摘 要 紫色土壤是我國西南地區(qū)一種特殊而富有特色的土壤類型,其獨(dú)特的理化性質(zhì)及肥力狀況對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境具有重要影響??茖W(xué)評價富順縣紫色土壤的肥力現(xiàn)狀,揭示存在的問題,提出針對性的對策建議對于保護(hù)和合理利用這一寶貴的土壤資源,推動當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展,具有理論和現(xiàn)實意義。以富順縣為研究對象分析了該地區(qū)紫色土壤的有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分、pH值和微量元素等關(guān)鍵指標(biāo),提出了水土流失、養(yǎng)分不平衡、重金屬污染和生物活性下降等主要問題,并針對性地提出了加強(qiáng)水土保持、實施精準(zhǔn)施肥、治理土壤污染和改善生物環(huán)境等對策建議。
關(guān)鍵詞 紫色土壤;土壤肥力;問題;對策;富順縣
中圖分類號:S158 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.03.016
富順縣地處四川盆地南沿、沱江下游,地理坐標(biāo)為東經(jīng)104°40'~105°15'、北緯28°55'~29°28',總面積1 342 km2。該縣氣候?qū)賮啛釒駶櫦撅L(fēng)氣候,光照充足,雨量適中。2023年富順縣糧食播種面積8.89萬hm2,油料作物2.2萬hm2,蔬菜1.6萬hm2,藥材758 hm2;糧食總產(chǎn)量56.1萬t,油料5.4萬t,蔬菜65.7萬t,水果16.1萬t。紫色土壤在富順縣分布廣泛,是支撐當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主體土壤資源。探討該縣紫色土壤的肥力現(xiàn)狀及存在問題,對于科學(xué)管理和持續(xù)利用寶貴土壤資源、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、提高農(nóng)民收入水平具有重要的現(xiàn)實意義。
1" 富順縣紫色土壤分布概況
富順縣紫色土壤廣泛分布于全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村,是當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要土壤資源。這種獨(dú)特的紫色土類型由于富含鐵錳礦物質(zhì)往往呈現(xiàn)深紫紅色,具備良好的保水和透氣性能。依據(jù)2019年的耕地質(zhì)量調(diào)查數(shù)據(jù),富順縣紫色土遍布全縣,富世鎮(zhèn)的海棠村、鄧井關(guān)的萬古村、東湖鎮(zhèn)的順河村、琵琶鎮(zhèn)的石貢村、永年鎮(zhèn)的五里村、板橋鎮(zhèn)的龍乘村等均有涉及,廣泛分布于丘陵、平原等不同地貌類型中,在空間上呈現(xiàn)出一定的差異性。其中以中性和石灰性紫色土為主要亞類,成土母質(zhì)多為頁巖等泥質(zhì)堆積物。這些紫色土土層疏松,多呈現(xiàn)“上松下緊”的質(zhì)地結(jié)構(gòu),有效土層厚度適中,整體質(zhì)量狀況較為理想。憑借獨(dú)特的理化特性,富順縣的紫色土壤蘊(yùn)藏著巨大的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力,是該縣寶貴的土地資源。
2" 富順縣紫色土壤肥力現(xiàn)狀
2.1" 有機(jī)質(zhì)含量
根據(jù)富順縣紫色土樣品檢測數(shù)據(jù),該縣紫色土有機(jī)質(zhì)含量普遍較高,部分地區(qū)高達(dá)27.8%,平均水平為15%~25%[1]。豐富的有機(jī)質(zhì)含量主要得益于當(dāng)?shù)亓己玫闹脖桓采w和農(nóng)業(yè)措施。有機(jī)質(zhì)不僅能為作物提供必需的營養(yǎng)元素,更重要的是能夠改善土壤的理化性質(zhì),增強(qiáng)保肥力和持水性能。然而,也有部分紫色土有機(jī)質(zhì)含量相對較低,如板橋鎮(zhèn)龍乘村只有14.8%,存在一定的區(qū)域差異。
2.2" 養(yǎng)分狀況
土壤養(yǎng)分是決定作物生長狀況的關(guān)鍵因素。富順縣耕地質(zhì)量調(diào)查分析顯示,該縣紫色土壤中氮、磷、鉀等主要養(yǎng)分含量總體處于中高水平,能夠滿足多數(shù)農(nóng)作物的生長需求(見表1)。以全氮為例,富世鎮(zhèn)海棠村為146.8 mg·kg-1,鄧井關(guān)萬古村為118.0 mg·kg-1,東湖鎮(zhèn)順河村為80.9 mg·kg-1,均屬適宜范圍。有效磷和速效鉀含量也較為充足。同時,鐵、錳、鋅、銅等微量元素在富順縣紫色土中均含量較高,這些元素有利于作物生理代謝和抗逆性提升。但是,也存在個別村鎮(zhèn)養(yǎng)分含量較低的情況,如永年鎮(zhèn)五里村有效磷僅8.6 mg·kg-1。
2.3" pH值
富順縣紫色土pH值測定結(jié)果見2。該縣大部分地區(qū)紫色土pH值為5.5~7.5,處于微酸至中性范圍,如富世鎮(zhèn)海棠村pH值為5.4,永年鎮(zhèn)五里村pH值為7.5,屬于適宜作物生長的范圍。適中的pH值有利于增強(qiáng)土壤對養(yǎng)分的保肥能力,維持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不過也有個別地區(qū)土壤pH值偏離適宜范圍,如板橋鎮(zhèn)龍乘村pH值只有5.2,過低的pH值會導(dǎo)致土壤板結(jié)、阻礙養(yǎng)分吸收等不利影響。此外,部分地區(qū)如鄧井關(guān)萬古村pH值較高,達(dá)7.9,可能會影響部分元素的有效性。
2.4" 微量元素
微量元素雖然在土壤中的含量很低,但對作物生長和生理代謝起著不可或缺的作用。富順縣紫色土壤中微量元素總體較高,如有效鐵含量最高達(dá)303.1 mg·kg-1(板橋鎮(zhèn)),有效錳最高達(dá)42.9 mg·kg-1(板橋鎮(zhèn)),有效銅最高達(dá)3.8 mg·kg-1(琵琶鎮(zhèn)),有效鋅最高達(dá)4.0 mg·kg-1(琵琶鎮(zhèn))。適量的鐵、錳、銅、鋅等元素有利于提高作物對逆境的抵御能力,并參與多種生理活性物質(zhì)的合成[2]。不過,也存在個別村,如永年鎮(zhèn)五里村,有效銅、鋅含量相對較低,分別只有1.22、0.85 mg·kg-1,可能會對某些作物的生長形成制約。
3" 存在的主要問題
3.1" 水土流失造成養(yǎng)分流失
富順縣地形多為丘陵,加之季節(jié)性強(qiáng)降雨,容易導(dǎo)致表層土壤被沖刷、侵蝕。一旦發(fā)生水土流失,不僅會直接帶走表層肥沃的耕作土,同時也會造成大量有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分的流失。以東湖鎮(zhèn)順河村為例,由于所處平原地帶,水土流失情況較為嚴(yán)重,全氮含量只有80.9 mg·kg-1,有效磷僅16.2 mg·kg-1,均遠(yuǎn)低于其他丘陵村鎮(zhèn),可見水土流失對紫色土壤養(yǎng)分的巨大流失影響。水土流失不僅會降低紫色土壤的生產(chǎn)潛力,同時下游河流也會因泥砂含量增加而遭受污染。此外,水土流失還會破壞土壤結(jié)構(gòu),加劇板結(jié)現(xiàn)象,降低土壤透氣性,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成諸多不利影響。
3.2" 部分地區(qū)養(yǎng)分不平衡
富順縣紫色土壤雖普遍具有較高的養(yǎng)分含量,但在不同區(qū)域之間存在嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象。以富世鎮(zhèn)海棠村和永年鎮(zhèn)五里村為例,前者全氮含量達(dá)146.8 mg·kg-1,而后者僅89.9 mg·kg-1,相差近一倍;速效鉀含量分別為109.7、96.4 mg·kg-1,差距明顯。這種養(yǎng)分分布的不均衡,一方面源于不同地塊土壤類型和母質(zhì)的差異,另一方面也與農(nóng)戶施肥管理水平參差不齊有關(guān)[3]。養(yǎng)分過剩會導(dǎo)致資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,而養(yǎng)分不足則會限制作物生長,影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。特別是在一些傳統(tǒng)種植區(qū),由于長期施加單一化肥,導(dǎo)致土壤中氮素積累過多而鉀素嚴(yán)重缺乏。此外,富順縣內(nèi)部地形差異較大,水熱條件各異,也加劇了土壤養(yǎng)分分布的不均衡性。
3.3" 存在重金屬污染隱患
由于該縣工業(yè)發(fā)達(dá),部分企業(yè)的“三廢”排放未經(jīng)充分處理,使得周邊土壤受到一定程度的重金屬污染。以板橋鎮(zhèn)龍乘村為例,土壤中有效銅、鋅、鐵、錳的含量分別高達(dá)3.1、3.2、303.1、42.9 mg·kg-1,遠(yuǎn)超其他村鎮(zhèn)。這些重金屬元素一旦過量積累在土壤中,不僅會抑制作物生長,還可能通過食物鏈進(jìn)入人體,對人畜健康造成危害。此外,富順縣是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大縣,化肥的過度施用也是導(dǎo)致土壤重金屬富集的重要原因。有些含有重金屬雜質(zhì)的化肥長期施用,以及部分農(nóng)藥中的汞、鉛、鎘等有毒元素,都可能造成土壤中重金屬含量超標(biāo)。
3.4" 土壤生物活性下降
富順縣紫色土壤生物活性普遍出現(xiàn)下降態(tài)勢,這與該縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和土地利用方式密切相關(guān)。長期的連作套種,加之重復(fù)利用同一片土地,導(dǎo)致土壤環(huán)境的單一性增強(qiáng),不利于微生物的生存繁衍。同時,為追求高產(chǎn),農(nóng)戶普遍采用較高強(qiáng)度的深耕作業(yè),破壞了土壤的天然結(jié)構(gòu),降低了土壤孔隙度,降低了透氣性和保水性,制約了微生物的活動。此外,由于化學(xué)農(nóng)藥的廣泛使用,也對土壤中的有益微生物造成了一定殺傷作用。一旦土壤微生物活性下降,必然會影響到土壤有機(jī)質(zhì)的分解循環(huán),削弱土壤的自我修復(fù)能力,進(jìn)而制約整個生態(tài)系統(tǒng)的健康運(yùn)行。
4" 富順縣紫色土壤肥力提升對策
4.1" 加強(qiáng)水土保持,遏制土壤侵蝕
富順縣應(yīng)充分結(jié)合本地實際情況,采取綜合措施加強(qiáng)水土保持。對于丘陵坡耕地,可優(yōu)先在坡度大于25°的陡坡地修建高0.5 m的階溝,階溝垂直等高距150 m,可有效攔蓄地表徑流;同時在陡坡地植被覆蓋度低于40%的區(qū)域,進(jìn)行適當(dāng)撒播鄉(xiāng)土草種,如狗牙根、假淡竹葉等,形成綜合植被保持體系。對于緩坡地(坡度15°~25°),則每30 m開一條溝,溝深30 cm,并結(jié)合等高撰溝,間距80 m,防止水土流失。在平原地帶,要加固河岸護(hù)堤,并在距河岸20 m范圍內(nèi)種植綠籬,護(hù)坡固堤。對于已遭侵蝕的耕地,需深翻整地30 cm,施加有機(jī)肥10 t·hm-2,改良土層結(jié)構(gòu)。同時推廣壟作溝播模式,設(shè)置寬40 cm的壟面,間隔80 cm的灌溉溝渠,增加地表覆蓋。此外,在高強(qiáng)度侵蝕區(qū)域可采用編織狼尾草毯建立臨時覆蓋,防止新翻土面遭沖刷。
4.2" 實施精準(zhǔn)施肥,平衡養(yǎng)分供給
科學(xué)實施測土配方施肥是平衡紫色土壤養(yǎng)分供給的關(guān)鍵。富順縣應(yīng)在全縣范圍內(nèi)開展第三次土壤普查,全面掌握不同地塊土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀。以全氮為例,對于測土值低于80 mg·kg-1的地塊,需要按作物養(yǎng)分需求適當(dāng)補(bǔ)充氮肥;而對于氮素富余(>120 mg·kg-1)的地塊,則應(yīng)適當(dāng)減少氮肥投入。對于主糧作物水稻,其全生育期需氮130~150 kg·hm-2、磷60~80 kg·hm-2、鉀90~120 kg·hm-2??筛鶕?jù)作物生長階段,分期分次精準(zhǔn)施用復(fù)合肥料,如分芽期施底肥(氮30%、磷60%、鉀10%),穗分化期施二次追肥(尿素)、孕穗期施三次追肥(氯化鉀)等[4]。對于老舊農(nóng)田和養(yǎng)分嚴(yán)重流失區(qū),除補(bǔ)充化肥外,還需每年施加8~10 t·hm-2的有機(jī)肥,改良土層結(jié)構(gòu);同時可噴施生物菌劑,每公頃200 g蛭石菌素等,激活土壤微生物。此外,要建立測土配方施肥科技服務(wù)體系,開展農(nóng)戶實操培訓(xùn),指導(dǎo)農(nóng)戶實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥,最大限度減少肥料流失和養(yǎng)分失衡現(xiàn)象。
4.3" 治理土壤污染,降低重金屬風(fēng)險
對于工業(yè)“三廢”造成的點源重金屬污染,富順縣要加大監(jiān)管執(zhí)法力度,對環(huán)評手續(xù)不全或超標(biāo)排放的企業(yè)實施停產(chǎn)整頓,直至全面整改達(dá)標(biāo)后方可恢復(fù)生產(chǎn)。針對已受污染區(qū)域,要開展詳細(xì)的土壤重金屬含量調(diào)查。對輕微污染區(qū)(如銅<100 mg·kg-1、鋅<300 mg·kg-1、鎘<0.6 mg·kg-1),可優(yōu)先采取種植高毒素富集植物(油菜、向日葵等)進(jìn)行植物修復(fù);施加有機(jī)質(zhì)改良后,接種硫酸鹽還原菌等降解菌種進(jìn)行微生物修復(fù)。對中度污染區(qū)(如銅100~400 mg·kg-1、鋅300~500 mg·kg-1、鎘0.6~1mg·kg-1),可先進(jìn)行化學(xué)洗滌,用EDTA、CA等捕捉劑淋洗去除部分重金屬,再種植萘乙酸、檸檬酸等助溶劑,促進(jìn)殘留重金屬被植物吸收轉(zhuǎn)移。重度污染區(qū)(如銅>400 mg·kg-1、鋅>500 mg·kg-1、鎘>1 mg·kg-1),需先將表層30 cm污染土壤就地固化掩埋隔離,再采用客土(河砂、黃土等)重構(gòu)30~50 cm新的耕作層。同時,要加強(qiáng)宣傳,提高農(nóng)戶重金屬污染防范意識。
4.4" 改善生物環(huán)境,提高生物活性
優(yōu)化生物環(huán)境,提高生物活性,是實現(xiàn)紫色土壤可持續(xù)高效利用的重要基礎(chǔ)和保障。富順縣應(yīng)減少化學(xué)農(nóng)藥的使用,逐步向綠色防控方式轉(zhuǎn)變,避免對土壤中有益微生物造成殺傷??纱罅ν茝V生物農(nóng)藥、物理防治等環(huán)保型防控手段,減少化學(xué)農(nóng)藥對土壤生態(tài)的不利影響。同時,應(yīng)積極發(fā)展秸稈還田,對于水稻、小麥等作物,每667 m2產(chǎn)秸稈量800~1 000 kg時,可直接全量還田;如超過1 000 kg,則可留30%作飼料,其余還田。同時推廣覆蓋栽培模式,使用泡沫塑料薄膜或堆漚秸稈等,提高冬季地溫2~3℃。推廣保護(hù)性耕作,在丘陵坡地采用免耕或少耕模式,只開溝施肥,避免破壞土層結(jié)構(gòu)[5]。在農(nóng)閑期,對平原地可深耕20~30 cm,促進(jìn)通氣。大力發(fā)展間作、輪作等復(fù)合種植模式,擴(kuò)大物種多樣性。如在水稻分蘗期,可間作綠豆等豆類作物;或采取水稻—冬小麥—綠肥的三年輪作制等。對生物活性較低的老農(nóng)田,可施加蛭石菌素、光合細(xì)菌制劑等,施加量為每公頃200~300 g,提高微生物種群數(shù)量和多樣性。
5" 結(jié)束語
綜上所述,富順縣紫色土壤雖具備較高的天然肥力,但由于水土流失、養(yǎng)分不平衡、重金屬污染和生物活性下降等問題,其整體肥力儲備正受到削弱和威脅。為此,富順縣應(yīng)當(dāng)高度重視紫色土壤肥力的保護(hù)和提升,采取有力措施遏制水土流失,實施精準(zhǔn)施肥,平衡養(yǎng)分供給,治理農(nóng)業(yè)面源污染,消除重金屬隱患,優(yōu)化生物環(huán)境維持土壤活性。只有從多方位入手,整體改善紫色土壤的理化性質(zhì)和生物功能,才能真正提高其生產(chǎn)潛力,為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。通過這些保護(hù)性措施的實施,必將有效遏制紫色土壤質(zhì)量下降的趨勢,確保糧食等農(nóng)產(chǎn)品的供給,促進(jìn)農(nóng)民增收,助力富順縣鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施,最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
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(責(zé)任編輯:易" 婧)
作者簡介:李波(1987—),本科,工程管理高級工程師,主要從事農(nóng)業(yè)工程管理與土壤農(nóng)化研究。E-mail:1007699632@qq.com。
*為通信作者,E-mail:1040212648@qq.com。