淮河流域高潛水位農(nóng)用地養(yǎng)分分析及評(píng)價(jià)

鄭永紅，陳芳玲，張治國(guó),2，鄧永強(qiáng),3，方 超,3，張致林,3

(1.安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.安徽省高潛水位礦區(qū)水土資源綜合利用與生態(tài)保護(hù)工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 淮南 232001；3.淮南礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司煤礦生態(tài)環(huán)境保護(hù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，安徽 淮南 232001)

土壤是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而土壤養(yǎng)分質(zhì)量是土壤的基本屬性和本質(zhì)特征，也是衡量土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，其高低直接影響著農(nóng)作物的生長(zhǎng)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)布局和經(jīng)濟(jì)效益的提高。土壤養(yǎng)分質(zhì)量不僅表征土壤提供植物所需養(yǎng)分和生物物質(zhì)的能力，也是土壤物理、化學(xué)和生物學(xué)性質(zhì)的綜合反映[1-3]。高潛水位主要分布于我國(guó)中東部黃淮海平原的河北省、河南省、安徽省、山東省和江蘇省，地下水平均埋深一般介于5～15m之間，安徽省普遍小于5m[4]?；春恿饔蚴俏覈?guó)中東部地區(qū)生態(tài)安全屏障，也是國(guó)家重要的糧棉油生產(chǎn)基地[5]，地處南北氣候過(guò)渡帶,多數(shù)坡耕地土層在1～1.5m左右，地下水位高、地面排水不暢，造成土壤通氣不良，使有機(jī)物質(zhì)難以分解、土壤供肥能力下降，加劇了耕地土壤水土流失危害[6]。

我國(guó)地理區(qū)域可分為三大自然區(qū)，分別為西北干旱半干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)和東部季風(fēng)區(qū)。其中以內(nèi)陸河流域?yàn)榇淼母珊蛋敫珊岛颓嗖馗吆畢^(qū)年均降水量為133.0mm[7]，降水量匱乏，形成低潛水位；而以淮河流域?yàn)榇淼牡臇|部季風(fēng)區(qū)年均降水量為844.1mm，降水量豐富，從而形成高潛水位。文獻(xiàn)[8]利用主成分分析法研究?jī)?nèi)蒙古蘇木山華北落葉松人工林土壤養(yǎng)分變化規(guī)律，研究表明內(nèi)蒙古屬于典型的半干旱地區(qū)，地下水位較深，土壤類型多為栗鈣土，并且隨著林齡增加，土壤pH值、速效磷、速效鉀含量降低。文獻(xiàn)[9]研究甘肅省武山縣土壤養(yǎng)分特征及綜合肥力評(píng)價(jià)，研究表明甘肅農(nóng)田的土壤養(yǎng)分不均，受干旱季風(fēng)氣候的影響，年降雨量少，其地下水位埋藏較深，是典型的低淺水農(nóng)田，其中有機(jī)質(zhì)和堿解氮含量處于缺乏范圍，全氮含量處于中等范圍；全磷、有效磷和全鉀含量處于豐富范圍。文獻(xiàn)[10]研究陜西榆林沙地樟子松人工林土壤養(yǎng)分變化特征，研究表明榆林地表土壤也是典型的低淺水耕地土壤，土壤結(jié)構(gòu)疏松、土壤通氣和保水性差，速效鉀、堿解氮、速效磷處于缺乏范圍，整體土壤肥力偏低。文獻(xiàn)[11]研究黑龍江墾區(qū)農(nóng)田土壤養(yǎng)分平衡分析與評(píng)價(jià)，研究表明黑龍江墾區(qū)農(nóng)田同樣具有低淺水耕地的特征，耕層厚，腐殖質(zhì)含量高，并且土壤中氮和鉀養(yǎng)分含量處于中等水平，而磷含量處于豐富水平。

國(guó)內(nèi)的研究都側(cè)重于分析干旱或半干旱地區(qū)典型低淺水位耕地養(yǎng)分的變化特征，但對(duì)于我國(guó)高潛水位耕地土壤養(yǎng)分特征的研究較少。淮河流域是典型的高潛水位地區(qū)，選擇淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)焦崗湖鎮(zhèn)孫臺(tái)村作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)研究區(qū)的土壤容重、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷和全氮等11項(xiàng)指標(biāo)含量變化來(lái)分析土壤養(yǎng)分質(zhì)量的變化特征，選用灰色關(guān)聯(lián)度分析法評(píng)價(jià)研究區(qū)域范圍內(nèi)土壤養(yǎng)分的豐缺狀況，為淮河流域高潛水位耕地土壤保水保肥提供一定的理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 研究區(qū)概況

淮南市毛集綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)位于淮南市西南部，淮河與西淝河交匯處[12]，地勢(shì)東南低、西北高，臨近淮河和焦崗湖水域，地下水埋深在1～2m。毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，降水充沛。孫臺(tái)村位于淮南市毛集實(shí)驗(yàn)區(qū)焦崗湖鎮(zhèn)，地處淮河和焦崗湖之間。農(nóng)田總面積約為4 853畝，主要農(nóng)作物以小麥、玉米為主，輔助以黃豆和紅薯等農(nóng)作物種植。

2 材料與方法

2.1 樣品采集與處理

2020a 9月，在研究區(qū)域內(nèi)，采用網(wǎng)格布點(diǎn)法采集土壤樣品。根據(jù)《耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》[13]確定調(diào)查采樣點(diǎn)位置數(shù)量，孫臺(tái)村農(nóng)田總面積約為4 853畝，按照500畝一個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，再綜合考慮實(shí)際農(nóng)田情況，最終確定16個(gè)采樣點(diǎn)。每個(gè)采樣點(diǎn)取0～20cm深度的土方垂直取樣，揀出碎石、砂礫、植物殘?bào)w，土壤樣品經(jīng)充分混合后用四分法取舍，保留1kg左右混合土樣，裝入樣品袋，貼上標(biāo)簽，標(biāo)注采樣編號(hào)、時(shí)間、地點(diǎn)和GPS坐標(biāo)等詳細(xì)信息，帶回實(shí)驗(yàn)室處理和分析。土壤樣品在土樣風(fēng)干盤內(nèi)進(jìn)行自然風(fēng)干，經(jīng)過(guò)去雜、研磨、過(guò)篩和裝袋后放置在干燥器待測(cè)。

2.2 分析測(cè)試方法

本次土壤樣品的測(cè)定方法按照《土壤技術(shù)分析規(guī)范》進(jìn)行測(cè)定分析。綜合考慮土壤養(yǎng)分的物理和化學(xué)性質(zhì)，共選取11項(xiàng)指標(biāo)用于質(zhì)量評(píng)價(jià)，其中土壤酸堿度(pH值)采用電位法測(cè)定；土壤機(jī)械組成采用激光粒度儀測(cè)定；土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定；陽(yáng)離子交換量(CEC)采用三氯化六氨合鈷浸提-分光光度法測(cè)定；水溶性鹽分采用重量法測(cè)定；有機(jī)質(zhì)(SOM)采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定；堿解氮(AN)采用堿解-擴(kuò)散法測(cè)定；有效磷(AP)采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效鉀(AK)采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法測(cè)定；全氮(TN)采用CHN元素分析儀分析測(cè)定；全磷(TP)采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法；全鉀(TK)采用酸溶-火焰光度法測(cè)定。

2.3 評(píng)價(jià)方法

1)單個(gè)指標(biāo)分析 本研究區(qū)單個(gè)指標(biāo)分析與評(píng)價(jià)，采用全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)[14]。

2)灰色關(guān)聯(lián)度分析模型建立 將上述16個(gè)采樣地土壤的土壤 pH值、容重、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、堿解氮、全鉀、全磷、全氮等11種指標(biāo)作為一個(gè)灰色系統(tǒng)，則每個(gè)不同采樣點(diǎn)土壤作為灰色系統(tǒng)的一個(gè)因素，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析法[15]對(duì)孫臺(tái)村研究區(qū)土壤養(yǎng)分進(jìn)行綜合分析。

①參考數(shù)列

以各指標(biāo)的最優(yōu)值構(gòu)成理想的參考數(shù)列：X0(k)={X0(1)，X0(2)，X0(3)，…X0(n)}，以各指標(biāo)的測(cè)定值構(gòu)成比較數(shù)列：Xi(k)={Xi(1)，Xi(2)，Xi(3)，…，Xi(n)}，其中，k=1，2，3，…，n，n為測(cè)定指標(biāo)數(shù)(此處為13)，i=1，2，3，…，m，m為測(cè)定不同采樣點(diǎn)(此處為16)。

②指標(biāo)的無(wú)量綱化

將各指標(biāo)的測(cè)定值轉(zhuǎn)化為評(píng)價(jià)值，用Xi’(k)=Xi(k)/X0(k)對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，使所有數(shù)據(jù)在[0，1]區(qū)間之內(nèi)。

③灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)

求比較數(shù)列Xi與參考數(shù)列X0各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的絕對(duì)差值，Δi(k)為i點(diǎn)的指標(biāo)測(cè)定值Xi與理想值X0在第k個(gè)指標(biāo)上的絕對(duì)差值，則理想數(shù)列X0和比較數(shù)列Xi在k點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)ζi(k)為

(1)

式中：min min|X0(k)-Xi(k)|為二級(jí)最小差；max max|X0(k)-Xi(k)|為二級(jí)最大差；ρ為分辨系數(shù)，本研究ρ為0.5。

④等權(quán)關(guān)聯(lián)度

根據(jù)ζi(k)求出不同采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分的等權(quán)關(guān)聯(lián)度γi為

(2)

⑤指標(biāo)的權(quán)重

在實(shí)踐中，反映土壤養(yǎng)分的各性狀指標(biāo)的重要性是不同的，因此，需要對(duì)土壤養(yǎng)分各指標(biāo)賦予不同的權(quán)重系數(shù)。根據(jù)式(2)中計(jì)算得到的不同采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分的等權(quán)關(guān)聯(lián)度γi，運(yùn)用判斷矩陣法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)建判斷矩陣，并作一致性檢驗(yàn)，最終確定各土壤養(yǎng)分指標(biāo)的權(quán)重Wi(k)。

(3)

⑥灰色關(guān)聯(lián)度

(4)

2.4 數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量控制

采用SPSS24.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，灰色關(guān)聯(lián)度采用Matlab2016 軟件分析計(jì)算，圖件用Origin2018軟件制圖。為控制樣品的預(yù)處理及儀器分析質(zhì)量，采用土壤有效態(tài)成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW07461)進(jìn)行質(zhì)量控制，回收率控制在92%～110%。

3 結(jié)果分析

3.1 土壤物理特性

1)土壤質(zhì)地組成分析 按照國(guó)際制將土壤質(zhì)地分為砂粒(2～0.02mm)、粉粒(0.02～0.002mm)、黏粒(<0.002mm)，孫臺(tái)村耕地的土壤經(jīng)過(guò)質(zhì)地分析得出，6.25%屬于壤土，12.5%屬于砂質(zhì)壤土，81.25%屬于粉砂質(zhì)壤土。

2)土壤容重 孫臺(tái)村耕地土壤容重在1.11～1.69g·cm-3，各個(gè)采樣點(diǎn)土壤容重空間分布整體差異性不大(見(jiàn)圖1)，根據(jù)全國(guó)第二次土壤普查標(biāo)準(zhǔn)，土壤容重整體上屬于偏緊實(shí)水平。研究表明[16-17]，土壤過(guò)于緊實(shí)不利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，應(yīng)該對(duì)土壤進(jìn)行適當(dāng)翻耕，才能有效降低土壤緊實(shí)度，從而改善耕層土壤結(jié)構(gòu)，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。

圖1 土壤容重等級(jí)分布圖

3.2 土壤化學(xué)特性

采用全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。分析表1，孫臺(tái)村耕地土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量為19.33g·kg-1，屬于4級(jí)貧乏；有效磷平均含量為4.80mg·kg-1，屬于5級(jí)較貧乏；速效鉀平均含量為210.71mg·kg-1，屬于1級(jí)較豐富；全氮平均含量為1.01g·kg-1，屬于3級(jí)適量；全磷平均含量為0.09mg·kg-1，屬于6級(jí)貧乏；全鉀平均含量為20.58mg·kg-1，屬于2級(jí)較豐富。變異系數(shù)表示空間變異程度，孫臺(tái)村耕地土壤pH值的變異系數(shù)為3.33%，屬弱變異；土壤中全鉀的變異系數(shù)為9.23%，也屬于弱變異。除pH值和全鉀外其他養(yǎng)分元素的變異系數(shù)大部分都在10%～100%之間，屬于中等變異，有效磷的變異系數(shù)最大，主要是由于磷素在土壤中遷移變化小，作物吸收率低，受耕種、施肥等人為因素影響明顯。孫臺(tái)村耕地土壤pH值范圍為6.60～7.50之間，平均值為7.21，根據(jù)土壤酸堿度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[18]，25%的采樣點(diǎn)土壤呈中性，75%的采樣點(diǎn)土壤呈弱堿性。陽(yáng)離子交換量代表了土壤可能保持的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，即保肥性的高低，是土壤緩沖性能的主要來(lái)源，也是評(píng)價(jià)改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[19]。從表1可知，陽(yáng)離子交換量數(shù)值在8.27～22.09cmol·kg-1，孫臺(tái)村保肥能力強(qiáng)的土壤樣點(diǎn)占比為6.25%，保肥能力中等的土壤樣點(diǎn)占比為62.5%，保肥能力弱的土壤樣點(diǎn)占比為31.25%?？傮w上看，孫臺(tái)耕地土壤陽(yáng)離子交換量較豐富，交換能力屬于中等偏上和較強(qiáng)水平，陽(yáng)離子交換量的空間分布整體呈中間高兩邊低的格局。

表1 土壤養(yǎng)分描述性統(tǒng)計(jì)量

孫臺(tái)村耕地土壤有機(jī)質(zhì)空間分布整體呈北高南低、東高西低的格局。孫臺(tái)村耕地土壤有機(jī)質(zhì)等級(jí)分布在3級(jí)和4級(jí)，50%的土壤呈3級(jí)適量水平，50%的土壤呈4級(jí)貧乏水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量分布在10.60～27.60g·kg-1之間，且濃度梯度變化較明顯，如圖2(a)所示。

孫臺(tái)村耕地土壤堿解氮空間分布整體比較均勻，沒(méi)有較大的差異。孫臺(tái)村耕地土壤堿解氮等級(jí)分布如下：6.25%的土壤呈4級(jí)貧乏水平，81.25%的土壤呈5級(jí)較貧乏水平，12.5%的土壤呈6級(jí)非常貧乏水平。整體上，土壤的堿解氮含量較低，處于土壤的中等偏下和較貧乏水平，如圖2(b)所示。

孫臺(tái)村耕地土壤速效鉀空間分布整體呈中間高兩邊低的格局。孫臺(tái)村耕地土壤速效鉀等級(jí)分布如下：50%的土壤呈1級(jí)較豐富水平，37.5%的土壤呈2級(jí)豐富水平，12.50%的土壤呈3級(jí)適量水平。土壤速效鉀含量屬于中等偏上和豐富水平，如圖2(c)所示。

孫臺(tái)村耕地土壤有效磷空間分布整體呈中間低兩邊高，北低南高的格局。孫臺(tái)村耕地土壤有效磷等級(jí)分布如下：孫臺(tái)村耕地樣點(diǎn)有6.25%的土壤有效磷呈3級(jí)適量水平，43.75%的土壤有效磷呈4級(jí)貧乏水平，31.25%的土壤有效磷呈5級(jí)較貧乏水平，18.75%的土壤有效磷呈6級(jí)非常貧乏水平?？傮w上，土壤有效磷含量差異較大，屬于土壤的中等水平和較貧乏水平，且濃度梯度變化非常明顯，如圖2(d)所示。

孫臺(tái)村耕地土壤全氮空間分布整體呈西北低東南高的格局。孫臺(tái)村耕地土壤全氮等級(jí)分布如下：68.75%的土壤呈3級(jí)適量水平，31.25%的土壤呈4級(jí)貧乏水平?？傮w上，土壤的全氮含量屬于土壤的中等偏上水平，如圖2(e)所示。

孫臺(tái)村耕地土壤全磷空間分布整體呈均勻分布的格局。全鉀空間分布整體呈中間高四周低的格局。孫臺(tái)村耕地土壤全磷和全鉀等級(jí)分布如下：100%的土壤全磷呈6級(jí)非常貧乏水平?？傮w上，土壤的全磷含量無(wú)差異，屬于土壤的較豐富水平，濃度梯度變化也不是很明顯。18.75%的土壤全鉀呈1級(jí)豐富水平，81.25%的土壤全鉀呈2級(jí)較豐富水平，如圖2(f)和圖2(g)所示。

(a) 有機(jī)質(zhì) (b) 堿解氮

3.3 土壤養(yǎng)分灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)

1)土壤養(yǎng)分指標(biāo)區(qū)間化和關(guān)聯(lián)系數(shù) 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論要求，將孫臺(tái)村耕地16個(gè)采樣點(diǎn)土壤的11個(gè)指標(biāo)視為一個(gè)整體，在土壤 pH值、容重、陽(yáng)離子交換量、水溶性鹽分、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、堿解氮、總鉀、總磷、總氮等11個(gè)指標(biāo)中，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化變換得到新的數(shù)據(jù)列。根據(jù)孫臺(tái)村耕地土壤養(yǎng)分的特點(diǎn)，11個(gè)指標(biāo)均選擇其均值數(shù)值最大為最優(yōu)， 構(gòu)成最優(yōu)指標(biāo)集，最優(yōu)指標(biāo)集分別為x(k)={1.685 0，7.50，22.087 9，6.731 0，27.616 2，76.878 9，10.465 3，335.226 7，1.450 7，0.100 0，27.703 0}。

由于各指標(biāo)的量綱不一定相同，且有時(shí)數(shù)值的數(shù)量級(jí)相差懸殊，指標(biāo)之間無(wú)法進(jìn)行定量比較。因此必須對(duì)原始數(shù)據(jù)消除量綱，轉(zhuǎn)換為可比較的數(shù)據(jù)序列[20]。因此，為了合理評(píng)價(jià)孫臺(tái)村耕地的土壤養(yǎng)分水平，必須對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱區(qū)間化處理。采用指標(biāo)區(qū)間化方法對(duì)11個(gè)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，容重按照逆向指標(biāo)歸一化處理，其他10項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行正向指標(biāo)處理，處理后各指標(biāo)均在[0～1]之間變化如表2所示。然后根據(jù)公式計(jì)算土壤養(yǎng)分的灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)和等權(quán)關(guān)聯(lián)度，結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 土壤養(yǎng)分指標(biāo)區(qū)間化結(jié)果

表3 土壤養(yǎng)分因子灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)和等權(quán)關(guān)聯(lián)度

2)評(píng)價(jià)模型的結(jié)果分析 在各土壤養(yǎng)分指標(biāo)重要性相同的情況下，需計(jì)算出各指標(biāo)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度，才能直接用于評(píng)價(jià)不同采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分的高低。將計(jì)算出的16個(gè)采樣點(diǎn)的等權(quán)關(guān)聯(lián)度，對(duì)照土壤養(yǎng)分灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表4)，其中，土壤屬于Ⅱ級(jí)(良)的樣點(diǎn)分別是5、8、12、13、15號(hào)，占全部樣地的31.25%，土壤屬于Ⅲ級(jí)(一般)的樣點(diǎn)分別是1、2、3、4、6、7、9、10、11、14、16號(hào)，占全部樣地的68.75%。在空間分布上來(lái)看，Ⅱ級(jí)(良)主要集中在孫臺(tái)村中部地區(qū)，Ⅲ級(jí)(一般)主要分布在東部和西部地區(qū)。

表4 土壤養(yǎng)分灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

4 討論

研究土壤養(yǎng)分質(zhì)量的變化對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著直接的影響。土壤容重、有機(jī)質(zhì)、土壤中氮、磷、鉀等是土壤養(yǎng)分質(zhì)量的重要影響因子，也是相對(duì)容易受人類活動(dòng)作用改變的土壤養(yǎng)分質(zhì)量因素[21]。土壤容重可反映人類活動(dòng)對(duì)土壤的壓實(shí)作用，質(zhì)地相同的土壤，容重越大的土壤孔隙度越小，土壤蓄水、透水、通氣性能越差[22]。孫臺(tái)村耕地土壤質(zhì)地屬于粉砂質(zhì)壤土，土壤容重偏緊實(shí)，與文獻(xiàn)[23]研究耕作方式和土壤類型對(duì)皖北農(nóng)田土壤緊實(shí)度結(jié)果不一致，建議采取措施對(duì)土壤進(jìn)行疏松處理。孫臺(tái)村耕地土壤pH平均值為7.21，呈弱堿性，由于土壤酸堿度主要受成土母質(zhì)的影響，淮河流域土壤主要是近代黃泛沖積物母質(zhì)耕層，土壤母質(zhì)酸堿度主要呈弱堿性和堿性，與文獻(xiàn)[24]研究安徽淮北平原農(nóng)田土壤酸堿度特征及酸化趨勢(shì)的結(jié)論一致。孫臺(tái)村耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮都處于4級(jí)貧乏及以下水平，不同區(qū)域之間耕層有機(jī)質(zhì)含量不平衡，孫臺(tái)村耕地是淮河流域典型高潛水位耕地，有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮等養(yǎng)分容易流失，建議進(jìn)一步增加有機(jī)肥料的用量，為提高土壤保肥性能提供有力保障。孫臺(tái)村耕地土壤全鉀、速效鉀均處于2級(jí)以上水平較豐富水平，文獻(xiàn)[25]研究皖南農(nóng)田耕層土壤肥力變化，結(jié)果表明土壤鉀素投入有盈余，造成鉀素在土壤中累積殘留量較多，土壤全鉀與速效鉀含量中等偏上，與本研究結(jié)果基本一致。土壤全磷、有效磷均處于4級(jí)貧乏水平，文獻(xiàn)[26]研究耕地土壤養(yǎng)分，認(rèn)為主要受施肥歷史影響，與土壤本身理化性質(zhì)有關(guān)，如成土母質(zhì)中富含磷，而孫臺(tái)村耕地的成土母質(zhì)的耕地土壤供磷能力差，易造成磷素的流失，建議在今后的施肥過(guò)程中應(yīng)該增氮磷限鉀。

本研究采取單個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)只能看出區(qū)域內(nèi)單個(gè)養(yǎng)分因子的豐缺狀況，無(wú)法對(duì)區(qū)域土壤養(yǎng)分進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；而在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，它不同于通常使用的因子均衡分析和協(xié)調(diào)分析方法，可對(duì)不同土壤養(yǎng)分特性的綜合優(yōu)勢(shì)進(jìn)行排序和定量分析，是多因素決策分析中一種簡(jiǎn)便有效的方法，解決了眾多養(yǎng)分因子作用的排序問(wèn)題，得出了孫臺(tái)村耕地土壤養(yǎng)分綜合狀況[27]。孫臺(tái)村耕地土壤養(yǎng)分灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)指數(shù)范圍為0.55～0.85，對(duì)照養(yǎng)分質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)狀況處于Ⅱ(良)-Ⅲ(一般)等級(jí)，綜合養(yǎng)分質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)處于一般偏上，與實(shí)際調(diào)查情況相符。因此，灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)可以應(yīng)用到淮河流域高潛水位耕地養(yǎng)分評(píng)價(jià)上來(lái)。

5 結(jié)論

(1)孫臺(tái)村耕地土壤pH值以弱堿性為主，容重呈偏緊及以上水平，對(duì)照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分析結(jié)果表明：有機(jī)質(zhì)含量整體上呈4級(jí)較缺乏水平；土壤堿解氮的含量整體上呈5級(jí)缺乏水平；速效鉀的含量整體上呈1級(jí)豐富水平；土壤有效磷的含量整體上呈4級(jí)較缺乏水平；土壤中全氮含量整體上呈3級(jí)適量水平；土壤中全磷含量水平呈6級(jí)非常貧乏水平；土壤中全鉀含量整體上呈2級(jí)豐富水平。

(2)灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)結(jié)果表明：孫臺(tái)村耕地土壤屬于Ⅱ級(jí)(良)的占全部樣點(diǎn)的31.25%，土壤屬于Ⅲ級(jí)(一般)的占全部樣點(diǎn)的68.75%。

(3)孫臺(tái)村耕地具備典型高潛水位耕地特點(diǎn)，土壤質(zhì)地以粉砂質(zhì)壤土和砂質(zhì)壤土為主，其中黏粒含量較低。土壤抗蝕力和保水、保肥能力相對(duì)較差，生產(chǎn)能力低下，同時(shí)水土易流失，造成土壤質(zhì)量退化，使農(nóng)作物減產(chǎn)。結(jié)合孫臺(tái)村土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，建議增施有機(jī)肥與綠肥等措施，適量補(bǔ)充磷肥和氮肥，加強(qiáng)土壤養(yǎng)分管理，提升耕地生產(chǎn)力，形成淮河流域高潛水位耕地質(zhì)量提升、養(yǎng)分高效管理的可復(fù)制、可推廣的技術(shù)模式。