自貢市土壤養(yǎng)分時(shí)空現(xiàn)狀與特征分析

楊皓宇，張道全

(1.四川省自貢市鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務(wù)中心，四川 自貢 643000；2.四川省宜賓市南溪區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，四川 宜賓 644100)

土壤是一個(gè)時(shí)空連續(xù)體[1]，形成過(guò)程受土壤類型、地形、母質(zhì)以及土地利用方式等各種自然因素的影響，決定了土壤養(yǎng)分特征的復(fù)雜性[2-4]。而頻繁的人類活動(dòng)以及農(nóng)業(yè)資源的開(kāi)發(fā)利用增強(qiáng)了土壤的養(yǎng)分變化。近年來(lái)，眾多農(nóng)業(yè)工作者對(duì)不同土壤類型[5-6]，利用方式[7]，作物種類[8-10]和海拔、地形地貌及成土母質(zhì)等環(huán)境因素[11-13]下的土壤養(yǎng)分特征做了大量的研究。但通過(guò)資料查閱發(fā)現(xiàn)，尚未有農(nóng)業(yè)工作者對(duì)自貢市土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀特征進(jìn)行系統(tǒng)深入分析。基于對(duì)2019年全市669個(gè)耕地質(zhì)量變更調(diào)查點(diǎn)位數(shù)據(jù)，分析了自貢市土壤養(yǎng)分的現(xiàn)狀特征為區(qū)域性土壤規(guī)劃利用、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局和農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展等提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

耕地質(zhì)量等級(jí)變更調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)按照耕地面積、作物種植情況、地形地貌等特征，充分考慮樣點(diǎn)的代表性進(jìn)行布設(shè)。在全市共布設(shè)采用點(diǎn)669個(gè)，其中大安區(qū)72個(gè)、富順縣218個(gè)、貢井區(qū)68個(gè)、榮縣200個(gè)、沿灘區(qū)81個(gè)、自流井區(qū)30個(gè)。水稻土225個(gè)、紫色土377個(gè)、黃壤54個(gè)、新積土13個(gè)。2019年大春作物收獲后，在布設(shè)的點(diǎn)位上選擇土壤自然狀態(tài)良好、地面平坦、各種因素相對(duì)穩(wěn)定、面積在667m2以上的典型地塊作為采樣地點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)按對(duì)角線法確定5個(gè)采樣點(diǎn)采集0～20cm耕層混合土樣，按四分法取混合土樣2kg作為該點(diǎn)樣品。同時(shí)記錄采樣點(diǎn)的地理信息(縣、鄉(xiāng)村、組名稱，經(jīng)緯度，海拔高度)，調(diào)查土壤類型、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況、地形地埋等信息。采樣點(diǎn)分布如圖1所示。

圖1 研究區(qū)位置及采樣點(diǎn)分布圖

1.2 樣品測(cè)定

土樣采集后帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)去除雜物、自然風(fēng)干和研磨過(guò)篩。土壤養(yǎng)分測(cè)定按照《四川省耕地質(zhì)量變更調(diào)查樣品采集制備、流轉(zhuǎn)與檢測(cè)質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)定》規(guī)定的方法進(jìn)行，土壤pH測(cè)定用pH計(jì)法，土壤有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法，土壤全氮含量測(cè)定半微量凱氏定氮法，土壤堿解氮含量的測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，土壤有效磷含量的測(cè)定采用碳酸氫鈉(pH≥6.5)或鹽酸-氟化銨(pH<6.5)浸提——鉬銻抗比色法，土壤速效鉀含量的測(cè)定采樣醋酸銨浸提——火焰光度法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理方法

數(shù)據(jù)采用EXCEL和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。地統(tǒng)計(jì)分析首先采用GS+軟件進(jìn)行半方差分析，以獲取養(yǎng)分指標(biāo)的最優(yōu)理論半方差模型和參數(shù)，再在ArcGIS軟件的地統(tǒng)計(jì)模塊中進(jìn)行空間插值。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分總體評(píng)價(jià)

自貢市土壤養(yǎng)分含量特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。土壤pH范圍在3.60～9.00之間。有機(jī)質(zhì)含量為(21.6±10.6)g/kg，其變化范圍在4.70～60.3g/kg之間；全氮含量為(0.77±0.68)g/kg，其變化范圍在0.03～3.42g/kg之間；堿解氮含量為(122±45.7)mg/kg，其變化范圍在36～286mg/kg之間；有效磷含量為(28.8±52.0)mg/kg，其變化范圍在0.7～350mg/kg之間；速效鉀含量為(148±76.1)mg/kg，其變化范圍在25.0～350mg/kg之間。

表1 自貢市土壤養(yǎng)分含量特征統(tǒng)計(jì)

從土壤養(yǎng)分的變異系數(shù)來(lái)看，土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效鉀含量的變異系數(shù)分別為19.9%、49.4%、88.1%、37.3%、51.5%，均為中等變異強(qiáng)度，土壤有效磷含量的變異系數(shù)為180%，屬于強(qiáng)變異性。

根據(jù)2018年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的四川省土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2)，從各養(yǎng)分含量的平均值來(lái)看，土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量屬于較高水平，土壤全氮含量屬于較低水平，酸性和堿性土壤分別占總數(shù)的41.9%和40.8%，中性土壤只占總數(shù)的17.3%。

表2 四川省土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)自貢市土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行分級(jí)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表3。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為21.6g/kg，其含量水平為較高等級(jí)的占28.3%，中等及以上水平的占67.1%，僅有12.9%的處于低等級(jí)。土壤全氮平均含量為0.77g/kg，其含量水平為低等級(jí)的占比最大，達(dá)到44.1%，中等及以上水平的只占35.3%，僅有5.8%的處于高等級(jí)。土壤堿解氮平均含量為122mg/kg，中等及以上水平占絕大多數(shù)，其比例為72.2%，僅有4.8%的處于低等級(jí)。土壤有效磷平均含量為28.8mg/kg，其含量水平為較低的占比最大，為27.5%，含量為較高的只占8.7%。土壤速效鉀平均含量為148mg/kg，其含量水平為高和較高等級(jí)的比例均較大，分別為42.0%和27.5%，中等及以上水平的占82.5%，僅有5.8%的處于低等級(jí)。

表3 土壤養(yǎng)分各級(jí)樣點(diǎn)比例

2.2 不同土壤類型土壤養(yǎng)分特征

不同土壤類型土壤養(yǎng)分平均含量見(jiàn)表4。

表4 土壤養(yǎng)分各級(jí)樣點(diǎn)比例

在4種主要土壤類型中，黃壤pH最低，為5.44，顯著低于其他3種土壤類型，而水稻土、新積土和紫色土的pH基本相當(dāng)。土壤有機(jī)質(zhì)含量以水稻土最高，為28.0g/kg，顯著高于其他3種土壤類型，

而紫色土有機(jī)質(zhì)含量在4種土壤類型中是最低的，只有17.8g/kg，這與紫色土發(fā)育時(shí)間短有關(guān)系。土壤全氮含量以黃壤最高，為1.11g/kg，其次為水稻土。土壤堿解氮含量以水稻土最高，為145mg/kg，其次為黃壤，而新積土和紫色土的堿解氮含量基本相當(dāng)，顯著低于水稻土和黃壤。土壤有效磷含量以黃壤最高，為75.7g/kg，顯著高于其他3種土壤類型，而水稻土有效磷含量在4種主要土壤類型中是最低的，只有19.6g/kg。土壤速效鉀含量以水稻土最高，為177mg/kg，顯著高于其他6種土壤類型，而黃壤速效鉀含量在4種主要土壤類型中是最低的，只有81mg/kg，顯著低于其他3種土壤類型。

2.3 不同熟制土壤養(yǎng)分特征

自貢市作物種植類型多樣化，就主要糧油作物來(lái)說(shuō)，就包括水稻、小麥、玉米、油菜、青稞等。但是由于受水熱條件、基礎(chǔ)設(shè)施等限制，主要的熟制分為一年一熟、一年兩熟和一年三熟3種。其中以一年兩熟為主，具體包括水稻-油菜、水稻-小麥、玉米-油菜、水稻-蔬菜等。一年三熟主要包括麥-玉-苕、菜-稻-菜等。而一年一熟主要是干旱缺水區(qū)的冬水田和旱地，具體包括玉米、冬水-稻等。不同熟制土壤養(yǎng)分平均含量見(jiàn)表5。

表5 不同熟制土壤養(yǎng)分平均含量

不同熟制之間，以一年一熟種植制度下土壤養(yǎng)分含量最高，其有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于其他兩種熟制，分別為25.4g/kg、0.87g/kg、135mg/kg、28.2mg/kg和154mg/kg。這是由于一年一熟只種一季作物，利于土壤休養(yǎng)生息，易于積累養(yǎng)分，同時(shí)一年一熟種植制度下的水田，長(zhǎng)期的淹水嫌氣條件使土壤有機(jī)質(zhì)分解緩慢，易于積累，并且在水稻收獲后不排水，養(yǎng)分不易流失。

一年三熟種植制度下土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷含量顯著低于其他兩種熟制，分別為13.7g/kg、92mg/kg和17.3mg/kg，而土壤全氮含量與一年兩熟制基本相當(dāng)，顯著低于一年一熟制，土壤速效鉀含量在三種熟制下差異不顯著。這是由于一年三熟種植制度下主要是土壤類型為紫色土的旱地，因?yàn)樽仙琉B(yǎng)分易于流失的特點(diǎn)，加之旱地土壤通氣性較好，土壤有機(jī)質(zhì)分解較快。

2.4 土壤養(yǎng)分空間分布特征

利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析土壤養(yǎng)分在地理空間上的變異，可以從整體上把握養(yǎng)分的空間分布規(guī)律。自貢市土壤養(yǎng)分空間分布見(jiàn)圖2。

圖2 土壤養(yǎng)分空間分布圖

土壤pH在空間分布上，總體上呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢(shì)，中部的自流井區(qū)、沿灘區(qū)和大安區(qū)土壤pH總體呈中性偏堿，榮縣西北部和富順東南部土壤pH較低。土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上呈中部低兩邊高的特征，榮縣西北部和富順東南部土壤有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，沿灘區(qū)、大安區(qū)和榮縣南部地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較低。土壤全氮含量總體上有東南向西北逐步升高的趨勢(shì)，榮縣大部分地區(qū)、貢井區(qū)、自流井區(qū)和沿灘區(qū)大部分地區(qū)土壤全氮含量相對(duì)較高，而富順和大安區(qū)土壤全氮含量相對(duì)較低。土壤堿解氮含量總體上呈現(xiàn)中間低兩邊高的特征，榮縣西北部和富順大部分地區(qū)相對(duì)較高。土壤有效磷含量總體上呈西北高東南低的特征，榮縣西北部與南部和貢井區(qū)南部相對(duì)較高。土壤速效鉀含量的區(qū)域差異不大，相對(duì)而言，榮縣西北角相對(duì)較低。

3 結(jié)論

自貢市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為21.6g/kg，屬于較高水平，其含量水平為中等及以上水平的占67.1%，僅有12.9%的處于低等級(jí)。土壤全氮平均含量為0.77g/kg，屬于較低水平，中等及以上水平的只占33.5%。土壤堿解氮平均含量為122mg/kg，屬于較高水平，中等及以上水平占絕大多數(shù)，其比例為72.2%。土壤有效磷平均含量為28.8mg/kg，屬于較高水平。土壤速效鉀平均含量為148mg/kg，屬于較高水平，中等及以上水平的占82.5%。酸性和堿性土壤分別占總數(shù)的41.9%和40.8%，中性土壤只占總數(shù)的17.3%。從土壤類型來(lái)看，以水稻土的總體養(yǎng)分水平相對(duì)較高。紫色土的有機(jī)質(zhì)和全氮相對(duì)較低，黃壤的速效鉀最低，水稻土的有效率最低，而4種土壤類型的堿解氮差異不大。不同熟制之間，以一年一熟種植制度下土壤養(yǎng)分含量最高，其有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和速效鉀含量均顯著高于其他2種熟制。一年三熟種植制度下土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷含量顯著低于其他2種熟制。從土壤養(yǎng)分的空間分布來(lái)看，土壤pH和堿解氮的空間分布規(guī)律總體上均呈現(xiàn)中間高兩邊低的趨勢(shì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量總體上呈中部低兩邊高的特征，土壤全氮含量總體上有東南向西北逐步升高的趨勢(shì)，土壤有效磷含量總體上呈西北高東南低的特征，土壤速效鉀含量的區(qū)域差異不大。