新化縣水稻土pH值、有效養(yǎng)分變化規(guī)律與分析

康六生，劉 林，陳武忠，魯艷紅，孫玉桃，廖育林

（1. 新化縣農(nóng)業(yè)局，湖南 新化 417600；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；3.農(nóng)業(yè)部湖南耕地保育科學(xué)觀測實驗站，湖南 長沙 410125）

新化縣水稻土pH值、有效養(yǎng)分變化規(guī)律與分析

康六生1，劉 林1，陳武忠1，魯艷紅2,3，孫玉桃2，廖育林2,3

（1. 新化縣農(nóng)業(yè)局，湖南 新化 417600；2.湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125；3.農(nóng)業(yè)部湖南耕地保育科學(xué)觀測實驗站，湖南 長沙 410125）

對新化縣2007～2016年稻田耕層土壤pH值、有機質(zhì)、有效磷和速效鉀養(yǎng)分含量現(xiàn)狀進行了調(diào)查，并與1987年第二次土壤普查數(shù)據(jù)進行了對比分析。結(jié)果表明，新化縣稻田耕層土壤酸化趨勢明顯，pH值平均值為5.6；處于強酸性狀態(tài)的稻田面積大幅增加，占比較第二次土壤普查提高了36.0個百分點。耕層土壤有機質(zhì)含量增加，平均值為37.2 g/kg；耕層土壤中有效磷大幅提升，平均值為13.72 mg/kg；耕層土壤速效鉀平均含量74.3 mg/kg。從總體上看，新化縣稻田當前土壤肥力狀況與全國水稻土變化趨勢一致，土壤酸化加劇，有機質(zhì)與速效鉀含量穩(wěn)定增長，有效磷由大面積缺乏向過量累積方向發(fā)展，且養(yǎng)分間存在發(fā)展不平衡現(xiàn)象。

水稻土；pH值；有效養(yǎng)分；變化；新化縣

土壤肥力包括土壤的養(yǎng)分狀況以及土壤環(huán)境條件[1]，一般在生產(chǎn)應(yīng)用上，常用N、P、K和有機質(zhì)等養(yǎng)分含量來衡量土壤肥力的高低，是土壤肥力的核心部分[2]。水稻土中，速效磷，速效鉀、有機質(zhì)、緩效鉀與水稻產(chǎn)量都具有較高的正相關(guān)性[3]，是指導(dǎo)水稻科學(xué)施肥的重要依據(jù)。我國較全面的土壤理化性狀相關(guān)數(shù)據(jù)大多來源于1987年的第二次土壤普查資料，在過去的30 a，種植業(yè)結(jié)構(gòu)、作物產(chǎn)量、施肥習(xí)慣、施肥水平等均發(fā)生了較大變化，原有的土壤養(yǎng)分普查數(shù)據(jù)已不能充分反映當前實際的土壤養(yǎng)分狀況，有必要對當前水稻土酸化情況、養(yǎng)分特點及變化趨勢進行調(diào)查。因此，筆者以新化縣2007～2016年間采集的5 804個稻田土樣和1987年的4 579個稻田土樣的數(shù)據(jù)為依據(jù)，對水稻土相關(guān)性狀進行了分析比較。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

1.1.1 采樣單元確定為確保數(shù)據(jù)的可比性，采樣點原則上設(shè)置在第二次土壤普查時進行過剖面調(diào)查的地塊。以土種為基礎(chǔ)，依據(jù)面積比例進行整體布局，小土種一般不少于3個點，面積6.67 hm2以下的土種采集1～2個點，最大面積土種采集約100個點；同時兼顧熟制、作物類型等因素。采用GPS定位，記錄經(jīng)緯度。按此采點方法，從2007～2016年共確定采樣單元5 804個，調(diào)查面積9.4 千hm2，代表面積35.5 千hm2。

1.1.2 樣品的采集采集時間在作物收獲后進行采集，采集深度一般為耕層0～20 cm土壤，采用S形布點，隨機、等量和多點混合，每個樣品取15～20個樣點。

1.2 測定項目及檢測方法

土壤pH值采用酸度計法，有機質(zhì)采用重鉻酸鉀氧化容量法，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色紫外分光光度法，速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法[4]。

1.3 對比數(shù)據(jù)獲取

對比數(shù)據(jù)來源于1987年第二次土壤普查資料。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

各檢測指標數(shù)據(jù)平均值為該指標全部樣品每點測定值與該點代表面積的加權(quán)平均值，作圖與分析采用Excel 2003軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤pH值基本現(xiàn)狀與變化

從土壤理化性狀檢測結(jié)果統(tǒng)計可知（表1），新化縣水稻土耕作層土壤pH值變化范圍較廣，中值5.6，酸性最強的達到了3.3，酸性極強；平均值5.6，比湖南省平均值低0.3[5]，變異系數(shù)15.7，這表明當?shù)厮就镣寥浪釅A度變異相對較小，以酸性土壤為主。在受調(diào)查的地塊中，不同pH值區(qū)間內(nèi)的水田面積進行統(tǒng)計如圖1，在受調(diào)查的地塊中，pH值小于5.5，處于強酸性狀態(tài)的土壤為6 123 hm2，占65.1%?？梢姡禄h目前水稻土強酸性土壤占比很高，對水稻的正常生長有一定影響。

表1土壤理化性狀檢測結(jié)果

圖1新化縣不同pH值區(qū)間內(nèi)的水田面積組成變化

與第二次土壤普查進行對比，耕作層土壤酸堿度極值均減小，變異增大，平均值下降0.6，下降幅度9.8%，pH值低于5.5的強酸性水田面積大幅增加，占比提高了36.0個百分點，而pH值在5.5～7.5之間的面積急劇減少。因此，水稻土在近30 a間，耕層土壤酸化趨勢明顯。在今后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，應(yīng)注意地力的培肥管理，高度重視對酸性土壤的治理工作，并加大科學(xué)施肥力度，緩解土壤酸化進程，改善土壤化學(xué)環(huán)境，維持水田的持續(xù)產(chǎn)出能力。

2.2 土壤有效養(yǎng)分基本現(xiàn)況與變化

2.2.1 土壤有機質(zhì)土壤有機質(zhì)是衡量土壤肥力高低的一項重要指標，是作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)條件。結(jié)果統(tǒng)計表明（表1），土壤有機質(zhì)變化范圍為15.9～104.0 g/kg，含量變幅大，變異系數(shù)為30.6，中值37.4 g/kg，平均值37.2 g/kg，比湖南省平均值高3.3 g/kg[5]。不同含量區(qū)間內(nèi)的面積統(tǒng)計如圖2，其中有機質(zhì)含量高于30.0 g/kg的有6 923 hm2，占73.6%，小于10 g/kg的有8 hm2，占0.1%?？梢?，水稻土有機質(zhì)普遍含量較高，為耕地肥力做出了重要貢獻，給水稻生產(chǎn)提供了有利條件。

與第二次土壤普查結(jié)果比較，耕作層有機質(zhì)含量極值增大，平均含量增加2.3 g/kg，增幅6.6%，空間變異增大，含量高于30.0 g/kg的水田面積小幅提高了5.2%（圖2）。盡管自1987年以來，調(diào)查區(qū)域內(nèi)人畜糞便利用率明顯減少，綠肥面積逐年萎縮，甚至有相當一部分水田有機肥施用量為零，如2015年的一次調(diào)查中，有58.6%的農(nóng)戶基本不施有機肥，有46.0%的面積不施有機肥，平均施用量僅7 770 kg/hm2，但當前水稻土有機質(zhì)含量反而小幅增長，可能與作物產(chǎn)量不斷提高通過作物根茬殘留在土壤中導(dǎo)致有機質(zhì)積累有關(guān)。

2.2.2 土壤有效磷土壤速效磷是土壤磷素養(yǎng)分供應(yīng)水平的重要指標[6]。統(tǒng)計表明（表1），新化縣土壤有效磷為2.41～93.60 mg/kg，變異系數(shù)66.3，不同點位差異很大。中值13.68 mg/kg，平均值13.72 mg/kg，比湖南省平均值低4.18 mg/kg[4]。不同含量區(qū)間內(nèi)的面積統(tǒng)計如圖3，有效磷含量高于15.00 mg/kg的面積占57.9%，小于5.00 mg/kg的占6.2%。

第二次土壤普查后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中肥料的大量使用導(dǎo)致耕層土壤中有效磷出現(xiàn)了大幅提升（圖3），平均增加了7.17 mg/kg，增幅達到了109.5%，年均增幅3.6%。大于10.00 mg/kg的水田面積由55.2%上升到93.8%。根據(jù)謝衛(wèi)國[7]的研究，水稻生產(chǎn)有效磷含量豐缺指標高、中、低分級閾值為16.5和6.5 mg/kg，有效磷含量達到高肥力等級的土壤面積比例為24.7%，中肥力等級的土壤面積比例為62.3%，低肥力等級的土壤面積比例為13.0%。

2.2.3 土壤速效鉀一般情況下，速效鉀含量都是判斷土壤鉀素豐缺的重要指標。調(diào)查表明（表1），新化縣水田速效鉀平均含量74.3 mg/kg，比湖南省平均值低22.5 mg/kg[5]。樣點含量變異系數(shù)為63.7，水田地塊之間差異較大，速效鉀含量高于50.0 mg/kg的面積占62.6%。

與第二次土壤普查相比，耕層土壤中速效鉀有較大幅度的提升（圖4），平均增加了13.6 mg/kg，增幅達到22.4%，年均增幅0.7%。小于50.0 mg/kg的水田面積由42.0%下降為37.4%。根據(jù)水稻生產(chǎn)速效鉀含量豐缺指標高、中、低分級閾值140和65 mg/kg[7]，則速效鉀含量達到高肥力等級的土壤面積比例為9.3%，中肥力等級的土壤面積比例為39.9%，低肥力等級的土壤面積比例為50.8%。

3 討論與結(jié)論

導(dǎo)致土壤酸化的原因有自然因素和人為因素，但自然酸化速度非常緩慢。已有研究表明施肥、耕作等農(nóng)業(yè)措施等人為因素大大加速了土壤的酸化進程[8]，尤其在農(nóng)業(yè)土壤的酸化中占主導(dǎo)地位。肥料施用產(chǎn)生的單位面積酸性物質(zhì)的量遠大于單位面積的酸沉降量，施用氮肥引起的土壤酸化作用較酸沉降的影響大25倍[9]。當前我國農(nóng)民為了獲取作物高產(chǎn)量，不合理和盲目過量施肥現(xiàn)象相當普遍，尤其在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)極為突出。調(diào)查區(qū)域內(nèi)水稻土普遍快速酸化的結(jié)果，也與當前農(nóng)戶氮肥過量施用及淺施、表施、一次施用等粗放的肥料管理行為有較大的關(guān)系。在湖南水稻施肥技術(shù)指標體系研究中，水稻單季氮肥最佳施用量應(yīng)在138～172.5 kg/hm2之間為宜[7]，而調(diào)查地農(nóng)戶氮肥平均用量達到186 kg/hm2，明顯高于最適氮肥施用量。張曉玲[10]研究認為對酸化土壤的管理，應(yīng)注重合理施肥，加強氮素管理，增施有機肥及秸稈，減低H+產(chǎn)生強度；同時優(yōu)化耕作制度，推廣水旱輪作、間作套種等栽培制度，減緩?fù)寥浪峄厔荩徊⑴浜鲜┯檬业韧寥栏牧紕?，配施其他堿性肥料，提高已酸化土壤的pH值。

圖2新化縣不同有機質(zhì)含量區(qū)間內(nèi)的水田面積組成變化

圖3新化縣不同有效磷含量區(qū)間內(nèi)的水田面積組成變化

圖4新化縣不同速效鉀含量區(qū)間內(nèi)的水田面積組成變化

土壤有機質(zhì)在土壤肥力上有著重要作用，高的土壤有機質(zhì)含量與高的產(chǎn)量之間具有顯著正相關(guān)性[11]。但也有研究認為，并不是有機質(zhì)越高產(chǎn)量就越高，糧食產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)與有機質(zhì)含量的多少呈正態(tài)分布[12]。農(nóng)田土壤有機質(zhì)的積累與農(nóng)戶有機肥施用及作物秸稈還田有密切關(guān)系，有機肥施用量增加，土壤有機質(zhì)含量也增加，反之則減少，這種表現(xiàn)呈現(xiàn)階段性，須經(jīng)過一段時間的增施，有機質(zhì)含量就可以增加，相反則減少。而當前有機質(zhì)含量在農(nóng)家肥、綠肥等傳統(tǒng)有機肥減少的情況下反而小幅增長，這可能與傳統(tǒng)有機肥與作物秸稈還田之間此消彼長的情況有關(guān)。陸宏等[13]在地力變化研究中認為，隨著產(chǎn)量的增加，作物生物學(xué)產(chǎn)量也明顯增加，通過作物根、茬歸還于土壤中的數(shù)量也大大增加，劉蝴蝶等[14]也認為，秸稈還田面積和根茬還田數(shù)量的增加，使土壤中有機質(zhì)積累大于分解，因此，在有機肥施用量不增加的情況下，出現(xiàn)了土壤有機質(zhì)提高現(xiàn)象。在當前水田機械收割率增加，秸稈直接還田量增加，水田復(fù)種指數(shù)降低的發(fā)展趨勢下，應(yīng)根據(jù)當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)環(huán)境情況和土質(zhì)類型，確定適宜的秸稈還田時間與數(shù)量，并與化肥配合施用，充分考慮影響秸稈碳氮等物質(zhì)釋放的因素，增加秸稈還田率，科學(xué)合理提升或維持土壤有機質(zhì)含量。

經(jīng)過30 a的化肥施用和土壤培肥，特別是部分地區(qū)的高量施肥，我國耕地土壤全量養(yǎng)分穩(wěn)步上升，速效養(yǎng)分明顯增加，其中土壤速效磷含量呈顯著增加趨勢，部分經(jīng)濟作物耕層土壤速效磷含量表現(xiàn)為過量累積[15]。調(diào)查研究也表現(xiàn)了類似的結(jié)果，有效磷含量高于15 mg/kg的土壤面積大幅增長，且有高磷土壤的出現(xiàn)；土壤速效鉀含量也有較大幅度提升，虧缺程度有所減緩，但土壤速效鉀仍表現(xiàn)為不足。目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)科研往往可以在特定地區(qū)小面積的耕地上不斷地刷新作物單產(chǎn)記錄，但卻難以在區(qū)域上大面積實現(xiàn)，其主要原因是對土壤生產(chǎn)力的主控過程認識不清，缺乏既能保水保肥，又能充分發(fā)揮高產(chǎn)作物生物學(xué)潛力，同時實現(xiàn)水肥高效的土壤[15]。根據(jù)趙國棟[16]的土壤肥力相對性研究，對于生態(tài)上或微生態(tài)上適于此種土壤的植物，其吸收利用能力就強，表現(xiàn)為肥力較高；反之，則表現(xiàn)為肥力較低。在水稻生產(chǎn)管理中，應(yīng)根據(jù)水稻的生長需求，綜合協(xié)調(diào)土壤物理、化學(xué)和生物環(huán)境條件，在有效養(yǎng)分管理上以其豐缺指標為導(dǎo)向，穩(wěn)步提高土壤有機質(zhì)含量，合理控制磷肥用量，防止磷肥污染，仍需重視鉀素平衡管理，為水稻生長提供適宜的高產(chǎn)條件。

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（責任編輯：肖彥資）

Variation Analysis on Soil pH Value and Available Nutrients of Paddy Soil in Xinhua County

KANG Liu-sheng1，LIU Lin1，CHEN Wu-zhong1，LU Yan-hong2,3，SUN Yu-tao2，LIAO Yu-lin2,3
（1. Agricultural Bureau of Xinhua County , Xinhua 417600, PRC; 2. Hunan Soil and Fertilizer Research Institute, Changsha 410125, PRC; 3. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (Hunan), Ministry of Agriculture, Changsha 410125, PRC）

The status of soil pH value, organic matter, available phosphorus and available potassium were investigated in paddy field from 2007 to 2016, and contrastively analyzed with the data measured in the second national soil surveys in 1987 in Xinhua County. The results showed that soil acidification effect were obvious during these 30 years in paddy field in Xinhua County. The average soil pH value was 5.6. The area of strongly acidic paddy field increased obviously by 36.0% compared with the value in the second national soil surveys. Average soil organic matter in the survey increased to 37.2 g/kg, the average soil available phosphorus was 13.72 mg/kg, and average soil available potassium was 74.3 mg/kg. In general, the variation trend of soil pH value and available nutrients in paddy field of Xinhua County were in correspondence with the state of China characterized of intensified soil acidification, soil organic matter and available potassium stably increasing, excessive accumulation trend of soil available phosphorus, and problem of unbalance among soil nutrients.

paddy soil; pH value; available nutrient; variation; Xinhua

S151.9

：A

：1006-060X（2017）08-0027-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.008.008

2017-05-16

全國測土配肥施肥項目（2016）；國家自然科學(xué)基金項目（41401340）；湖南省自然科學(xué)基金項目（2016JJ6063）

康六生（1974-），男，湖南新化縣人，高級農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)土壤肥料技術(shù)應(yīng)用推廣工作。

廖育林