青海省耕層土壤養分含量相關性分析研究

武治華 牛繼平

摘要[目的]研究青海省貴德縣耕層土壤的養分狀況。[方法]以青海省貴德縣耕層土壤（0～20㎝）為研究對象，采用土壤農化常規方法，測定了土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀等養分，分析了養分之間的相關性，耕層土壤養分相互關系的變化及變化的原因。[結果]土壤有機質與全氮呈極顯著正相關；土壤有機質與堿解氮呈極顯著相關；全氮與堿解氮呈極顯著相關；貴德縣常牧鎮、尕讓鄉的N/P2O5≥4的樣本數分別為71、53，占總樣本數的57.26%、54.08%；河西鎮、拉瓦西鎮的N/P2O5≥4的樣本數相對較多，分別占總樣本數的37.58%、48.00%，在這些鄉鎮應注意磷肥的施用，使氮磷平衡，發揮氮磷肥的協調作用。[結論]該研究可為貴德縣農業可持續發展提供參考。

關鍵詞有機質；耕層土壤；土壤養分；相關性

中圖分類號S158.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）23-0101-05

Correlation Analysis of Top Layer Soil Nutrient Content in Qinghai Province

WU Zhihua1， NIU Jiping2*

（1.Changdu Agrotechnology Extension Station，Changdu，Tibet 854000；2.Changdu City Agriculture and Animal Husbandry Bureau，Changdu ，Tibet 854000）

Abstract[Objective]To study top layer soil nutrient content in Guide County of Qinghai Province.[Method]Taking top layer soil （0-20cm ） in Guide County of Qinghai Province as the research object， using conventional method to determinate soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， available nitrogen， available phosphorus， available potassium， slowly available potassium and so on， analyzed the correlation among soil nutrients， nutrient relationships change and change reason. [Result] Soil organic matter and total nitrogen had a significant positive correlation； Soil organic matter and nitrogen was significantly related； Total nitrogen and available nitrogen was significantly related； N/P2O5≥4 of the samples number of Changmu Town， Garang Township of Guide County were 71，53， the total sample size of 57.3%，5408%；N/P2O5≥4 of samples number of Hexi Town，Lawaxi Town were opposite bigger，respectively 37.58%， 48.00% of the total sample， in these towns application of phosphorus fertilizer should be paid attention to make the nitrogen phosphorus balance， and play the coordination function of N ，P.[Conclusion]The research can give reference for agricultural sustainable development

Key wordsOrganic matter；Top layer soil；Soil nutrient；Correlation

作者簡介武治華（1988—），女，內蒙古烏蘭察布人，助理農藝師，從事農業技術推廣工作。*通訊作者，農藝師，碩士，從事農業技術推廣工作。

收稿日期2017-06-12

土壤的本質屬性是土壤具有肥力，土壤又是綠色生命的源泉，是人類生存最基本、最重要、最珍貴的自然資源；它維系著自然界的生態平衡，使萬物充滿生機；它關系到人類的生存和社會的發展[1]。因此，土壤培肥和科學施肥，改善土壤物理化學性質，保持和提高土壤肥力，創造作物生長的最佳條件，切實維護養分平衡，對于合理規劃和利用土地、促進農業生產的發展具有重要的意義。耕層土壤養分是植物生長需要的土壤營養元素，是維持植物生長的重要物質基礎和生命元素，同時也是環境污染因子[2]。當某一或多種養分含量低時，會抑制植物生長量、品質；而當含量過高時會造成環境污染。由于農作物的生長需要多種養分元素的充足、協調，因此有必要了解各組分之間的比例關系，以便全面地闡述土壤質量變化的特點[3]。

目前，耕層土壤養分相互關系的研究較少，未能體現其動態變化特征，隨著精確農業的快速發展，耕層土壤養分含量相關性分析研究更為人們所關注，目前大部分資料都側重于統計學方法相關參數的獲取與分析，有關土壤養分含量相關性及影響土壤養分含量變化的影響因素分析較少。青海省貴德縣土壤類型多樣，施肥類型不盡相同，如綠肥、廄肥等有機肥雖含有多種養分元素，長期、大量使用對于土壤養分間的協調具有重要作用[4]。但由于其肥效較緩，用工多，費時長，應用逐漸減少，代之以大量化肥施用，各種化肥的養分元素少或單一，加上農民知識所限，施肥主要依靠經驗，土壤養分間的不平衡、協調性低難以避免。采用GPS定位采樣，用土壤農化常規分析方法分析土壤有機質、全氮、全磷、堿解氮、有效磷、速效鉀、緩效鉀等養分含量，分析其相關性，為貴德縣農業的可持續發展奠定基礎。

1材料與方法

1.1貴德縣地理位置和行政區劃

青海省貴德縣地處100°58′08″～101°47′50″ E、35°29′45″～36°23′35″ N。東西寬65 km，南北長100 km，總面積3 680.49 km2。處于黃河上游龍羊峽與李家峽之間。縣城駐河陰鎮，距省會西寧114 km，海南州府恰不恰鎮158 km。貴德縣轄4個鎮、2個鄉、1個民族鄉，即河陰鎮、河西鎮、拉西瓦鎮、常牧鎮、河東鄉、新街回族鄉和尕讓鄉；119個村民委員會。在全國農業區劃中屬于東部黃土高原農林牧副區——黃河上游糧油畜禽、水源水保林區，是青海省重要的糧食生產基地縣之一。貴德縣在黃河上游建制最早，歷史悠久；境內山清水秀，自然環境優美，素有“小江南”之稱。

1.2樣品采集及測試方法

1.2.1樣品采集。

按照農業部測土配方施肥規范的要求采樣，采樣時間為農作物播種前或收獲后，采用GPS定位采樣；采樣深度為0～20 cm。每個樣品的采樣點不少于10點，采樣時按照“隨機”“等量”和“多點混合”的原則進行。然后將取回的土樣風干后按測試方法的要求進行進一步的處理，過篩，保存。

1.2.2測定項目及方法。

土壤養分化驗方法均采用中國土壤學會農業化學專業委員會編著的《土壤農業化學常規分析方法》[5]。具體測定項目及方法如下：

土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法-水合熱法；

全氮采用開氏定氮法；

全磷采用高氯酸-硫酸消煮，鉬藍比色法；

堿解氮采用堿解擴散法；

有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬藍比色法；

速效鉀采用醋酸銨浸提-火焰光度法；

緩效鉀采用1 mol/L熱硝酸浸提-火焰光度法。

1.2.3數據處理方法。

應用Excel對數據進行相關分析，相關系數達顯著者建立其相應的函數回歸方程。

2結果與分析

2.1貴德縣耕層土壤養分含量統計分析

表1為貴德縣第二次全國土壤普查的養分分級標準，表2為2007—2011年貴德縣675個耕層土壤養分含量統計結果。由表1、2可見，貴德縣耕層土壤有機質含量在2.22～77.04 g/kg，平均含量為20.24 g/kg，達到三級分級標準，處于高等水平，總體標準差9.61 g/kg，總體變異系數為47.5%，屬于中等變異；全氮含量在0.19～3.21 g/kg，平均含量為1.44 g/kg，達到三級分級標準，處于中等水平，總體標準差0.52 g/kg，總體變異系數為36.4%，屬于中等變異；堿解氮含量在2200～468.00 mg/kg，平均含量為108.69 mg/kg，達到三級分級標準，處于中等水平，總體標準差48.29 mg/kg，總體變異系數為444%，屬于中等變異；有效磷含量在2.00～246.00 mg/kg，平均含量為51.03 mg/kg，達到一級分級標準，處于豐富水平，總體標準差41.85 mg/kg，總體變異系數為82.0%，屬于較大變異；全磷含量在0.213～4.683 g/kg，平均含量為1.720 g/kg，達到三級分級標準，處于中等水平，總體標準差0.520 g/kg，總體變異系數30.2%，屬于中等變異；速效鉀含量在31.00～1 870.00 mg/kg，平均含量為260.95 mg/kg，達到一級分級標準，處于豐富水平，總體標準差175.43 mg/kg，總體變異系數為65.7%，屬于較大變異；緩效鉀含量在64.00～3 208.00 mg/kg，平均含量為1 013.31 mg/kg，標準差為454.08 mg/kg，總體變異系數為44.8%，屬于中等變異。從總的分析結果可以看出，土壤有效磷與第二次全國土壤普查耕層土壤養分含量分級指標相比變化明顯。

2.2貴德縣耕層土壤有機質與全氮相關性分析

土壤有機質是土壤的重要組成部分，對提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性狀，調節土壤水、肥、氣、熱狀況具有重要作用。有機質含量的高低是衡量土壤肥力水平的重要指標之一[6]。土壤中的氮有95%是以有機狀態存在。從耕層土樣有機質與全氮測定結果來看，貴德縣耕層土樣1的土壤有機質含量（y）與土壤全氮含量（x）之間存在著極顯著線性正相關，y=15.246x-3.513 4（n=499，R2=0.732）。貴德縣耕層土樣2的土壤有機質含量（y）與土壤全氮含量（x）之間存在著極顯著線性正相關，y=16.434X+3.467 3（n=146，R2=0.472 4）。貴德縣耕層土樣3的土壤有機質含量（y）與土壤全氮含量（x）之間存在著顯著線性正相關，y=4.109 8x+11233（n=30，R2=0.275 2）。協作項目土壤有機質含量（y）與土壤全氮含量（x）之間存在著極顯著線性正相關，y=22937x-7.241 7（n=318，R2=0.935 6）。結果見圖1、2、3、4。

根據4組不同測定時期的土壤有機質測定值與相關方程預測值<0.5 g/kg樣品個數統計結果顯示，土樣1中有50個土樣符合平行樣誤差要求<0.5 g/kg，占總樣本數的10%；

土樣2中有10個土樣符合平行樣誤差要求<0.5 g/kg，占總樣本數的7%；

土樣3中有9個土樣符合平行樣誤差要求<0.5 g/kg，占總樣本數的30%；

即使協作項目可決系數R2=0.935 6，用其相關方程預測的結果符合誤差要求的樣本數為19個，占總樣本數的6%。

通過貴德縣耕層土樣1實際測定值與預測值之間所進行的u測驗，得u=-1.45，|u|（1.45）

2.3耕層土壤有機質與堿解氮相關性分析

有機質是影響土壤堿解氮含量的一個重要因子[7]。從耕層土樣有機質與堿解氮測定結果來看，貴德縣耕層土樣1的土壤有機質含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著極顯著線性正相關，y=4.404 1x+23.116（n=499，R2=0.635 5）。貴德縣耕層土樣2的土壤有機質含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著顯著線性正相關，y=2.150 5x+50.072（n=146，R2=0485 9）。貴德縣耕層土樣3的土壤有機質含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著顯著線性正相關，y=4.845x+52.557（n=30，R2=0.346 1）。協作項目土壤有機質含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著極顯著線性正相關，y=2309 2x+70.263（n=318，R2=0.879 0）。相關結果見圖5～8。因此，要提高土壤氮素肥力水平，可以通過提高土壤有機質來提高氮素水平。

根據4組不同測定時期的土壤堿解氮測定值與相關方程預測值<5 g/kg樣品個數統計結果顯示，土樣1中有60個土樣符合平行樣誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的12%；

土樣2中有20個土樣符合平行誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的14%；

土樣3中有5個土樣符合平行誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的17%；

即使協作項目可決系數R2=0.879 0，用其相關方程預測的結果符合誤差要求的樣本數為6個，占總樣本數的2%。

通過貴德縣耕層土樣1實際測定值與預測值之間所進行的u測驗，得u=0.272，|u|（0.272）2.4耕層土壤全氮與堿解氮相關性分析

從耕層土樣全氮與堿解氮測定結果來看，貴德縣耕層土樣1的土壤全氮含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著極顯著線性正相關，y=83.826x-17.726（n=499，R2=0.724 3）。貴德縣耕層土樣2的土壤全氮含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著極顯著線性正相關，y=62.801x+25.341（n=146，R2=0.724 8）。貴德縣耕層土樣3的土壤全氮含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著顯著線性正相關，y=35.871x+81055（n=30，R2=0.309 1）。協作項目土壤全氮含量（x）與土壤堿解氮含量（y）之間存在著極顯著線性正相關，y=51851x+5628（n=318，R2=0.788 1）。相關結果見圖9～12。

根據4組不同測定時期的土壤堿解氮測定值與相關方程預測值<5 g/kg樣品個數統計結果顯示，土樣1中有105個土樣符合平行樣誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的21%；

土樣2中有33個土樣符合平行樣誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的23%；

土樣3中有4個土樣符合平行樣誤差要求<5 g/kg，占總樣本數的13%；

即使協作項目可決系數R2=0.788 1，用其相關方程預測的結果符合誤差要求的樣本數為38個，占總樣本數的12%。

通過貴德縣耕層土樣1實際測定值與預測值之間所進行的u測驗，得u=-1.490 4，|u|（1.490 4）