1984年與2007—2017年秀洲區(qū)水田土壤pH值時(shí)空分布特征的變化

朱日清，俞廣力，張建英，張駿秋，姚杰峰

(嘉興市秀洲區(qū)農(nóng)業(yè)種植業(yè)推廣總站，浙江 嘉興 314000)

秀洲區(qū)地處杭嘉湖平原，是浙北重要糧倉和果蔬重要生產(chǎn)基地，土地利用率相對(duì)較高。第二次土壤普查以來，化學(xué)肥料使用強(qiáng)度隨著高強(qiáng)度用地及高產(chǎn)生產(chǎn)模式而不斷增加，高施肥量、低利用率問題比較突出，長期、大量施用酸性肥料對(duì)土壤酸化起到了主要的助推作用[1]。土壤酸化成為秀洲區(qū)土壤地力的主要障礙因子之一，影響作物正常生長的同時(shí)也會(huì)引起土壤鋁離子中毒、重金屬鎘有效性增加等危害[2]。通過第二次土壤普查與2007—2017年的水田土壤pH值時(shí)空分布特征變化趨勢分析，以期更好地指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 基本情況

秀洲區(qū)現(xiàn)有五鎮(zhèn)二街道，嘉興在1983年撤地建市時(shí)將原嘉興縣分設(shè)為城區(qū)、郊區(qū)，把原嘉興縣農(nóng)村部分建立為嘉興市郊區(qū)，1999年6月更名為秀洲區(qū)，將原郊區(qū)的一部分劃入南湖區(qū)，一部分劃入秀洲區(qū)。本文根據(jù)現(xiàn)有行政區(qū)劃及第二次土壤普查時(shí)相對(duì)應(yīng)區(qū)域范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和匯總分析。

1.2 材料

根據(jù)目前五鎮(zhèn)行政區(qū)劃范圍，分別整理采用1984年第二次土壤普查和2007—2017年水田土壤pH值分析數(shù)據(jù)。嘉興郊區(qū)第二次土壤普查始于1981年，于1983年12月底完成土壤理化性狀分析，1984年數(shù)據(jù)匯總整理成冊。采用1984年18個(gè)公社的824個(gè)土樣數(shù)據(jù)。采用2007—2017年五鎮(zhèn)依托中央測土配方施肥等項(xiàng)目的3 069個(gè)土樣數(shù)據(jù)(表1)。

表1 秀洲區(qū)第二次土壤普查與2007—2017年水田土壤pH值分析數(shù)據(jù)的采用情況

1.3 分析

通過對(duì)秀洲區(qū)第二次土壤普查和2007—2017年水田土壤pH值時(shí)空分布特征、土壤酸化特征變化趨勢的匯總分析，剖析原因并提出對(duì)策建議。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間分布特征變化

1984年第二次土壤普查時(shí)水田土壤pH值平均值空間分布由高到低依次為新塍鎮(zhèn)(6.7)、王店鎮(zhèn)和王江涇鎮(zhèn)(均為6.5)、洪合鎮(zhèn)(6.3)、油車港鎮(zhèn)(6.0)；2007—2017年pH值王店鎮(zhèn)和洪合鎮(zhèn)為6.4，新塍鎮(zhèn)、王江涇鎮(zhèn)和油車港鎮(zhèn)為6.1(表2)。1984年所有土壤樣品pH值均≤7.5，2007—2017年則各鎮(zhèn)均有出現(xiàn)土壤pH值>7.5的情況，其占比空間分布從高到低分別為洪合鎮(zhèn)8.0%，王店鎮(zhèn)7.7%，新塍鎮(zhèn)1.3%，王江涇鎮(zhèn)0.7%，油車港鎮(zhèn)0.2%(表3)，這與土壤pH平均值變化有密切關(guān)系。王店鎮(zhèn)和洪合鎮(zhèn)原本地勢高低不平，多為箱子田，20世紀(jì)90代開始的土地整理項(xiàng)目以推土為主，通過推土將pH值較高的母質(zhì)層及以下層次土壤倒置于耕層，對(duì)土壤酸化起到了重要的緩沖作用。新塍鎮(zhèn)、王江涇鎮(zhèn)和油車港鎮(zhèn)自然地勢較平，土地整理則以路渠埠提升為主，少有大范圍推土整理現(xiàn)象，其土壤pH值主要受農(nóng)戶施肥影響，酸化程度明顯高于王店鎮(zhèn)和洪合鎮(zhèn)。

2.2 時(shí)間分布特征變化

1984年第二次土壤普查時(shí)水田土壤pH值最大值和最小值間變幅均<2.5個(gè)單位，以王店鎮(zhèn)2.2個(gè)單位為最大(表1)，以中性(pH值>6.5～7.5)和微酸性(pH值>5.5～6.5)土壤為主體，極個(gè)別土壤呈現(xiàn)酸性(pH值>4.5～5.5)，無堿性(pH值>7.5)和強(qiáng)酸性(pH值≤4.5)土壤(表3)。2007—2017年土壤pH值最大值和最小值間變幅則都>3個(gè)單位，以王店鎮(zhèn)4.7個(gè)單位最大，與1984年第二次土壤普查時(shí)數(shù)據(jù)相比，除王江涇鎮(zhèn)外，其他各鎮(zhèn)標(biāo)準(zhǔn)偏差均明顯變大，同一區(qū)域內(nèi)土壤pH值離散現(xiàn)象明顯(圖1)，出現(xiàn)了高比例土壤酸化和一定比例土壤堿化問題，土壤pH值狀況惡化問題比較突出。土壤pH值離散現(xiàn)象主要受到長期、大量施用化學(xué)肥料產(chǎn)生的酸化或堿化作用影響，王店鎮(zhèn)和洪合鎮(zhèn)同時(shí)受到大規(guī)模推土整理導(dǎo)致土層上下顛倒、混合等復(fù)合作用影響。

表2 秀洲區(qū)1984年與2007—2017年水田土壤pH值的變化情況

表3 秀洲區(qū)1984年與2007—2017年水田土壤各pH值范圍的變化情況 %

2.3 土壤酸化特征變化

從表3可以看出，1984年第二次土壤普查時(shí)大部分水田土壤pH值處于中性和微酸性，2007—2017年占比則處于76.3%～94%，明顯低于1984年第二次土壤普查時(shí)數(shù)據(jù)(圖1)。從微酸化梯度分析，新塍鎮(zhèn)和王江涇鎮(zhèn)微酸性土壤比例分別由1984年第二次土壤普查時(shí)的25.9%、43.4%增加到2007—2017年的68.1%、82.8%，受長期施用酸性化學(xué)肥料等因素影響產(chǎn)生微酸化現(xiàn)象突出，有更進(jìn)一步加重酸化的趨勢。而王店鎮(zhèn)、洪合鎮(zhèn)和油車港鎮(zhèn)微酸化現(xiàn)象相對(duì)較輕，且部分土壤因推土土地整理或堿性肥料施用等綜合影響從微酸性土壤向中性土壤轉(zhuǎn)變。從酸化和強(qiáng)酸化(pH值≤5.5)梯度分析，各鎮(zhèn)分別由1984年第二次土壤普查時(shí)的0～1.2%增加到5.3%～15.7%，其中洪合鎮(zhèn)、油車港鎮(zhèn)酸性和強(qiáng)酸性土壤比例分別為15.7%、15.0%(表3)，未推土整理區(qū)域水田土壤受長期施用酸性化學(xué)肥料等因素影響，已有部分區(qū)域產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的酸化問題。

圖1 秀洲區(qū)各鎮(zhèn)1984年與2007—2017年水田土壤pH值的分布

3 小結(jié)

1984年第二次土壤普查和2007—2017年土壤pH值空間分布特征變化顯示，王店鎮(zhèn)和洪合鎮(zhèn)箱子田區(qū)域通過推土整理項(xiàng)目將pH值較高的母質(zhì)層及以下層次土壤倒置耕層，對(duì)土壤酸化起到了重要緩沖作用。新塍鎮(zhèn)、王江涇鎮(zhèn)和油車港鎮(zhèn)受農(nóng)戶長期偏施酸性化學(xué)肥料影響，土壤酸化十分明顯。時(shí)間分布特征變化顯示，同一區(qū)域內(nèi)土壤pH值受長期、大量施用化學(xué)肥料產(chǎn)生的酸化或堿化作用等因素影響離散現(xiàn)象明顯，出現(xiàn)了高比例土壤酸化和一定比例土壤堿化問題。土壤酸化特征變化顯示，新塍鎮(zhèn)和王江涇鎮(zhèn)微酸性土壤比例分別由1984年第二次土壤普查時(shí)的25.9%、43.4%增加到2007—2017年的68.1%、82.8%，五鎮(zhèn)酸性和強(qiáng)酸性土壤由1984年第二次土壤普查時(shí)的0～1.2%增加到2007—2017年的5.3%～15.7%，受長期施用酸性化學(xué)肥料等因素影響微酸化和酸化問題突出。針對(duì)秀洲區(qū)第二次土壤普查以來土壤微酸化、酸化問題普遍發(fā)生，甚至在較長一個(gè)時(shí)期內(nèi)還有進(jìn)一步加重趨勢的情況，須采取調(diào)酸控酸農(nóng)藝措施改良已經(jīng)酸化的土壤，通過優(yōu)化氮素管理[3]、平衡施肥、精準(zhǔn)施肥、水肥一體化、增施有機(jī)肥[4]和分期施肥等技術(shù)措施，最大限度減少化學(xué)肥料總用量，提高肥料利用率，防止酸化土壤酸化不斷加重或酸化土壤比例進(jìn)一步增加。