湖北省大別山區(qū)花生耕地土壤研究分析

李 寧，王明輝，吳 鵬，，肖齊圣，3，趙俊立，陶 江，徐華濤，5，范周雄

（1.黃岡市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 黃岡 438000；2.黃岡市耕地質(zhì)量與肥料管理站，湖北 黃岡 438000；3.麻城市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北 麻城 438300；4.紅安縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北 紅安 438400；5.大悟縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖北 大悟 432800）

湖北省花生（ArachishypogaeaL.）產(chǎn)區(qū)屬春夏花生區(qū)，是長(zhǎng)江流域主要的花生產(chǎn)區(qū)之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)2020年花生種植面積為24.36萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量為85.7萬(wàn)t，平均產(chǎn)量為3 517.95 kg/hm2，種植面積居于長(zhǎng)江流域產(chǎn)區(qū)的第二位［1］；湖北省花生主產(chǎn)區(qū)包括鄂東大別山區(qū)域的團(tuán)風(fēng)縣、麻城市、紅安縣、大悟縣、羅田縣，黃梅縣和浠水縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)種植；鄂北地區(qū)的宜城市、襄城區(qū)、襄州區(qū)；其他地區(qū)零星種植。湖北省大別山區(qū)位于湖北省東部、長(zhǎng)江中游北岸，屬于大別山南麓，區(qū)域內(nèi)多為丘陵崗地和山地，早在清光緒年間即開(kāi)始種植花生，花生常年種植面積為7萬(wàn)hm2［2，3］。

在花生生產(chǎn)上，由于多年連作以及化學(xué)肥料的大量施用，花生耕地土壤板結(jié)和青枯病發(fā)生嚴(yán)重，花生苗黃、苗弱、老小苗現(xiàn)象逐年加重，嚴(yán)重影響了花生產(chǎn)量及品質(zhì)。土壤養(yǎng)分狀況和機(jī)械組成是評(píng)價(jià)土壤生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，也是提高花生栽培產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素。摸清土壤養(yǎng)分狀況和機(jī)械組成對(duì)更好地發(fā)揮土壤生產(chǎn)力具有重要的指導(dǎo)意義［4，5］。之前，已有大量關(guān)于現(xiàn)有基本農(nóng)田土壤肥力狀況的研究［6-11］。但對(duì)不同花生耕地的土壤養(yǎng)分狀況研究較少。

本研究選取了湖北省大別山區(qū)7個(gè)主要花生種植縣市，對(duì)沙壤地、黏土地、棕紅壤地、壤土地等不同花生耕地進(jìn)行土壤養(yǎng)分和機(jī)械組成分析，了解土壤養(yǎng)分和類型特征，探討制約花生耕地生產(chǎn)力的因素，對(duì)花生耕地土壤改良和培肥提出針對(duì)性的措施，為提高花生產(chǎn)量及品質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

大別山位于鄂、皖、豫三省毗鄰地區(qū)，地處北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤(rùn)，介于北緯30°10′—32°30′、東經(jīng)112°40′—117°10′。具有典型的山地氣候特征，氣候溫和，雨量充沛。年平均氣溫12.5℃，平均降水量1 832.8 mm，年降水日數(shù)161 d，空氣平均相對(duì)濕度79%，年日照時(shí)數(shù)平均1 400～1 600 h，年霧日數(shù)平均102 d，太陽(yáng)平均輻射量462 kJ/cm2，無(wú)霜期179～190 d，大別山區(qū)位于鄂東、鄂東北，涉及湖北省黃岡市8個(gè)縣（市、區(qū)）和孝感市大悟、孝昌2個(gè)縣。

1.2 采樣點(diǎn)選取

選取湖北省大別山區(qū)7個(gè)主要花生種植縣市88個(gè)樣點(diǎn)（圖1），根據(jù)不同的土壤類型（表1），按梅花采樣法采集土壤樣品，取土壤表層0～20 cm土層的土樣，每個(gè)土樣1 kg，記錄其地理位置、采集時(shí)間、海拔、土壤類型、種植模式等基本信息，裝袋帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室內(nèi)分析。

表1 土壤采樣點(diǎn)及土壤類型

圖1 采樣點(diǎn)分布示意

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

土壤pH采用玻璃電極法測(cè)定；全碳采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定；全氮采用半微量凱氏法測(cè)定；堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定；速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀采用中性醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定；土壤機(jī)械組成采用甲種比重計(jì)法測(cè)定，同一土樣相同指標(biāo)平行測(cè)定3次，取其平均值［12］。

1.4 數(shù)據(jù)分析及處理

數(shù)據(jù)利用Excel 2010軟件和DPS 7.05軟件統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)花生耕地土壤p H及養(yǎng)分含量分析

由表2可知，湖北省大別山區(qū)7個(gè)主要花生種植縣市土壤pH為6.25～7.95，平均為6.12；變異系數(shù)為4.90%～24.54%，平均為14.86%；湖北省大別山區(qū)花生耕地總體呈弱酸性，土壤pH屬于輕度變異，表明pH在各縣市花生耕地土壤樣本中比較穩(wěn)定，黃梅縣花生耕地土壤pH最高，為7.95，與其他地區(qū)之間差異顯著。

表2 湖北省大別山區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分和p H分析

土壤的全碳含量為0.88～1.51 g/kg，平均為1.22 g/kg；變異系數(shù)為21.33%～41.76%，平均為28.50%；土壤的全碳含量屬于中度變異，不同地區(qū)之間的土壤全碳含量差異性較大，大悟縣花生耕地土壤的全碳含量最低，為0.88 g/kg，與團(tuán)風(fēng)縣和羅田縣之間差異顯著；羅田縣花生耕地土壤的全碳含量最高，為1.51 g/kg，與大悟縣之間顯著差異；其他縣之間花生耕地土壤的全碳含量無(wú)顯著差異。

土壤的全氮含量為0.09～0.17 g/kg，平均為0.14 g/kg；變異系數(shù)為18.01%～34.57%，平均為25.06%；土壤的全氮含量屬于中度變異，不同地區(qū)之間土壤全氮含量差異性較大，黃梅縣和大悟縣花生耕地土壤全氮含量較低，分別為0.09 g/kg和0.11 g/kg；羅田縣花生耕地土壤全氮含量最高，為0.17 g/kg，與黃梅縣和大悟縣之間差異顯著；其他縣之間花生耕地土壤全氮含量無(wú)顯著差異。

土壤速效鉀含量為106.71～149.94 mg/kg，平均為128.53 mg/kg；變異系數(shù)為16.47%～49.00%，平均為36.24%，屬于中度變異，不同地區(qū)之間土壤速效鉀含量無(wú)顯著差異。

土壤速效磷含量為11.60～13.91 mg/kg，平均為12.49 mg/kg；變異系數(shù)為11.02%～23.21%，平均為15.18%；屬于輕度變異，不同地區(qū)之間土壤速效磷含量無(wú)顯著差異。

土壤堿解氮含量為50.05～87.88 mg/kg，平均為75.59 mg/kg；變異系數(shù)為15.58%～51.79%，平均為35.33%；屬于中度變異，不同地區(qū)之間土壤堿解氮含量無(wú)顯著差異。

根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，劃分湖北省大別山區(qū)不同地區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分等級(jí)，結(jié)果如表3所示。大部分地區(qū)花生耕地土壤全碳含量為4級(jí)，大悟縣為5級(jí)，整體花生耕地土壤全碳含量偏低；大部分地區(qū)花生耕地土壤全氮含量整體較高，為2～3級(jí)，這可能與花生本身可以固氮有關(guān)，但黃梅縣花生耕地土壤全氮含量較低，為4級(jí)；大別山區(qū)花生耕地土壤速效鉀和速效磷含量整體較高，均為3級(jí)；大部分地區(qū)花生耕地土壤堿解氮含量整體偏低，為4級(jí)，黃梅縣花生耕地土壤堿解氮含量為5級(jí)。

表3 不同地區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分分級(jí)評(píng)價(jià)

2.2 不同種植模式下花生耕地土壤p H及養(yǎng)分含量分析

由表4可知，輪作種植的花生耕地土壤pH比連作冬閑田的pH高，但2種種植模式下，花生耕地土壤總體呈弱酸性；輪作種植的花生耕地土壤養(yǎng)分要好于連作冬閑田，各項(xiàng)指標(biāo)均高于連作冬閑田，但兩者之間無(wú)顯著差異，這可能與輪作種植施用肥料較多有關(guān)，湖北省大別山區(qū)花生一般與油菜輪作。

表4 不同種植模式下花生耕地土壤養(yǎng)分和p H分析

2.3 不同地區(qū)花生耕地土壤機(jī)械組成分析

采用甲種比重計(jì)法對(duì)88個(gè)樣點(diǎn)土壤進(jìn)行土壤機(jī)械組成測(cè)定，參照中國(guó)（1978）擬定的土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤粒徑的劃分，通過(guò)試驗(yàn)得出沙粒（1.00～0.05 mm）、粗粉粒（0.05～0.01 mm）以及黏粒（<0.001 mm）的粒級(jí)含量（%）。結(jié)果顯示，88個(gè)樣點(diǎn)的土壤組成含量分別為沙粒（27.7%～79.1%）、粉粒（20.6%～70.6%）、黏粒（0.2%～2.1%），表明不同地區(qū)田塊土壤機(jī)械組成有差異；整體上湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤的粒徑組成基本表現(xiàn)為粗粉粒>沙粒>黏粒，不同地區(qū)之間花生耕地土壤機(jī)械組成分析平均值如表5所示，對(duì)其進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖2所示，黃梅縣和浠水縣的花生耕地土壤機(jī)械組成與其他幾個(gè)地區(qū)的差別較大，紅安縣與羅田縣的土壤機(jī)械組成最接近。

圖2 不同地區(qū)土壤機(jī)械組成聚類分析

表5 不同地區(qū)花生耕地土壤機(jī)械組成平均值（單位：%）

3 小結(jié)

湖北省酸化土壤面積達(dá)113萬(wàn)余公頃，占全省耕地總面積的36.13%，其中，酸化土壤（pH≤6.50）面積達(dá)105.8萬(wàn)hm2以上，嚴(yán)重酸化（pH≤4.50）土壤面積達(dá)8.29萬(wàn)hm2，主要分布在鄂東大別山區(qū)、鄂西武陵山區(qū)和鄂南幕阜山區(qū)的46個(gè)縣（市、區(qū)），嚴(yán)重制約現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展［13］。花生適宜微偏酸性的土壤，pH以6.0～6.5為好，適宜花生根瘤菌繁育的pH為5.8～6.2，適于花生對(duì)磷肥吸收利用的pH為5.5～7.0，pH為6.5時(shí)最為有利。湖北省大別山區(qū)花生耕地總體呈弱酸性，平均為6.12，土壤pH屬于輕度變異，適宜花生種植。

根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，湖北省大別山區(qū)花生耕地土壤全碳含量偏低，大部分花生耕地土壤全碳含量為4級(jí)；大部分地區(qū)花生耕地土壤全氮含量整體較高，為2～3級(jí)，可能與花生本身可以固氮有關(guān)，花生耕地土壤速效鉀和速效磷含量整體較高；土壤堿解氮含量整體偏低。綜合分析，大別山區(qū)花生耕地土壤養(yǎng)分肥力中等。不同種植模式下花生耕地土壤pH均呈弱酸性，輪作種植的花生耕地土壤養(yǎng)分要好于連作冬閑田，但兩者之間無(wú)顯著差異。

影響土壤機(jī)械組成的指標(biāo)是多元的，地形、成土母巖、土壤類型等是影響土壤機(jī)械組成的重要指標(biāo)［14］，土壤機(jī)械組成對(duì)土壤的肥力保持及土壤的透性影響密切，土壤黏粒含量越大，土壤養(yǎng)分含量越多，透性越差；土壤沙粒含量越多，土壤肥力越差，但土壤的透性就越好［15］。通過(guò)對(duì)不同地區(qū)88份土壤樣品進(jìn)行土壤機(jī)械組成的測(cè)定，湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤的粒徑組成基本表現(xiàn)為粗粉粒>沙粒>黏粒，大部分花生耕地土壤是肥力較高、微偏酸性的沙壤土，這種土壤通透性好，花生根系發(fā)達(dá)，結(jié)瘤多；土壤松緊適宜，有利于莢果發(fā)育；特別是紅安、大悟、麻城等縣，花生果殼光潔，果形大，質(zhì)量好，商品價(jià)值高。

盡管湖北省大別山地區(qū)花生耕地土壤肥力較高，適宜種植花生，但由于農(nóng)民種植管理比較粗放，花生產(chǎn)量不高，加上多年連作以及化學(xué)肥料的施用，花生耕地土壤板結(jié)和青枯病發(fā)生嚴(yán)重，花生苗黃、苗弱、老小苗現(xiàn)象逐年加重，嚴(yán)重影響了花生產(chǎn)量及品質(zhì)。因此，今后要推廣種植抗青枯病的花生品種，多施有機(jī)肥，綠色防控病蟲(chóng)草害，改良土壤肥力，提高花生產(chǎn)量和品質(zhì)。