貴州省六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分的地球化學等級評價

任 維， 萬大學

(貴州省地質礦產勘查開發(fā)局 一○五地質大隊， 貴州 貴陽 550000)

引言

【研究意義】土壤養(yǎng)分是指由土壤提供植物生長所必需的營養(yǎng)元素，能被植物直接或轉化后吸收，是土壤肥力的重要組成部分。土壤養(yǎng)分營養(yǎng)元素含量直接影響農作物的生長、農產品的產量和品質。探明土壤養(yǎng)分元素的地球化學特征，客觀分析土壤的養(yǎng)分水平，評價綜合等級，能夠正確定位土壤的肥力水平，對農業(yè)生產布局與區(qū)劃具有重要的意義[1-3]?！厩叭搜芯窟M展】唐將等[4-7]研究表明，植物生長所必需的元素有16種，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl，除C、H、O主要來自大氣和水外，其余元素均來自土壤[4-7]。陳玉茹等[8-9]報道，土壤N、P、K是植物生長所需的大量元素，其含量對植物生長具有較大影響，堿解氮、有效磷、速效鉀是能被植物吸收的有效成分。李峰等[10]研究報道了貴州省安順市耕地表層土壤養(yǎng)分元素的分布特征。唐婷婷等[11]對貴州省赤水市耕(園)地土壤質量進行了地球化學評價。趙敏等[12]研究報道了貴州省貞豐縣耕地表層土壤養(yǎng)分元素的有效量和有效度。龍宣霖等[13]研究報道了貴州遵義松林地區(qū)土壤的地球化學特征，并對其進行了生態(tài)環(huán)境評價。未見關于貴州省六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分的地球化學等級評價的研究報道?！狙芯壳腥朦c】以六枝特區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)旱地、水田、果園和茶園等類型耕層土壤為研究對象，選擇全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀、全磷、有效磷和有機質等指標，研究其地球化學變化特征并進行等級評價?！緮M解決的關鍵問題】探明六枝特區(qū)全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀、全磷、有效磷和有機質等的地球化學特征及等級變化特征，弄清貴州省六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分豐缺狀況，為六枝特區(qū)農業(yè)生產布局與區(qū)劃提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

土壤樣品共7 512個，采自六枝特區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的旱地、水田、果園和茶園等類型耕層土壤。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集 旱地和水田采集0～20 cm的連續(xù)土柱，果園和茶園土壤采集0～60 cm的連續(xù)土柱，每個采樣點按現(xiàn)場耕地種類及農作物種植情況合理布置中心樣點，在20～50 m向四周輻射確定4個取樣點，組合的5個子樣點等份組合成一個混合樣。采樣地塊為長方形時，采用“S”形布設子樣點；采樣地塊近似正方形時，采用“X”形或棋盤形布設子樣點。各子樣不跨地類、不跨溝谷，子樣布置在相同地類耕地的地塊中部，避開溝渠、路邊、田埂及施肥區(qū)域，同時避開雨天、施肥期和農藥噴灑期。

1.2.2 樣品粗加工與保存 從野外采回的土壤樣品及時清理登記后，置于干凈整潔的室內通風處場地懸掛在樣品架自然風干。風干過程中適時翻動，并將大土塊用木棒敲碎以防止粘泥結塊，剔除土壤以外的雜物后加速干燥，風干后的土壤樣品用木棍碾壓后過2 mm孔徑篩，然后采用四分法分成幾等分后根據(jù)各指標測定要求進行處理。部分繼續(xù)碾磨過0.25 mm孔徑篩后用于測定土壤有機質，部分過0.25 mm孔徑篩土樣繼續(xù)用瑪瑙研缽磨細過0.084 mm孔徑篩后用于測定氮、磷和鉀元素的含量。

1.2.3 指標測定 土壤養(yǎng)分主要包括全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀和有機質含量。土壤全氮和有機質含量采用容量法測定，全鉀和全磷采用X射線熒光光譜法測定，堿解氮、速效鉀和有效磷采用森林土壤系列測定方法測定。

1.2.4 土壤養(yǎng)分的地球化學分級標準及各等級養(yǎng)分地球化學綜合評價

1) 分級標準。各養(yǎng)分指標分級標準參照全國第二次土壤養(yǎng)分地球化學分級標準進行，各養(yǎng)分指標不同等級分級標準見表1。

表1 土壤養(yǎng)分元素等級的劃分標準

2) 綜合評價。在土壤氮、磷、鉀單指標養(yǎng)分地球化學等級劃分基礎上，參照土地質量地球化學評價規(guī)范(DZ/T 0295-2016)對土壤各養(yǎng)分指標含量進行地球化學單指標和綜合養(yǎng)分評價，計算土壤各等級養(yǎng)分地球化學綜合得分(f養(yǎng)綜)。

式中，f養(yǎng)綜為土壤氮、磷、鉀評價總得分，1≤f養(yǎng)綜≤5；ki為氮、磷、鉀權重系數(shù)，分別為0.4、0.4和0.2；fi分別為土壤氮、磷、鉀的單元素等級得分。5等、4等、3等、2等、1等所對應的fi得分分別為1分、2分、3分、4分和5分[8]。土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級劃分標準：一等，f養(yǎng)綜≥4.5；二等，3.5>f養(yǎng)綜<4.5；三等，2.5>f養(yǎng)綜<3.5；四等，1.5>f養(yǎng)綜<2.5；五等，f養(yǎng)綜<1.5。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用中國地質調查局“土地質量地球化學調查與評價管理與維護(應用)子系統(tǒng)”處理數(shù)據(jù)，用Excel 2010、SPSS 22.0、ArcGIS 10.04對數(shù)據(jù)進行分析。

2 結果與分析

2.1 六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分的等級

從圖1～4看出，六枝特區(qū)耕地土壤全氮與堿解氮、全磷與有效磷、土壤全鉀與速效鉀和有機質各等級的分布狀況。

圖1 六枝特區(qū)耕地土壤全氮與堿解氮的等級分布

圖3 六枝特區(qū)耕地土壤全鉀與速效鉀的等級分布

圖4 六枝特區(qū)耕地土壤有機質的等級分布

2.1.1 全氮與堿解氮 全氮：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為515.39 km2和208.37 km2，占全區(qū)耕地面積的66.79%和27.00%，主要分布于梭戛鄉(xiāng)、新場鄉(xiāng)和牛場鄉(xiāng)；三等(適中)土壤面積約44.09 km2，占全區(qū)耕地面積的5.72%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)；四等(較缺乏)土壤面積約3.47 km2，占全區(qū)耕地面積的0.45%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)；五等(缺乏)壤面積為0.40 km2，占全區(qū)耕地面積的0.05%，零星分布于牂牁鎮(zhèn)西北面和關寨鎮(zhèn)北面。堿解氮：一等(豐富)土壤面積約383.86 km2，占全區(qū)耕地面積的49.74%，主要分布在牛場鄉(xiāng)、新場鄉(xiāng)、新華鎮(zhèn)、木崗鎮(zhèn)、大用鎮(zhèn)北面、落別鄉(xiāng)南面至關寨鎮(zhèn)一線，中寨鎮(zhèn)中部及郞岱鎮(zhèn)的灑志村；二等(較豐富)土壤面積約282.47 km2，占全區(qū)耕地面積36.60%，主要分布于梭戛鄉(xiāng)、巖腳鎮(zhèn)、龍河鎮(zhèn)、月亮河鄉(xiāng)、大用鎮(zhèn)與落別鄉(xiāng)接壤區(qū)域和關寨鎮(zhèn)南部；三等(適中)土壤面積約83.17 km2，占全區(qū)耕地面積的10.77%，主要分布于牂牁鎮(zhèn)、月亮河鄉(xiāng)西面、中寨鎮(zhèn)西北面和龍河鎮(zhèn)中部偏東；四等(較缺乏)土壤面積約17.74 km2，占全區(qū)耕地面積的2.30%，主要分布于牂牁鎮(zhèn)西面；五等(缺乏)土壤面積為4.47 km2，占全區(qū)耕地面積的0.58%，零星分布于牂牁鎮(zhèn)西面和關寨鎮(zhèn)西北面和梭戛鄉(xiāng)中部偏北面。

2.1.2 土壤全磷與有效磷 全磷：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為404.67 km2和126.20 km2，占全區(qū)耕地面積的52.44%和16.36%，主要分布于落別鄉(xiāng)至新場鄉(xiāng)一線以東，以及郞岱鎮(zhèn)至中寨鎮(zhèn)一線；三等(適中)土壤面積為130.73 km2，占全區(qū)耕地面積的16.94%，主要分布于牛場、梭戛、巖腳、新華、新場、關寨、中寨、月亮河、郎岱和牂牁等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；四等(較缺乏)土壤面積為77.31 km2，占全區(qū)耕地面的10.02%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)、牂牁鎮(zhèn)和郎岱鎮(zhèn)；五等(缺乏)土壤面積約為32.82 km2，占全區(qū)耕地面積的4.25%,主要分布于月亮河鄉(xiāng)，在牂牁、關寨、新場、巖腳、中寨等鄉(xiāng)鎮(zhèn)零星分布。有效磷：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積約為29.48 km2，占全區(qū)耕地面積的3.82%，主要分布于新場鄉(xiāng)南面和關寨鎮(zhèn)北面接壤區(qū)域；三等(適中)土壤面積約93.11 km2，占全區(qū)耕地面積12.07%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)；四等(較缺乏)土壤面積約為298.48 km2，占全區(qū)耕地面積的38.68%，主要分布于牛場鄉(xiāng)西面、新場鄉(xiāng)西面、巖腳鎮(zhèn)、新窯鎮(zhèn)、落別鄉(xiāng)及郞岱鎮(zhèn)南面；五等(缺乏)土壤面積約為350.64 km2，占全區(qū)耕地面積的45.44%，主要分布于牛場鄉(xiāng)、新華鎮(zhèn)、龍河鎮(zhèn)、巖腳鎮(zhèn)西面、月亮河鄉(xiāng)、牂牁鎮(zhèn)和中寨鎮(zhèn)。

2.1.3 土壤全鉀與速效鉀 全鉀：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為109.39 km2和90.58 km2，占全區(qū)耕地面積的14.18%和11.73%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)與郞岱鎮(zhèn)、中寨鎮(zhèn)接壤區(qū)域，落別東南至塔山街道一線，巖腳鎮(zhèn)東部、牛場、新場、梭戛三鄉(xiāng)接壤處；三等(適中)和四等(較缺乏)土壤面積分別為164.95 km2和211.04 km2，占全區(qū)耕地面積的21.37%和27.35%，主要分布于龍河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、木崗鎮(zhèn)及落別鄉(xiāng)西面；五等(缺乏)土壤面積195.83 km2，占全區(qū)耕地面積的25.37%，主要分布于新場鄉(xiāng)西南面、關寨鎮(zhèn)、新窯鎮(zhèn)、中寨鎮(zhèn)和牂牁鎮(zhèn)。速效鉀：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為189.36 km2和322.49 km2，占全區(qū)耕地面積的24.54%和41.79%，主要分布于落別南東至塔山街道一線以東，巖腳鎮(zhèn)東部、牛場鄉(xiāng)、新場鄉(xiāng)東北面、梭戛鄉(xiāng)、月亮河鄉(xiāng)與中寨鎮(zhèn)接壤區(qū)域；三等(適中)土壤面積192.43 km2，全區(qū)耕地面積24.94%，主要分布在牛場、新場、新華、巖腳、關寨、中寨、郎岱、月亮河和牂牁等鄉(xiāng)鎮(zhèn)；四等(較缺乏)土壤面積為64.23 km2，占全區(qū)耕地面積的8.33%，主要分布于龍河鎮(zhèn)東面、關寨鎮(zhèn)、中寨鎮(zhèn)、月亮河鄉(xiāng)和牂牁鎮(zhèn)；五等面積約3.13 km2，占全區(qū)耕地面積的0.41%，零星分布于關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)和郎岱鎮(zhèn)。

2.1.4 土壤有機質 六枝特區(qū)一等(豐富)和二等(較豐富)土壤有機質面積分別為486.51 km2和192.03 km2，占全區(qū)耕地面積的63.04%和24.88%，主要分布于落別鄉(xiāng)至關寨鎮(zhèn)一線中部；三等(適中)土壤面積約82.64 km2，占全區(qū)耕地面積10.71%，主要分布于大用鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)和梭戛鄉(xiāng)；四等(較缺乏)和五等(缺乏)土壤面積約10.54 km2，占全區(qū)耕地面積1.36%，主要分布在月亮河鄉(xiāng)、新華鎮(zhèn)和梭戛鄉(xiāng)。

2.2 六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分綜合評價

從圖5看出，六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級的分布狀況，一等(豐富)土壤面積為64.77 km2，占全區(qū)耕地面積的8.39%，主要分布在牛場、新場、梭戛、新華、龍河、大用、中寨和郎岱等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，另在塔山街道至九龍街道一帶也有分布；二等(較豐富)土壤面積為519.13 km2，占全區(qū)耕地面積的67.27%，除新場鄉(xiāng)、關寨鎮(zhèn)、新窯鎮(zhèn)、月亮河鄉(xiāng)、中寨鎮(zhèn)和牂牁鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均大面積分布；三等(適中)土壤面積為24.11 km2，占全區(qū)耕地面積的20.84%，主要分布于月亮河鄉(xiāng)、牂牁鎮(zhèn)、關寨鎮(zhèn)和新場鄉(xiāng)南部；四等(較缺乏)土壤面積為3.88 km2，占全區(qū)耕地面積的3.35%，主要分布在新場鄉(xiāng)、關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)和月亮河鄉(xiāng)，其余區(qū)域零星分布；五等(缺乏)土壤面積為0.17 km2，占全區(qū)耕地面積的0.15%，主要分布于新場鄉(xiāng)、關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)和月亮河鄉(xiāng)。

圖5 六枝特區(qū)耕地土壤養(yǎng)分地球化學綜合的等級分布

2.3 六枝特區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤綜合養(yǎng)分的地球化學等級

從表2可知，六枝特區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤的綜合養(yǎng)分，一等(豐富)，除牂牁鎮(zhèn)外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，牛場鄉(xiāng)一等(豐富)面積占比最大，占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積的31.18%，其次是九龍街道、銀壺街道和塔山街道，一等(豐富)占鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積的比例分別為29.77%、27.93%、24.51%。二等(較豐富)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有較大面積分布，木崗鎮(zhèn)占鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積比例最大，達96.31%，占比最低為牂牁鎮(zhèn)和月亮河鄉(xiāng)，分別為28.32%和29.58%。三等(適中)在九龍街道和銀壺街道均無分布，牂牁、郎岱、月亮河和關寨分布占比最大，分別為65.95%、44.59%、39.64%和39.29%。四等(較缺乏)在九龍街道、銀壺街道、塔山街道、木崗鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、梭戛鄉(xiāng)、牛場鄉(xiāng)和落別鄉(xiāng)均無分布，在月亮河鄉(xiāng)分布占鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積比例最大，為27.76%。五等(缺乏)在關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)、新場鄉(xiāng)和月亮河鄉(xiāng)圴有分布，分布占比分別為0.33%、0.02%、0.41%、1.30%，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)無五等(缺乏)土壤分布。

表2 六枝特區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤綜合養(yǎng)分的地球化學等級

總體看，六枝特區(qū)土壤綜合養(yǎng)分屬中等偏豐富，存在較缺乏和缺乏土壤的鄉(xiāng)鎮(zhèn)包括巖腳鎮(zhèn)、大用鎮(zhèn)、關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)、龍河鎮(zhèn)、新窯鎮(zhèn)、郎岱鎮(zhèn)、新場鄉(xiāng)、中寨鎮(zhèn)和月亮河鄉(xiāng)，除月亮河鄉(xiāng)較缺乏和缺乏土壤占比較高外，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)較缺乏和缺乏土壤占比均未超過鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積的10%。九龍街道、銀壺街道、塔山街道和落別鄉(xiāng)土壤綜合養(yǎng)分狀況最好，均為豐富和較豐富水平，中等土壤占耕地比例不足1%，無較缺乏和缺乏土壤分布；木崗鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、梭戛鄉(xiāng)和牛場鄉(xiāng)較九龍街道、銀壺街道、塔山街道和落別鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)中等土壤面積占比稍大，總體還是豐富和較豐富水平，中等土壤面積占比不超過鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積的10%，無較缺乏和缺乏土壤分布；其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)均存在不同比例的土壤肥力較缺乏和缺乏耕地，月亮河鄉(xiāng)土壤肥力最為缺乏，較缺乏和缺乏耕地占整個鄉(xiāng)耕地面積的28.06%，中等面積占整個鄉(xiāng)耕地面積的39.64%，豐富和較豐富土壤占32.31%。主要分布在牛場、新場、梭戛、新華、龍河、大用、中寨和郎岱等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

3 討論

研究結果表明，六枝特區(qū)耕地土壤全氮和堿解氮含量均以一等(豐富)為主，面積分別為515.39 km2和383.86 km2，占全區(qū)耕地面積的66.79%和49.74%；說明六枝特區(qū)耕地土壤氮素含量不僅豐富，而且能被植被有效吸收的氮素含量也相對較高。原因是隨著農產品產量大幅提高，農民重視氮肥投入，速效氮素化肥用量普遍增加，導致耕地土壤堿解氮含量較高。與鄭筱敏等[14]在臨渭區(qū)土壤養(yǎng)分狀況研究中土壤堿解氮含量上升原因相同。部分地區(qū)堿解氮含量低，如牂牁鎮(zhèn)、中寨鎮(zhèn)和月亮河鄉(xiāng)，應根據(jù)需要增施氮肥。全磷含量雖然以一等(豐富)土壤為主，面積為404.67 km2，占全區(qū)耕地面積的52.44%；但有效磷一等(豐富)土壤僅占0.98%，而五等(缺乏)土壤面積達350.64 km2，占全區(qū)耕地面積的45.44%。說明六枝特區(qū)耕地土壤全磷中可被作物吸收的部分比較低，這是因為六枝特區(qū)酸性土壤較多，土壤養(yǎng)分有效性低，普遍存在嚴重缺磷現(xiàn)象，可通過施用適量的石灰、選用堿性肥料、增施農家肥等措施進行改良。曾廷廷等[15-16]研究表明，酸性土壤上施用石灰可提高作物產量。張瑤等[17]研究發(fā)現(xiàn)，不同土壤改良劑的材料來源及組成成分不同，其對酸性土壤的恢復效果也不同，以施用石灰的效果最好。全鉀以四等(較缺乏)和五等(缺乏)為主，占全區(qū)耕地面積的74.09%，而速效鉀一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積達511.85 km2，占全區(qū)耕地面積66.33%，較缺乏和缺乏土壤面積為67.36 km2，僅占全區(qū)耕地面積8.74%，說明六枝特區(qū)耕地土壤鉀元素有效性較好，但在農業(yè)生產過程中，應重視土壤鉀元素的補充。土壤有機質含量豐富，一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積約678.54 km2，占全區(qū)耕地面積的87.92%，主要因為區(qū)內氣候屬北亞熱帶季風氣候，雨量充沛，水熱條件好，適合植物生長，土壤有機質來源充足[18]。在月亮河鄉(xiāng)、新華鎮(zhèn)和梭戛鄉(xiāng)有機質較缺乏和缺乏土壤，面積占比為1.36%，在這些區(qū)域應注意補充土壤有機質。

4 結論

綜合看，六枝特征耕地土壤養(yǎng)分狀況較好，多集中為一等(豐富)和二等(較豐富)水平，四等(較缺乏)區(qū)和五等(缺乏)僅零星分布于少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。從各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分綜合評價結果看，六枝特區(qū)耕地土壤整體養(yǎng)分狀況雖然較好，但部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)卻相對較差，尤其是月亮河鄉(xiāng)，不管是養(yǎng)分元素單指標評價還是綜合評價，土壤養(yǎng)分較缺乏和缺乏區(qū)域占比均較大，建議月亮河鄉(xiāng)在農業(yè)生產過程中應根據(jù)土壤肥力的具體情況科學增施氮、磷、鉀和有機質肥料，補充土壤養(yǎng)分元素。在牛場鄉(xiāng)、新華鎮(zhèn)、龍河鎮(zhèn)、巖腳鎮(zhèn)西面、牂牁鎮(zhèn)和中寨鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)應加強對磷肥的補充，在關寨鎮(zhèn)、牂牁鎮(zhèn)和郎岱鎮(zhèn)應加強對鉀肥的補充。