农地适宜性评价因子与定量指标分析

通过实验研究，结合毗邻地区的实践成果，选取区域因子值、土壤容重（BD）、土壤总有机碳（TOC）、土壤碱解氮（AN）、土壤速效磷（AP）、土壤速效钾（AK）和土壤pH值七个要素因子定量指标参与固原市农地适宜性评价。

1.区域因子值。相同的评价指标，在不同区域的生物气候条件下对农作物的影响方式和程度是不同的，引起这种差异的本质在于不同地区的土壤、气候等存在差异。人们对有机质含量的不同土壤类型因子值、不同质地和气候区域因子值进行了研究，根据固原市的具体情况，区域因子值的取值见表10-5。

表10-5　固原市区域因子值

2.土壤容重。根据SMAF模型（基于土壤管理评估框架（Soil Management Assessment Framework）），建立土壤容重评判函数：

y=a-b×exp（-c×BDd）

式中，a为固定参数，取值0.994；其他b、c、d的取值见表10-6。

表10-6　容重评判函数参数值

不考虑土壤矿物状况，固原市土壤质地因子取3，经计算土壤容重的评判值为：

y=0.994-0.796×exp（-32.189×BD-11.297）

3.总有机碳（TOC）评判函数。土壤有机碳是通过微生物作用所形成的腐殖质、动植物残体和微生物体的合称。有机碳含量一定程度上反映了有机质的含量，有机质含量直接与土壤肥力相关，通常耕地质量的下降就是因有机质减少的原因。有机质减少还会引起土壤团粒结构松散，微生物减少等一系列问题。

根据SMAF模型，总有机碳评判函数为对数函数，形式为：

y=a/（1+b×exp（-c×TOC））

式中，a、b为固定参数，取值分别为a=1，b=50.1；c值因区域而异，c值根据有机质因子、土壤质地因子、气候类型因子取值计算，c=（c1×c2）+（c1×c2×c3），其中c1、c2、c3取值标准如表10-7所示。

表10-7　总有机碳评判函数参数值

经计算评判函数为：

4.碱解氮（AN）评判函数。碱解氮包括无机态氮和结构简单能为作物直接吸收利用的有机态氮，它可供作物吸收利用，故又称速效氮。碱解氮含量的高低，取决于有机质含量的高低和质量的好坏。有机质含量丰富，熟化程度高，碱解氮含量亦高，反之则含量低。碱解氮在土壤中的含量不够稳定，易受土壤水热条件和生物活动的影响而发生变化，但它能反映近期土壤的氮素供应能力。碱解氮含量较无机氮与植物氮素营养有更好的相关性，所以常将其作为土壤氮素有效性的指标。

根据SMAF模型，碱解氮评判函数为对数形式：

y=a/（1+b×exp（-c×AN））

式中，a、b为固定参数，取值分别为a=1，b=161.32；c值因区域而异，可以根据有机质因子、土壤质地因子、气候类型因子对c取值，c=（c1×c2）+（c1×c2×c3），其中c1、c2、c3取值如表10-8所示。

表10-8　碱解氮评判函数参数值

经计算评判函数为：

5.速效磷（AP）评判函数。速效磷是指土壤中较容易被植物吸收利用的磷。土壤速效磷是土壤有效磷储备对作物最为有效的部分，也是评价土壤供磷水平的重要指标。土壤中磷的有效性根据作物吸收利用的难易及快慢程度而定。

根据SMAF模型，速效磷评判函数包括一系列函数和逻辑判断语句。具体为：

当（AP×方法因子）≤最大适宜磷含量，则评判函数为：

y=（a×b+c×（AP×方法因子）d）/（b+（AP×方法因子）d）

当（AP×方法因子）＞环境保护磷含量极限值时，则：

y=a-b×exp[-c×（AP×方法因子）]d

当最大适宜磷含量≤（AP×方法因子）≤环境限制磷含量，则评判值为1。

表10-9　最大适宜磷含量

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如表10-9到表10-11所示，固原市农作物平均最大适宜磷含量为25.5 mg/kg。坡度因子为1，环境保护磷含量极限值为160 mg/kg。方法因子是磷提取方法参数和风化程度参数的函数，其中磷提取方法因子为4，风化程度为3，则方法因子取值为1.7。因此：

①当（soilP×1.7）≤27时：

y=（a×b+c×（AP×1.7）d）/（b+（AP×1.7）d）

式中，a=0.00000925；c=1；d=3.06；b值通过作物种类参数b1、有机质因子参数b2、质地因子参数b3来确定。

b=b1+（b1×b2×b3）

b1、b2、b3取值标准如表10-12所示。

经计算评判函数为：

表10-10　速效磷方法因子计算

表10-11　环境容忍速效磷含量

②当（soil P×1.7）＞160，则：

y=a-b×exp[-c（AP×1.7）d]

式中，a=1；b=4.5；d=-2；c值通过坡度因子参数c1、有机质因子参数c2、质地因子参数c3确定，c=（c1+（c1×c2））×c3，c1、c2、c3取值如表10-13所示。

经计算评判函数为：

当27＜（AP×1.7）≤160时，则y=1。

表10-12　速效磷评判函数参数值1

表10-13　速效磷评判函数参数值2

6.速效钾（AK）评判函数。速效钾是指土壤中易被作物吸收利用的钾素，包括土壤溶液钾及土壤交换性钾。速效钾含量是表征土壤钾素供应状况的重要指标之一。

速效钾评判函数为指数形式：y=a（1-ebx）。式中，x为实验测得土壤速效钾含量，单位为mg/kg；y为评判值；a、b取值如表10-14所示。

表10-14　速效钾参数值

固原市土壤质地参数为3，则a=1.07449，b=-0.01343，对应的函数曲线为：

y=1.07449×（1-e-0.01343x）

7.pH值评判函数。根据SMAF模型，pH值评判函数形式为：

y=a×exp{[-（x-b）2]/2×c2}

式中，a是固定参数，取值为1；b取值为作物最适宜pH值；c值如表10-15所示。

表10-15　pH值参数值

此处为农地适宜性评价，因此取主要粮食作物最适宜pH值平均值，则评判函数为：

y=exp{[-（x-6.35）2]/8.405}