盈江縣耕地土壤養分特征分析及應用

張國云等

摘 要 利用盈江縣測土配方施肥項目土樣測試數據和全國第二次土壤普查數據，對土壤養分現狀及變化進行分析研究。結果表明：盈江縣耕地養分總體為有機質、全氮、堿解氮、速效磷含量中等偏豐富，速效鉀不足。變化趨勢呈現出土壤有機質和全氮向中等水平變化，堿解氮和速效磷表現出增加，速效鉀下降。土壤總體偏酸，有酸化趨勢。利用聚類分析法進行分析，盈江縣耕地分為四類：高有機質，高氮，鉀中等，缺磷區，占全縣耕地的3.87%；高有機質，高氮，磷中等，缺鉀區，占全縣耕地的13.39%；有機質豐富，氮磷中等，缺鉀區，占全縣耕地的20.32%，是糧經作物的次產區；有機質、氮中等，磷豐富，缺鉀區，占全縣耕地的62.42%，是糧經作物的主產區。

關鍵詞 土壤；養分；特征；聚類分析

中圖分類號 S158 文獻標識碼 A

The Farmland Soil Nutrient Characteristics Analysis

and Application in Yingjiang County

ZHANG Guoyun1，GUO Jin2，SUN Jiangjing3，ZHOU Xinwei1，KANG Yunchang1

1 Soil and Fertilizer Workstation Dehong Prefecture， Mangshi， Yunnan 678400，Chian

2 Yunnan Agri-environmental Protection and Monitoring Center， Kunming， Yunnan 650034，Chian

3 Soil and Fertilizer Workstation of Yingjiang county，Yingjiang Yunnan， 678403，Chian

Abstract The date of soil testing and formulating fertilization project and the second national soil survey were used to analyze the soil nutrient status and variation in Yingjiang County. The results showed that the farmland nutrients in Yingjiang for organic matter， total nitrogen， alkali-hydrolyzable nitrogen content and the average available phosphorus are rich， while the available potassium is deficient. Variation tendency revealed the soil organic matter and total nitrogen reduced to the secondary level and the alkali-hydrolysable N and available P increased but the available K decreased. The overall soil nutrient characteristic tends to acidification. Cluster analysis showed that the farmland soil could be divided into four categories， the first one is accounting for 3.87% of the total farmland， the soil with high organic matter， high nitrogen and phosphorus medium but potassium deficiency， and the second one is accounting for 13.39% of the total farmland， the soil with high organic matter and nitrogen and phosphorus reduced to the secondary level but lack of potassium， then the third one is accounting for 20.32% of the total farmland， which is the secondary producing area， the soil with medium level of organic matter and nitrogen and rich of phosphorus but lack of potassium， the last one is accounting for 62.42% of the total farmland which is the main producing area.

Key words Soil；Nutrient；Characteristic；Clustering analysis

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.04.013

土壤是農業生產的基礎，植物生產的基地，人類耕作的對象，一切科學栽培技術措施的實施都是建立在土壤基礎上[1]。了解土壤肥力狀況及其變化趨勢，對指導施肥決策具有實際意義。土壤肥力是土壤的基本屬性，肥力水平是諸多肥力因素的綜合反映[2]，許多學者對區域土壤養分及肥力狀況采用BP神經網絡法[3]、指數和法[4]、模糊評價法[5]等方法進行分析研究，在生產中發揮了很好的指導作用，但用簡單的數量指標來分析復雜的土壤肥力亦值得探討。全國第二次土壤普查，查清了土壤類型、分布及養分狀況。多年來，土壤養分因種植制度、施肥水平、利用方式、土壤改良等因素的變化而變化[6]，不同區域土壤肥力隨著時間的推移發生非均衡性富集和耗減，土壤養分供給失衡[7]，農田生態環境惡化，生產效益降低，嚴重影響施肥的有效性[8]。本文利用盈江縣測土配方施肥項目中耕地地力調查數據與第二次土壤普查數據（德宏州土壤普查辦，德宏土壤，1986）進行分析，旨在探明盈江縣區域土壤肥力狀況，分析存在問題，為提高農業生產效益，促進農業可持續發展，制定耕地質量保護策略提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

盈江縣位于滇西邊陲，與緬甸毗鄰，有耕地面積347.11 km2，位于東經97°31′40"～98°15′0"，北緯24°24′1"～24°20′10"。屬亞熱帶季風氣候，年平均氣溫19.3 ℃，降雨量1 464 mm，壩區無霜期324.4 d，年均日照2 356.3 h。壩區炎熱，山區冷涼，海拔高差大，立體氣候明顯，盆壩開闊，山地層疊。耕地土壤分布9個土類，13個亞類，49個土屬，52個土種。壩區以水稻-冬馬鈴薯、水稻-西瓜、水稻-冬玉米為主，山區以玉米、甘蔗、茶葉為主。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集與制備 按國家農業部《耕地地力調查與評價》[9]要求進行，參照《土壤普查技術》[10]及第二次土壤普查取樣點位（461個），根據當地地形地貌，兼顧不同土壤類型采集土壤樣品（圖1）。2009年夏糧收獲后，按照“隨機”、“等量”、“多點”的原則，在代表性田塊用“S”型采樣法采集表層（0～20 cm）（多年生作物采集0～40 cm）土壤10個點形成混合樣，GPS定位，用四分法取約1 kg土壤樣品，用塑料袋裝好，做好標記，共采集樣品620個，帶回檢測室，供檢測分析。

1.2.2 檢測分析方法 本次調查，土壤養分檢測按《土壤分析技術規范》[11]進行，pH（土水比1 ∶ 2.5）測定方法NY/T 395-2000標準，玻璃電極法（0rion-210酸度計）；有機質測定方法NY/T1121.2-2006標準，重鉻酸鉀氧化容量法；全氮測定方法GB7173-87標準，半微量凱氏法（QSY-21D凱氏定氮儀）；堿解氮測定方法用堿解擴散法；速效磷測定方法用GB12297-90標準，鉬銻抗比色法（721分光光度計）；速效鉀測定方法是NY/T889-2004標準，原子吸收光度法（TAS-990原子吸收分光光度計）。普查時，pH、有機質、全氮、堿解氮檢測方法與本次調查相同，速效鉀采用四苯硼鈉比濁法，速效磷采用鹽酸-氟化銨法[10]。

1.2.3 土壤肥力分級標準 依據全國第二次土壤普查分級標準[12-13]，土壤酸堿性評價為，pH>8.5為堿性，7.5

1.2.4 聚類分析 以歐氏距離為衡量區域間差異大小的依據，采用離差平方和法進行區域間養分系統聚類[14-15]。

1.2.5 數據處理 采用Excel2010和DPS7.0軟件進行數據分析及制圖。

2 結果與分析

2.1 土壤養分基本統計分析

盈江縣耕地土壤養分統計分析表明（表2），有機質、全氮、速效磷和速效鉀測試值變異較大，變異系數在73.0%～86.5%之間；其次是土壤堿解氮測試值，變異系數為46.4%；土壤pH測試值變異較小，變異系數為7.0%。用Pearson法進行相關性分析[14]，結果表明，pH值與有機質、全氮、堿解氮之間存在極顯著相關，有機質與全氮、堿解氮、速效磷存在極顯著相關，全氮與堿解氮、速效磷及堿解氮與速效磷存在極顯著相關，速效磷與速效鉀存在極顯著相關。

2.2 土壤養分特征及動態變化

2.2.1 pH值、有機質 本次調查結果表明（圖2），盈江縣耕地土壤58.87%的面積為酸性，39.52%的面積為微酸，總體偏酸。與第二次普查相比，極酸、酸性的耕地面積分別增加0.36%、11.37%，微酸性、中性的耕地面積分別減少9.55%、2.18%，表明耕地土壤有酸化趨勢。有機質含量（圖3）總體中等偏豐富，與第二次普查相比，含量豐富、缺乏、甚缺水平的面積減少，中等偏豐富的面積比例增加。

2.2.2 全氮、堿解氮 由圖4、5表明，盈江縣耕地土壤全氮、堿解氮總體含量中等偏豐富，均表現出中等水平面積最大，為63.38%和60.32%。與第二次普查相比，全氮中等水平面積增加13.06%，豐富、缺乏、甚缺水平面積分別減少1.46%、7.33%、4.16%。全氮變化趨勢與有機質相似，總體表現出向中等水平變化。堿解氮豐富、中等水平面積增加14.61%、9.34%，缺乏、甚缺水平面積減少12.28%、11.67%，堿解氮含量總體增加。

2.2.3 速效磷、速效鉀 盈江縣耕地土壤速效磷表現出中等偏豐富（圖6）、速效鉀表現出虧缺（圖7），缺乏、甚缺水平面積比例較大，達73.55%。與第二次普查相比，速效磷豐富水平Ⅱ級增幅最大，增23.8%，甚缺水平VI級面積降幅最大，降31%。速效磷總體含量大幅增加。速效鉀豐富水平面積大幅下降，降65.62%，速效鉀含量總體呈現大幅下降。

2.3 土壤養分總體特征及動態變化

本次調查結果表明（表3），盈江縣耕地土壤pH值為酸性，旱作土低于水稻土，與第二次普查相比較，旱作土、水稻土、全縣平均值均下降。不同地類養分含量，除速效磷水稻土高于旱作土外，其余養分旱作土高于水稻土。與第二次普查相比較，旱作土堿解氮、速效磷增加，有機質、全氮、速效鉀均下降，降幅依次，速效鉀>有機質>全氮；水稻土速效磷增加，其余養分均下降，降幅依次，速效鉀>有機質>全氮>堿解氮。全縣平均值，堿解氮、速效磷增加，其余養分均下降，降幅依次，速效鉀>有機質>全氮。

2.4 區域養分聚類分析

3 討論與結論

本文通過兩次土壤調查比較分析得出，盈江縣耕地土壤肥力，單項指標，pH偏酸，且明顯下降，蔡澤江等[16]研究表明長期單施化肥pH明顯下降，pH較低，容易引起土壤鹽基離子的流失，降低土壤養分保肥能力，影響作物生產性能[17]；有機質、全氮均表現出向中等水平集中，但總體含量大幅下降，劉波等[18]研究表明不同耕作方式對土壤理化性狀有影響，盈江縣旱作土有機質含量豐富，耕作模式單一，效益低，農戶只種不養，水稻土中砂泥田、河砂田有機質偏低，復種指數高，效益高，農戶注重有機質肥投入或秸稈還田，因此有機質和全氮中等水平比例增加；堿解氮含量中等偏豐富，且有所上升，速效磷大幅上升，速效鉀大幅下降，何曉濱等[19]對施肥與土壤養分變化研究得出，長期施肥不協調，導致土壤養分變化，生產中重氮磷，輕鉀肥，磷在土壤中不易流失，被土壤固定，多年富集，鉀肥投入不足，逐年消耗。

不同地類比較分析，pH、有機質、全氮、速效鉀5項指標旱作土、水稻土均下降，速效磷均上升，堿解氮旱作土上升，水稻土下降。熊燕等[20]研究得出作物施肥水平變化及種植制度的改變是土壤養分發生變化的根本原因，復種指數提高，土壤肥力消耗過大，盲目追求產量，過量施用氮肥，用養嚴重脫節。熱壩區農戶形成了“夏季抓糧，冬季抓錢”的種植模式，部分區域達一年四熟。

采用聚類分析法，將盈江縣耕地分為四類，第一類有機質和氮豐富，鉀中等，缺磷；第二類有機質和氮豐富，磷中等，缺鉀；第三類有機質豐富，氮磷中等，缺鉀；第四類有機質，氮中等，磷豐富，缺鉀?？傮w來看，盈江縣土壤缺鉀比較嚴重，一類明顯缺磷，二、三、四類明顯缺鉀。因此，在培肥管理中，應保持均衡肥力，設計作物施肥配方時，鉀是重要的添加因子，以滿足作物高產穩產的需要。四類為重點區域，面積較大，土壤生產負荷較重，保肥性差，在肥料運籌上應采用少施勤施，有機無機相結合。特別指出的是該區域多為水旱輪作，冬季作物多為經濟作物，施肥水平高，土壤中肥料殘余量大，后作水稻施肥配方應視前作施肥量做相應調整。同時，積極推進有機質提升項目，增加土壤有機質，引導農民科學施肥，平衡土壤養分，減少環境污染。

參考文獻

[1] 王樹會， 邵 巖， 鄧云龍， 等. 云南植煙土壤養分特征有在生產上的對策[J]. 云南農業大學學報， 2005， 20（5）： 690-694.

[2] 駱東奇， 白 潔， 謝德體. 論土壤肥力評價指標和方法[J]. 土壤與環境， 2002， 11（2）： 202-205.

[3] 劉海東， 梁國慶， 周 衛， 等. 基于神經網絡的土壤肥力綜合評價[J]. 中國土壤與肥料， 2011（5）： 12-19.

[4] 王軍艷， 張鳳榮， 王 茹， 等. 指數和法對潮土農田土壤肥力變化的評價研究[J]. 農村生態學環境， 2001， 17（3）： 13-16， 20.

[5] 吳玉紅， 田宵鴻， 同延安，等. 基于主成分分析的土壤肥力綜合指數評價[J]. 生態學雜志， 2010， 29（1）： 173-180.

[6] 于 費， 陳柳燕， 張黎明， 等.海南省農用地土壤磷素現狀調查[J]. 西南農業學報， 2009（2）： 423-427.

[7] 王宏偉， 張留臣， 普云飛，等. 云南省峨山縣植煙土壤肥力的綜合評價及變異分析[J]. 湖南農業大學學報， 2012， 38（5）： 78-83.

[8] 郭宗祥， 左其東， 李 梅，等. 江蘇省太倉市耕地力調查與質量評價[J]. 土壤， 2007， 39（2）： 318-321.

[9] 全國農業技術推廣服務中心. 耕地地力調查與評價[M]. 北京： 中國農業出版社， 2005.

[10] 云南省土壤普查辦公室. 土壤普查技術[M]. 昆明： 云南人民出版社， 1981.

[11] 全國農業技術推廣服務中心. 土壤分析技術規范[M]. 北京： 中國農業出版社， 2006.

[12] 王文富， 邱鼎宜. 云南土壤[M]. 昆明： 云南科技出版社， 1996.

[13] 全國土壤普查辦公室. 中國土壤[M]. 北京： 中國農業出版社， 2002.

[14] 顧志峰， 葉乃好， 石耀華. 實用生物統計學[M]. 北京： 科學出版社： 2012.

[15] 趙華富， 周國蘭， 劉曉霞，等. 貴州茶區土壤養分頭部綜合評價[J]. 中國土壤與肥料， 2012（6）： 30-33.

[16] 蔡澤江， 王伯仁， 徐明崗， 等. 長期施肥對紅壤pH和作物產量及氮磷鉀養分吸收的影響[J]. 植物營養與肥料報， 2011， 17（1）： 71-78.

[17] 姚振飛， 王少華，吳匡勤. 昆山市土壤養分現狀與變化趨勢研究[J]. 農業資源與環境學報， 2013， 30（10）： 36-38.

[18] 劉 波， 吳禮樹， 魯劍魏，等. 不同耕作方式對土壤理化性質影響研究進展[J]. 耕作與栽培， 2010（2）： 55-57.

[19] 何曉濱， 李慶龍， 段慶鐘，等. 云南省施肥及土壤養分變化分析[J]. 中國土壤與肥料， 2011（3）： 21-26.

[20] 熊 燕， 竇曉黎， 劉友林，等. 云南省主要作物肥料施用現狀與發展[J]. 土壤通報， 2005， 36（2）： 194-197.