不同处理方式的废弃宅基地整治土壤改良研究

Study on Soil Improvement of Different Treatment Methods in the Treatment of Abandoned Homestead

摘要: 通过小区试验，研究了不同处理方式的废弃宅基地整治后对土壤容重、土壤团聚体、有机质等土壤理化性质的不同影响。得出在废弃宅基地整治项目土壤改良时，土壤改良时加施有机肥更易使耕作层表层土壤容重显著减小，土壤有机质含量显著增加，更有利于增加表层1~2 mm、0.25~1 mm粒径土壤团聚体含量，有利于作物生长，提升土壤肥力，改善土壤生物环境，综合提高耕地质量及产出。其次是加施粉煤灰、熟化剂。

Abstract: Through plot experiment, the different effects of different treatment methods on soil bulk density, soil aggregate, organic matter and other soil physical and chemical properties were studied. It is concluded that during the soil improvement of the abandoned homestead remediation project, the application of organic fertilizer during soil improvement is easier to significantly reduce the surface soil bulk density of the cultivated layer and significantly increase the content of soil organic matter, which is more conducive to increase the content of soil aggregates with particle sizes of 1~2 mm and 0.25~1 mm, which is conducive to crop growth, improve soil fertility and improve the soil biological environment, Comprehensively improve the quality and output of cultivated land. The second is to add fly ash and curing agent.

1. 引言

农村居民点通常包含宅基地，宅基地与农村居民点不可分割 [1]。在农村闲置宅基地达到一定比例，就形成了空心村，本文废弃宅基地整治研究，也作空心村整治研究，不作严格区分。

中国作为一个农业大国，人多地少，不仅耕地的数量紧张而且质量不高，后备耕地资源不足且开发难度大 [2]。宅基地复垦可补充耕地数量，据《中国乡村发展研究报告——农村空心化及其整治策略》显示：“我国农村空心化整治现状潜力约1.14亿亩，实现城乡统筹发展的远景理论潜力约1.49亿亩。”这意味着，全国废弃或闲置宅基地复垦规模可达上亿亩，潜力巨大。因此开展空心村的废弃宅基地复垦是中国现代化建设中破解土地供需矛盾，推进新农村建设，促进城乡协调发展的重大战略。通过宅基地复垦使耕地的数量得到了增加 [2]，耕地种植面积随有增加，但土壤种植很难有效利用，因土壤物理结构破坏严重，失去了本该有的土壤理化特性，土壤养分状况差，土地熟化后如何有效提高土壤肥力，保障农产品产出数量和品质，才能根本上有助于解决粮食安全问题。

孙文涛等 [3] 研究认为有机物料与化肥配施与单施化肥处理相比，增加产量的同时能够增加田间持水量，改良土壤物理结构，提高土壤肥力。邵慧等认为施用有机肥等处理措施能提高耕地地力 [4]。杨尽等通过分析宅基地土壤矿物成分、化学成分、污染元素和土壤化学性质，发现复垦的耕地土壤养分缺乏，而加入粉煤灰处理后则改良效果良好 [5]。张绪美等学者曾在太仓市复垦整治区土壤调查研究时发现，土壤改良是一个长期的系统过程，需要采取生物、化学、物理等复垦措施，不断提高土壤肥力 [6]。

目前，针对废弃宅基地整治不同处理方式下的土壤改良研究不多，本文通过在废弃宅基地整治复垦时采用三种不同处理方式改良土壤理化性状，提高土壤肥力，增加作物产出，为科学高效利用土地，解决粮食安全问题提供参考。

2. 材料与方法

2.1. 试验小区概况

试验小区位于陕西省渭南市富平县地建研究院试验基地，分成14个小区块，每个小区块为2 m × 2 m正方形，单个面积4 m²，总面积56 m²，小区整体为南北走向。小区布置时，将耕作层剥离(0~0.3 m)，剥离土方量约16.8 m³，随后填入混合生土(生土与处理培肥均匀混合)，填入量与剥离量相同；每个小区块之间以水泥墙隔开，水泥墙深度为0.4 m (高出地面0.1 m)。

2.2. 试验设计

小区试验采用加施粉煤灰、有机肥、熟化剂三种不同的处理方式进行土壤改良，分不同耕作层进行取样检测有关理化指标，不同耕作层深度0 m ~0.1 m、0.1 m~0.2 m、0.2 m~0.3 m依次分别用h1、h2、h3表示。不同处理方式对生土进行熟化改良试验，设置编号详见表1，后期模拟日常施用化肥进行试验。

Table 1. Processing settings

表1. 处理设置

2.3. 测定方法

土壤容重检测采用环刀法，土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法检测，土壤质地的测定采用激光粒度分析仪检测，田间持水量的测定采用室内环刀测定法。

土壤团聚体的分布状况和稳定性检测采用干筛法，采用2000 μm、1000 μm和250 μm的分样筛获得>2000 μm、1000 μm~2000 μm、250 μm~1000 μm和<250 μm的土壤团聚体。具体步骤为：将晾干的土壤样品混合均匀，取其中100 g进行分筛。采用孔径分别为2 mm、1 mm、0.25 mm的筛子(筛子附有底和盖)进行分筛。筛分完后，将各级筛子上的团聚体粒径 < 0.25 mm的土粒分别称量(精确至0.01 g)，计算不同粒径团聚体百分含量。

2.4. 试验计算

团聚体重量W_wi由公式①计算获得：

$W_{wi}=W_{wit}-W_{wis}$ ①

$w_i=\frac{W_{wi}}{50}\times 100\%$ ②

式②中，W_i为i粒级团聚体重量所占的比例。

2.5. 数据处理

使用Office软件中的Microsoft Excel进行数据整理，采用SPSS软件对试验数据进行单因素方差分析和回归分析，使用最小显著极差法(LSD法)进行多重比较，显著性水平p小于0.05，极显著水平p小于0.01。

3. 结果与分析

3.1. 不同处理方式对土壤基本性质的影响

表2是不同处理方式下土壤容重、有机质和粘粒(<0.002 mm)的含量分析结果。从表1可以看出，h1 (0~0.1 m)层土壤容重的大小顺序为T4 (无措施) > T1 (加施熟化剂) > T3 (加施粉煤灰) > T2 (加施有机肥)，加施熟化剂、粉煤灰和有机肥较无措施对照组显著地降低了表层土壤的容重，减小土壤的紧实度，使土壤松散度提升。在土壤改良中粉煤灰可以改善土壤结构，调节不同土壤类型的质地，改善土壤密度和孔隙度 [7]。

Table 2. Soil bulk density, organic matter and clay content under different field materials (<0.002 mm)

表2. 不同方式处理后土壤容重、有机质含量和粘粒(<0.002 mm)含量

同列相同指标后不同字母表示差异达显著水平(p < 0.05) (LSD)。

不同方式处理下，土壤容重均随着土层深度的增加呈递减趋势，h1和h2土层中，加入有机肥的处理相比无措施的处理各土层容重显著降低，说明在土壤改良材料中，有机肥的配施能更有效地降低土壤的容重，从而改变土壤的松紧状况；而距地表0.2 m以下的耕作土层由于不受耕作的影响各处理间土壤容重没有显著变化。

不同方式处理下，有机质含量自上而下均呈下降趋势，T2 (加施有机肥)处理下表层有机质含量最高，同一耕作土层中加入有机肥的处理和无有机肥加入的处理差异较显著，这是由于有机肥的加入能显著增加土壤的有机质含量。

不同方式处理下，土壤粘粒含量没有明显差异。

3.2. 不同处理方式对土壤团聚体分布的影响

土壤团聚体的形成是土壤性质中较为重要的指标，土壤团聚体的性状显著影响着土壤有机质含量、土壤孔隙分布、土壤保水透水性、土壤抵抗风蚀的能力、土壤微生物环境等，综合影响到土壤肥力状况，进而影响作物产量。不同粒径的土壤团聚体在营养元素的保持/供应及转化能力等方面发挥着不同的作用 [8]。

Table 3. Distribution of soil aggressive in different soil horizons under different field materials

表3. 不同方式处理下各粒径土壤团聚体含量

由表3可以看出，不同方式处理下各个粒径土壤团聚体含量因不同土层而不同，大于2 mm团聚体含量，在耕作层从上到下为递增趋势，而其他粒径级别的团聚体含量则呈递减趋势，这就说明耕作层表层因耕作或其他田间管理措施有利于大于2 mm的大团聚体形成。

在同一耕作层中，各个粒径土壤团聚体含量在不同方式处理下都表现出相同的规律，也就是各粒径土壤团聚体含量从高到低的顺序均为：>2 mm、1~2 mm、0.25~1 mm、<0.25 mm，其表现的差异性并不显著，这也与李辉信等研究的土壤团聚体分布结论相似 [9]。

不同方式处理下对同一土层土壤团聚体含量分布也有一定的影响。根据表3显示，1~2 mm、0.25~1 mm土壤团聚体的含量在各土层中，都呈T2 > T1 > T3 > T4的趋势，1~2 mm团聚体的含量在h1 (0~0.1 m)处，各个处理与对照处理有显著差异，而在h2 (0.1 m~0.2 m)、h3 (0.2 m~0.3 m)处无明显差异。0.25~1 mm土壤团聚体含量在h1处，T2方式处理下含量最高，其余各层差异不明显。在>2 mm和<0.25 mm团聚体的含量在各处理间存在无规律性显著差异。因此加施有机肥进行土壤改良更有利于增加表层1~2 mm、0.25~1 mm团聚体含量，是提升土壤肥力的重要物质条件 [10]。

4. 结论

1) 耕作层土壤容重无措施 > T1 (加施熟化剂) > T3 (加施粉煤灰) > T2 (加施有机肥)，加施有机肥处理措施可使表层土壤的容重显著减小。

2) 同一耕作土层中，加入有机肥的处理措施，土壤有机质含量显著增加，土壤肥力明显提升。

3) 土壤改良加入有机肥的处理措施，更有利于增加表层1~2 mm、0.25~1 mm团聚体含量，显著提升土壤肥力。

综上所述，在废弃宅基地整治项目中，加施有机肥处理措施效果最好。

基金项目

陕西省重点产业创新链项目“粮田‘非农化、非粮化’动态监测与预警技术研发与应用”(2022ZDLNY02-1)。

NOTES

^*通讯作者。