桑植县耕地土壤供钾特征及其空间分布规律

2012-06-08邹冬生黄柏玉

湖南农业科学 2012年1期

杨友，邹冬生，陈冲，黄柏玉

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南长沙 410128；2.湖南农业大学资源环境学院，湖南长沙 410128；3.桑植县农业局，湖南桑植 427100）

我国土壤全钾（K2O）含量一般在15～20 g/kg，具有明显的由南往北、由东往西逐渐增加的趋势，含量最低的是广西的砖红壤，平均为3.6 g/kg，最高的为吉林的风沙土，平均高达26.1 g/kg。尽管土壤全钾含量相对很高，但大量的研究及生产实践表明，我国许多地区的耕地缺钾。在部分地区，土壤缺钾已成为农业生产持续发展的限制因子。自20世纪70年代以来，人们从土壤钾素的形态和转化规律、钾的有效性及其评定方法、钾的植物营养机理、影响钾肥效果的因素以及农业集约条件下的钾素平衡等方面开展了较多的研究[1-2]，然而对于全面的评价一个县域的耕地土壤钾的供应特征的研究则少见。为此，自2008年开始，笔者等以测土配方施肥和耕地地力评价项目为依托，对桑植县耕地土壤钾素供应特征及其空间分布规律进行了研究，以期为桑植县耕地合理施用钾肥和提高钾肥的效益提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

桑植县位于湖南省西北边陲张家界市境内，地处武陵山脉北系中段，东经 109°41′～110°46′与北纬 29°27′～29°48′之间。属中亚内陆季风气候。成土母质有板页岩、第四纪红色粘土、河湖冲沉积物、砂砾岩、石灰岩和紫色砂页岩。2000年末耕地面积22 544.5 hm2，其中水田 12 021.0 hm2，旱土10 523.5 hm2。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤样品采集考虑桑植县的地貌类型、土种分布、土地利用现状等方面的因素，结合第二次土壤普查的实际情况，根据土种面积2～3 hm2采集一个土样，每增加7 hm2即增加一个土样，按旱地适当加密、水田适当放宽的原则，采集了耕地表层（0～20 cm）土壤样品4 028个。

1.2.2 测定方法参考文献[3]，土壤速效钾采用乙酸铵提取法；缓效钾采用硝酸煮沸法。

1.2.3 数据统计与空间分析所有测定数据均采用Microsoft Excel 2003软件进行统计分析。土壤养分的空间特征均采用MAPGIS 6.7进行空间插值和分析。

2 结果与分析

2.1 耕地土壤速效钾的含量特征

从图1可以看出，桑植县耕地土壤速效钾含量处于中等偏低水平，平均为111.0 mg/kg，属于低含量水平[4]。土壤速效钾含量低于50 mg/kg（极低水平）的占5.7%，50～120 mg/kg（低水平）的占61.7%，120～180 mg/kg（中水平）的占 22.3%，高于200 mg/kg（极高水平）的占7.2%，由此可见桑植县耕地土壤的供钾能力较弱，作物生长期间需补充速效钾肥才能满足生长的需要。

图1 桑植县耕地土壤速效钾含量分布

2.2 不同土类土壤速效钾分布特征

从表1可以看到，不同土类土壤速效钾含量，以黄棕壤含量最高，为209.6 mg/kg，属高含量水平；最低的为潮土，仅99.3 mg/kg，属低含量水平；黑色石灰土、红色石灰土和黄壤速效钾含量处于中等含量水平；水稻土为桑植县面积最大的耕地，也是人类干扰和施肥量较大的土壤，但其速效钾含量仅100.8 mg/kg，属于低含量水平，主要是因为水稻年生物产量较高，带出农田系统的钾量较多，导致土壤钾处于亏缺状态，土壤钾供应能力较弱[5-6]。

表1 桑植县耕地土壤速效钾含量与不同含量等级分布面积

桑植县耕地不同含量等级的土壤速效钾分布面积（表1）最大的为低含量水平的，达14 333.4 hm2，占全县耕地总面积的63.6%；其次为中含量水平的，为6 220.1 hm2，占27.6%；最少的为极低含量水平的，仅占0.9%。不同土类土壤速效钾各等级分布面积虽有差异，但均以低含量水平面积最大。水稻土速效钾低含量水平的分布面积为7 963.9 hm2，占水稻土面积的66.3%；高与极高含量水平合计只有850.2 hm2，仅占7.1%。这表明桑植县水稻土供钾水平是很低的，在水稻种植过程中必须补充适当的速效钾量，以保证水稻的正常生长。其他土类土壤速效钾含量低于180 mg/kg（包括极低、低、中含量水平）的分布面积均占该土类面积的85%以上。总之，桑植县耕地土壤供钾能力较弱，应根据不同土壤的供钾状况，合理的施用速效钾肥。

2.3 耕地土壤速效钾空间分布特征

桑植县耕地土壤速效钾的空间变异性是较大的（表2），总体以中低含量水平为主，高与极高含量水平呈零星分布状态，但不同含量等级水平在各乡镇的分布面积及比例差异较大。低含量水平分布面积最大的为澧源镇，其次为陈家河镇；中含量水平分布面积最大的为利福塔镇，其次为澧源镇；极低、高和极高含量水平零星分布于各个乡镇。这说明桑植县耕地土壤速效钾的空间上变异性较大，在养分管理和施肥时必须针对不同的含量等级进行。

表2 桑植县耕地土壤速效钾不同含量等级的乡镇分布

2.4 耕地土壤缓效钾的含量特征

桑植县耕地土壤缓效钾处于中等偏高水平[10]（图2），土壤缓效钾含量平均为305.4 mg/kg，属于偏高水平。其中土壤缓效钾低于90 mg/kg（极低水平）的占总样本数0.2%；在90～180 mg/kg（低水平）的占9.6%；在180～280 mg/kg（中等水平）之间的占39.6%；在280～370 mg/kg（高水平）之间的占26.5%；高于370 mg/kg的占24.0%。这一结果显示，桑植县耕地土壤钾库容量较大，土壤供钾潜力有待进一步挖掘。

图2 桑植县耕地土壤缓效钾含量分布

2.5 不同土类土壤缓效钾分布特征

桑植县耕地不同土类土壤缓效钾含量差异较大（表3）。其中含量最高的为紫色土，平均达到414.9mg/kg，属极高含量水平；其次是黑色石灰土，为344.9mg/kg，属于高含量水平；最低的是潮土，为292.2 mg/kg，处于高含量水平；水稻土为桑植县的主要耕地土壤，土壤缓效钾含量平均为295.1 mg/kg，属高含量水平。总体来看，桑植县耕地不同土类土壤缓效钾含量是较高的，土壤的供钾潜力较大。

虽然桑植县耕地不同土类土壤缓效钾含量平均较高（表3），但各土类在低含量水平上均有少量分布，其中以水稻土面积最大，为662.8 hm2，占水稻土面积的5.5%；其次为紫色土，面积119.9 hm2，占紫色土面积的5.2%。各土类缓效钾在中等含量水平上分布面积最大，占耕地面积的36.3%，其中以水稻土面积最大，为4 542.4 hm2，占水稻土面积的37.8%；其次为黑色石灰土；最小的为黄棕壤。各土类缓效钾在高和极高含量水平上分布面积较大，共有13 313.4 hm2，占耕地面积的59.1%，其中水稻土面积为6 814.6 hm2，占水稻土面积的56.7%。这表明桑植县耕地不同土类土壤缓效钾虽然在低含量水平有少量分布，但总的以中高含量水平分布面积较大，土壤供钾潜力仍可进一步挖掘。

2.6 耕地土壤缓效钾空间分布特征

桑植县耕地土壤缓效钾的空间变异性较大（表4），以中高含量分布为主，在县域的中部有一条明显的高含量分布带。不同含量等级在各乡镇的分布面积和比例各异，其中中含量水平分布面积最大的为陈家河镇，其次为沙塔坪乡；高含量水平分布面积最大的为官地坪镇，其次为沙塔坪乡。土壤缓效钾含量高于180mg/kg（包括中、高、极高含量水平）的分布面积最大的为澧源镇，其次为陈家河镇。所有耕地土壤缓效钾含量均在180 mg/kg以上的有八大公山乡、淋溪河白族乡、马合口白族乡、人潮溪乡和五道水镇等5个乡镇。桑植县耕地土壤缓效钾含量较高，90%以上的耕地土壤缓效钾含量在中等含量（>180mg/kg）以上。桑植县耕地土壤供钾容量大，在农业生产中应采取相应措施促进土壤缓效钾向速效钾转化，以提高土壤供钾强度。