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摸清土壤家底,为耕地做次“全身体检”

日期:2024-04-03  阅读(378)  发布:康达检测

耕地是粮食生产的命根子,而耕地的土壤质量如何,则要用一次“全身体检”来判断。自2022年启动并开展试点,目前,第三次全国土壤普查(以下简称“土壤三普”)已进入全面铺开阶段。根据国务院部署,土壤三普将于2024年11月底完成全部外业调查采样,2025年形成普查成果。

新中国成立以来先后于1958年和1979年开展全国土壤普查。40多年来,随着经济社会快速发展,我国土地资源利用方式也发生了重大变化。土壤三普作为一项重要的国情国力调查,重点对耕地、园地、林地、草地等农用地和部分未利用地的土壤开展调查。

如何为土壤做“体检”,要查哪些项目?记者跟随土壤普查工作人员,探索“土壤体检”中的秘密。


走进田间地头,“挖掘”土壤的变迁故事

初春之时,苏北大地仍处于乍暖还寒的时节。大清早,记者跟随江苏省地质调查研究院的土壤普查队员开车奔赴当日第一个土壤采样地点——连云港市赣榆区墩尚镇小东关村。车辆穿过田间小路,停在距离普查点几百米的农耕路边。

外业调查,即野外作业,是通过挖掘土壤剖面、采集土壤样品的方法来了解土壤空间变化规律。“外业调查不是对地表的每一寸土壤进行调查,而是用一个采样点的土壤性状代表类似的一片区域,可分为表层采样和剖面采样。今天在小东关村,进行的是剖面采样工作。”江苏省地质调查研究院高级工程师冯文立向记者介绍。

采样点位于一片嫩绿的麦田之中,前一天的一场雨,让用于采样的深1.2米剖面积聚了一夜的雨水。用抽水泵处理后,土壤中不断渗出的泥水还是溅上了土壤普查队员的胶鞋和裤腿。

时常在田间地头奔忙的研究人员已经习惯了这样的“小插曲”,严格的标准化外业调查采样环节一步也不能疏漏。“剖面样品采集分为几个步骤,首先要进行点位踏勘、做好前期功课,确定好点位后,就要来到现场挖掘剖面并拍照记录。采样过程中,还要根据土壤发生学原理将土壤剖面划分为各个发生层,对每一层的土壤样品进行采集。”冯文立解释。

对于采集到的土壤样品,如何定性是关键。不仅要通过眼看、手搓、比对专业色卡,来仔细确认土壤样品的质地、斑纹、颜色,也要向农户们询问地块的种植、施肥状况,“种了什么庄稼,这两年收成如何?”“肥料有哪几种?分别施了多少斤?”对于这些问题,队员们一一进行了详细记录。

采完土壤样本,已是下午一点,采样人员对于土壤的定性也有了初步的讨论结果。“在二普中,小东关村点位的土壤被鉴定为‘盐土’,随着几十年来的自然恢复和人为改造,目前的土壤已经变成了‘潮土’,同时因为多年种植水稻,土壤肥力、土壤结构也有所改变。”随此次外业调研团队一起来到现场的中国科学院南京土壤研究所研究员黄标告诉记者,摸清了土壤“家底”,未来就能够因地制宜选择合理利用土壤、保护土壤的方法。“体检结果”不仅用于农业,电力部门也可以参考土壤含盐量,确定电线、管道等设施的保护方式。

土壤三普工作开展以来,省地调院团队已奔赴全省8个区县,完成了3000多个表层样点、近60个剖面样点的调查与采集工作。外业调查采样的高效开展,离不开技术支撑。曾经要靠罗盘仪找采样点位,现在利用卫星图片等遥感资料就能获取地面景观信息,采用规则算法选定采样点。

同时,土壤三普采用了统一的国家级土壤普查工作平台系统,每个点位有自己的“身份证”,详细记录调查采样、样品流转和质量控制的过程,工作人员可通过手机APP实时更新信息。“以往我们在开展土壤样品采样时,通过填报传统纸质表格记录,往往会造成信息错漏、逻辑错误等问题,现在有了这个采样工作系统,极大提高了信息填报准确性和效率。”江苏省地质调查研究院正高级工程师华明向记者介绍。


检测速度大幅提升,科学仪器助力调查

内业测试化验是土壤三普数据的重要来源。通过外业调查采集到的土壤样品,将会流转到全国具有资质的检测实验室进行进一步检测。在实验室里,检测人员对土壤样品的有机质、酸碱度、水溶性盐、重金属含量等多项指标进行测试化验,为后期开展土壤质量状况和土壤利用适宜性评价分析提供科学的数据支撑。

江苏省地质调查研究院的制备室里,工作人员正在熟练地进行土壤样品制备,为满足不同的检测需求,土壤样品被加工至不同粒径,再根据粒径被筛选分装到不同的容器,最后流转到检测实验室接受40多个项目的检测。

内业检测中,土壤的理化性状是直接反映土壤质量的重要指标,是一项“重头戏”。在电感耦合等离子体质谱室和电感耦合等离子体光谱室,几台大型检测设备正在安静地运转着。江苏省地调院测试所副所长李明介绍,“电感耦合等离子体质谱仪、等离子体发射光谱仪这两项设备都已经运用于土壤样品的有效态元素、微量元素和重金属元素等一系列指标检测中。”

同为理化性状指标,含量范围也千差万别,如土壤中的钾元素含量能达到3%。而一些有效态项目,如有效硼,在一公斤的土壤中,可能仅有零点几毫克,与常见元素差了10万倍。“对于有些理化性状指标,过去多采用化学分析方法,一个人可能要花一天时间才能手工检测完50个土壤样品,而使用仪器分析可以同时检测出一个样品中多项元素的含量,50份样品仅仅是大约一小时的工作量。”李明说。

土壤三普作为一次土壤的“全面体检”,检测指标数量比常规调查更为全面,江苏省农业农村厅耕地质量处处长阎海伦介绍,“与第二次全国土壤普查相比,三普的调查内容更为详细,除了要调查成土环境和土壤利用信息外,针对采集的表层土壤样品和剖面土壤样品,根据土地利用类型的差异,分别要测试化验一系列不同的土壤指标。比如,针对林地和草地剖面样,需要检测土壤容重、机械组成等17项指标,而针对耕地和园地剖面样,则需要检测43项指标。除此之外,三普还开展了前两次土壤普查中没有涉及的土壤生物调查。”

“在土壤三普的前期试点调查中,我们发现近几十年来耕地建设占用、水田改旱地、旱地改水田、耕层浅薄化、施肥不合理等现象非常普遍,很多土壤的性状也发生了显著变化。”中国科学院南京土壤研究所助理研究员杨顺华告诉记者,“比如,沿海地区大量的盐碱荒地被改为水田后,很多原有的盐碱土变成了水稻土。又比如,苏南区域城市建设占用耕地的现象尤为明显,二普时有的土壤,现在已经找不到了。常熟原有很多土壤肥力高的‘鳝血土’,但现在已经不多见了。”

“根据不同区域的土壤特点和显现出的问题,可以针对性地发展土壤改良技术,比如易涝的开深沟排水,不易灌溉的山地丘陵土壤可用于建设果园、茶园……土壤普查的结果,对高标准农田建设、种植业结构调整、土特产品产区的优化布局都至关重要。”杨顺华说。


普查成果加快形成,交出坚实“土壤答卷”

“目前,江苏土壤普查工作进展良好,进度处于全国前列。”阎海伦表示,截至3月18日,平台显示全省已完成外业调查采样67480个,进度为99%,剩余的550个样点主要为正处于盐碱地采样季节的盐碱地样点;已完成样品制备66062个,进度为90%;已完成样品检测13474个,进度为20%。

阎海伦介绍,综合看,土壤二普与三普总体目标虽一致,都是为了保障国家粮食安全,但在普查背景、具体目标、调查内容、调查方式等方面还是存在不同的地方。

“此次土壤三普中,我省采用‘政府+市场+科研院校+基层农技人员’组织推进机制,形成政府部门管理、经营主体承担、科研院校支撑、基层农技人员参与的合力推进方式。再就是信息化手段的运用,国家建立统一的普查工作平台,用以汇集信息数据、强化调查质量控制等。调查方式的变化,使得此次土壤普查较第二次普查的时间大大缩短。”阎海伦表示。

仪征市耕地质量管理站站长王长松已经是第二次参加全国土壤普查工作,“我刚毕业不久就参加了‘二普’工作,没想到在快退休时又有幸参加了‘三普’。”对于三普在二普基础上的改进,他深有感触。“当年参与‘二普’时,许多操作都是从基层开始摸索,之后上级部门再逐步完善。但‘三普’中,一开始就有很好的顶层设计作为指导,地方根据总体要求开展调查,且引入了许多信息化技术的应用。”

土壤三普的相关成果也在加快形成,并已经得到有效应用。自2022年起,江苏在徐州新沂、盐城大丰、南通海安、泰州泰兴、扬州仪征、苏州太仓和昆山等7个试点县(市)开展了省市县三级联动试点普查。

作为最早开展土壤普查工作的试点县之一,土壤普查成果已经在仪征市的土壤上“开花结果”。茶产业是仪征市农业特色主导产业,“仪征绿杨春”是农业农村部地理标志产品,眼下正值栽种茶苗的关键时期,仪征正在对部分茶田进行土地深耕、修整梯坎、改种换植。“借助土壤三普试点的机会,我们在规定任务外新增了茶园土壤调查,为后续更好地开展普查成果应用提供依据。”王长松介绍。

茶叶适合种在哪里?可以在哪里扩大茶园产业?这些都是普查团队调研的课题,也是政府部门、投资商关心的问题。“根据普查结果,仪征市开发了含有中微量元素的茶叶专用肥,示范效果很好。”王长松说。

“下一步,我省三普的结果数据,将用于多个层面的农事指导。三普成果中的土壤类型图、耕地质量等级评价等信息,将有利于我们更具针对性地开展耕地质量建设,更好地助力优化农业种植布局,优化优质和特色农产品布局,促进乡村产业振兴。对于我省盐碱地的专题评价等信息,也将促进后备耕地资源开发,尤其是盐碱地的综合利用。”阎海伦表示,土壤三普的成果,将为因地制宜开展种植、施肥、改土、治理、养地等提供精准指导,为江苏谱写一份更加坚实的“土壤答卷”。