贵州省六枝特区耕地土壤养分的地球化学等级评价

任 维， 万大学

(贵州省地质矿产勘查开发局 一○五地质大队， 贵州 贵阳 550000)

引言

【研究意义】土壤养分是指由土壤提供植物生长所必需的营养元素，能被植物直接或转化后吸收，是土壤肥力的重要组成部分。土壤养分营养元素含量直接影响农作物的生长、农产品的产量和品质。探明土壤养分元素的地球化学特征，客观分析土壤的养分水平，评价综合等级，能够正确定位土壤的肥力水平，对农业生产布局与区划具有重要的意义[1-3]。【前人研究进展】唐将等[4-7]研究表明，植物生长所必需的元素有16种，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl，除C、H、O主要来自大气和水外，其余元素均来自土壤[4-7]。陈玉茹等[8-9]报道，土壤N、P、K是植物生长所需的大量元素，其含量对植物生长具有较大影响，碱解氮、有效磷、速效钾是能被植物吸收的有效成分。李峰等[10]研究报道了贵州省安顺市耕地表层土壤养分元素的分布特征。唐婷婷等[11]对贵州省赤水市耕(园)地土壤质量进行了地球化学评价。赵敏等[12]研究报道了贵州省贞丰县耕地表层土壤养分元素的有效量和有效度。龙宣霖等[13]研究报道了贵州遵义松林地区土壤的地球化学特征，并对其进行了生态环境评价。未见关于贵州省六枝特区耕地土壤养分的地球化学等级评价的研究报道。【研究切入点】以六枝特区各乡镇旱地、水田、果园和茶园等类型耕层土壤为研究对象，选择全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷、有效磷和有机质等指标，研究其地球化学变化特征并进行等级评价。【拟解决的关键问题】探明六枝特区全氮、碱解氮、全钾、速效钾、全磷、有效磷和有机质等的地球化学特征及等级变化特征，弄清贵州省六枝特区耕地土壤养分丰缺状况，为六枝特区农业生产布局与区划提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤样品共7 512个，采自六枝特区各乡镇的旱地、水田、果园和茶园等类型耕层土壤。

1.2 方法

1.2.1 样品采集 旱地和水田采集0～20 cm的连续土柱，果园和茶园土壤采集0～60 cm的连续土柱，每个采样点按现场耕地种类及农作物种植情况合理布置中心样点，在20～50 m向四周辐射确定4个取样点，组合的5个子样点等份组合成一个混合样。采样地块为长方形时，采用“S”形布设子样点；采样地块近似正方形时，采用“X”形或棋盘形布设子样点。各子样不跨地类、不跨沟谷，子样布置在相同地类耕地的地块中部，避开沟渠、路边、田埂及施肥区域，同时避开雨天、施肥期和农药喷洒期。

1.2.2 样品粗加工与保存 从野外采回的土壤样品及时清理登记后，置于干净整洁的室内通风处场地悬挂在样品架自然风干。风干过程中适时翻动，并将大土块用木棒敲碎以防止粘泥结块，剔除土壤以外的杂物后加速干燥，风干后的土壤样品用木棍碾压后过2 mm孔径筛，然后采用四分法分成几等分后根据各指标测定要求进行处理。部分继续碾磨过0.25 mm孔径筛后用于测定土壤有机质，部分过0.25 mm孔径筛土样继续用玛瑙研钵磨细过0.084 mm孔径筛后用于测定氮、磷和钾元素的含量。

1.2.3 指标测定 土壤养分主要包括全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾和有机质含量。土壤全氮和有机质含量采用容量法测定，全钾和全磷采用X射线荧光光谱法测定，碱解氮、速效钾和有效磷采用森林土壤系列测定方法测定。

1.2.4 土壤养分的地球化学分级标准及各等级养分地球化学综合评价

1) 分级标准。各养分指标分级标准参照全国第二次土壤养分地球化学分级标准进行，各养分指标不同等级分级标准见表1。

表1 土壤养分元素等级的划分标准

2) 综合评价。在土壤氮、磷、钾单指标养分地球化学等级划分基础上，参照土地质量地球化学评价规范(DZ/T 0295-2016)对土壤各养分指标含量进行地球化学单指标和综合养分评价，计算土壤各等级养分地球化学综合得分(f养综)。

式中，f养综为土壤氮、磷、钾评价总得分，1≤f养综≤5；ki为氮、磷、钾权重系数，分别为0.4、0.4和0.2；fi分别为土壤氮、磷、钾的单元素等级得分。5等、4等、3等、2等、1等所对应的fi得分分别为1分、2分、3分、4分和5分[8]。土壤养分地球化学综合等级划分标准：一等，f养综≥4.5；二等，3.5>f养综<4.5；三等，2.5>f养综<3.5；四等，1.5>f养综<2.5；五等，f养综<1.5。

1.3 数据处理

采用中国地质调查局“土地质量地球化学调查与评价管理与维护(应用)子系统”处理数据，用Excel 2010、SPSS 22.0、ArcGIS 10.04对数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 六枝特区耕地土壤养分的等级

从图1～4看出，六枝特区耕地土壤全氮与碱解氮、全磷与有效磷、土壤全钾与速效钾和有机质各等级的分布状况。

图1 六枝特区耕地土壤全氮与碱解氮的等级分布

图3 六枝特区耕地土壤全钾与速效钾的等级分布

图4 六枝特区耕地土壤有机质的等级分布

2.1.1 全氮与碱解氮 全氮：一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积分别为515.39 km2和208.37 km2，占全区耕地面积的66.79%和27.00%，主要分布于梭戛乡、新场乡和牛场乡；三等(适中)土壤面积约44.09 km2，占全区耕地面积的5.72%，主要分布于月亮河乡；四等(较缺乏)土壤面积约3.47 km2，占全区耕地面积的0.45%，主要分布于月亮河乡；五等(缺乏)壤面积为0.40 km2，占全区耕地面积的0.05%，零星分布于牂牁镇西北面和关寨镇北面。碱解氮：一等(丰富)土壤面积约383.86 km2，占全区耕地面积的49.74%，主要分布在牛场乡、新场乡、新华镇、木岗镇、大用镇北面、落别乡南面至关寨镇一线，中寨镇中部及郞岱镇的洒志村；二等(较丰富)土壤面积约282.47 km2，占全区耕地面积36.60%，主要分布于梭戛乡、岩脚镇、龙河镇、月亮河乡、大用镇与落别乡接壤区域和关寨镇南部；三等(适中)土壤面积约83.17 km2，占全区耕地面积的10.77%，主要分布于牂牁镇、月亮河乡西面、中寨镇西北面和龙河镇中部偏东；四等(较缺乏)土壤面积约17.74 km2，占全区耕地面积的2.30%，主要分布于牂牁镇西面；五等(缺乏)土壤面积为4.47 km2，占全区耕地面积的0.58%，零星分布于牂牁镇西面和关寨镇西北面和梭戛乡中部偏北面。

2.1.2 土壤全磷与有效磷 全磷：一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积分别为404.67 km2和126.20 km2，占全区耕地面积的52.44%和16.36%，主要分布于落别乡至新场乡一线以东，以及郞岱镇至中寨镇一线；三等(适中)土壤面积为130.73 km2，占全区耕地面积的16.94%，主要分布于牛场、梭戛、岩脚、新华、新场、关寨、中寨、月亮河、郎岱和牂牁等乡镇；四等(较缺乏)土壤面积为77.31 km2，占全区耕地面的10.02%，主要分布于月亮河乡、牂牁镇和郎岱镇；五等(缺乏)土壤面积约为32.82 km2，占全区耕地面积的4.25%,主要分布于月亮河乡，在牂牁、关寨、新场、岩脚、中寨等乡镇零星分布。有效磷：一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积约为29.48 km2，占全区耕地面积的3.82%，主要分布于新场乡南面和关寨镇北面接壤区域；三等(适中)土壤面积约93.11 km2，占全区耕地面积12.07%，主要分布于月亮河乡；四等(较缺乏)土壤面积约为298.48 km2，占全区耕地面积的38.68%，主要分布于牛场乡西面、新场乡西面、岩脚镇、新窑镇、落别乡及郞岱镇南面；五等(缺乏)土壤面积约为350.64 km2，占全区耕地面积的45.44%，主要分布于牛场乡、新华镇、龙河镇、岩脚镇西面、月亮河乡、牂牁镇和中寨镇。

2.1.3 土壤全钾与速效钾 全钾：一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积分别为109.39 km2和90.58 km2，占全区耕地面积的14.18%和11.73%，主要分布于月亮河乡与郞岱镇、中寨镇接壤区域，落别东南至塔山街道一线，岩脚镇东部、牛场、新场、梭戛三乡接壤处；三等(适中)和四等(较缺乏)土壤面积分别为164.95 km2和211.04 km2，占全区耕地面积的21.37%和27.35%，主要分布于龙河镇、新华镇、木岗镇及落别乡西面；五等(缺乏)土壤面积195.83 km2，占全区耕地面积的25.37%，主要分布于新场乡西南面、关寨镇、新窑镇、中寨镇和牂牁镇。速效钾：一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积分别为189.36 km2和322.49 km2，占全区耕地面积的24.54%和41.79%，主要分布于落别南东至塔山街道一线以东，岩脚镇东部、牛场乡、新场乡东北面、梭戛乡、月亮河乡与中寨镇接壤区域；三等(适中)土壤面积192.43 km2，全区耕地面积24.94%，主要分布在牛场、新场、新华、岩脚、关寨、中寨、郎岱、月亮河和牂牁等乡镇；四等(较缺乏)土壤面积为64.23 km2，占全区耕地面积的8.33%，主要分布于龙河镇东面、关寨镇、中寨镇、月亮河乡和牂牁镇；五等面积约3.13 km2，占全区耕地面积的0.41%，零星分布于关寨镇、牂牁镇和郎岱镇。

2.1.4 土壤有机质 六枝特区一等(丰富)和二等(较丰富)土壤有机质面积分别为486.51 km2和192.03 km2，占全区耕地面积的63.04%和24.88%，主要分布于落别乡至关寨镇一线中部；三等(适中)土壤面积约82.64 km2，占全区耕地面积10.71%，主要分布于大用镇、新华镇和梭戛乡；四等(较缺乏)和五等(缺乏)土壤面积约10.54 km2，占全区耕地面积1.36%，主要分布在月亮河乡、新华镇和梭戛乡。

2.2 六枝特区耕地土壤养分综合评价

从图5看出，六枝特区耕地土壤养分地球化学综合等级的分布状况，一等(丰富)土壤面积为64.77 km2，占全区耕地面积的8.39%，主要分布在牛场、新场、梭戛、新华、龙河、大用、中寨和郎岱等乡镇，另在塔山街道至九龙街道一带也有分布；二等(较丰富)土壤面积为519.13 km2，占全区耕地面积的67.27%，除新场乡、关寨镇、新窑镇、月亮河乡、中寨镇和牂牁镇外，其余乡镇均大面积分布；三等(适中)土壤面积为24.11 km2，占全区耕地面积的20.84%，主要分布于月亮河乡、牂牁镇、关寨镇和新场乡南部；四等(较缺乏)土壤面积为3.88 km2，占全区耕地面积的3.35%，主要分布在新场乡、关寨镇、牂牁镇和月亮河乡，其余区域零星分布；五等(缺乏)土壤面积为0.17 km2，占全区耕地面积的0.15%，主要分布于新场乡、关寨镇、牂牁镇和月亮河乡。

图5 六枝特区耕地土壤养分地球化学综合的等级分布

2.3 六枝特区各乡镇土壤综合养分的地球化学等级

从表2可知，六枝特区各乡镇土壤的综合养分，一等(丰富)，除牂牁镇外，其余乡镇均有分布，牛场乡一等(丰富)面积占比最大，占乡镇总面积的31.18%，其次是九龙街道、银壶街道和塔山街道，一等(丰富)占乡镇总面积的比例分别为29.77%、27.93%、24.51%。二等(较丰富)各乡镇均有较大面积分布，木岗镇占乡镇面积比例最大，达96.31%，占比最低为牂牁镇和月亮河乡，分别为28.32%和29.58%。三等(适中)在九龙街道和银壶街道均无分布，牂牁、郎岱、月亮河和关寨分布占比最大，分别为65.95%、44.59%、39.64%和39.29%。四等(较缺乏)在九龙街道、银壶街道、塔山街道、木岗镇、新华镇、梭戛乡、牛场乡和落别乡均无分布，在月亮河乡分布占乡镇面积比例最大，为27.76%。五等(缺乏)在关寨镇、牂牁镇、新场乡和月亮河乡圴有分布，分布占比分别为0.33%、0.02%、0.41%、1.30%，其余乡镇无五等(缺乏)土壤分布。

表2 六枝特区各乡镇耕地土壤综合养分的地球化学等级

总体看，六枝特区土壤综合养分属中等偏丰富，存在较缺乏和缺乏土壤的乡镇包括岩脚镇、大用镇、关寨镇、牂牁镇、龙河镇、新窑镇、郎岱镇、新场乡、中寨镇和月亮河乡，除月亮河乡较缺乏和缺乏土壤占比较高外，其余乡镇较缺乏和缺乏土壤占比均未超过乡镇耕地面积的10%。九龙街道、银壶街道、塔山街道和落别乡土壤综合养分状况最好，均为丰富和较丰富水平，中等土壤占耕地比例不足1%，无较缺乏和缺乏土壤分布；木岗镇、新华镇、梭戛乡和牛场乡较九龙街道、银壶街道、塔山街道和落别乡等乡镇中等土壤面积占比稍大，总体还是丰富和较丰富水平，中等土壤面积占比不超过乡镇耕地面积的10%，无较缺乏和缺乏土壤分布；其余乡镇均存在不同比例的土壤肥力较缺乏和缺乏耕地，月亮河乡土壤肥力最为缺乏，较缺乏和缺乏耕地占整个乡耕地面积的28.06%，中等面积占整个乡耕地面积的39.64%，丰富和较丰富土壤占32.31%。主要分布在牛场、新场、梭戛、新华、龙河、大用、中寨和郎岱等乡镇。

3 讨论

研究结果表明，六枝特区耕地土壤全氮和碱解氮含量均以一等(丰富)为主，面积分别为515.39 km2和383.86 km2，占全区耕地面积的66.79%和49.74%；说明六枝特区耕地土壤氮素含量不仅丰富，而且能被植被有效吸收的氮素含量也相对较高。原因是随着农产品产量大幅提高，农民重视氮肥投入，速效氮素化肥用量普遍增加，导致耕地土壤碱解氮含量较高。与郑筱敏等[14]在临渭区土壤养分状况研究中土壤碱解氮含量上升原因相同。部分地区碱解氮含量低，如牂牁镇、中寨镇和月亮河乡，应根据需要增施氮肥。全磷含量虽然以一等(丰富)土壤为主，面积为404.67 km2，占全区耕地面积的52.44%；但有效磷一等(丰富)土壤仅占0.98%，而五等(缺乏)土壤面积达350.64 km2，占全区耕地面积的45.44%。说明六枝特区耕地土壤全磷中可被作物吸收的部分比较低，这是因为六枝特区酸性土壤较多，土壤养分有效性低，普遍存在严重缺磷现象，可通过施用适量的石灰、选用碱性肥料、增施农家肥等措施进行改良。曾廷廷等[15-16]研究表明，酸性土壤上施用石灰可提高作物产量。张瑶等[17]研究发现，不同土壤改良剂的材料来源及组成成分不同，其对酸性土壤的恢复效果也不同，以施用石灰的效果最好。全钾以四等(较缺乏)和五等(缺乏)为主，占全区耕地面积的74.09%，而速效钾一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积达511.85 km2，占全区耕地面积66.33%，较缺乏和缺乏土壤面积为67.36 km2，仅占全区耕地面积8.74%，说明六枝特区耕地土壤钾元素有效性较好，但在农业生产过程中，应重视土壤钾元素的补充。土壤有机质含量丰富，一等(丰富)和二等(较丰富)土壤面积约678.54 km2，占全区耕地面积的87.92%，主要因为区内气候属北亚热带季风气候，雨量充沛，水热条件好，适合植物生长，土壤有机质来源充足[18]。在月亮河乡、新华镇和梭戛乡有机质较缺乏和缺乏土壤，面积占比为1.36%，在这些区域应注意补充土壤有机质。

4 结论

综合看，六枝特征耕地土壤养分状况较好，多集中为一等(丰富)和二等(较丰富)水平，四等(较缺乏)区和五等(缺乏)仅零星分布于少数乡镇。从各乡镇土壤养分综合评价结果看，六枝特区耕地土壤整体养分状况虽然较好，但部分乡镇却相对较差，尤其是月亮河乡，不管是养分元素单指标评价还是综合评价，土壤养分较缺乏和缺乏区域占比均较大，建议月亮河乡在农业生产过程中应根据土壤肥力的具体情况科学增施氮、磷、钾和有机质肥料，补充土壤养分元素。在牛场乡、新华镇、龙河镇、岩脚镇西面、牂牁镇和中寨镇等乡镇应加强对磷肥的补充，在关寨镇、牂牁镇和郎岱镇应加强对钾肥的补充。