一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法技术

本申请涉及土壤评价的技术领域，具体公开了一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，包括以下步骤：障碍因子诊断步骤，先确定土壤属性指标，再通过评分函数将土壤属性指标转换为指标分值，确定土壤属性指标的权重，使用加乘原则计算土壤健康指数；障碍因子消除步骤，先对所述土壤障碍因子的得分进行排序和评估，筛选出对土壤影响最大的障碍因子，再针对此土壤障碍因子设计解决方案；产能评估步骤，对经过解决方案处理后的土壤重复进行障碍因子诊断、消除步骤，直至消除土壤障碍因子，对比调控前后的土壤产能。本申请能够快速判断土壤健康状况，从根源上消除土壤障碍因子，准确高效地提高农田土壤产能。效地提高农田土壤产能。效地提高农田土壤产能。

【技术实现步骤摘要】
一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法


[0001]本专利技术涉及土壤评价的
，尤其是涉及一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法。

技术介绍

[0002]当前我国耕地土壤退化严重，土壤保育形势严峻。据农业农村部2019年全国耕地质量等级情况公报显示，我国中低产田占耕地总面积的68.76％。我国中低产田的障碍因子主要包括盐碱、酸化、瘠薄、水土流失等。
[0003]基于第二次全国土壤普查数据的估算，20世纪80年代初始中国农田耕层有机碳库基本处于26.6～32.5t/ha之间，远低于美国农田的平均值43.7t/ha和欧洲农田的平均值40.2t/ha。其次，近年来我国土壤耕层“浅、实、少”的问题严重：据2016年全国耕地质量监测报告指出，全国25.9％的监测点土壤容重大于1.35g/cm3，高于作物适合生长的范围1.10～1.35g/cm3。同时，土壤结构变差，蓄水和渗透能力变差，增加了土壤流失和侵蚀的风险。再者，我国土壤养分对当季作物贡献的份额较少，平均份额在50％，有的甚至只有30％～40％，低于可持续农田生态系统(>70％)。最后，现代农业复种指数比较高、作物种植种类单一以及大肥大水大药等，导致土壤生物多样性低，土传病害频发，严重影响土壤健康和作物健康状况。在农业生产中存在重度障碍因子的土壤，其产能较同等条件下的高产田低70～120公斤/亩。因此，对土壤的健康状况进行评价，并明确农田土壤障碍因子，以便于培育健康土壤，对促进农业绿色发展具有重要意义。
[0004]国内外在土壤健康评价工作中做了大量的工作，其中康奈尔土壤健康团队在2007年建立的康奈尔土壤健康评价体系是目前被较为广泛应用的一种土壤健康评价系统。
[0005]康奈尔土壤健康评价系统中将各个指标的检测数据转化为对应的分值，以反映不同评价指标对土壤肥力的贡献率；并根据偏相关分析法确定物理指标、化学指标和生物指标的权重，采用加乘原则计算出土壤健康指数，土壤健康指数越高，土壤质量越好。但康奈尔土壤健康评价系统仍然存在以下缺陷：由于中国农田土壤施加的肥料充足，导致所检测出的化学指标得分和所计算出的化学指标权重较大，从而导致土壤健康指数始终维持在一个较高的分值范围内；即使农田土壤中物理指标和生物指标的得分较低，农田土壤中存在明显障碍因子，土壤健康指数仍然反应出农田土壤的健康状况良好，因此，康奈尔土壤健康评价系统无法对中国农田土壤健康状况做出准确评价。

技术实现思路

[0006]本申请提供一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，形成以健康土壤培育为核心的综合解决方案，以达到快速准确地反映中国农田土壤健康状况并能够快速根除农田土壤障碍因子，从而提升农田土壤健康和耕地产能的目的。
[0007]本申请提供一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，包括以下步骤：
障碍因子诊断步骤，先确定土壤属性指标，再建立评分函数，所述评分函数用于将土壤属性指标转换为指标分值；确定土壤属性指标的权重；对土壤属性指标采用加乘原则计算得到土壤健康指数；其中，所述土壤属性指标包括物理指标、化学指标和生物指标，所述物理指标总权重为0.3～0.4，化学指标的总权重为0.2～0.3，生物指标的总权重为0.3～0.5；障碍因子消除步骤，先对所述土壤属性指标的得分进行排序和评估，筛选出对土壤影响最大的障碍因子，再针对所述对土壤影响最大的障碍因子设计解决方案；产能评估步骤，对采用解决方案处理后的土壤重复进行障碍因子诊断步骤以及障碍因子消除步骤处理，直至消除土壤障碍因子，再与未调控前的土壤产能进行对比。
[0008]本申请的技术方案相较于康奈尔土壤健康评价系统而言，通过结合第二次全国土壤普查数据以及我国目前的土壤健康状况调研结果，增大物理指标以及生物指标的权重，并将物理指标、化学指标和生物指标限制在一定范围内；一方面，无需使用矩阵算出土壤属性指标的偏相关系数，物理指标、化学指标和生物指标的权重计算简便，从而简化土壤健康指数的计算过程，使得土壤健康状况的评价更加快速；另一方面，增大物理指标以及生物指标的权重使得农田土壤在物理以及生物方面的障碍因子的影响放大，土壤健康指数对土壤健康状况的反映更加准确；农民通过农田土壤属性指标的得分，量化各个土壤属性指标对土壤质量的影响程度，再针对影响程度最大的土壤属性指标设计相应的障碍因子消除方案；对农田土壤使用上述消除方案进行调控，对经过调控的土壤重复进行障碍因子诊断、消除步骤；二次障碍因子诊断能够对上一次解决方案的效果进行评估，弥补土壤健康提升途径及其效果的评估方法领域的技术空白；通过采用上述技术方案能够在根本上消除障碍因子，并且使得农田土壤障碍因子的消除准确高效。
[0009]可选的，所述物理指标包括土壤硬度(或土壤容量)、土壤团聚体稳定性、土壤质地和土壤含水量；所述化学指标包括土壤pH、全氮、速效磷、有效钾、微量元素和可溶性盐；所述生物学指标包括有机碳、高锰酸钾氧化碳、土壤蛋白含量、土壤呼吸和土壤病原菌。
[0010]通过采用上述技术方案，上述指标构成土壤健康数据指标最小数据集，能够便捷有效地评价农田土壤的综合健康状况。
[0011]可选的，所述评分函数为康奈尔土壤健康评价系统中的土壤健康指标评分函数。
[0012]可选的，所述物理指标、化学指标以及生物指标中包含的单个指标的权重按照如下方式进行计算：单个指标的权重为单项总权重除以指标的个数。
[0013]可选的，所述土壤健康指数按照如下公式进行计算：其中，SHI为土壤健康指数，n表示同一土壤样本的第n个土壤属性指标，w表示该土壤属性指标对应的权重，f表示该土壤属性指标评分函数所得到的分值。
[0014]通过采用上述技术方案，使得土壤健康指数能够量化，一方面明确各个指标对土壤健康的影响程度，另一方面方便对土壤在不同时段的健康状态进行评估，有利于后续评判解决措施是否有效。
[0015]可选的，对于每个所述土壤健康属性得分情况进行评估，得分在20分(不包含)以下的为重度障碍因子，20～40分(不包含40)的为中度障碍因子，40～60分(不包含60)的为轻度障碍因子，60～80分(不包含80)的为无障碍因子，80～100分的为健康土壤。
[0016]通过采用上述技术方案，通过等级和评分快速明确最重要的土壤障碍因子。
[0017]可选的，所述解决方案包括与所需解决障碍因子相应的最佳调控措施和培育措施。
[0018]通过采用上述技术方案，从农田土壤的调控、作物的培育等方面形成以健康土壤调控为核心的全套解决方案，进一步提高农田产量。
[0019]可选的，在所述解决方案设计时需要明确区域的生态限制因子。
[0020]通过采用上述技术方案，健康土壤培育还需要综合考虑区域的资源限制因子，以达到土壤和生态因子的高度耦合。
[0021]可选的，所述消除土壤障碍因子的标准为每个所述土壤属性指标的得分均≥40分。
[0022]综上所述，本申请建立的一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，其特征在于：包括以下步骤：障碍因子诊断步骤，先确定土壤属性指标，再建立评分函数，所述评分函数用于将土壤属性指标转换为指标分值；确定土壤属性指标的权重；对土壤属性指标采用加乘原则计算得到土壤健康指数；其中，所述土壤属性指标包括物理指标、化学指标和生物学指标，所述物理指标总权重为0.3～0.4，化学指标的总权重为0.2～0.3，生物学指标的总权重为0.3～0.5；障碍因子消除步骤，先对所述土壤属性指标的得分进行排序和评估，筛选出对土壤影响最大的障碍因子，再针对所述对土壤影响最大的障碍因子设计解决方案；产能评估步骤，对采用解决方案处理后的土壤重复进行障碍因子诊断步骤以及障碍因子消除步骤处理，直至消除土壤障碍因子，再与未调控前的土壤产能进行对比。2.根据权利要求1所述的一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，其特征在于：所述物理指标包括土壤硬度(或土壤容量)、土壤团聚体稳定性、土壤质地和土壤含水量；所述化学指标包括土壤pH、全氮、速效磷、有效钾、微量元素、可溶性盐；所述生物学指标包括有机碳、高锰酸钾氧化碳、土壤蛋白含量、土壤呼吸、土壤病原菌。3.根据权利要求1所述的一种农田土壤障碍因子诊断与土壤健康培育方法，其特征在于：所述评分函数为康奈尔土壤健康评价系统中的土壤健康指标评分函数。4.根据权利要求1所述的一种农田土壤障...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊伶，张江周，张福锁，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：