农产品产地土地支持系统

2.4.1.1　土壤属性特征指标

土壤属性特征指标包括土壤物理指标、土壤化学指标和土壤生物指标。

（1）土壤物理指标

土壤类型：土壤类型会直接或间接地影响土壤中重金属的形态及转化，进而引起重金属化学行为和生物有效性的改变，影响重金属在植物体内的积累。不同土壤类型上生长的植物对重金属的吸收累积能力不同。

中国土壤分类采用六级分类制，即土纲、土类、亚类、土属、土种和变种。前三级为高级分类单元，以土类为主；后三级为基层分类单元，以土种为主。土类指在一定的生物气候条件、水文条件或耕作制度下形成的土壤类型。将成土过程有共性的土壤类型归类，即为土纲。全国40多个土类归纳为10个土纲，如表2-1所示。

表2-1　中国土壤分类

（续）

土壤质地：土壤质地是土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况，也是影响土壤结构、通气、保肥及保水等性能的关键因素，通过土壤质地的变化，在一定程度上可以反映出土壤质量的变化。

土壤质地一般分为沙土、壤土和黏土3类。沙土抗旱能力弱，易漏水漏肥，因此，土壤养分少，加之缺少黏粒和有机质，故保肥性能弱，速效肥料易随雨水和灌溉水流失；黏土含土壤养分丰富，而且有机质含量较高，因此，大多土壤养分不易被雨水和灌溉水淋失，故保肥性能好，但由于遇雨或灌溉时，往往水分在土体中难以下渗而导致排水困难，影响农作物根系的生长，阻碍了根系对土壤养分的吸收。

在国际制中，根据黏粒含量将质地分为3类，即黏粒含量小于15％为沙土类和壤土类，黏粒含量15％～25％为黏壤土类，黏粒含量大于25％为黏土类；根据粉沙粒含量，凡粉粒含量大于45％的，在质地名称前冠“粉沙质”；根据沙粒含量，凡沙粒含量大于55％的，在质地名称前冠“沙质”。我国于1978年拟定的土壤质地分类是按沙粒、粉沙粒和黏粒的质量分数划分出沙土、壤土和黏土3类11级。对石砾含量较高的土壤制定了石砾性土壤质地分类标准。根据石砾含量，当其小于1％时为无砾质（质地名称前不冠名），1％～10％时为少砾质，大于10％为多砾质。

土壤容重：土壤容重又称为土壤的假比重，指田间自然状态下，每单位体积土壤的干重，通常用g/cm3表示。土壤容重是由土壤孔隙和土壤固体的数量来决定的，除用来计算土壤总空隙度外，还可用于估计土壤的松紧和结构状况。土壤容重与土壤质地、压实状况、土壤颗粒密度、土壤有机质含量及各种土壤管理措施有关。土壤容重不仅可以用来计算土壤孔隙率和空气含量等，而且还可以作为土壤健康质量的指标之一来评价土壤质量。一般来讲，土壤容重小，表明土壤比较疏松，孔隙多，通透性好，对农业生产可表现为质量较高的特性；反之，土壤容重大，表明土体紧实，结构性差，孔隙少，通透性差，不是农业生产上所谓的健康土壤。土壤越疏松多孔，容重越小；土壤越紧实，容重越大；有机质含量高、结构性好的土壤容重小，黏质土的容重（1.0～1.5 g/cm3）小于沙质土（1.2～1.8 g/cm3）。一般肥沃的耕层土壤容重为1g/cm3左右，而未熟化的新土容重为1.3～1.5g/cm3，坚实的土壤容重可达1.8g/cm3。

土壤团聚体：土壤团聚体指土粒通过各种自然过程的作用而形成的直径＜10mm的结构单位。大团聚体是直径＞0.25mm的团聚状结构单位；微团聚体是直径＜0.25mm的团聚状结构单位。土壤团聚体形成的过程是一个渐进的过程。大体上可分为两个阶段，第一阶段是矿物质和次生黏土矿物颗粒，通过各种外力或植物根系挤压相互凝聚成复粒或团聚体。第二阶段是团聚体或复粒再经过胶结、根毛和菌丝体的固定作用形成团聚体。影响土壤团聚体稳定的主要外界因素是土地利用方式，有很多研究都表明土壤耕作会一定程度破坏团聚体结构，退耕还林的土壤因为大大减少了人为扰动，而在5～10年间土壤团聚体的量会有显著的增加。其次是土壤微生物，细菌产生的多聚物可以吸附土壤颗粒，通过吸附在土壤颗粒表面的真菌丝可以胶结土壤颗粒，微生物群落间或微生物与植物根系间相互作用，使土壤团聚体变得稳定。

土壤持水量：土壤持水量指某种状态的土壤抵抗重力所能吸持的最大水量，以占土壤体积的百分数表示，用于比较土壤的保水能力。土壤颗粒的物理化学性质特别是颗粒大小、结构和有机质含量都与此数值有关。自然状态下的土壤持水量称为田间持水量，是决定植物有效水的上限值。

土壤孔隙度：土壤孔隙度又称孔度，也是土壤健康质量的主要物理属性之一，指单位容积土壤中孔隙所占的百分数。粗质地土壤孔隙度较低，但粗孔隙较多，而细质地土壤相反。一般而言，适于作物健康生长的土壤耕作层总孔隙度为50％～60％，通水孔隙在10％以上。

（2）土壤化学指标

土壤有机质：土壤有机质指土壤中所有含碳的有机物质，它包括土壤中各种动植物残体、微生物体及其分解和合成的各种有机物质。有机质对于各种污染物质都有一定的影响。土壤有机质中的腐殖质含有多种功能基，这些功能基对重金属离子有较强的络合和富集能力，能够影响土壤中重金属的固定和迁移。土壤有机质对农药等有机污染物有强烈的亲和力，对有机污染物在土壤中的生物活性、残留、生物降解、迁移和蒸发等过程有重要影响。同样，该指标监测值越大，表明土壤潜在安全性越高。

Harris等认为高质量土壤（或健康土壤）的有机质含量为20～40 g/kg或50～80g/kg，而低质量土壤（或非健康土壤）的有机质含量为＜20 g/kg或＞80g/kg。我国耕地土壤有机质的含量与土壤质量的关系可分为六级，即＞40g/kg为一级、30～40g/kg为二级、20～30g/kg为三级、10～20g/kg为四级、6～10g/kg为五级、＜6 g/kg为六级。按此标准，全国水田和旱地土壤有机质分级的结果表明：一级为10.44％、二级为13.21％、三级为25.44％、四级为33.51％、五级为13.86％、六级为3.55％，由此可见，我国土壤有机质含量为10～20g/kg所占比重最大。

土壤全氮：土壤全氮分为有机态和无机态两部分。氮素是作物生长的重要营养元素之一，在土壤健康中起重要作用，分析土壤全氮及其各种形态氮的含量是评价土壤健康质量的重要依据。根据土壤全氮含量及其与作物生长和产量关系的大量资料，土壤全氮一般分为＜0.05％、0.05％～0.09％、0.10％～0.19％、0.20％～0.29％和＞0.30％五个等级。全氮＜0.05％，属于土壤严重缺氮，作物生长细弱，叶片呈浅绿色，需及时增施氮肥；全氮＞0.2％，属于氮素丰富，作物生长粗壮，叶片呈深绿色。

土壤pH：土壤pH即土壤的酸碱度，我国土壤酸碱度一般分为五级，即强酸性为pH＜5.0、酸性为pH5.0～6.5、中性为pH6.5～7.5、碱性为pH 7.5～8.5、强碱性为pH＞8.5。土壤pH是影响农产品产地安全的重要指标，其制约着土壤中成分的化学反应，对土壤污染影响巨大，土壤中绝大多数的重金属都是以难溶态存在，土壤pH降低可导致碳酸盐和氢氧化物结合态的重金属溶解、释放，导致金属离子的活性增强，使土壤重金属污染加重。通常土壤对大多数重金属元素的容量随pH升高而增大，八项重金属中镉、汞、镍、锌、铅、铬、铜均基本上遵循这一规律，但砷例外，其在中性和碱性土壤中活性较高。因此，除砷外，该指标监测值越大，表明土壤潜在安全性越高。

土壤阳离子交换量（CEC）：指土壤所能吸附和交换的阳离子的容量，用每千克土壤一价离子的厘摩尔数表示，即cmol（＋）/kg。土壤阳离子交换量是土壤的一个重要的化学性质，它直接影响着多种养分离子和污染元素在土壤中存在的形态、迁移和转化，进而影响着它们对植物的有效性和环境效应。阳离子交换量不仅对土壤的理化性质和土壤微生物的生态环境有深刻的影响，而且在很大程度上决定了植物的养分状况，其通常用来表示土壤保肥能力的强弱。同样，该指标监测值越大，表明土壤潜在安全性越高。

土壤氧化还原电位（Eh）：指土壤中的氧化态物质和还原态物质在氧化还原电极（常为铂电极）上达到平衡时的电极电位，是反映土壤氧化还原状况的重要指标，土壤氧化还原电位的高低，取决于土壤溶液中氧化态物质和还原态物质的相对浓度。土壤氧化还原电位在很大程度上控制着土壤中重金属的行为，其与土壤水分状况有密切关系，因而可通过调节土壤水分来控制土壤中重金属的行为。影响土壤氧化还原电位的主要因素有土壤通气性、土壤水分状况、植物根系的代谢作用和土壤中易分解的有机质含量等。

土壤电导率：土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标，其间接反映了土壤中盐类离子是否为限制作物生长的因素。大量研究资料表明，棚栽土壤（土水比1∶5）电导率小于0.5mS/cm时，蔬菜生长正常；当电导率超过0.5mS/cm时，吸收水分养分开始受阻，冬春两季大棚土壤超过此标准；当电导率超过1.0mS/cm或1.5mS/cm时，蔬菜作物生长急剧下降。(www.xing528.com)

（3）土壤生物指标

土壤微生物：指生活在土壤中的细菌、真菌、放线菌、藻类的总称。其个体微小，一般以μm或nm来计算，通常1g土壤中有106～109个，其种类和数量随成土环境及其土层深度的不同而变化。它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程，促进土壤有机质的分解和养分的转化。土壤微生物一般以细菌数量最多，有益的细菌有固氮菌、硝化细菌和腐生细菌，有害的细菌有反硝化细菌等。

土壤呼吸：指土壤释放二氧化碳的过程，严格意义上讲指未扰动土壤中产生二氧化碳的所有代谢作用，包括3个生物学过程（即土壤微生物呼吸、根系呼吸、土壤动物呼吸）和1个非生物学过程（即含碳矿物质的化学氧化作用）。测定土壤呼吸作用强度看作是衡量土壤微生物总的活性指标，或者作为评价土壤肥力的指标之一。但必须指出土壤微生物活动是土壤呼吸作用的主要来源，影响土壤微生物活动的诸因子如土壤有机质含量、pH、温度、水分及有效养分含量都能影响土壤呼吸作用强度，并从土壤呼吸作用强度的变化中反映出来。

土壤酶：是土壤中产生专一生物化学反应的生物催化剂，也是土壤中最活跃的组分之一。其参与土壤中各种生物化学过程，如腐殖质的分解与合成；动植物残体和微生物残体的分解，以及其合成有机化合物的水解与转化；某些无机化合物的氧化、还原反应。土壤酶一般吸附在土壤胶体表面或呈复合体存在，部分存在于土壤溶液中，以测定各种酶的活性来表征。由于酶具有很强的生物催化能力，土壤的生物化学活性在很大程度上可以用酶的活性来表示，土壤酶的活性也大致反映了某一种土壤生态状况下生物化学过程的相对强度；测定相应酶的活性，可以间接了解某种物质在土壤中的转化情况，因此，土壤酶活性也可以作为土壤肥力指标之一。不同类型土壤的物理、化学及生物学性质不同，因而直接或间接影响了其中的各种酶活性。一般来说，各种酶活性是与土壤黏粒含量及土壤有机质含量呈显著正相关。土壤酶在0～20cm的表层土壤中活性最大，越往下活性越低，这与土壤有机质含量、土壤微生物、植物根系及土壤动物在土壤剖面中的分布是一致的。

2.4.1.2　土地利用现状指标

土地利用现状指标主要包括水田、旱地、菜地、果园、茶园、桑园、草地等土地的利用现状类型。

水田：指筑有田埂（坎），可以经常积水，主要用来种植水稻或莲藕、席草等水生作物的耕地。因天旱暂时没有积水而改种旱地作物的耕地仍算水田。

旱地：除水田、菜地以外，不管有无灌溉设施，凡当年以种植旱地作物为主的耕地，均为旱地。连续撂荒未满3年的耕地和当年的休闲地（轮歇地）应算为旱地。有灌溉设施，在一般年景能正常灌溉的旱地称为水浇地。

菜地：指常年用于种植蔬菜的耕地，包括常年培育蔬菜秧苗、栽培蔬菜的温室和塑料大棚用地。种植其他作物为主，蔬菜为辅的耕地，划为耕地其他类型，不称菜地。

果园：指种植鲜果和干果的园地，鲜果包括苹果、梨、桃、柑橘、葡萄等，干果包括板栗、核桃、白果、枣等。

茶园：指种植茶树的园地。制作花茶用的花圃用地划在茶园之中。

桑园：指以养蚕为目的而种植的桑树园地。

草地：指生长草本植物为主的土地，包括天然牧草地、人工牧草地和其他草地三类。天然草地指以天然草本植物为主，用于放牧或割草的土地，包括历来用于畜牧业的疏林草地、灌木草地。人工草地是人工种植牧草的永久性牧用草地。而其他草地指树木郁闭度＜0.1，表层为土质、生长草本植物为主，不用于畜牧业的草地。

2.4.1.3　农业投入水平

农业投入水平指单位土地面积上农业投入品投入的强度，农业投入品如农药和化肥等的使用是防治病虫害、提高农业产量的重要措施，但是很多化肥含有重金属元素，一般过磷酸盐中含有较多的重金属Cd、Hg、As和Pb等，磷肥次之，氮肥和钾肥含量较低。例如，陈芳等测定长期肥料试验土壤中重金属As、Hg、Cd和Pb的含量，结果表明，随耕作年限增长，试验区土壤中这4种重金属的含量总体呈上升趋势，相对百分量的增长呈现出Hg＞Cd＞Pb＞As的趋势。大量调查发现，畜禽粪便是农田土壤重金属特别是Cu、Zn和As等的重要来源之一。饲料添加剂在畜禽养殖中的大量使用，往往导致畜禽粪便中重金属Cu、Zn、As等含量较高。和畜禽粪便相似，其他有机肥料如城市污水厂污泥、有机垃圾及各种堆肥制品同样含有较高含量的重金属。

亩[1]均化肥用量：指每亩耕地年均化肥用量，单位为kg/亩。该指标反映了农业生产过程中化肥使用对环境造成的压力程度，直接影响了地区土壤、农业面源污染和地下水污染，与种植类型、种植习惯等有关。其中，化肥主要种类包括氮肥（尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、氨水、缓释尿素）、磷肥（普通过磷酸钙、钙镁磷肥、重过磷酸钙、磷矿粉）、钾肥（氯化钾、硫酸钾、硫酸钾镁）、复合肥（磷酸二铵、磷酸一铵、磷酸二氢钾、硝酸钾、有机无机复合肥、其他二元或三元复合肥）。参照农业农村部《到2020年化肥使用零增长行动方案》我国农作物亩均化肥用量21.9kg。亩均化肥用量的分级标准可参照表2-2执行。

表2-2　亩均化肥用量分级

亩均农药用量：指每亩耕地年均农药用量，单位为g/亩。农药包括（有效成分）：毒死蜱、克百威、阿特拉津、吡虫啉、2，4-滴丁酯、其他有机磷类、丁草胺、其他有机氯类、乙草胺、其他菊酯类、涕灭威、其他氨基甲酸酯类、氟虫腈和其他类。该指标反映了农业生产过程中农药使用对环境造成的压力程度，直接影响了地区农产品产地质量，与种植类型、种植习惯等有关。农药平均用量＝年农药使用总量/使用面积，或从相关部门直接获取相关数据。参照2018年《中国农村统计年鉴》，我国农作物病虫害防治农药年均使用量165.5万t，估算出农药平均用量约为918.2g。亩均农药的分级标准可参照表2-3执行。

表2-3　亩均农药分级标准

亩均农膜用量：指每亩耕地农膜用量，单位为kg/亩。农膜包括用于育种、育苗、覆盖土壤、塑料大棚、食用菌生产等所使用的塑料薄膜及塑料膜，特别是设施农业生产过程中要使用大量农膜。该指标反映了农业生产过程中农膜使用对环境造成的压力程度，对耕地质量、农产品品质等造成影响，与种植类型、种植习惯等有关。农膜平均用量＝农膜使用总量/使用面积，或从相关部门直接获取相关数据。据2018年《中国农村统计年鉴》，我国农用地膜使用量为252.8万t。