敦煌市耕地養分聚類分析

曹文亮，賀生兵，潘曉艷，魏天福

（甘肅省敦煌市農業技術推廣中心，甘肅 敦煌 736200）

敦煌市位于甘肅省西北部、河西走廊最西端，海拔1 139 m，年日照時數3 246.7 h，年均氣溫9.4℃，年降水量42.2mm、蒸發量2 486.0mm、無霜期152 d。該區氣候干燥，降水稀少，晝夜溫差大，日照時間長，屬典型的暖溫帶干旱性氣候。現有耕地2.38萬hm2，土壤類型主要有灌淤土、潮土、風沙土和草甸土，土質肥沃，灌溉條件良好，適宜棉花、哈密瓜、葡萄、蔬菜等多種作物生長，為甘肅省優質棉花、葡萄、大棗、無公害蔬菜生產基地和瓜果之鄉。但是，近年來因施肥不當或過量施肥，導致土壤養分比例失調，難以滿足作物正常生長。為此，敦煌市農業技術推廣中心于2009—2011年對采集的2 188個土壤樣品進行了測定，應用聚類分析，將敦煌市耕地土壤養分劃分為3種類型，并根據不同類型區、不同作物提出了相應的施肥建議，現總結報道如下。

1 材料與方法

1.1 土樣采集與制備

土壤樣品采集嚴格按照農業部《測土配方施肥技術規范（試行）》要求進行。采用GPS定位記錄采樣點信息，用四分法多點采集土壤1.0 kg，全部土樣用土樣袋帶回。2009—2011年，在敦煌市8個鄉（鎮）根據土壤類型、土地利用現狀、土壤分布等因素，以5.17 hm2為一個采樣單元，采集具有代表性的耕層土樣2 188個，采樣深度0～20 cm。所采樣品在室內陰干、粉碎、分級后備用。

1.2 分析方法

土壤有機質采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法測定，土壤全氮采用凱氏蒸餾法測定，土壤堿解氮采用堿解擴散法測定，土壤全磷采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測定，土壤速效磷采用碳酸氫鈉—鉬銻抗比色法測定，土壤全鉀采用氫氧化鈉熔融—火焰光度計法測定，土壤有效鉀采用乙酸銨浸提—火焰光度計法測定[1～2]。

1.3 數據處理

應用DPS軟件對2 188個土樣測試的有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量的平均值進行系統聚類分析。

2 結果與分析

2.1 養分含量分析

從表1可以看出，供試2 188個土樣的平均有機質含量為9.48 g/kg、全氮0.59 g/kg、堿解氮33.41 mg/kg、全磷0.69 g/kg、速效磷13.24mg/kg、全鉀19.98 g/kg、速效鉀108.96mg/kg。參照第二次全國土壤普查土壤養分6級分級標準，供試土樣表現為有機質、全氮、堿解氮含量低，全磷、速效磷含量較低，全鉀、速效鉀含量中等。

2.2 養分變異分析

從表2、表3可以看出，供試土樣的土壤有機質含量為1.70～22.70 g/kg，平均9.48 g/kg，標準差2.36，變異系數0.25%；全氮含量為0.21～2.06 g/kg，平均0.59 g/kg，標準差0.14，變異系數0.24%；堿解氮含量為9.60～96.00mg/kg，平均33.41mg/kg，標準差11.45，變異系數0.34%；全磷含量為0.14～1.43 g/kg，平均0.69 g/kg，標準差0.19，變異系數0.27%；速效磷含量為0.70～66.50 mg/kg，平均13.24mg/kg，標準差7.82，變異系數0.65%；全鉀含量為6.30～43.40 g/kg，平均19.98 g/kg，標準差4.88，變異系數0.25%；速效鉀含量為11.00～312.00 mg/kg，平均108.96 mg/kg，標準差38.55，變異系數0.34%。變異系數除速效磷達0.65，變化較大外，其余均不明顯。這與當地農民磷肥撒施造成其化學有效性降低，以及磷肥入土后易被固定形成磷過剩有關。

表1 敦煌市8個鄉（鎮）耕地土壤養分含量

表2 敦煌市耕層土壤主要養分含量

表3 敦煌市耕層土壤主要養分標準差和變異系數

2.3 聚類分析

結合敦煌市行政區劃、土壤類型、種植結構等綜合因素，根據耕層土壤養分的分析結果，可將全市8個鄉（鎮）農田聚為3個類型區。第一類型區為棉果種植區，包括轉渠口鎮、黃渠鄉、莫高鎮，土壤養分除全氮含量為0.58 g/kg最低外，有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量最高，分別為10.17 g/kg、39.45mg/kg、17.06mg/kg、120.40mg/kg。第二類型區為無核白葡萄種植區，即陽關鎮，土壤養分除全氮含量為0.59 g/kg較高外，有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量最低，分別為9.15 g/kg、30.18 mg/kg、11.62mg/kg、98.53 mg/kg。第三類型區為棉菜果種植區，包括肅州鎮、郭家堡鄉、七里鎮、楊家橋鄉，除全氮含量為0.61 g/kg最高外，有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀中等，分別為9.52 g/kg、32.63mg/kg、11.71mg/kg、109.75mg/kg（圖1、表4）。

圖1 敦煌市土壤養分聚類分析

表4 敦煌市耕地土壤不同類型區土壤養分類型分析

3 小結與討論

運用系統聚類分析法對2 188個耕地土樣養分特性進行分析的結果表明，敦煌市耕地土壤養分可劃分為3種類型，第一類型區為棉果種植區，位于敦煌市綠洲區的東北部，包括渠口鎮、黃渠鄉、莫高鎮，土壤類型多為灌淤土，主要種植作物以優質棉花為主，紅地球葡萄、哈密瓜等為輔。該區域土壤中除全氮含量最低外，其余養分含量相對較高，建議施肥方案為N 270 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O 105 kg/hm2，以滿足不同作物生育期內所需肥力[3～4]。針對紅地球葡萄、哈密瓜對鉀肥需求量相對較高的特點，應在施基肥時適當增加鉀肥用量。第二類型區為無核白葡萄種植區，位于敦煌市綠洲區西南70 km處的陽關鎮，區內主要種植作物為無核白葡萄，土壤類型以耕灌草甸土和耕灌風沙土為主，土壤有機質含量較低，而無核白葡萄行距較寬，可通過種植箭筈豌豆等綠肥作物實行秸稈還田以提高土壤有機質。注意增施有機肥、磷鉀肥，控制氮肥，以提高無核白葡萄品質。按照葡萄對養分吸收利用的規律，建議施肥量N 330 kg/hm2、P2O5150 kg/hm2、K2O 165 kg/hm2。第三類型區為棉菜果種植區，主要包括敦煌市的楊家橋鄉、肅州鎮、郭家堡鄉、七里鎮，其土壤類型以灌淤土為主，其次為潮土，主要種植作物為蔬菜、棉花、紅地球葡萄、大棗等。建議蔬菜種植區除增施有機肥外，全生育期以N 300～450 kg/hm2、P2O5150～180 kg/hm2、K2O 225～300 kg/hm2為佳。通常有機肥和磷肥做基肥，氮肥的30%基施、70%追施，鉀肥的50%基施、50%追施。棗樹應在施用有機肥的基礎上，施N 240 kg/hm2、P2O5135 kg/hm2、K2O 105 kg/hm2，并在花期至幼果期噴施2～3次微量元素葉面肥料[5]，以滿足后期生長需要。

[1]夏芳琴，郭天文，姜小鳳，等.測土施肥研究進展[J]. 甘肅農業科技，2011（7）：46-49.

[2]張福鎖.測土配方施肥技術要覽[M].北京：中國農業大學出版社，2006.

[3]陸 宏.聚類分析在測土配方施肥中的應用[J].中國土壤與肥料，2012（1）：99-101.

[4]魏天福，曹文亮，姜生林，等.敦煌市棉花配方施肥田間試驗初報[J].甘肅農業科技，2011（7）：50-51.

[5]朱根良.氮磷鉀施肥配比對紅棗生長及果實品質的影響[J]. 甘肅林業，2012（1）：40-41.