全椒縣耕地土壤中磷的地球化學(xué)特征

肖永紅 魏路 馮松寶

摘要 [目的]研究全椒縣土壤磷含量及營(yíng)養(yǎng)豐缺情況，為土壤改良等提供理論依據(jù)。[方法]采集1 170個(gè)樣品，測(cè)試了樣品的pH、全磷含量以及速效磷含量。[結(jié)果]研究區(qū)酸性土壤占66.07%，淺層土壤中全磷含量為86.7～1 510.0 mg/kg，全磷等級(jí)四等和五等的占92.56%，土壤中磷活化系數(shù)小于2%的樣品占83.33%。[結(jié)論]pH、有機(jī)質(zhì)是影響全磷轉(zhuǎn)化的影響因素。

關(guān)鍵詞 磷；地球化學(xué)特征；全椒縣

中圖分類號(hào) S153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）23-0090-03

Abstract [Objective]To understand phosphorus content and condition of abundance and deficiency of phosphorus in the cultivated soil in Quanjiao County， and provides important evidence for the soil improvement in the research area. [Method] 1 170 samples were collected， and the pH value， total phosphorus content and rapid phosphorus content was tested. [Result] Acid soil accounted for 66.07%， and the content of total phosphorus ranged from 186.7 mg/kg to 1 510.0 mg/kg， and level four and level five of the total phosphorus accounted for 92.56%， the phosphorus activation coefficient less than 2% accounted for 83.33%. [Conclusion] pH value and the organic matter content have important effect on the transformation of the total phosphorus.

Key words Phosphorus；Geochemical characteristics；Quanjiao County

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素之一。土壤缺磷，不僅影響作物正常生長(zhǎng)，還阻礙吸收其他元素，從而降低作物產(chǎn)量和質(zhì)量[1]；土壤磷盈余，通過(guò)徑流、淋失等途徑流失，會(huì)加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化。關(guān)于土壤中磷的研究較多[2-5]。研究表明，水體富營(yíng)養(yǎng)化與農(nóng)田土壤中磷流失關(guān)系密切[6]。因此，揭示土壤中磷的含量和分布特征，對(duì)土地資源合理利用、提高磷肥利用率、避免因盲目過(guò)量施磷肥造成的環(huán)境污染具有重要作用。

全椒縣農(nóng)業(yè)資源豐富，是國(guó)家大型商品糧基地。筆者選取全椒縣石沛鎮(zhèn)、六鎮(zhèn)鎮(zhèn)、二郎口鎮(zhèn)3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的主要商品糧基地為研究對(duì)象，通過(guò)探討研究區(qū)磷的空間分布特征，以期為作物種植模式的調(diào)整、土壤磷肥力等級(jí)評(píng)價(jià)、合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于安徽省全椒縣（石沛鎮(zhèn)、六鎮(zhèn)鎮(zhèn)、二郎口鎮(zhèn)），耕地面積約130 km.2；該區(qū)交通便利；氣候溫和；地形較為平坦，整體地勢(shì)自西北向東南緩傾，主要地貌類型為河漫灘和崗坡地，局部為中丘和高丘；主要土壤類型為水稻土，其次為黃棕壤和石灰土；主要成土母質(zhì)為晚更新世黃土成土母質(zhì)和紅色碎屑巖類成土母質(zhì)，其次為河流沖積物成土母質(zhì)和碳酸鹽類成土母質(zhì)。

1.2 樣品采集

布設(shè)樣點(diǎn)參考1∶50 000地形圖和2014年土地利用圖斑圖，利用北斗+GPS定位，誤差均小于5 m。農(nóng)用地淺層土樣采集深度0～20 cm，采樣密度4～9點(diǎn)/km.2，共采集樣品1 170件；垂向剖面樣品采集深度0～200 cm，共采集12條剖面60件樣品（圖1）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤樣品由安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所進(jìn)行測(cè)試。全磷采用電感耦合等離子體光譜法測(cè)定；速效磷采用等離子體光譜法測(cè)定；pH采用pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)采用硫酸亞鐵銨容量法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Geochem Studio軟件的三角剖分功能，繪制全磷地球化學(xué)分布圖，累頻分級(jí)為15級(jí)：0.5%、1.5%、4.0%、8.0%、15.0%、25.0%、40.0%、60.0%、75.0%、85.0%、92.0%、96.0%、98.5%、99.5%、100.0%，采用藍(lán)色—黃色—紅色連續(xù)色階反映全磷含量的變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 淺層土壤酸堿性特征

2.1.1 平面分布。研究區(qū)土壤pH分布見(jiàn)圖2。土壤pH為4.46～8.15。根據(jù)規(guī)范DZ/T 0295—2016（表1）統(tǒng)計(jì)，1 170組淺層土壤樣以酸性為主，占66.07%；中性土壤占28.38%，主要分布在石沛鎮(zhèn)北部和西部、六鎮(zhèn)鎮(zhèn)北部。

2.1.2 垂向分布。

pH垂向分布見(jiàn)圖3。由圖3可知，埋深0～65 cm，土壤偏酸性；埋深超過(guò)65 cm，土壤為中性。表明土壤酸化主要集中在淺層，深層土壤受外界影響較小。

2.2 淺層土壤全磷特征

2.2.1 平面分布。

受成土母質(zhì)和成土條件的影響，研究區(qū)土壤中全磷含量較少。表層土壤中，全磷含量為186.7～1 510.0 mg/kg，平均值為429.56 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為118.21 mg/kg，變異系數(shù)為0.275，分布較均勻。

根據(jù)規(guī)范DZ/T 0295—2016（表2）統(tǒng)計(jì)，1 170組淺層土樣中全磷等級(jí)以四等和五等為主，占92.56%；一等、二等和三等所占比例較少，僅占7.44%。說(shuō)明磷是研究區(qū)農(nóng)田土壤中較缺乏的一種養(yǎng)分，大部分地區(qū)均需補(bǔ)充磷肥。結(jié)合全磷含量平面分布（圖4），可看出全磷較缺乏區(qū)和缺乏區(qū)主要分布在棗嶺村中西部、六鎮(zhèn)鎮(zhèn)北部、二郎口鎮(zhèn)南部一帶，低值區(qū)主要分布在大殷村南部、小集村北部和上陶村南部部分地區(qū)。

2.2.2 垂向分布。

土壤垂向剖面中全磷含量分布見(jiàn)圖5。由圖5可知，表土層（埋深0～20 cm）全磷含量高于下層，可能與長(zhǎng)期施肥有關(guān)；土層0～65 cm，隨深度增加，土壤中全磷含量不斷減少；土層65～200 cm，隨深度增加，土壤中全磷含量不斷增大。關(guān)于磷在土壤剖面下層中的積累現(xiàn)象有較多報(bào)道[7-8]。

2.3 淺層土壤中速效磷特征

土壤中速效磷含量是衡量土壤供磷能力的重要指標(biāo)。研究區(qū)表層土壤中，速效磷含量為0.080～138.920 mg/kg，平均值為6.339 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為8.793 mg/kg，變異系數(shù)為1.387，空間上呈分異分布。

根據(jù)規(guī)范DZ/T 0295—2016（表3）統(tǒng)計(jì)，1 170組淺層土樣中速效磷等級(jí)以四等和五等為主，占84.79%；一等、二等和三等所占比例較少，占15.21%。速效磷的等級(jí)分布與全磷等級(jí)分布類似。

2.4 土壤磷有效性分析

土壤磷的活化系數(shù)為速效磷與全磷之比，可反映土壤磷轉(zhuǎn)化為速效磷的潛在能力或水平，常用來(lái)表征土壤磷的有效性。研究認(rèn)為，活化系數(shù)低于2%的土壤，全磷不易轉(zhuǎn)化為速效磷[9-10]。研究區(qū)土壤磷活化系數(shù)小于2%的樣品占83.33%，說(shuō)明全磷不易轉(zhuǎn)化為速效磷。

2.5 磷轉(zhuǎn)化影響因素

影響土壤中磷轉(zhuǎn)化的因素包括：土壤理化性質(zhì)（pH、黏土含量、有機(jī)碳含量等）、環(huán)境因子（水分、溫度等）、種植方式等[11]。研究發(fā)現(xiàn)，土壤水分、有機(jī)質(zhì)、pH是影響白漿土磷有效性的主要因素[12]。各因素之間相關(guān)性分析結(jié)果表明，在樣品數(shù)為1 170，顯著因子為0.01的條件下，相關(guān)系數(shù)臨界值為0.05。

有機(jī)質(zhì)是土壤中各種營(yíng)養(yǎng)元素的重要來(lái)源，其含量影響土壤供給氮磷鉀的能力。相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有機(jī)質(zhì)與全磷的相關(guān)系數(shù)為0.508，有機(jī)質(zhì)與速效磷的相關(guān)系數(shù)為0.177，表明有機(jī)質(zhì)與全磷和速效磷均相關(guān)，且對(duì)全磷的影響更顯著。

pH是土壤鹽基狀況的綜合反映，影響有機(jī)質(zhì)、氮磷鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化和釋放。相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，pH與全磷的相關(guān)系數(shù)為0.105，pH與速效磷的相關(guān)系數(shù)為0.150，表明pH與全磷和速效磷均相關(guān)。

相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，全磷與速效磷的相關(guān)系數(shù)為0.695，表明兩者之間顯著相關(guān)。二者之間雖不是直線相關(guān)，但當(dāng)土壤中全磷含量低于0.3 g/kg時(shí)，土壤表現(xiàn)為缺少速效磷。

3 結(jié)論

（1）淺層土壤以酸性為主，針對(duì)酸性土壤，提出了施用石灰、增加有機(jī)肥等改良措施：①施用石灰。石灰既可中和土壤的酸性，又能提供鈣營(yíng)養(yǎng)素，還能殺菌除草。

②增施有機(jī)肥。增施有機(jī)肥不僅能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，還可減緩?fù)寥浪峄俣?，還能促進(jìn)微生物生長(zhǎng)。

③建議使用氮、磷、鉀配比合理的專用肥。施用專用肥，可提高肥料利用率，同時(shí)也能避免因過(guò)量施肥造成環(huán)境污染。

（2）表層土壤的全磷等級(jí)以四等和五等為主，表明磷是研究區(qū)土壤中較缺乏的一種養(yǎng)分。土層0～65 cm，全磷含量呈下降趨勢(shì)，但在土層0～20 cm全磷含量最高。土層65～200 cm，磷在土壤剖面上有積累現(xiàn)象。

（3）研究區(qū)土壤的磷活化系數(shù)小于2%的樣品占83.33%，說(shuō)明全磷不易轉(zhuǎn)化為速效磷。

（4）相關(guān)性分析表明，pH和有機(jī)質(zhì)是影響磷轉(zhuǎn)化的重要因素。

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