宋榮學(xué)
(貴州省安順市西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,貴州 安順 561001)
土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要組成部分,對土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能有著重要影響[1]。耕作土是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),是作物賴以生存的基本條件之一,土壤養(yǎng)分含量的高低直接影響作物的生長發(fā)育及產(chǎn)量與品質(zhì)[2],管理好土壤養(yǎng)分,是關(guān)系農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大技術(shù)問題,其重要性和緊迫性隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和化肥使用量增加而顯得越來越突出[3]。耕地土壤是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)、高效、可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和不可替代的重要自然資源[4],摸清耕地土壤養(yǎng)分的特征及其變化規(guī)律,對制定科學(xué)的田間施肥管理措施非常必要。近年來,有學(xué)者基于省、地、縣尺度開展耕地土壤養(yǎng)分研究,高雪等[2]對貴州耕地耕層土壤養(yǎng)分狀況進行評價,李峰等[1]對安順市耕地表層土壤養(yǎng)分元素分布特征進行分析,茍偉銘[5]對西秀區(qū)土壤養(yǎng)分含量及分布特征進行分析,為研究土壤養(yǎng)分變化提供了借鑒,但對轎子山鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分含量及分布特征的描述不夠詳細,不利于當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)科學(xué)施肥。因此,對轎子山鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分含量及分布特征進行分析,為西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)施肥管理措施的制定提供參考,以2017—2021年連續(xù)5年在西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)14個固定監(jiān)測點采集的耕地土壤測試值為對象,探索其土壤養(yǎng)分特征。
轎子山鎮(zhèn)位于安順市西秀區(qū)西北面,距城區(qū)8 km,總面積84.3 km2,東鄰西秀區(qū)蔡官鎮(zhèn),南靠西秀區(qū)東關(guān)辦事處,西連安順經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)宋旗鎮(zhèn)和普定縣白巖鎮(zhèn),北接普定縣貓洞鄉(xiāng),總面積84.3 km2,耕地面積4 676.04 hm2,轄19 個行政村(居委會),119個自然村,212個村民組,總戶數(shù)12 451戶,總?cè)丝?0 118 人,農(nóng)業(yè)人口46 545 人[6]。轄區(qū)雨量充沛,氣候宜人,屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候,年平均氣溫13.4~13.5 ℃,夏秋氣候涼爽,適宜于喜涼、耐寒、半耐寒蔬菜反季節(jié)提早栽培和喜溫果蔬類反季節(jié)延遲栽培。耕地土壤主要有黃壤、山地黃棕壤、石灰土、水稻土共4 個土類,共66 個土種,其中水田33 個、旱地33個,種植作物主要為水稻、玉米、蔬菜、油菜等。
全鎮(zhèn)共14 個采樣點,由省級技術(shù)部門布設(shè),經(jīng)踏勘在保證采樣點具有典型性和代表性的基礎(chǔ)上,選定采樣點田(地)塊,繪制采樣點位圖,根據(jù)西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)地理位置和土壤分布情況,確定大洞口村、秀水村、張官村、郭家屯村、龍興村、永峰村為固定樣點,2017—2021年各年度大季作物收獲后在該樣點采集土樣;采用“S”形布點采集7~20 個耕層土樣,將土樣混勻,用四分法處理,取1 kg混合土樣,用GPS接收機定位,記錄采樣點的經(jīng)緯度。土樣帶回室內(nèi)及時風(fēng)干,按照規(guī)定制作標簽,裝入樣品袋,及時送到指定的檢測單位分析測試。
土樣測試分析:土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀4個指標。參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準(NY/T1121.2—2006)土壤檢測第6、7、24 部分進行土壤有機質(zhì)、有效磷和全氮的測定;參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標準(NY/T889—2004)土壤速效鉀和緩效鉀含量的測定方法進行土壤速效鉀含量的測定。
用SPSS 13 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,用Arc-GIS10.0 進行Kriging 插值分析,繪制土壤養(yǎng)分空間分布圖。
從表1可知,西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)含量為18.10~137.67 g/kg,平均值為53.46 g/kg;全氮含量為1.16~4.49 g/kg,平均值為2.72 g/kg;有效磷含量為0.7~76.9 g/kg,平均值為16.57 g/kg;速效鉀含量為72.90~700 mg/kg,平均值為233.56 g/kg。參照貴州省第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標準[2](表2)可知,土壤有機質(zhì)、全氮和速效鉀含量處于極豐富等級,土壤有效磷處于最適宜等級。用變異系數(shù)(CV)表示土壤特性空間變異性的大小,按變異系數(shù)(CV)的劃分等級標準[3],CV≤10%為弱變異性,10%<CV<100%為中等變異性,CV≥100%為強變異性。從表1可知,西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷和速效鉀均屬中等變異性,變異性大小依次為有效磷>速效鉀>有機質(zhì)>全氮。
表1 西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)的土壤養(yǎng)分統(tǒng)計特征
表2 土壤養(yǎng)分分級標準
從表3可知,西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)與全氮的相關(guān)系數(shù)為0.940 4,兩個指標之間的相關(guān)性呈極顯著正相關(guān),有效磷、速效鉀與其他指標之間無顯著相關(guān)性。利用散點圖(圖1)觀察土壤有機質(zhì)和全氮之間的變化趨勢,可見,兩個指標之間呈近似直線關(guān)系,用SPSS 13 進行一元線性回歸擬合,得到回歸方程模型為y=0.842+0.035x,R2=0.884 3,y為全氮含量,x為有機質(zhì)含量;對該模型進行方差分析,F(xiàn)值為91.787,Sig.值為0,說明回歸模型具有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義,基于該模型可通過檢測土壤有機質(zhì)含量預(yù)測土壤全氮含量。有機質(zhì)含量是土壤肥力的重要指標之一,土壤全氮是供應(yīng)植物有效氮素的源和庫,土壤有機質(zhì)含量與全氮含量之間有密切的相關(guān)關(guān)系[7]。從土樣檢測方面考慮,全氮的測定較難,費用較高[8],因此,選擇相對易測、費用較低的有機質(zhì)估算全氮的變化可減少土樣分析的工作量,具有一定的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。
表3 西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分各指標之間的相關(guān)系數(shù)
圖1 西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)土壤有機質(zhì)與全氮的關(guān)系散點
運用ArcGIS10.0 進行Kriging 插值分析,繪制土壤養(yǎng)分空間分布圖進行分析發(fā)現(xiàn),土壤有機質(zhì)和全氮的高值區(qū)在東北至西南一線,并逐漸向南面下降,高值區(qū)主要包括廈耳村、木頭寨村、討兌寨村、大硐口村、石錦村、秀水村,低值區(qū)主要包括河安村、青山村、張官村、大寨村,土壤有機質(zhì)和全氮從高值向低值過渡,主要分布于東北至西南的帶狀區(qū)域,主要涵蓋永峰村、郭家屯村、河安村、萬峰湖村、龍湖村、大山村、龍興村、大進村、虹龍村和跳蹬場居委會,大寨村土壤有機質(zhì)和全氮處于最低值;全鎮(zhèn)土壤有效磷基本全部處于同一等值區(qū);土壤速效鉀的高值區(qū)主要包括河安村和郭家屯村,低值區(qū)主要有木頭寨村、討兌寨村和大硐口村。
西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)2017—2021年14 個樣點的土樣分析結(jié)果表明,土壤有機質(zhì)平均值為53.46 g/kg,全氮平均值為2.72 g/kg,有效磷平均值為16.57 g/kg,速效鉀平均值為233.56 mg/kg,土壤有機質(zhì)、全氮和速效鉀含量處于極豐富等級,土壤有效磷處于最適宜等級,土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀四個指標變異性均屬中等。
西秀區(qū)轎子山鎮(zhèn)的土壤有機質(zhì)含量和全氮含量之間呈極顯著正相關(guān),變化趨勢呈近似直線關(guān)系,回歸擬合得到回歸方程模型為y=0.842+0.035x,R2=0.884 3(y為全氮含量,x為有機質(zhì)含量),經(jīng)方差分析檢驗,回歸模型具有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義,可通過檢測土壤有機質(zhì)含量預(yù)測全氮含量,減少土樣分析的工作量。
土壤養(yǎng)分空間分布圖直觀顯示土壤養(yǎng)分區(qū)域分布,參考西秀區(qū)歷年田間肥料效試驗結(jié)果,如水稻氮、磷、鉀施肥效應(yīng)模型初探[9],黃泥土玉米施肥模型研究等[10],以及上級業(yè)務(wù)部門制定的施肥方案[11],綜合轎子山鎮(zhèn)自然狀況、作物產(chǎn)量水平等因素,提出主要作物施肥建議:
水稻施氮肥(折純,下同)105~135 kg/hm2,磷肥45~60 kg/hm2,鉀肥30~60 kg/hm2。施肥時期:氮肥按3∶3∶4的比例作基肥、蘗肥和穗肥施用,穗肥分2次施用,磷、鉀肥作基肥1次施用。
玉米施氮肥150~180 kg/hm2,磷肥75~90 kg/hm2,鉀肥75~90 kg/hm2,施肥時期:氮肥按3∶4∶3 的用量比例作基肥、苗肥和穗肥施用;磷肥作基肥1 次施用,鉀肥按2∶4∶4 的比例作基肥、苗肥和穗肥,穗肥施用時期在玉米大喇叭口期以后。
油菜施氮肥135~165 kg/hm2,磷肥60~75 kg/hm2,鉀肥45~75 kg/hm2,施肥時期:氮肥按2∶3∶5 的比例作基肥、苗肥和蕾苔肥施用;磷、鉀肥作基肥1次施用;馬鈴薯施氮肥165~180 kg/hm2,磷肥105~120 kg/hm2,鉀肥180~210 kg/hm2。