粮食安全的基础,科学布设耕地质量监测样地是支撑实时掌握国家耕地质量的关键技术环节。当前对耕地质量监测的研究主要集中在国家级和县级尺度,缺乏省级尺度。本文以内蒙古自治区为例,提出在省级标准样地基础上进行耕地监测样地数量和质量代表性两方面的优化,进而形成省级耕地质量监测布点的技术方法。本文运用最邻近点指数和面积代表性指数对标准样地的空间分布和数量进行分析和验证,结果表明,原144个标准样地在空间上呈均匀分布,但在数量上不能满足监测布样的要求;运用地统计学方法确定理论监测样地数量为194个;以&#x0201c;耕作制度二级区-土壤类型-地貌-土地利用现状&#x0201d;为基础,结合《中国土地资源图集》中的中国土地潜力分区图,将内蒙古划分为14个监测控制分区;依据&#x0201c;等别-监测分区&#x0201d;的控制顺序和优先选择标准样地的原则修正监测样地数量和确定其空间位置,最终确定省级监测样地数量为219个,其中标准样地124个,新增监测样地95个。依据本文提出的方法进行省级监测样地布设,一方面可以建立起省级尺度符合耕地质量空间变异特征的耕地质量监测布设样地体系,另一方面可以促进国家和县级耕地质量监测工作之间的衔接。
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近年来,国家大力提倡耕地休养生息,推行土地休耕制度,以提高地力,保障农业可持续发展。由于水资源短缺已经成为制约我国华北地区经济社会发展的重要因素。华北地下水漏斗区作为土地休耕的三个试点之一,主要目标是退耕高耗水的冬小麦,实现&#x0201c;一季休耕、一季雨养&#x0201d;,以减少地下水用量,修复地下水环境。农户作为农村最主要的生产与经营主体,如何给予农户合理的补偿,使其有效地实施冬小麦休耕政策成为缓解华北地区水资源短缺的关键因素。论文运用问卷调查法、机会成本法与Logistic模型对意愿与补偿标准进行分析,探讨了河北衡水地下水漏斗区农户冬小麦休耕意愿的主要影响因素及其生态补偿标准的合理性,以便为我国科学合理地制定地下水漏斗区耕地轮作休耕政策提供理论依据。研究结果表明:1)农户的文化程度、家庭农业劳动力总数、抚养比、农户对地下水漏斗区冬小麦休耕态度、农户对政府实行政策的信任度与农户休耕意愿呈显著的正向影响;2)务农工日、耕地质量、人均耕地面积与农户休耕意愿呈显著的负向影响;3)只考虑冬小麦对地下水影响,不考虑农产品市场价格变化的影响,建议河北衡水地区休耕农户补偿标准为518元/亩(7 770元/hm<sup>2</sup>)。最后论文提出了因地制宜地制定地下水漏斗区冬小麦休耕的补偿政策,发展绿色产业,转移剩余劳动力,并做好休耕政策宣传力度等政策建议。
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