新疆葉爾羌河流域棉田土壤養分分析與評價

易海艷 馬劉峰 林寧 查向浩 庫爾班·吾斯曼

摘要：以南疆葉爾羌河流域棉田土壤為研究對象，通過野外調查取樣和室內試驗的方法，采用全國第二次土壤普查養分分級標準為依據研究土壤中養分分布特征。研究結果，有機質平均含量為6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏狀態；全氮平均含量為0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態；全磷平均含量為0.16 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態；全鉀平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態；堿解氮平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態；速效磷平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤為中等含量；速效鉀平均含量為175.93 mg/kg，69.7%的土壤含量較豐富，土壤養分含量隨土壤深度增加而有較明顯降低。

關鍵詞：葉爾羌河流域；棉田；土壤養分；分布特征

中圖分類號： S158.3 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）07-0393-04

研究人類活動影響下的土壤養分的時空變異特征，可為有效土壤管理提供依據[1]。國外學者從20世紀70年代成功進行了土壤屬性特性空間變異性規律的研究[2]；我國學者隨后在土壤屬性特性空間變異性規律開展了探索[3-4]。干旱區土壤速效養分空間分布調控機制是農作物與土壤關系研究中的重要問題，不同土地利用方式和耕作技術使土壤特性發生顯著變化，從而影響土壤環境變化方向和幅度[5]。

從20世紀80年代第二次全國土壤普查以來，干旱區土壤利用、種植制度等人類活動都發生了顯著變化，并對土壤養分變化產生重要影響[6-7]。新疆是我國最大的商品棉種植和出口基地，植棉業已成為新疆的支柱產業，經濟效益可觀，有效促進了新疆區域經濟發展[8]。土壤中養分含量是衡量土壤肥力性能的重要指標，測定土壤中養分，可作為科學種田，經濟合理施肥的參考[9]。土壤速效氮、磷、鉀含量及其相對平衡反映了土壤中養分供應狀況，研究棉田土壤養分的分布特征對改良土壤、指導農戶科學施肥、提高肥料利用率和土壤肥力具有重要的作用，可以為人類保護耕地提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

葉爾羌河位于新疆的西南部，塔里木盆地的西緣。流域地理坐標為74°28′～80°54′E，34°50′～40°31′N。灌區處在塔克拉瑪干沙漠與布谷里、托克拉克沙漠的挾持中，呈帶狀分布，是新疆境內最大一片綠洲。該區地貌大致可分為昆侖山剝蝕山地和沖洪積平原，呈典型干旱型大陸性氣候，干旱少雨，蒸發強烈，降水量高值區集中在海拔3 000 m以上的昆侖山氣候區，海拔2 000 m以下的降水量在垂直地帶變化遞增規律十分明顯，多年平均降水量地域分布總的趨勢是由北向南、由東向西遞增，降水量隨高程遞增率約為每百米高程降水量遞增6～7 mm，降水量隨高程增高，最大降水量出現在5—8月，占全年降水量的56.0%～76.1%，春季降水量比秋季降水量略高。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤樣品采集與制備 依據土壤采樣方法，用GPS定位，于2013年5月赴研究區采樣，采樣時為春天，土壤沒有施過肥，較能代表土壤的養分自然狀況。采樣時依據隨機、等量等原則，分別在研究區的荒漠帶、過渡帶和綠洲帶采集土壤表面和剖面45個。 采回的土壤樣品及時送至實驗室，平攤約2 cm厚的薄層風干，經研磨、過篩后編號裝袋備用。

1.2.2 土壤理化性質分析方法 土壤樣品各理化性質分析方法見表1。

1.2.3 土壤養分評價標準 采用全國第二次土壤普查養分分級標準，分級標準見表2。

1.3 數據分析

本試驗數據均采用SPSS 13.0軟件分析。

2 結果與分析

2.1 土壤養分含量水平

從葉爾羌河流域棉田土壤樣品檢測結果可看出，土壤中有機質最高含量為28.21 g/kg，最低含量為2.78 g/kg，平均含量為6.94 g/kg， 53.2%的土壤呈缺乏狀態；全氮最高含量為1.73 g/kg，最低含量為0.13 g/kg，平均含量為0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態；全磷最高含量為0.28 g/kg，最低含量為0.05 g/kg，平均含量為0.16 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態；全鉀最高含量為24.5 g/kg，最低含量為5.7 g/kg，平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態；堿解氮最高含量為138.25 mg/kg，最低含量為4.55 mg/kg，平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態；速效磷最高含量為20.27 mg/kg，最低含量為3.93 mg/kg，平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量狀態；速效鉀最高含量為321 mg/kg，最低含量為64 mg/kg，平均含量為 175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈較豐富含量狀態（表3、表4）。〗

2.2 剖面養分梯度特征

從葉爾羌河流域棉田土壤樣品檢測結果可看出，有機質在0～20 cm土層平均含量為8.47 g/kg，20～40 cm土層平均含量為753 g/kg，40～60 cm土層平均含量為4.83 g/kg；全氮在0～20 cm平均含量為0.79 g/kg，20～40 cm土層平均含量為 0.64 g/kg，40～60 cm土層平均含量為0.47 g/kg；全磷在0～20 cm平均含量為0.17 g/kg，20～40 cm土層平均含量為0.15 g/kg，40～60 cm土層平均含量為0.09 g/kg；全鉀在0～20 cm平均含量為13.72 g/kg，20～40 cm土層平均含量為 12.28 g/kg，40～60 cm土層平均含量為 10.38 g/kg；堿解氮在0～20 cm土層平均含量為 52.29 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為 42.82 mg/kg，40～60 cm土層平均含量為 24.20 mg/kg；速效磷在0～20 cm土層平均含量為 11.58 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為789 mg/kg，40～60 cm 土層平均含量為5.89 mg/kg；速效鉀在0～20 cm平均含量為189.93 mg/kg，20～40 cm土層平均含量為 179 mg/kg，40～60 cm土層平均含量為 158.87 mg/kg，土壤養分總體呈現隨土壤深度增加而下降的趨勢（表5）。

2.3 土壤養分分布特征

2.3.1 不同土壤層次有機質分布特征 土壤有機質是土壤肥力的重要標志，對土壤結構、微生物活動以及植物吸收性能都有重要影響[3]。葉爾羌河流域棉田有機質含量整體呈缺乏狀態，且隨著土壤深度的增加，有機質缺乏的土壤比例逐漸增加，由0～20 cm的44.8%增加到20～40 cm的55.9%（圖1、圖2），至土層深度40～60 cm時有機質缺乏增至602%（圖3）。

2.3.2 不同土壤層次堿解氮分布特征 氮元素在棉花發育中起著重要的作用，對棉花的生長發育、產量形成等都有著很大的影響[3]。葉爾羌河流域棉田堿解氮含量整體呈缺乏狀態，且隨著土壤深度的增加，堿解氮含量缺乏的土壤比例逐漸增加，由0～20 cm土層土壤的51.6%增加至20～40 cm的58.3%（圖4、圖5），至土層深度40～60 cm時堿解氮缺乏增至62.6%（圖6）。

2.3.3 不同土壤層次速效磷分布特征 磷是棉花正常生長發育所必需的營養元素之一，磷能有效地促進地棉株碳氮代謝，提高棉葉抗旱、抗病能力，顯著影響棉花產量及品質[3]。葉爾羌河流域棉田速效磷含量整體呈中等狀態，且隨著土壤深度增加，速效磷含量較豐富的土壤比例逐漸減少，由0～20 cm土層土壤的22.3%減少至20～40 cm的15.4%（圖7、圖8），至土層土壤40～60 cm時再減少到6.1%（圖9）。

2.3.4 不同土壤層次速效鉀分布特征 根據土壤分析結果可看出，葉爾羌河流域棉田速效鉀含量整體呈較豐富狀態，且隨著土壤深度增加，速效鉀含量豐富的土壤比例逐漸減少，由

0～20 cm土層土壤的15.7%減少到20～40 cm的10.8%（圖10、圖11），土層深度為40～60 cm時減少至6.3%（圖12）。

3 討論

新疆葉爾羌河流域棉田土壤中有機質平均含量為 6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏狀態；全氮平均含量為 0.77 g/kg，53.3%的土壤呈較缺乏狀態；全磷平均含量為016 g/kg，81.5%的土壤呈極度缺乏狀態；全鉀平均含量為12.13 g/kg，70.6%的土壤呈較缺乏狀態；堿解氮平均含量為39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀態；速效磷平均含量為8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量狀態；速效鉀平均含量為175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈較豐富狀態。土壤養分均隨土壤深度加深而逐漸減少。

從整體上看，新疆葉爾羌河流域棉田土壤中有機質、全氮、全磷、全鉀、堿解氮均比較缺乏，速效磷、速效鉀含量相對較高。建議農戶在棉花種植過程中有針對性地增施有機肥、氮肥、鉀肥、磷肥，以提高土壤肥力，提高肥料利用率，提高棉花產量和品質。

參考文獻：

[1]張慶利，史學正，潘賢章，等. 江蘇省金壇市土壤肥力的時空變化特征[J]. 土壤學報，2004，41（2）：315-319.

[2]Cahn M D，Hummel J W，Brouer B H. Spatial analysis of soil fertility for site-specific crop management[J]. Soil Science Society America Journal，1994，58：1240-1248.

[3]朱 靜，黃 標，孫維俠，等. 長江三角洲典型地區農田土壤有機質的時空變異特征及其影響因素[J]. 土壤，2006，38（2）：158-165.

[4]張慧文，馬劍英，陳發虎，等. 烏魯木齊市雅瑪里克山污水灌溉土壤肥力的空間變異研究[J]. 干旱區資源與環境，2008，22（8）：185-191.

[5]Su Y Z，Zhao H L，Zhang T H，et al. Soil properties following cultivation and non-grazing of a semi- arid sandy grassland in northern China[J]. Soil & Tillage Research，2004，75：27-36.

[6]馬黎春，盛建東，蔣平安，等. 克拉瑪依干旱生態農業區土壤質地的空間異質性研究[J]. 干旱區地理，2006，29（1）：109-114.

[7]郭旭東，傅伯杰，陳利頂. 河北省遵化平原土壤養分的時空變異特征——變異函數與Kriging插值分析[J]. 地理學報，2000，55（5）：555-566.

[8]張江華. 新疆棉田土壤中地膜殘留污染現狀調查分析及其發展趨勢預測[D]. 烏魯木齊：新疆農業大學，2010.

[9]馬家斌，李華珍，繆一飛，等. 新平縣耕地土壤養分狀況與評價[J]. 西南農業學報，2013，26（6）：2397-2402.