?澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)狀況及其差異性分析?

摘 要：運(yùn)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法，以2008年測土配方施肥項(xiàng)目所測澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究了澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀及其差異性。結(jié)果表明：澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)（SOM）為“較富”水平，平均含量為23.23 g/kg。除縣域東部區(qū)域耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量處于“不缺”等級(jí)外，中部和西部地區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量基本處于“豐富”的水平。水稻土不同亞類土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況是：潛育水稻土>淹育水稻土>潴育水稻土;不同耕地類型的土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況是：水田>水旱輪作>旱地;不同母質(zhì)發(fā)育而來的耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量狀況是：泥巖類殘積物>沖積物>沉積物>洪積物>湖積物。

關(guān)鍵詞：耕地土壤;有機(jī)質(zhì);現(xiàn)狀;差異性;澧縣

中圖分類號(hào)：S155.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-060X（2018）12-0041-04

Current Situation and Difference Analysis of Soil Organic Matter in Farmland of Lixian County

TANG Si-wei，LIN Qing-mei

（College of Resources and Environment， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC）

Abstract： Based on the soil organic matter data of Lixian cultivated land measured by the project of soil testing and formula fertilization， the present situation and difference of soil organic matter of Lixian cultivated land were studied by using mathematical statistical analysis method. The results showed that soil organic matter （SOM） of cultivated land in Lixian County was “rich” with an average content of 23.23 g/kg. Except that the organic matter content of cultivated land in the eastern part of the county is in the “No Shortage” level， the organic matter content of cultivated land in the central and western regions is basically in the “rich” level. The contents of soil organic matter in different subtypes of paddy soil are： incobation paddy soil gt; submerging paddy soil gt; water-logging paddy soil. The content of soil organic matter in different cultivated land types was paddy field gt; paddy-dry rotation field gt; dry land. The soil organic matter content of cultivated land derived from different parent materials is mudstone residue gt; alluvium gt; sediment gt; diluvium gt; lake deposit.

Key words： cultivated land soil; organic matter; current situation; difference; Lixian

土壤有機(jī)質(zhì)（Soil Organic Matter，SOM）是指存在于土壤中的含碳的有機(jī)物質(zhì)，它包括土壤中各種動(dòng)植物物殘?bào)w、微生物及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)[1]。

長期以來許多學(xué)者對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)做了大量的研究，研究表明土壤有機(jī)質(zhì)可以經(jīng)過微生物分解礦化從而釋放出部分N、P、S以及部分微量元素[2]，為作物提供養(yǎng)分。此外，土壤有機(jī)質(zhì)還有保水作用，其可促進(jìn)團(tuán)聚體的形成，從而改善土壤耕性增強(qiáng)土壤保水蓄水性能[3-5]。

因此，土壤有機(jī)質(zhì)的養(yǎng)分全面、肥效持久以及保水性能往往被學(xué)者作為評(píng)價(jià)土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)[6-7]。耕地是中國乃至全球的主要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，其關(guān)乎國家的糧食安全，耕地不僅給農(nóng)作物提供水、肥、氣、熱，同時(shí)耕地的質(zhì)量也影響著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，此外，2017年10月黨的十九大報(bào)告指出要實(shí)現(xiàn)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”的保護(hù)[8]，因此耕地的研究已經(jīng)滲入各種學(xué)科領(lǐng)域范圍。有機(jī)質(zhì)作為土壤的重要組成部分，而土壤又是耕地的基礎(chǔ)，因此，將耕地與土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行相關(guān)研究，以求揭示不同區(qū)域耕地土壤有機(jī)質(zhì)的現(xiàn)狀及其演變規(guī)律已經(jīng)成為眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。許多學(xué)者根據(jù)某區(qū)域的測土配方施肥項(xiàng)目對(duì)該區(qū)域的有機(jī)質(zhì)含量分布情況作了大量的研究，研究表明土類、成土母質(zhì)、種植制度、施肥措施以及耕作制度影響著土壤有機(jī)質(zhì)含量[9-13]。

因此，結(jié)合澧縣的測土配方施肥項(xiàng)目，利用項(xiàng)目所測有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)，運(yùn)用平均數(shù)和變異系數(shù)的數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，初步探討澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀以土類、水稻土亞類、成土母質(zhì)、土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響，以期為湖南省常德市澧縣耕地土壤質(zhì)量的進(jìn)一步提升，肥力改善以及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

澧縣位于湖南省西北部，洞庭湖西岸，澧水下游，為兩省六縣交界處?？缭?11°12'30″～112°00′05″E，29°10′30″～29°57′30″N，屬武陵山脈向洞庭湖平原過渡的地帶。澧縣地貌類型多樣，山、丘、崗、平、湖均有，以平原和崗地為主。其耕地面積7.38萬hm2，其中水田面積4.96萬hm2，占耕地總面積的67.24%，旱地面積2.01萬hm2（不包括園地），占耕地面積的25.29%;園地面積0.41萬hm2，占耕地總面積的4.90%。從耕地土壤屬性看，澧縣境內(nèi)現(xiàn)有水稻土、潮土、紅壤、石灰土、紫色土5個(gè)土類，以水稻土、紅壤、潮土為主要土類。

1.2 試驗(yàn)材料

在第二次土壤普查時(shí)采樣的基礎(chǔ)上，根據(jù)澧縣不同土壤類型的分布情況，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位確定采樣數(shù)量。在保證土壤樣品具有代表性的前提下，取1 024個(gè)樣點(diǎn)，采樣深度為0～20 cm。采回的樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，除去樣品中的石塊以及多余植物殘?bào)w后在室內(nèi)自然風(fēng)干，用四分法取所需土壤進(jìn)行研磨過10目和60目篩，備用。土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定[14]。

1.3 試驗(yàn)方法

所有分析數(shù)據(jù)運(yùn)用WPS2016軟件進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)根據(jù)全國第2次土壤普查有機(jī)質(zhì)含量和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）進(jìn)行分類。

2 結(jié)果與分析

2.1 澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量及分布特征

2.1.1 耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量及分級(jí) 土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力水平的重要指標(biāo)之一。澧縣不同土壤類型耕地土壤有機(jī)質(zhì)的測定結(jié)果見表2。結(jié)果表明，澧縣不同耕地土壤類型有機(jī)質(zhì)含量均值介于22.86～30.95 g/kg，全縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)總平均值為（23.23±7.72）g/kg，變異系數(shù)為33.24%，表明全縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量總體上處于較豐富水平。其中有機(jī)質(zhì)含量均值處于“較富”等級(jí)的耕地土壤主要有水稻土、潮土、紅壤、紫色土，其有機(jī)質(zhì)含量均值介于23.31～23.99 g/kg，為全縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均水平的100.39%～103.32%。有機(jī)質(zhì)含量均值處于“富”等級(jí)耕地土壤為石灰土，其均值為30.95%，是全縣水平的133.29%。

澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)豐富程度在“較富”以上的占61.43%，其中，“豐富”的占3.52%，“富”的占14.16%，“較富”的占43.75%;“不缺”的占37.21%;“較缺”和“缺”的共占1.36%，其中“缺”的僅占有0.29%。這說明澧縣大部分耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到中等偏上水平，而僅有個(gè)別耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量較為缺乏。進(jìn)入21世紀(jì)以后，澧縣的平衡施肥技術(shù)得到很快發(fā)展，在繼續(xù)推廣秸稈還田基礎(chǔ)上，大力推廣專用配方肥，復(fù)混肥由低濃度向中濃度、高濃度發(fā)展，從而普遍提高澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量。

2.1.2 水稻土不同亞類土壤有機(jī)質(zhì)含量變化特征 澧縣水稻土主要有潛育水稻土、淹育水稻土和潴育水稻土3個(gè)亞類，不同亞類水稻土有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)出一定程度的差異性。由表3可知，不同亞類土壤有機(jī)質(zhì)平均值都在23 g/kg以上，基本處于較富水平。其中，水稻土3個(gè)亞類耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均值表現(xiàn)為：潛育水稻土>淹育水稻土>潴育水稻土。

2.2 澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間分布特征

澧縣共有27個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），其中有機(jī)質(zhì)含量“較富”等級(jí)的有20個(gè)，分別為鹽井鎮(zhèn)、甘溪灘鎮(zhèn)、官垸鄉(xiāng)、大堰垱鎮(zhèn)、涔南鄉(xiāng)、澧南鄉(xiāng)、方石坪鎮(zhèn)、王家廠鎮(zhèn)、張公廟鎮(zhèn)、車溪鄉(xiāng)、碼頭鋪鎮(zhèn)、道河鄉(xiāng)、夢溪鎮(zhèn)、小渡口鎮(zhèn)、火連坡鎮(zhèn)、洞市鄉(xiāng)、澧東鄉(xiāng)、中武鄉(xiāng)、大坪鄉(xiāng)和閘口鄉(xiāng)，其中以鹽井鎮(zhèn)最高，為29.86 g/kg，閘口鄉(xiāng)最低，為21.47 g/kg。有機(jī)質(zhì)含量“不缺”的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）有7個(gè)，分別為澧澹鄉(xiāng)、宜萬鄉(xiāng)、九垸鄉(xiāng)、永豐鄉(xiāng)、澧陽鎮(zhèn)、雙龍鄉(xiāng)和如東鄉(xiāng)，其中以澧澹鄉(xiāng)最高，為18.70 g/kg，如東鄉(xiāng)最低，為12.20 g/kg。

將澧縣分為西部、中部和東部三個(gè)區(qū)域（表4）。其中東部的有機(jī)質(zhì)含量平均值為19.49 g/kg，除了官垸鄉(xiāng)和小渡口鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)含量屬于“較富”水平外，其余4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的有機(jī)質(zhì)含量均處于“不缺”水平，東部地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量最低的為如東鄉(xiāng)（12.20 g/kg）;中部的有機(jī)質(zhì)含量平均值為23.74 g/kg，屬于“較富”等級(jí)，除了宜萬鄉(xiāng)、澧陽和澧儋小于20 g/kg外，其余11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的有機(jī)質(zhì)含量均處于“較富”水平，中部地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量最低的為澧陽鄉(xiāng)（15.83 g/kg），最高的為鹽井鎮(zhèn)（29.86 g/kg）;澧縣西部地區(qū)的有機(jī)質(zhì)含量平均值為24.92 g/kg，7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)含量均屬于“較富”等級(jí)，有機(jī)質(zhì)含量最低的為閘口鄉(xiāng)（21.47 g/kg），最高的為甘溪灘鎮(zhèn)（24.92 g/kg）。

2.3 成土母質(zhì)及土地利用方式對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響

2.3.1 成土母質(zhì)對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 澧縣耕地的成土母質(zhì)類型有沉積物、沖擊物、洪積物、湖積物和泥巖類殘積物等5類。不同母巖的風(fēng)化物在成分和性質(zhì)上有很大的差異，這些差異對(duì)澧縣土壤的形成發(fā)育起著不同的作用，并在一定程度上決定了土壤有機(jī)質(zhì)的含量[6]。由表5可知，由耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量受到不同成土母質(zhì)的影響，其均值在19.83～24.95 g/kg之間變化，沉積物發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量為23.82 g/kg，變幅為6.2～46.9 g/kg，變異系數(shù)為31.75%，沖積物發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為24.03 g/kg，變幅為2.8～53.4 g/kg，變異系數(shù)為34.15%，洪積物發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為22.15 g/kg，變幅為6.2～50.9 g/kg，變異系數(shù)為34.18%，湖積物發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為19.83 g/kg，變幅為11.6～45.9 g/kg，變異系數(shù)為31.50%，泥巖類殘積物發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為24.95 g/kg，變幅為2.3～54.3 g/kg，變異系數(shù)為31.31%?？梢?，澧縣5種成土母質(zhì)發(fā)育的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為泥巖類殘積物>沖積物>沉積物>洪積物>湖積物。這與黃智磊等[6]的研究有一定差異，他在湖南省保靖縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀中指出不同母質(zhì)發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為泥巖類殘積物>洪積物>沖積物。而與余宇航等[13]在湖南省醴陵市土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀中指出不同母質(zhì)發(fā)育形成的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為泥巖類殘積物>沖積物>洪積物的研究結(jié)果一致。

2.3.2 土地利用方式對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響 （1）水田。澧縣共有水田面積4.96萬hm2，占耕地總面積的67.24%，其主要種植制度有一季稻和雙季稻。由表6可知，水田土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為25.82 g/kg，但其變異性較大，變動(dòng)在6.90～42.9 g/kg 之間。參照土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表2），澧縣土壤有機(jī)質(zhì)含量在不缺水平（4級(jí)）的樣本占 37.14%，屬于較富（3級(jí)）和富水平（2 級(jí)）的樣本占 57.55%。表明澧縣水田土壤有機(jī)質(zhì)含量保持在較豐富水平。

（2）旱地。旱地面積2.42萬hm2，占耕地面積的30.19%。主要種植制度有果園、棉花、小麥、油菜棉花輪作和油菜玉米輪作。由表6可知，旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為20.4 g/kg，但其變異性較大，變動(dòng)在2.3～54.3 g/kg 之間。參照土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，澧縣土壤有機(jī)質(zhì)含量在不缺水平（4級(jí)）的樣本占37.03%，屬于較富（3級(jí)）和富水平（2級(jí)）的樣本占58.49%。表明澧縣旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量保持在較豐富水平。對(duì)比水田和旱地，可見旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量低于水田土壤有機(jī)質(zhì)含量，但其變異性小于水田土壤。其原因在于一方面水田因長期處于淹水還原狀態(tài)，微生物在厭氧條件下不易分解有機(jī)質(zhì)，從而有機(jī)質(zhì)含量得到積累[15]，而旱地耕作土壤通氣性較強(qiáng)，土壤有機(jī)質(zhì)易礦化分解。另一方面，有研究表明相同有機(jī)物料的輸入旱地分解的速率要快于水田[16]。因此，旱地土壤有機(jī)質(zhì)含量要明顯低于水田，這與余宇航等[13]研究結(jié)果一致。

（3）水旱輪作。水旱輪作的主要種植制度有油菜水稻輪作以及油菜雙季稻輪作。水旱輪作的土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為22.87 g/kg，其變異性較大，變動(dòng)在6.2～49.9 g/kg之間。參照土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，全縣土壤有機(jī)質(zhì)含量在不缺水平（4 級(jí)）的樣本占 36.56%，屬于較富（3級(jí)）和富水平（2 級(jí)）的樣本占 57.81%。表明澧縣水旱輪作土壤有機(jī)質(zhì)含量保持在較豐富水平。水旱輪作土壤有機(jī)質(zhì)含量大于旱地而小于水田，其變異系數(shù)也在水田和旱地之間。

3 結(jié) 論

通過澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，得出如下五點(diǎn)結(jié)論。

（1）澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量平均為23.23 g/kg，整體呈現(xiàn)較富的三級(jí)水平。但是仍有44.5%的耕地有機(jī)質(zhì)含量處于中等偏低狀態(tài)。

（2）澧縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)區(qū)域分布存在一定差異。除縣域東部區(qū)域耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量處于不缺等級(jí)外，中部和西部地區(qū)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量基本處于豐富的水平。

（3）不同亞類水稻土有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)出一定程度的差異性。水稻土不同亞類耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均值都在23 g/kg以上，基本處于較富的三級(jí)水平，其大小順序表現(xiàn)為潛育水稻土>淹育水稻土>潴育水稻土。

（4）耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量受到不同母質(zhì)發(fā)育的影響。澧縣五種成土母質(zhì)發(fā)育的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為泥巖類殘積物>沖積物>沉積物>洪積物>湖積物，其中泥巖類殘積物、沖積物、沉積物以及洪積物四種成土母質(zhì)發(fā)育的土壤呈較富的三級(jí)，湖積物發(fā)育形成的土壤呈不缺的四級(jí)。

（5）土地利用方式對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量有明顯的影響。澧縣不同土地利用方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為：水田>水旱輪作>旱地，其中三種土地利用方式的土壤有機(jī)質(zhì)含量均達(dá)到較富的三級(jí)。此外可結(jié)合不同土地利用的有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行針對(duì)性的施肥以及合理的耕作方式。

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