王道泽，杨琼瑶，丁志峰，严建立，章明奎*

(1.杭州市乡村振兴服务中心，浙江 杭州 310020；2.浙江大学 环境与资源学院，浙江 杭州 310058；3.杭州市农业科学研究院，浙江 杭州 310024)

保持区域耕地数量与质量动态平衡是我国的基本国策。我国亚热带地区耕地资源紧缺，丘陵山地红黄壤是这一地区耕地的重要来源。随着土地资源的持续开发，低海拔地区可开发的优质红黄壤资源已明显减少，一些地方的耕地开发逐渐转向质量相对较差的高海拔地区[1-2]。与低海拔地区相比，高海拔地区坡度相对较大，土壤有效土层厚度较薄，心土层常常伴有较高的砾石和砂粒含量，土地开发难度增大[3]。红黄壤是发育较为明显的土壤类型，发生层之间分化明显，上下土层之间物质组成差别较大[3]，而土地开发无疑会影响土壤组成，促使上下层土壤物质的混合。目前，这一地区土地开垦主要采用机械平整，少数采用人工平整。人工平整主要对有效土层内土壤进行整理，对深层土壤扰动相对较小；机械平整对土壤扰动较深，常可至母质层，甚至达到基岩层，结果使母质和基岩物质与有效土层物质混合，较大地改变了原有土壤的物质组成。为了解整地方式对新造梯田耕地质量的影响，在浙江省山地选择分布较为广泛的酸性火山岩和泥页岩母质发育的红黄壤，采用多地采样分析的方法，比较了机械平整和人工平整对新造梯田耕地土壤性状的影响。

1 材料与方法

1.1 土壤调查与样品的采集

选择酸性火山岩和泥页岩发育的红黄壤新垦耕地开展研究。其中，酸性火山岩发育的红黄壤样区选择在浙南地区，泥页岩发育红黄壤样区选择在浙西地区。在广泛调查的基础上，分别在浙南和浙西地区选择近6 a新开垦的耕地作为研究对象，通过走访当地相关部门和农户，确定相应的机械平整或人工平整的地块进行布点调查，同时以附近未开垦的林地作为开垦前土壤状况的对照同时进行采样。在浙南酸性火山岩发育的红黄壤样区调查机械平整、人工平整耕地及对照林地样地各7块；在浙西泥页岩发育红黄壤样区调查机械平整、人工平整耕地及对照林地样地各6块。采集的土样(0～20 cm)分为2个部分，一部分沿土壤自然结构轻轻地掰碎成粒径<10 mm的小土块，自然风干，用于测定水稳定性团聚体。考虑到研究土壤中含有较高比例的>0.25 mm砾石和砂粒，水稳定性团聚体采用以下公式计算：水稳定性团聚体=(湿筛后土壤总干质量->0.25 mm砾石和砂粒质量)×100%/(试验用土总质量->0.25 mm砾石和砂粒质量)。另一部分样品经风干、剔除其中石块及植物残体等杂质后过2.0和0.15 mm土筛，测定土壤性质。砾石含量指土壤中>2 mm石块占土壤总风干质量的比例。

1.2 分析方法

水稳定性团聚体含量用湿筛法测定[4]；容重用容重圈测定；土壤有机质采用重铬酸钾氧化法测定[4]；土壤pH、碱解氮、有效磷、速效钾采用常规法测定[4]；阳离子交换量(CEC)采用醋酸铵交换法测定；交换性酸用氯化钾交换法测定[4]；饱和持水量用容重圈法测定；导水率依据森林土壤渗透性测定方法(LY/T 1218—1999)测定。

2 结果与分析

2.1 对土壤物理性状的影响

表1可知，红黄壤开发为耕地后，表层土壤颗粒组成发生了明显的变化，表现在砾石、砂粒、粉砂含量明显增加，黏粒含量降低。对于酸性火山岩发育的土壤，机械平整后土壤砾石、砂粒、粉砂分别比未开垦的对照土壤增加9.91百分点、7.16%和14.18%，黏粒含量比对照降低36.54%；人工平整后土壤砾石、砂粒、粉砂分别比未开垦的对照土壤增加4.00百分点、4.45%和7.27%，黏粒含量比对照降低30.67%。对于泥页岩发育的土壤，机械平整后土壤砾石、砂粒、粉砂分别比未开垦的对照土壤增加9.31百分点、12.81%和11.66%，黏粒含量比对照降低32.25%；人工平整后土壤砾石、砂粒、粉砂分别比未开垦的对照土壤增加5.18百分点、5.78%和4.91%，黏粒含量比对照降低14.13%。可见，机械平整对土壤颗粒组成的影响明显大于人工平整，后者黏粒含量平均是前者的1.25～1.27倍。

表1 整地方式对土壤颗粒组成的影响

红黄壤开垦为耕地后也改变了土壤的容重、水稳定性团聚体、饱和持水量及导水率(表2)。整地后，土壤容重有轻微的增加，>0.25 mm水稳定性团聚体明显下降，土壤保水能力下降，而透水性增加。对于酸性火山岩发育的土壤，机械平整后土壤容重比对照土壤增加4.69%，土壤导水率比对照土壤增加33.01%，>0.25 mm水稳定性团聚体、饱和持水量分别比对照下降了19.80百分点和22.30%；人工平整后土壤容重比对照土壤增加2.34%，土壤导水率比对照土壤增加22.77%，>0.25 mm水稳定性团聚体、饱和持水量分别比对照下降了10.01百分点和12.54%。对于泥页岩发育的土壤，机械平整后土壤容重比对照土壤增加5.56%，土壤导水率比对照土壤增加27.06%，>0.25 mm水稳定性团聚体、饱和持水量分别比对照下降了22.47百分点和12.54%；人工平整后土壤容重比对照土壤增加2.38%，土壤导水率比对照土壤增加8.48%，>0.25 mm水稳定性团聚体、饱和持水量分别比对照下降了13.82百分点和8.90%。与颗粒组成变化相似，机械平整对水稳定性团聚体、土壤持水能力及透水性的影响明显大于人工平整。人工平整土壤水稳定性团聚体平均含量、饱和持水量平均值为机械平整的1.44～1.59倍和1.12～1.13倍。

表2 整地方式对土壤容重、水稳定性团聚体和饱和持水量的影响

2.2 对土壤化学性状的影响

整地方式对土壤pH的影响不明显，但降低了土壤交换性酸含量，人工平整降幅小于机械整地(表3)。与对照比较，人工平整、机械整地的酸性火山岩发育土壤交换性酸分别下降了38.35%和20.15%，泥页岩发育土壤交换性酸分别下降了35.95%和22.02%。整地后，土壤保肥性也有不同程度的下降，与对照比较，人工平整、机械整地的酸性火山岩发育土壤CEC分别下降了20.62%和11.15%，泥页岩发育土壤CEC分别下降了21.50%和8.00%，人工平整降幅明显小于机械整地。

表3 整地方式对土壤酸度和CEC的影响

2.3 对土壤养分的影响

整地后土壤有机质和速效养分含量均有所下降，人工平整降低程度明显低于机械平整。对于酸性火山岩发育的土壤，机械平整后土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾分别比对照下降59.01%、64.23%、43.06%和17.07%；人工平整后土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾分别比对照下降41.79%、50.21%、28.47%和5.98%。对于泥页岩发育的土壤，机械平整后土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾分别比对照下降59.80%、62.83%、49.61%和26.94%，人工平整后土壤有机质、碱解氮、速效磷、有效钾分别比对照下降36.80%、49.92%、31.12%和16.78%。人工平整土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量均值为机械平整的1.42～1.57、1.35～1.39、1.26～1.37和1.13～1.14倍(表4)。

表4 整地方式对土壤有机质和速效养分的影响

3 小结

由于表层土壤与深层土壤的混合，山地红黄壤开垦为耕地后土壤质量明显下降，砾石和砂粒含量明显增加，有机质、有效养分含量明显下降，同时，土壤保水性和保肥性也呈现下降趋势。由于人工平整对深层土壤扰动较小，其开垦形成的新造梯田耕地质量好于机械平整，前者具有明显较高的黏粒、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量，具有较高含量的>0.25 mm水稳定性团聚体，并具有相对较高的土壤保蓄性和保水性。