文山州白革龍小流域坡耕地土壤理化特征分析

劉 艷，施文超

（云南省水文水資源局文山分局，云南 文山 663000）

文山州位于云南省東南部，總面積31456 km2，人口351.79萬(wàn)。其中，農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘?2.3%，為典型的農(nóng)業(yè)州。全州山區(qū)、半山區(qū)占總面積的94.6%，耕地僅占總面積的7.26%，水土流失較嚴(yán)重。開展坡耕地水土流失綜合治理，是有效治理水土流失，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善山丘區(qū)群眾生產(chǎn)生活條件，鞏固退耕還林成果的一項(xiàng)重要舉措。

2010年云南省開始實(shí)施坡耕地水土流失綜合治理試點(diǎn)工程。經(jīng)實(shí)地查勘和研究后，文山州確定白革龍小流域?yàn)槠赂厮亮魇ЬC合治理試點(diǎn)工程實(shí)施地點(diǎn)。工程主要對(duì)流域范圍內(nèi)小于25°坡耕地進(jìn)行坡改梯、大于25°坡耕地退耕還林種植經(jīng)濟(jì)果木林，同時(shí)提高改造后梯田的水利化程度，改善農(nóng)村生產(chǎn)條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，建立起坡耕地水土流失綜合防護(hù)體系。在工程實(shí)施的同時(shí)開展了項(xiàng)目土壤理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)，以掌握白革龍小流域試驗(yàn)區(qū)土壤理化特性，分析評(píng)價(jià)坡改梯工程對(duì)土壤肥力的影響情況①。

1 文山州白革龍小流域概況

1.1 白革龍小流域

白革龍小流域位于文山州文山市馬塘鎮(zhèn)，地處東經(jīng) 104°03′00″～ 104°06′04″，北緯 23°31′18″～23°34′01″，小流域東西寬3.1 km，南北長(zhǎng)3.8 km。小流域土地總面積4.74 km2，水土流失面積4.32 km2，屬構(gòu)造剝蝕、侵蝕中山河谷地貌，總體地勢(shì)北部高、南部低，最高海拔1563 m，最低海拔1376 m，相對(duì)高差約187 m。

1.2 耕作情況

小流域涉及行政村主要糧食作物有玉米，主要經(jīng)濟(jì)作物有甘蔗、烤煙、蔬菜等。由于高穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田少、中低產(chǎn)農(nóng)田多，且分布不均勻，受水源條件和地理位置影響，水利化程度低，已建水利工程陳舊老化，生產(chǎn)用水困難，不能充分發(fā)揮有效灌溉效益，產(chǎn)量較低。

2 土壤理化監(jiān)測(cè)方案

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

為使土樣具有代表性，每次取樣不少于3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)分3層采樣。

2.2 樣品采集

采樣要求采土壤剖面樣。在采樣點(diǎn)挖掘規(guī)格為長(zhǎng)1.5 m，寬1.0 m，深1.2 m的長(zhǎng)方形土壤剖面坑。每坑分3層（上、中、下）逐層采集，每層采集1個(gè)樣品。

2.3 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

土壤理化性質(zhì)測(cè)定主要監(jiān)測(cè)：pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷。

2.4 監(jiān)測(cè)時(shí)段與頻次

監(jiān)測(cè)時(shí)段與頻次分3次，分別為：坡改梯前，開展第一次土壤分析；坡改梯后，進(jìn)行第二次土壤分析；坡改梯后大春收割完成，開展第三次土壤分析。

2.5 土壤監(jiān)測(cè)成果

文山州分中心按監(jiān)測(cè)時(shí)段分3次采樣，每次9個(gè)樣品，3次共27個(gè)。按土壤理化性質(zhì)對(duì)6個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，得出每個(gè)時(shí)段上層、中層、下層平均值，結(jié)果詳見表1。

表1 白革龍小流域土壤監(jiān)測(cè)成果

3 土壤肥力評(píng)價(jià)及理化特征分析

3.1 土壤肥力評(píng)價(jià)

依據(jù)《南方地區(qū)耕地土壤肥力診斷與評(píng)價(jià)》（NY/T1749-2009），采用改進(jìn)后的內(nèi)梅羅（Nemerow）指數(shù)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。因監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)楹档兀饕砘笜?biāo)標(biāo)準(zhǔn)取值見表2、表3。

表2 土壤肥力評(píng)價(jià)主要理化指標(biāo)Si標(biāo)準(zhǔn)值

表3 土壤肥力評(píng)價(jià)主要理化指標(biāo)Pi標(biāo)準(zhǔn)值

3.1.1 土壤肥力單項(xiàng)指數(shù)

肥力屬性指標(biāo)值的評(píng)價(jià)采用單項(xiàng)肥力指數(shù)，按下式計(jì)算：

式中：

Pi——土壤中某指標(biāo)i 的單項(xiàng)肥力指數(shù)，Pi高低直接反映該肥力指標(biāo)豐富程度；

Ci——土壤中某項(xiàng)指標(biāo)i 的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；

Si——土壤中某項(xiàng)指標(biāo)i 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

3.1.2 土壤肥力綜合指數(shù)

綜合指數(shù)P綜按下式計(jì)算：

式中：

P綜——土壤肥力綜合指數(shù)（數(shù)值保留2 位有效數(shù)字）；

(Ci／Si)2min——土壤所有指標(biāo)中單項(xiàng)肥力指數(shù)最小值平方；

(Ci／Si)2ave——土壤所有肥力指數(shù)的平均值平方；

N ——參與評(píng)價(jià)的土壤肥力指標(biāo)個(gè)數(shù)。

3.1.3 土壤肥力等級(jí)劃分

通過綜合土壤肥力指數(shù)全面反映土壤肥力水平，土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)具體詳見下表4。

表4 土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)

3.1.4 土壤肥力評(píng)價(jià)結(jié)果

表1中土壤監(jiān)測(cè)成果按照以上方法計(jì)算出土壤肥力單項(xiàng)指數(shù)和土壤肥力綜合指數(shù)，根據(jù)土壤肥力綜合指數(shù)劃分土壤肥力等級(jí)，結(jié)果詳見下表5。

表5 土壤肥力單項(xiàng)指數(shù)及等級(jí)評(píng)價(jià)

3.2 土壤理化特征分析

3.2.1 土壤肥力單項(xiàng)指數(shù)分析

根據(jù)表5土壤肥力單項(xiàng)指數(shù)分別對(duì)土壤質(zhì)地、pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷7個(gè)項(xiàng)目對(duì)坡改梯前后土壤各層變化特征進(jìn)行分析。

土壤質(zhì)地：上層、中層、下層土壤質(zhì)地的Pi值都為1.0，根據(jù)表3土壤肥力評(píng)價(jià)主要理化指標(biāo)Pi建議參考標(biāo)準(zhǔn)值，土質(zhì)為砂土。

pH：pH的Pi值上層范圍為1.0～1.5之間；中層都為1.0；下層范圍為1.0～1.5之間。根據(jù)表3土壤肥力評(píng)價(jià)主要理化指標(biāo)Pi建議參考標(biāo)準(zhǔn)值，三個(gè)土壤層的Pi值都在范圍之內(nèi)，土質(zhì)屬弱酸性土壤，適宜栽種。

有機(jī)質(zhì)：上層單項(xiàng)指數(shù)范圍為1.33～2.84之間；中層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.43～0.98之間；坡改梯后土壤肥力變大，大春收割之后土壤肥力變小。下層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.24～0.86之間，坡改梯后和大春收割之后土壤肥力變小。

全氮：上層單項(xiàng)指數(shù)范圍為1.22～1.45之間，坡改梯后肥力變小，大春收割后土壤肥力變大。中層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.71～0.93之間，坡改梯和大春收割之后土壤肥力變小。下層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.89～1.05之間，坡改梯和大春收割之后土壤肥力變大。

水解氮：上層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.82～1.30之間；中層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.26～0.67之間；下層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.19～0.47之間；坡改梯和大春收割之后土壤肥力變小。

全磷：上層單項(xiàng)指數(shù)范圍為1.40～1.59之間；中層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.90～1.84之間；坡改梯后土壤肥力變大，大春收割之后土壤肥力變小。下層單項(xiàng)指數(shù)范圍為1.44～2.71之間，坡改梯和大春收割之后土壤肥力變大。

有效磷：上層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.58～2.50之間；中層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.39～1.40之間；下層單項(xiàng)指數(shù)范圍為0.74～1.37之間；坡改梯和大春收割之后土壤肥力變小。

從以上分析結(jié)果可見：上層，坡改梯后有機(jī)質(zhì)、全磷肥力變大，全氮、水解氮、有效磷肥力變小；坡改梯大春收割后，全氮肥力變大，有機(jī)質(zhì)、水解氮、全磷、有效磷肥力變小。

中層：坡改梯后有機(jī)質(zhì)、全磷肥力變大；全氮、水解氮、有效磷肥力變??；坡改梯大春收割后有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷肥力都變小。

下層： 坡改梯后全氮、全磷肥力變大；有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷肥力變??；坡改梯大春收割后全氮、全磷肥力變大，有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷肥力都變小。

坡改梯后土壤中全磷肥力變大，水解氮、有效磷肥力變小，而有機(jī)質(zhì)和全氮時(shí)大時(shí)小。坡改梯大春收割后全氮總體肥力變大，有機(jī)質(zhì)、水解氮、全磷、有效磷肥力變小。

3.2.2 土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)

根據(jù)表5土壤肥力等級(jí)對(duì)坡改梯3個(gè)時(shí)段土壤進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)。

上層： 土壤肥力Ⅱ～Ⅲ級(jí)，坡改梯后肥力不變?yōu)棰蚣?jí)，大春收割之后肥力降為Ⅲ級(jí)。Ⅱ級(jí)土壤肥力處于一般水平、尚可，個(gè)別指標(biāo)可能顯示缺乏，作物產(chǎn)量隨施肥量提高較明顯。Ⅲ級(jí)土壤肥力處于低水平、貧瘠，作物處于缺肥狀態(tài)，大部分肥力指標(biāo)缺乏，個(gè)別指標(biāo)嚴(yán)重缺乏或不宜，施肥增產(chǎn)顯著。

中層：土壤肥力都為Ⅲ級(jí)，無(wú)變化。

下層：坡改梯后土壤肥力為Ⅲ級(jí)，無(wú)變化。大春收割之后肥力升為Ⅱ級(jí)，主要原因是大春栽種過程中為提高產(chǎn)量施肥所至。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)白革龍小流域坡耕地土壤理化特征分析和土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)，可以看出坡改梯和大春收割完成之后土壤中各層理化指數(shù)都有變化，土壤肥力指數(shù)有的變大，有的變小。但從土壤肥力等級(jí)變化可見，白革龍小流域坡改梯后土壤肥力仍介于Ⅱ～Ⅲ級(jí)之間，坡改梯后可根據(jù)不同的農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物施肥仍增產(chǎn)顯著。建議：（1）增施有機(jī)肥，培肥土壤；（2）秸稈還田；（3）因土種植，用養(yǎng)結(jié)合；（4）綜合治理，創(chuàng)造良好土壤環(huán)境。

注釋：

①文中的土壤理化監(jiān)測(cè)方案，參考了2010年云南省坡耕地水土流失綜合治理工程土壤理化指標(biāo)監(jiān)測(cè)工作方案，對(duì)土壤肥力的影響情況分析，參考了由文山州壯族苗族自治州土壤普查辦公室編制的《文山州土壤》。