江西省耕地土壤pH值和養(yǎng)分狀況調(diào)查

姚冬輝，吳建富*，盧志紅*，魏宗強(qiáng)，吳多基，朱安繁>

江西省耕地土壤pH值和養(yǎng)分狀況調(diào)查

姚冬輝1,2，吳建富1,2*，盧志紅1,2*，魏宗強(qiáng)1,2，吳多基1,2，朱安繁3>

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國土資源與環(huán)境學(xué)院，江西 南昌 330045；2.江西省鄱陽湖流域農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)重點實驗室，江西 南昌 330045；3.江西省土壤肥料技術(shù)推廣站，江西 南昌 330046)

按中國第二次土壤普查推薦的土壤養(yǎng)分和pH值的分級標(biāo)準(zhǔn)，對2014年江西省5個不同區(qū)域(贛南、贛北、贛中、贛西、贛東北)的94個縣(市)具有代表性的4 188個耕地土壤的養(yǎng)分和pH值的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，探明江西省耕地土壤養(yǎng)分及pH狀況。結(jié)果表明：江西省耕地土壤pH值平均為5.3，偏酸性；贛南、贛北耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值分別為28.5、25.8 g/kg，屬中等水平，而贛中、贛西和贛東北土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值分別為31.9、33.9、31.1 g/kg，屬較豐富水平；贛南土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為144.4 mg/kg，屬較豐富水平，其他4個區(qū)域的均值均高于150 mg/kg，屬豐富水平；贛南、贛中土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值分別為21.8、21.6 mg/kg，屬較豐富水平，其他3個區(qū)域的屬中等水平；5個區(qū)域土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值均在50～100 mg/kg，屬較缺乏水平?？梢?，江西省耕地土壤酸化嚴(yán)重，養(yǎng)分極不平衡。

耕地土壤；pH；養(yǎng)分；有機(jī)質(zhì)；堿解氮；有效磷；速效鉀；江西省

土壤養(yǎng)分是影響作物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，其含量、種類及適宜范圍對農(nóng)作物的生長、發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)有重要的影響。而土壤pH值是通過影響土壤理化和生物學(xué)性質(zhì)來影響作物生長、發(fā)育[1]。江西省是農(nóng)業(yè)大省，有耕地面積約308.913 3萬hm2，其中，高產(chǎn)田僅占33%[1]，嚴(yán)重影響了江西省農(nóng)業(yè)的發(fā)展。有關(guān)江西省耕地土壤養(yǎng)分狀況和pH值的研究已有一些報道[2-4]，但這些研究均是從省域尺度比較分析江西省耕地土壤養(yǎng)分和pH值的變化情況，缺乏不同尺度的區(qū)域性的耕地土壤比較分析；因此，本研究中，以2014年江西省5個不同區(qū)域定點監(jiān)測的耕地土壤為研究對象，分析不同區(qū)域耕地土壤pH和養(yǎng)分狀況，旨在為江西省不同區(qū)域土壤改良和合理施肥提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　研究區(qū)概況

江西省位于長江中下游南岸，地處北緯24°29′14″～30°04′41″，東經(jīng)113°34′36″～118°28′58″。其屬中亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫暖，無霜期長，年均溫度16.3～19.5 ℃；雨量充沛，年降水量1 341～1 943 mm，表現(xiàn)為南多北少、東多西少，山地多、盆地少。區(qū)內(nèi)耕地成土母質(zhì)主要為第四紀(jì)紅色黏土等酸性母質(zhì)。土壤以紅壤、黃壤為主，占江西省耕地總面積的66%。耕作制度以稻-稻-閑、稻-稻-肥、稻-稻-油、稻-油為主。

1.2　土樣采集

2014年，江西省土壤肥料技術(shù)推廣站選取江西省5個不同區(qū)域(贛南、贛北、贛中、贛西、贛東北)的94個農(nóng)業(yè)縣(市)定點監(jiān)測耕地，采集其具有代表性的耕層土壤樣品4 188個。根據(jù)耕地面積，采取“S”形隨機(jī)多點取樣法，混勻后用四分法留取1 kg土樣裝袋帶回，置室內(nèi)風(fēng)干，過1 mm 和0.25 mm孔徑篩，備用。

1.3　土樣指標(biāo)與測定方法

土樣分析的常規(guī)指標(biāo)有pH值和有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)6個指標(biāo)。土壤養(yǎng)分、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)和pH值均按常規(guī)分析法[5]測定。

1.4　分級標(biāo)準(zhǔn)

參照《中國土壤》[6]的土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)，將有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為6級，分別代表豐富、較豐富、中等、較缺乏、缺乏和極缺乏；pH值分6級，分別代表強(qiáng)堿性、堿性、中性、微酸性、酸性、強(qiáng)酸性。

表1　土壤養(yǎng)分和pH值的分級標(biāo)準(zhǔn)

1.5　數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1　供試土壤pH值狀況及分布特點

2.1.1土壤pH值狀況

將4 188個耕地土壤樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果表明：耕地土壤pH值最低為4.1，最高為7.9，且以酸性為主；pH值為>4.5～5.5的樣點最多，占總樣點的76.00%；其次，>5.5～6.5的樣點占20.70%；pH值為>6.5～7.5、>7.5～8.5、≤4.5的樣點分別僅占2.46%、0.38%、0.46%。說明江西省耕地土壤酸化嚴(yán)重。

2.1.2土壤pH值的分布特點

將土樣分析結(jié)果，按采樣地點，在江西省地圖上布點按區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計的結(jié)果(表2)表明：江西省耕地土壤pH值平均為5.3，且贛北、贛西、贛東北、贛南、贛中耕地土壤的平均pH值依次減??；以贛北平原的pH值為最高，平均為5.4，pH值高于5.5的土樣占35.42%，pH值為>4.5～5.5的土樣占64.31%；贛西丘陵和贛東北平原的pH值較高，pH值高于5.5的土樣分別占29.72%和29.10%，pH值為>4.5～5.5的土樣分別占70.28%和70.09%；而贛南山區(qū)和贛中丘陵土壤pH值較低，pH值為>4.5～5.5的土樣分別占80.80%和87.03%，pH值高于5.5的土樣分別占19.20%和11.96%，贛中pH值不高于4.5的強(qiáng)酸性土樣還占1.01%。

表2　江西省耕地土壤pH值的區(qū)域分布

2.2　供試土壤的養(yǎng)分狀況及分布特點

2.2.1土壤養(yǎng)分狀況

對4 188個耕地土壤樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的結(jié)果(表3)表明：①監(jiān)測點耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)30.0 g/kg以上的樣點占48.28%，>20.0～30.0 g/kg的樣點占36.44%，而不高于10.0 g/kg的極少。說明江西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體偏高，達(dá)到高產(chǎn)農(nóng)田的要求，這可能與近10年來推廣稻草全量切碎還田、冬種紫云英有關(guān)。②監(jiān)測點耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)極高，高于150 mg/kg的樣點超過一半，占55.85%，最高達(dá)392.6 mg/kg；堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為>120～150 mg/kg的樣點占22.54%，而不高于90 mg/kg的樣點僅占8.60%。說明江西省大部分耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到高產(chǎn)農(nóng)田的要求。③監(jiān)測點土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為>40、>20～40、>10～20、≤10 mg/kg的樣點分別占10.22%、27.60%、37.75%、24.43%。說明江西省耕地土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)整體偏低。④監(jiān)測點土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于200 mg/kg的樣點僅占3.37%，>150～200 mg/kg的樣點也只有7.38%，>50～100 mg/kg的樣點占48.83%，而不高于50 mg/kg的樣點還有21.01%。說明江西省耕地土壤缺鉀嚴(yán)重，養(yǎng)分極不平衡。

表3　江西省耕地土壤的養(yǎng)分狀況

括號中的百分?jǐn)?shù)為占比。

2.2.2土壤有機(jī)質(zhì)的區(qū)域分布特點

將土壤養(yǎng)分監(jiān)測結(jié)果按采樣點在江西省地圖上布點，按區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)計分析的結(jié)果(表4)表明：江西省土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為9.0~65.5 g/kg，均值為30.2 g/kg；贛北(南昌、九江)耕地土壤的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，范圍為9.0～58.2 g/kg，均值為25.8 g/kg，其中，不高于20.0 g/kg的占30.09%；贛西(宜春、新余、萍鄉(xiāng))耕地土壤的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，范圍為12.8～65.5 g/kg，均值為33.9 g/kg，其中，高于30.0 g/kg的占64.15%；其他3個區(qū)域贛中、贛東北、贛南耕地土壤的有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值依次降低，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于30.0 g/kg的土樣分別占57.81%、52.73%和40.45%。

表4　江西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)的區(qū)域分布

2.2.3土壤堿解氮的區(qū)域分布特點

由表5可以看出，江西省土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為162.7 mg/kg，贛東北、贛西、贛中、贛北、贛南耕地土壤堿解氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值依次降低；贛東北、贛西、贛中耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于150mg/kg的土樣均占60%以上，高于120 mg/kg的土樣占比可高達(dá)80%以上；贛北、贛南耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于120 mg/kg的土樣分別占76.56%和68.79%；全省耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于90 mg/kg的土樣僅占5.19%～12.42%。說明江西省耕地土壤有效氮含量豐富。

表5　江西省耕地土壤堿解氮的區(qū)域分布

2.2.4土壤有效磷的區(qū)域分布特點

由表6可見，江西省耕地土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為3.0～83.3 mg/kg，均值為19.9 mg/kg；贛南、贛中、贛西、贛北、贛東北耕地土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于20 mg/kg的土樣占比依次減少，分別為44.15%、42.10%、37.11%、32.09%、29.51%；土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為>10～20 mg/kg的土樣占比為35.11%～42.21%，贛北的為最高；而土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于10 mg/kg的占比為20.74%～32.51%，贛東北的為最高。說明江西省耕地土壤有效磷含量差異較大，這可能與各區(qū)域種植制度和土壤酸化程度不同有關(guān)。

表6　江西省耕地土壤有效磷的區(qū)域分布

2.2.5土壤速效鉀的區(qū)域分布特點

由表7可知，江西省土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為87.8 mg/kg，各區(qū)域耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍差異不大，但其均值以贛北的最高，贛南的最低；若以高產(chǎn)田土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100 mg/kg來看，贛北、贛西、贛中、贛東北、贛南的土樣占比依次降低，分別為37.29%、34.12%、31.69%、29.78%、20.64%；各區(qū)域耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為>50～100 mg/kg的土樣占比差異不大(46.20%～51.10%)；贛南、贛東北、贛中、贛西、贛北的耕地土壤速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于50 mg/kg的土樣占比依次降低，分別為33.16%、19.81%、18.90%、14.78%、14.77%。說明江西省耕地土壤普遍缺乏速效鉀，尤其是贛南地區(qū)更甚。

表7　江西省耕地土壤速效鉀的區(qū)域分布

2.3　供試土壤養(yǎng)分和pH值變異程度

從表8可以看出，江西省各區(qū)域耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)為27.50%～35.54%，以贛北的最大，贛中的最小；贛南、贛北、贛西、贛中、贛東北耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)依次減?。悔M東北、贛中、贛西、贛南、贛北耕地有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)依次減??；而速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變異系數(shù)則以贛南的最大，其他4個區(qū)域差異極小；贛西、贛北、贛東北、贛南、贛中土壤pH值的變異系數(shù)依次減小。說明江西省耕地土壤養(yǎng)分含量及pH值變幅較大。

表8　江西省不同區(qū)域耕地土壤的養(yǎng)分含量和pH值的變異系數(shù)

3　結(jié)論與討論

中國90%的農(nóng)田存在土壤酸化問題，且南方地區(qū)土壤酸化問題尤為突出，大部分土壤pH值已低于5.5，酸化面積和強(qiáng)度仍在進(jìn)一步增加[7]，土壤酸化正日益威脅南方水稻的可持續(xù)發(fā)展。朱安繁等[8]研究指出，2013年江西省耕地土壤pH值平均為5.3，較全國第二次土壤普查下降0.2。本研究中，江西耕地土壤pH均值為5.3，與朱安繁等[8]的研究結(jié)果基本一致。本研究中，不同區(qū)域土壤酸化程度存在一定的差異，變異系數(shù)為7.51%～11.61%；贛北、贛西、贛東北、贛南、贛中耕地土壤的pH均值依次降低；全省耕地土壤pH值為>4.5～5.5的樣點最多，占總樣點的76.00%。分析其原因，可能與成土母質(zhì)、耕作制度和施肥等方面有關(guān)[2,9-11]。說明江西省耕地土壤酸化嚴(yán)重，已成為制約江西省農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個重要因素。

農(nóng)作物一生吸收的養(yǎng)分中，氮有30%～60%、磷有50%～70%、鉀有40%～60%是來自土壤[12]，說明土壤養(yǎng)分環(huán)境對作物營養(yǎng)具有重要作用。朱安繁等[8]研究指出，江西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.3 g/kg，堿解氮、有效磷、速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為163.0、21.4、96 mg/kg，與全國第二次土壤普查相比，土壤養(yǎng)分穩(wěn)中有升。黃自文等[4]對宜春市耕地土壤研究指出，與第二次土壤普查相比，土壤有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量增幅明顯，速效磷含量有所增加，而速效鉀含量變化甚微。本研究中，江西省耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為30.2 g/kg，堿解氮、有效磷和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均分別為162.7、19.9、87.8 mg/kg，這與朱安繁等[8]的研究結(jié)果基本一致。本研究中，贛西、贛中、贛東北、贛南、贛北耕地土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值依次降低，屬中等和較豐富水平，其變異系數(shù)為27.50%～35.54%；贛東北、贛西、贛中、贛北、贛南耕地土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值依次降低，屬較豐富和豐富水平，其變異系數(shù)為32.62%～35.87%；贛南、贛中、贛西、贛東北、贛北耕地土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值依次降低，屬中等和較豐富水平，其變異系數(shù)為65.92%～76.72%；贛北、贛西、贛中、贛東北、贛南耕地土壤速效鉀均值依次降低，均處在50～100 mg/kg，屬于較缺乏水平，其變異系數(shù)為50.13%～57.13%。說明江西省各區(qū)域耕地土壤養(yǎng)分變幅較大，且養(yǎng)分極不平衡，已成為制約農(nóng)作物產(chǎn)量的另一個重要因素。

綜上所述，建議江西省各區(qū)域應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)土壤酸化改良力度，推廣測土配方施肥、農(nóng)作物秸稈還田、冬種紫云英、增施有機(jī)肥料等技術(shù)，提升耕地肥力質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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Investigation of the pH value and nutrient status of cultivated soil in Jiangxi Province

YAO Donghui1,2, WU Jianfu1,2*, LU Zhihong1,2*, WEI Zongqiang1,2, WU Duoji1,2, ZHU Anfan3

(1.College of Land Resources and Environment, Jiangxi Agricultural University, Nanchang, Jiangxi 330045, China; 2.Key Laboratory of Poyang Lake Basin Agricultural Resource and Ecology of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330045, China; 3.Soil and Fertilizer Technique Popularization Station of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330046, China)

Based on the classification standards of soil nutrients and pH values recommended by the second national soil survey, the collected data of nutrient and pH value of 4 188 cultivated land soils from 94 counties(cities) in 5 different regions(southern, northern, central, western and northeast Jiangxi) in Jiangxi Province in 2014 were compared and analyzed to explore their soil nutrient and pH status. The results showed that the average pH value of cultivated soil was 5.3, which was slightly acidic. The average soil organic matter mass fractions of cultivated land in southern and northern Jiangxi were 28.5 and 25.8 g/kg respectively, belonging to the medium level, while the average soil organic matter mass fractions of central, western and northeast Jiangxi were 31.9, 33.9 and 31.1 g/kg, respectively, belonging to the relatively rich level. The average mass fraction of soil available nitrogen in southern Jiangxi was 144.4 mg/kg, which was a relatively rich level, while the average of the other four regions were all higher than 150 mg/kg, which was a rich level. The average mass fractions of available phosphorus in southern Jiangxi and central Jiangxi were 21.8 and 21.6 mg/kg respectively, which were relatively abundant, while those in the other 3 regions were medium. The average mass fraction of available potassium in the five regions were between 50 and 100 mg/kg, which was a relatively deficient level. It can be seen that the cultivated soil in Jiangxi Province is seriously acidified and nutrient is extremely unbalanced.

cultivated soil; pH; nutrient; organic matter; available nitrogen; available phosphorus; available potassium; Jiangxi Province

S158

A

1007-1032(2020)05-0574-06

姚冬輝，吳建富，盧志紅，魏宗強(qiáng)，吳多基，朱安繁．江西省耕地土壤pH值和養(yǎng)分狀況調(diào)查[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2020，46(5)：574-579．

YAO D H, WU J F, LU Z H, WEI Z H, WU D J, ZHU A F. Investigation of the pH value and nutrient status of cultivated soil in Jiangxi Province[J]. Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences), 2020, 46(5): 574-579.

http://xb.hunau.edu.cn

2019-12-12

2020-01-22

國家重點研發(fā)計劃項目(2017YFD0301601)；國家自然科學(xué)基金項目(31660596)

姚冬輝(1996—)，男，江西新干人，碩士研究生，主要從事現(xiàn)代施肥技術(shù)與養(yǎng)分資源管理研究，qinghyqing@163.com；*通信作者，吳建富，博士，教授，主要從事土壤肥料與作物養(yǎng)分管理和土壤生態(tài)修復(fù)研究，wjf6711@126.com；*通信作者，盧志紅，博士，副教授，主要從事土壤肥料學(xué)與重金屬污染修復(fù)研究，luzhihong1@163.com

責(zé)任編輯：鄒慧玲

英文編輯：柳正