全椒縣耕地土壤中磷的地球化學特征

肖永紅 魏路 馮松寶

摘要 [目的]研究全椒縣土壤磷含量及營養豐缺情況，為土壤改良等提供理論依據。[方法]采集1 170個樣品，測試了樣品的pH、全磷含量以及速效磷含量。[結果]研究區酸性土壤占66.07%，淺層土壤中全磷含量為86.7～1 510.0 mg/kg，全磷等級四等和五等的占92.56%，土壤中磷活化系數小于2%的樣品占83.33%。[結論]pH、有機質是影響全磷轉化的影響因素。

關鍵詞 磷；地球化學特征；全椒縣

中圖分類號 S153 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2018）23-0090-03

Abstract [Objective]To understand phosphorus content and condition of abundance and deficiency of phosphorus in the cultivated soil in Quanjiao County， and provides important evidence for the soil improvement in the research area. [Method] 1 170 samples were collected， and the pH value， total phosphorus content and rapid phosphorus content was tested. [Result] Acid soil accounted for 66.07%， and the content of total phosphorus ranged from 186.7 mg/kg to 1 510.0 mg/kg， and level four and level five of the total phosphorus accounted for 92.56%， the phosphorus activation coefficient less than 2% accounted for 83.33%. [Conclusion] pH value and the organic matter content have important effect on the transformation of the total phosphorus.

Key words Phosphorus；Geochemical characteristics；Quanjiao County

磷是植物生長發育的必需元素之一。土壤缺磷，不僅影響作物正常生長，還阻礙吸收其他元素，從而降低作物產量和質量[1]；土壤磷盈余，通過徑流、淋失等途徑流失，會加速水體的富營養化。關于土壤中磷的研究較多[2-5]。研究表明，水體富營養化與農田土壤中磷流失關系密切[6]。因此，揭示土壤中磷的含量和分布特征，對土地資源合理利用、提高磷肥利用率、避免因盲目過量施磷肥造成的環境污染具有重要作用。

全椒縣農業資源豐富，是國家大型商品糧基地。筆者選取全椒縣石沛鎮、六鎮鎮、二郎口鎮3個鄉鎮的主要商品糧基地為研究對象，通過探討研究區磷的空間分布特征，以期為作物種植模式的調整、土壤磷肥力等級評價、合理施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于安徽省全椒縣（石沛鎮、六鎮鎮、二郎口鎮），耕地面積約130 km.2；該區交通便利；氣候溫和；地形較為平坦，整體地勢自西北向東南緩傾，主要地貌類型為河漫灘和崗坡地，局部為中丘和高丘；主要土壤類型為水稻土，其次為黃棕壤和石灰土；主要成土母質為晚更新世黃土成土母質和紅色碎屑巖類成土母質，其次為河流沖積物成土母質和碳酸鹽類成土母質。

1.2 樣品采集

布設樣點參考1∶50 000地形圖和2014年土地利用圖斑圖，利用北斗+GPS定位，誤差均小于5 m。農用地淺層土樣采集深度0～20 cm，采樣密度4～9點/km.2，共采集樣品1 170件；垂向剖面樣品采集深度0～200 cm，共采集12條剖面60件樣品（圖1）。

1.3 測定項目與方法

土壤樣品由安徽省地質實驗研究所進行測試。全磷采用電感耦合等離子體光譜法測定；速效磷采用等離子體光譜法測定；pH采用pH計測定；有機質采用硫酸亞鐵銨容量法測定。

1.4 數據分析

利用Geochem Studio軟件的三角剖分功能，繪制全磷地球化學分布圖，累頻分級為15級：0.5%、1.5%、4.0%、8.0%、15.0%、25.0%、40.0%、60.0%、75.0%、85.0%、92.0%、96.0%、98.5%、99.5%、100.0%，采用藍色—黃色—紅色連續色階反映全磷含量的變化情況。

2 結果與分析

2.1 淺層土壤酸堿性特征

2.1.1 平面分布。研究區土壤pH分布見圖2。土壤pH為4.46～8.15。根據規范DZ/T 0295—2016（表1）統計，1 170組淺層土壤樣以酸性為主，占66.07%；中性土壤占28.38%，主要分布在石沛鎮北部和西部、六鎮鎮北部。

2.1.2 垂向分布。

pH垂向分布見圖3。由圖3可知，埋深0～65 cm，土壤偏酸性；埋深超過65 cm，土壤為中性。表明土壤酸化主要集中在淺層，深層土壤受外界影響較小。

2.2 淺層土壤全磷特征

2.2.1 平面分布。

受成土母質和成土條件的影響，研究區土壤中全磷含量較少。表層土壤中，全磷含量為186.7～1 510.0 mg/kg，平均值為429.56 mg/kg，標準差為118.21 mg/kg，變異系數為0.275，分布較均勻。

根據規范DZ/T 0295—2016（表2）統計，1 170組淺層土樣中全磷等級以四等和五等為主，占92.56%；一等、二等和三等所占比例較少，僅占7.44%。說明磷是研究區農田土壤中較缺乏的一種養分，大部分地區均需補充磷肥。結合全磷含量平面分布（圖4），可看出全磷較缺乏區和缺乏區主要分布在棗嶺村中西部、六鎮鎮北部、二郎口鎮南部一帶，低值區主要分布在大殷村南部、小集村北部和上陶村南部部分地區。

2.2.2 垂向分布。

土壤垂向剖面中全磷含量分布見圖5。由圖5可知，表土層（埋深0～20 cm）全磷含量高于下層，可能與長期施肥有關；土層0～65 cm，隨深度增加，土壤中全磷含量不斷減少；土層65～200 cm，隨深度增加，土壤中全磷含量不斷增大。關于磷在土壤剖面下層中的積累現象有較多報道[7-8]。

2.3 淺層土壤中速效磷特征

土壤中速效磷含量是衡量土壤供磷能力的重要指標。研究區表層土壤中，速效磷含量為0.080～138.920 mg/kg，平均值為6.339 mg/kg，標準差為8.793 mg/kg，變異系數為1.387，空間上呈分異分布。

根據規范DZ/T 0295—2016（表3）統計，1 170組淺層土樣中速效磷等級以四等和五等為主，占84.79%；一等、二等和三等所占比例較少，占15.21%。速效磷的等級分布與全磷等級分布類似。

2.4 土壤磷有效性分析

土壤磷的活化系數為速效磷與全磷之比，可反映土壤磷轉化為速效磷的潛在能力或水平，常用來表征土壤磷的有效性。研究認為，活化系數低于2%的土壤，全磷不易轉化為速效磷[9-10]。研究區土壤磷活化系數小于2%的樣品占83.33%，說明全磷不易轉化為速效磷。

2.5 磷轉化影響因素

影響土壤中磷轉化的因素包括：土壤理化性質（pH、黏土含量、有機碳含量等）、環境因子（水分、溫度等）、種植方式等[11]。研究發現，土壤水分、有機質、pH是影響白漿土磷有效性的主要因素[12]。各因素之間相關性分析結果表明，在樣品數為1 170，顯著因子為0.01的條件下，相關系數臨界值為0.05。

有機質是土壤中各種營養元素的重要來源，其含量影響土壤供給氮磷鉀的能力。相關分析結果發現，有機質與全磷的相關系數為0.508，有機質與速效磷的相關系數為0.177，表明有機質與全磷和速效磷均相關，且對全磷的影響更顯著。

pH是土壤鹽基狀況的綜合反映，影響有機質、氮磷鉀等營養元素的轉化和釋放。相關分析結果發現，pH與全磷的相關系數為0.105，pH與速效磷的相關系數為0.150，表明pH與全磷和速效磷均相關。

相關分析結果發現，全磷與速效磷的相關系數為0.695，表明兩者之間顯著相關。二者之間雖不是直線相關，但當土壤中全磷含量低于0.3 g/kg時，土壤表現為缺少速效磷。

3 結論

（1）淺層土壤以酸性為主，針對酸性土壤，提出了施用石灰、增加有機肥等改良措施：①施用石灰。石灰既可中和土壤的酸性，又能提供鈣營養素，還能殺菌除草。

②增施有機肥。增施有機肥不僅能增加土壤有機質含量，還可減緩土壤酸化速度，還能促進微生物生長。

③建議使用氮、磷、鉀配比合理的專用肥。施用專用肥，可提高肥料利用率，同時也能避免因過量施肥造成環境污染。

（2）表層土壤的全磷等級以四等和五等為主，表明磷是研究區土壤中較缺乏的一種養分。土層0～65 cm，全磷含量呈下降趨勢，但在土層0～20 cm全磷含量最高。土層65～200 cm，磷在土壤剖面上有積累現象。

（3）研究區土壤的磷活化系數小于2%的樣品占83.33%，說明全磷不易轉化為速效磷。

（4）相關性分析表明，pH和有機質是影響磷轉化的重要因素。

參考文獻

[1] 黃昌勇.土壤學[M].北京：中國農業出版社，2004：199-203.

[2] 王靜怡.小流域土壤磷素空間分布特征及流失風險評價[D].首都師范大學，2007.

[3] 李斯凡.巢湖流域土壤與河、湖沉積物磷的空間分布及其影響因素[D].南京：南京大學，2012.

[4] 周慧平，高超，孫波，等.巢湖流域土壤全磷含量的空間變異特征和影響因素[J].農業環境科學學報，2007，26（6）：2112-2117.

[5] 周慧平，高超，王登峰，等.巢湖流域農田土壤磷吸持指數及吸持飽和度特征[J].農業環境科學學報，2007，26（S2）：386-389.

[6] SHARPLY A N，WITHERS P J A.The environmentallysound management of argricultural phosphorus [J].Fert Rea，1994，39（2）：133-146.

[7] 呂家瓏.農田土壤磷素淋溶及其預測[J].生態學報，2003，23（12）：2689-2704.

[8] 楊學云，BROOKES P C，李生秀.土壤磷淋失機理初步研究[J].植物營養與肥料學報，2004，10（5）：479-482.

[9] 張鐵鋼，李占斌，李鵬，等.土石山區小流域土壤磷素的空間分布特征與有效性[J].環境科學學報，2016，36（5）：1810-1815.

[10] 于丹，張克強，王風，等.天津黃潮土剖面磷素分布特征及其影響因素研究[J].農業環境科學學報，2009，28（3）：518-521.

[11] 陳剛才，甘露，王仕祿，等.土壤中元素磷的地球化學[J].地質地球化學，2001，29（2）：78-81.

[12] 高麗麗.西藏土壤有機質和氮磷鉀狀況及其影響因素分析[D].雅安：四川農業大學，2004.