新疆葉爾羌河流域棉田土壤養(yǎng)分分析與評(píng)價(jià)

易海艷 馬劉峰 林寧 查向浩 庫(kù)爾班·吾斯曼

摘要：以南疆葉爾羌河流域棉田土壤為研究對(duì)象，通過(guò)野外調(diào)查取樣和室內(nèi)試驗(yàn)的方法，采用全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)研究土壤中養(yǎng)分分布特征。研究結(jié)果，有機(jī)質(zhì)平均含量為6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏狀態(tài)；全氮平均含量為0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；全磷平均含量為0.16 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態(tài)；全鉀平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；堿解氮平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態(tài)；速效磷平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤為中等含量；速效鉀平均含量為175.93 mg/kg，69.7%的土壤含量較豐富，土壤養(yǎng)分含量隨土壤深度增加而有較明顯降低。

關(guān)鍵詞：葉爾羌河流域；棉田；土壤養(yǎng)分；分布特征

中圖分類號(hào)： S158.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）07-0393-04

研究人類活動(dòng)影響下的土壤養(yǎng)分的時(shí)空變異特征，可為有效土壤管理提供依據(jù)[1]。國(guó)外學(xué)者從20世紀(jì)70年代成功進(jìn)行了土壤屬性特性空間變異性規(guī)律的研究[2]；我國(guó)學(xué)者隨后在土壤屬性特性空間變異性規(guī)律開(kāi)展了探索[3-4]。干旱區(qū)土壤速效養(yǎng)分空間分布調(diào)控機(jī)制是農(nóng)作物與土壤關(guān)系研究中的重要問(wèn)題，不同土地利用方式和耕作技術(shù)使土壤特性發(fā)生顯著變化，從而影響土壤環(huán)境變化方向和幅度[5]。

從20世紀(jì)80年代第二次全國(guó)土壤普查以來(lái)，干旱區(qū)土壤利用、種植制度等人類活動(dòng)都發(fā)生了顯著變化，并對(duì)土壤養(yǎng)分變化產(chǎn)生重要影響[6-7]。新疆是我國(guó)最大的商品棉種植和出口基地，植棉業(yè)已成為新疆的支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)效益可觀，有效促進(jìn)了新疆區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展[8]。土壤中養(yǎng)分含量是衡量土壤肥力性能的重要指標(biāo)，測(cè)定土壤中養(yǎng)分，可作為科學(xué)種田，經(jīng)濟(jì)合理施肥的參考[9]。土壤速效氮、磷、鉀含量及其相對(duì)平衡反映了土壤中養(yǎng)分供應(yīng)狀況，研究棉田土壤養(yǎng)分的分布特征對(duì)改良土壤、指導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)施肥、提高肥料利用率和土壤肥力具有重要的作用，可以為人類保護(hù)耕地提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

葉爾羌河位于新疆的西南部，塔里木盆地的西緣。流域地理坐標(biāo)為74°28′～80°54′E，34°50′～40°31′N。灌區(qū)處在塔克拉瑪干沙漠與布谷里、托克拉克沙漠的挾持中，呈帶狀分布，是新疆境內(nèi)最大一片綠洲。該區(qū)地貌大致可分為昆侖山剝蝕山地和沖洪積平原，呈典型干旱型大陸性氣候，干旱少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，降水量高值區(qū)集中在海拔3 000 m以上的昆侖山氣候區(qū)，海拔2 000 m以下的降水量在垂直地帶變化遞增規(guī)律十分明顯，多年平均降水量地域分布總的趨勢(shì)是由北向南、由東向西遞增，降水量隨高程遞增率約為每百米高程降水量遞增6～7 mm，降水量隨高程增高，最大降水量出現(xiàn)在5—8月，占全年降水量的56.0%～76.1%，春季降水量比秋季降水量略高。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤樣品采集與制備 依據(jù)土壤采樣方法，用GPS定位，于2013年5月赴研究區(qū)采樣，采樣時(shí)為春天，土壤沒(méi)有施過(guò)肥，較能代表土壤的養(yǎng)分自然狀況。采樣時(shí)依據(jù)隨機(jī)、等量等原則，分別在研究區(qū)的荒漠帶、過(guò)渡帶和綠洲帶采集土壤表面和剖面45個(gè)。 采回的土壤樣品及時(shí)送至實(shí)驗(yàn)室，平攤約2 cm厚的薄層風(fēng)干，經(jīng)研磨、過(guò)篩后編號(hào)裝袋備用。

1.2.2 土壤理化性質(zhì)分析方法 土壤樣品各理化性質(zhì)分析方法見(jiàn)表1。

1.2.3 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 采用全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分含量水平

從葉爾羌河流域棉田土壤樣品檢測(cè)結(jié)果可看出，土壤中有機(jī)質(zhì)最高含量為28.21 g/kg，最低含量為2.78 g/kg，平均含量為6.94 g/kg， 53.2%的土壤呈缺乏狀態(tài)；全氮最高含量為1.73 g/kg，最低含量為0.13 g/kg，平均含量為0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；全磷最高含量為0.28 g/kg，最低含量為0.05 g/kg，平均含量為0.16 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態(tài)；全鉀最高含量為24.5 g/kg，最低含量為5.7 g/kg，平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；堿解氮最高含量為138.25 mg/kg，最低含量為4.55 mg/kg，平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態(tài)；速效磷最高含量為20.27 mg/kg，最低含量為3.93 mg/kg，平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量狀態(tài)；速效鉀最高含量為321 mg/kg，最低含量為64 mg/kg，平均含量為 175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈較豐富含量狀態(tài)（表3、表4）?！?/p>

2.2 剖面養(yǎng)分梯度特征

從葉爾羌河流域棉田土壤樣品檢測(cè)結(jié)果可看出，有機(jī)質(zhì)在0～20 cm土層平均含量為8.47 g/kg，20～40 cm土層平均含量為753 g/kg，40～60 cm土層平均含量為4.83 g/kg；全氮在0～20 cm平均含量為0.79 g/kg，20～40 cm土層平均含量為 0.64 g/kg，40～60 cm土層平均含量為0.47 g/kg；全磷在0～20 cm平均含量為0.17 g/kg，20～40 cm土層平均含量為0.15 g/kg，40～60 cm土層平均含量為0.09 g/kg；全鉀在0～20 cm平均含量為13.72 g/kg，20～40 cm土層平均含量為 12.28 g/kg，40～60 cm土層平均含量為 10.38 g/kg；堿解氮在0～20 cm土層平均含量為 52.29 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為 42.82 mg/kg，40～60 cm土層平均含量為 24.20 mg/kg；速效磷在0～20 cm土層平均含量為 11.58 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為789 mg/kg，40～60 cm 土層平均含量為5.89 mg/kg；速效鉀在0～20 cm平均含量為189.93 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為 179 mg/kg，40～60 cm土層平均含量為 158.87 mg/kg，土壤養(yǎng)分總體呈現(xiàn)隨土壤深度增加而下降的趨勢(shì)（表5）。

2.3 土壤養(yǎng)分分布特征

2.3.1 不同土壤層次有機(jī)質(zhì)分布特征 土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要標(biāo)志，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、微生物活動(dòng)以及植物吸收性能都有重要影響[3]。葉爾羌河流域棉田有機(jī)質(zhì)含量整體呈缺乏狀態(tài)，且隨著土壤深度的增加，有機(jī)質(zhì)缺乏的土壤比例逐漸增加，由0～20 cm的44.8%增加到20～40 cm的55.9%（圖1、圖2），至土層深度40～60 cm時(shí)有機(jī)質(zhì)缺乏增至602%（圖3）。

2.3.2 不同土壤層次堿解氮分布特征 氮元素在棉花發(fā)育中起著重要的作用，對(duì)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量形成等都有著很大的影響[3]。葉爾羌河流域棉田堿解氮含量整體呈缺乏狀態(tài)，且隨著土壤深度的增加，堿解氮含量缺乏的土壤比例逐漸增加，由0～20 cm土層土壤的51.6%增加至20～40 cm的58.3%（圖4、圖5），至土層深度40～60 cm時(shí)堿解氮缺乏增至62.6%（圖6）。

2.3.3 不同土壤層次速效磷分布特征 磷是棉花正常生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，磷能有效地促進(jìn)地棉株碳氮代謝，提高棉葉抗旱、抗病能力，顯著影響棉花產(chǎn)量及品質(zhì)[3]。葉爾羌河流域棉田速效磷含量整體呈中等狀態(tài)，且隨著土壤深度增加，速效磷含量較豐富的土壤比例逐漸減少，由0～20 cm土層土壤的22.3%減少至20～40 cm的15.4%（圖7、圖8），至土層土壤40～60 cm時(shí)再減少到6.1%（圖9）。

2.3.4 不同土壤層次速效鉀分布特征 根據(jù)土壤分析結(jié)果可看出，葉爾羌河流域棉田速效鉀含量整體呈較豐富狀態(tài)，且隨著土壤深度增加，速效鉀含量豐富的土壤比例逐漸減少，由

0～20 cm土層土壤的15.7%減少到20～40 cm的10.8%（圖10、圖11），土層深度為40～60 cm時(shí)減少至6.3%（圖12）。

3 討論

新疆葉爾羌河流域棉田土壤中有機(jī)質(zhì)平均含量為 6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏狀態(tài)；全氮平均含量為 0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；全磷平均含量為016 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態(tài)；全鉀平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態(tài)；堿解氮平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態(tài)；速效磷平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量狀態(tài)；速效鉀平均含量為175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈較豐富狀態(tài)。土壤養(yǎng)分均隨土壤深度加深而逐漸減少。

從整體上看，新疆葉爾羌河流域棉田土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮均比較缺乏，速效磷、速效鉀含量相對(duì)較高。建議農(nóng)戶在棉花種植過(guò)程中有針對(duì)性地增施有機(jī)肥、氮肥、鉀肥、磷肥，以提高土壤肥力，提高肥料利用率，提高棉花產(chǎn)量和品質(zhì)。

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