铜梁区不同农田土壤养分含量分析

2022-01-13詹雪萍胡胜勇

农业技术与装备 2021年11期

詹雪萍，胡胜勇，文玲，余端，梁涛，3，张涛

（1.铜梁区农业技术推广中心，重庆 402560；2.重庆市农业科学院，重庆 401329；3.西南大学，重庆 400712）

土壤肥力是对农作物生长状况的综合体现，也是耕地地力的核心因子[1-2]。受气候、空间、地形、常规作物等因子影响，土壤肥力差异性较大，同时通过科学施肥等管理措施极易改良[3-5]。为了更好地指导农业生产、提高产量，国内外科研人员在土壤肥力及改良措施方面取得了大量研究成果，提出了配方施肥措施[6-9]。本研究对铜梁区主要农田区开展土壤肥力数据采集与分析，系统研究铜梁区土壤质量分布规律，旨在为重庆市农田资源管理、高标准农田建设及保护和改良工作提供重要理论支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概括

铜梁区位于长江上游地区、重庆市西部，属亚热带湿润季风气候，全年无霜期为325 d，年平均降水量为1 070 mL，年平均日照时数为1 090.0 h，年平均气温为18.1℃，四季分明，昼夜温差不大，主要作物有水稻和玉米，该地土地类型以丘陵山地为主。

1.2 土样采集与测定指标

选择铜梁区20个村地块面积＞1.5 hm2的土地进行采样，每块田利用蛇行法选择3个点，土样采集深度为0～20 cm，将样品装入密封袋带回实验室自然风干，以备土壤养分含量测定实验。测定项目具体包括pH值、全氮量、有机质量、碱解氮量、有效磷量、全磷量、速效钾量、全钾量，依据《土壤农化分析》[10]中的常规方法进行测定，每个样品测定3次，其值取平均值。

1.3 数据处理与分析

本文利用Excel2016对数据进行整理、简单分析及作图，利用SPSS19.0中的ANOVA对数据进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同农田土壤理化特性差异性分析

铜梁区不同采样点土壤理化特性测定结果，见表1，由表可得该区域土壤类型主要有黏壤土、砂质壤土、粉砂质壤土；并对其进行方差分析，结果见表2，得到该区域不同农田的土壤理化特性均达到了极显著差异（P＜0.01），说明铜梁区不同农田在长期栽培作物和管理措施的影响下土壤质量差异明显，在提高土壤肥力或生态恢复时，需根据具体情况进行改良。

表1 采样地概括及土壤理化特性测定结果Tab.1 The summary of sampling sites and determination results of soil physical and chemical properties

表2 铜梁区不同农田土壤理化特性方差分析Tab.2 The variance analysis of soil physical and chemical properties of different farmland in Tongliang District

2.2 土壤不同理化特性分布特征分析

2.2.1 土壤酸碱性

土壤酸碱性是养分元素和肥力的综合体现，对作物的生长和土壤微生物环境具有重要影响作用，土壤pH值过高，会导致各种微量元素的缺乏，适宜作物生长的土壤环境一般为弱酸性或碱性。本研究采样的20个点土壤pH值为4.9～7.6，基本全都符合作物生长环境。将pH值范围分为3个相等区间，作样点分布率图，见图1。由图1可知酸性土壤pH值在4.9～5.8的样点数为6个，所占比为30%，在5.8～6.7的样点数为2个，所占比为10%，在6.7～7.6的样点数为12个，所占比为60%，由此可得到该区域土壤主要以中性土壤为主，对作物生长非常有利。

图1 采样区土壤pH值频率分布Fig.1 The frequency distribution of pH value

2.2.2 土壤有机质含量

土壤有机质是土壤养分中氮和磷的主要来源，而且土壤有机质含量越多，能够吸附较多阳离子，对土壤起到保肥和缓冲等作用，因此，土壤肥力也可用有机质含量进行表征。本研究采样的20个点土壤有机质含量为17.1～52.9 g/kg。将有机质含量范围分为9个相等区间，作样点分布率图，结果见图2。由图2可知土壤有机质含量为16.4～20.5 g/kg样点数为5个，所占比为25%，为20.5～24.6 g/kg样点数为3个，所占比为15%，为24.6～28.7 g/kg样点数为1个，所占比为5%，为28.7～32.8的样点数为2个，所占比为10%，为32.8～36.9的样点数为4个，所占比为20%，为36.9～41.0 g/kg的样点数为1个，所占比为5%，为41.0～45.1 g/kg的样点数为1个，所占比为5%，为45.1～49.2 g/kg的样点数为1个，所占比为5%，为49.2～53.3g/kg的样点数为2个，所占比为10%。由此发现不同农田有机质含量分布范围较广，主要为16.4～20.5 g/kg和32.8～36.9两个区间内，占所有样点数的45%，有机质含量＞20 g/kg的样点数为15个，所占比为75%，整体上高肥力土壤样点数较少，说明该区域土壤有机质含量普遍较少，可以适当增施有机肥。

图2 采样区土壤有机质含量频率分布Fig.2 The frequency distribution of organic matter content

2.2.3 土壤全氮含量

氮是作物生长的必需元素之一，与作物生长速度、品质等至关重要。本研究采样的20个点土壤全氮含量为1.11～2.47g/kg。将全氮含量范围分为4个相等区间，作样点分布率图，结果见图3。由图3可知土壤全氮含量为1.09～1.55 g/kg的样点数为7个，所占比为35%，为1.55～2.01 g/kg的样点数为6个，所占比为30%，为2.01～2.47 g/kg的样点数为6个，所占比为30%，为2.47～2.93 g/kg的样点数为1个，所占比为5%，说明该区域全氮含量主要分布为1.09～2.47。

图3 采样区土壤全氮含量频率分布Fig.3 The frequency distribution of total nitrogen content

2.2.4 土壤碱解氮含量

土壤碱解氮属于全氮的一部分，具体指能够被作物当季或短时间内利用的氮，因此，土壤碱解氮值的大小直接关乎当年作物产量。本研究采样的20个点土壤碱解氮含量为98～176 mg/kg。将氨解氮含量范围分为9个相等区间，作样点分布率图，结果见图4。

由图4可知土壤碱解氮含量为97～106 mg/kg的样点数为4个，所占比为20%，106～115 mg/kg的样点数为1个，所占比为5%，115～124 mg/kg的样点数为2个，所占比为10%，124～133 mg/kg的样点数为5个，所占比为25%，133～142 mg/kg的样点数为3个，所占比为15%，142～151 mg/kg的样点数为2个，所占比为10%，160～169 mg/kg的样点数为1个，所占比为5%，169～178 mg/kg的样点数为2个，所占比为10%。根据全国第二次土壤普查土壤肥力状况分级标准，将＜90 mg/kg的划分为缺乏，因此，该区域当季作物能吸收利用的氮元素充足，集中分布在124～142 mg/kg。

2.2.5 土壤全磷含量

土壤全磷是指所有形态磷素的总和，是植物生长的主要营养元素之一。本研究采样的20个点土壤全磷含量为0.175～0.864 g/kg。将全磷含量范围分为4个相等区间，作样点分布率图，结果见图5。由图5可知土壤碱解氮含量在0.17～0.35 g/kg的样点数为7个，所占比为35%，在0.35～0.52g/kg的样点数为2个，所占比为10%，在0.52～0.70 g/kg的样点数为6个，所占比为30%，在0.70～0.87 g/kg的样点数为5个，所占比为25%，由此发现低磷所占比例较高，因此，在施肥时需考虑磷肥的应用。

图5 采样区土壤全磷含量频率分布Fig.5 The frequency distribution of total phosphorus content

2.2.6 土壤有效磷含量

土壤有效磷是指能被植物吸收利用的磷元素，其值大小更能体现该区域土壤养分。本研究采样的20个点土壤有效磷含量为0.3～11.8 mg/kg。将有效磷含量范围分为4个相等区间，作样点分布率图，结果见图6。由图6可知土壤有效磷含量在0.1～4.1 mg/kg的样点数为3个，所占比为25%，在4.1～8.1 mg/kg的样点数为10个，所占比为50%，8.1～12.1 mg/kg的样点数为2个，所占比为10%，根据土壤肥力状况分级标准可发现，该区域土壤有效磷处于缺乏水平，应通过施磷肥来提高土壤综合肥力。

图6 采样区土壤有效磷含量频率分布Fig.6 The frequency distribution of available phosphorus content

2.2.7 土壤全钾含量

土壤中钾元素同样是植物生长的必要元素之一，同时也可增加土壤酸性。本研究采样的20个点土壤全钾含量为12～22 g/kg。将全钾含量范围分为4个相等区间，作样点分布率图，结果见图7。由图7可知土壤全钾含量在12～14 mg/kg之间的样点数为4个，所占比为20%，在16～18 mg/kg的样点数为7个，所占比为35%，在18～20 mg/kg的样点数为8个，所占比为40%，在12～14 mg/kg的样点数为4个，所占比为20%，在20～22 mg/kg的样点数为1个，所占比为5%，由此发现该区域全钾含量水平较集中，且钾元素充分。

图7 采样区土壤全钾含量频率分布Fig.7 The frequency distribution of total potassium content

2.2.8 土壤速效钾含量

速效钾指土壤中极易被植物吸收利用的部分钾元素，其值高低直接影响当季作物长势。本研究采样的20个点土壤速效钾含量为50～190 mg/kg。将速效钾含量范围分为5个相等区间，作样点分布率图，结果见图8。由图8可知土壤速效钾含量在50～78 mg/kg的样点数为4个，所占比为20%，在78～106 mg/kg的样点数为2个，所占比为10%，在106～134 mg/kg的样点数为7个，所占比为35%，在134～162 mg/kg的样点数为4个，所占比为20%，在162～190 mg/kg的样点数为3个，所占比为15%。根据土壤肥力等级划分标准可发现该区域土壤钾元素含量充足，总体不缺钾，因此在土壤管理中需避免施入过多钾肥，造成土壤或作物病害。

图8 采样区土壤全钾含量频率分布Fig.8 The frequency distribution of total potassium content

2.3 土壤理化特性敏感性分析

本研究利用变异系数表征不同农田土壤各理化特性指标的敏感程度，即变异系数越大，说明该指标的敏感度越大，该区域不同农田间该指标差异极大，反之则为非敏感指标，说明农业生产引起该土壤指标变异较低。铜梁区不同农田土壤理化特性指标敏感度分级，见表3。本研究得到高敏感指标为有效磷，中度敏感指标有速效钾、全磷、全氮、有机质，低度敏感指标有pH、全钾、氨解氮，由此说明该区域不同农田生态变化极易影响土壤理化特性的改变。