貴州省六枝特區耕地土壤養分的地球化學等級評價

任 維， 萬大學

(貴州省地質礦產勘查開發局 一○五地質大隊， 貴州 貴陽 550000)

引言

【研究意義】土壤養分是指由土壤提供植物生長所必需的營養元素，能被植物直接或轉化后吸收，是土壤肥力的重要組成部分。土壤養分營養元素含量直接影響農作物的生長、農產品的產量和品質。探明土壤養分元素的地球化學特征，客觀分析土壤的養分水平，評價綜合等級，能夠正確定位土壤的肥力水平，對農業生產布局與區劃具有重要的意義[1-3]?！厩叭搜芯窟M展】唐將等[4-7]研究表明，植物生長所必需的元素有16種，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl，除C、H、O主要來自大氣和水外，其余元素均來自土壤[4-7]。陳玉茹等[8-9]報道，土壤N、P、K是植物生長所需的大量元素，其含量對植物生長具有較大影響，堿解氮、有效磷、速效鉀是能被植物吸收的有效成分。李峰等[10]研究報道了貴州省安順市耕地表層土壤養分元素的分布特征。唐婷婷等[11]對貴州省赤水市耕(園)地土壤質量進行了地球化學評價。趙敏等[12]研究報道了貴州省貞豐縣耕地表層土壤養分元素的有效量和有效度。龍宣霖等[13]研究報道了貴州遵義松林地區土壤的地球化學特征，并對其進行了生態環境評價。未見關于貴州省六枝特區耕地土壤養分的地球化學等級評價的研究報道?！狙芯壳腥朦c】以六枝特區各鄉鎮旱地、水田、果園和茶園等類型耕層土壤為研究對象，選擇全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀、全磷、有效磷和有機質等指標，研究其地球化學變化特征并進行等級評價。【擬解決的關鍵問題】探明六枝特區全氮、堿解氮、全鉀、速效鉀、全磷、有效磷和有機質等的地球化學特征及等級變化特征，弄清貴州省六枝特區耕地土壤養分豐缺狀況，為六枝特區農業生產布局與區劃提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

土壤樣品共7 512個，采自六枝特區各鄉鎮的旱地、水田、果園和茶園等類型耕層土壤。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集 旱地和水田采集0～20 cm的連續土柱，果園和茶園土壤采集0～60 cm的連續土柱，每個采樣點按現場耕地種類及農作物種植情況合理布置中心樣點，在20～50 m向四周輻射確定4個取樣點，組合的5個子樣點等份組合成一個混合樣。采樣地塊為長方形時，采用“S”形布設子樣點；采樣地塊近似正方形時，采用“X”形或棋盤形布設子樣點。各子樣不跨地類、不跨溝谷，子樣布置在相同地類耕地的地塊中部，避開溝渠、路邊、田埂及施肥區域，同時避開雨天、施肥期和農藥噴灑期。

1.2.2 樣品粗加工與保存 從野外采回的土壤樣品及時清理登記后，置于干凈整潔的室內通風處場地懸掛在樣品架自然風干。風干過程中適時翻動，并將大土塊用木棒敲碎以防止粘泥結塊，剔除土壤以外的雜物后加速干燥，風干后的土壤樣品用木棍碾壓后過2 mm孔徑篩，然后采用四分法分成幾等分后根據各指標測定要求進行處理。部分繼續碾磨過0.25 mm孔徑篩后用于測定土壤有機質，部分過0.25 mm孔徑篩土樣繼續用瑪瑙研缽磨細過0.084 mm孔徑篩后用于測定氮、磷和鉀元素的含量。

1.2.3 指標測定 土壤養分主要包括全氮、堿解氮、全磷、有效磷、全鉀、速效鉀和有機質含量。土壤全氮和有機質含量采用容量法測定，全鉀和全磷采用X射線熒光光譜法測定，堿解氮、速效鉀和有效磷采用森林土壤系列測定方法測定。

1.2.4 土壤養分的地球化學分級標準及各等級養分地球化學綜合評價

1) 分級標準。各養分指標分級標準參照全國第二次土壤養分地球化學分級標準進行，各養分指標不同等級分級標準見表1。

表1 土壤養分元素等級的劃分標準

2) 綜合評價。在土壤氮、磷、鉀單指標養分地球化學等級劃分基礎上，參照土地質量地球化學評價規范(DZ/T 0295-2016)對土壤各養分指標含量進行地球化學單指標和綜合養分評價，計算土壤各等級養分地球化學綜合得分(f養綜)。

式中，f養綜為土壤氮、磷、鉀評價總得分，1≤f養綜≤5；ki為氮、磷、鉀權重系數，分別為0.4、0.4和0.2；fi分別為土壤氮、磷、鉀的單元素等級得分。5等、4等、3等、2等、1等所對應的fi得分分別為1分、2分、3分、4分和5分[8]。土壤養分地球化學綜合等級劃分標準：一等，f養綜≥4.5；二等，3.5>f養綜<4.5；三等，2.5>f養綜<3.5；四等，1.5>f養綜<2.5；五等，f養綜<1.5。

1.3 數據處理

采用中國地質調查局“土地質量地球化學調查與評價管理與維護(應用)子系統”處理數據，用Excel 2010、SPSS 22.0、ArcGIS 10.04對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 六枝特區耕地土壤養分的等級

從圖1～4看出，六枝特區耕地土壤全氮與堿解氮、全磷與有效磷、土壤全鉀與速效鉀和有機質各等級的分布狀況。

圖1 六枝特區耕地土壤全氮與堿解氮的等級分布

圖3 六枝特區耕地土壤全鉀與速效鉀的等級分布

圖4 六枝特區耕地土壤有機質的等級分布

2.1.1 全氮與堿解氮 全氮：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為515.39 km2和208.37 km2，占全區耕地面積的66.79%和27.00%，主要分布于梭戛鄉、新場鄉和牛場鄉；三等(適中)土壤面積約44.09 km2，占全區耕地面積的5.72%，主要分布于月亮河鄉；四等(較缺乏)土壤面積約3.47 km2，占全區耕地面積的0.45%，主要分布于月亮河鄉；五等(缺乏)壤面積為0.40 km2，占全區耕地面積的0.05%，零星分布于牂牁鎮西北面和關寨鎮北面。堿解氮：一等(豐富)土壤面積約383.86 km2，占全區耕地面積的49.74%，主要分布在牛場鄉、新場鄉、新華鎮、木崗鎮、大用鎮北面、落別鄉南面至關寨鎮一線，中寨鎮中部及郞岱鎮的灑志村；二等(較豐富)土壤面積約282.47 km2，占全區耕地面積36.60%，主要分布于梭戛鄉、巖腳鎮、龍河鎮、月亮河鄉、大用鎮與落別鄉接壤區域和關寨鎮南部；三等(適中)土壤面積約83.17 km2，占全區耕地面積的10.77%，主要分布于牂牁鎮、月亮河鄉西面、中寨鎮西北面和龍河鎮中部偏東；四等(較缺乏)土壤面積約17.74 km2，占全區耕地面積的2.30%，主要分布于牂牁鎮西面；五等(缺乏)土壤面積為4.47 km2，占全區耕地面積的0.58%，零星分布于牂牁鎮西面和關寨鎮西北面和梭戛鄉中部偏北面。

2.1.2 土壤全磷與有效磷 全磷：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為404.67 km2和126.20 km2，占全區耕地面積的52.44%和16.36%，主要分布于落別鄉至新場鄉一線以東，以及郞岱鎮至中寨鎮一線；三等(適中)土壤面積為130.73 km2，占全區耕地面積的16.94%，主要分布于牛場、梭戛、巖腳、新華、新場、關寨、中寨、月亮河、郎岱和牂牁等鄉鎮；四等(較缺乏)土壤面積為77.31 km2，占全區耕地面的10.02%，主要分布于月亮河鄉、牂牁鎮和郎岱鎮；五等(缺乏)土壤面積約為32.82 km2，占全區耕地面積的4.25%,主要分布于月亮河鄉，在牂牁、關寨、新場、巖腳、中寨等鄉鎮零星分布。有效磷：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積約為29.48 km2，占全區耕地面積的3.82%，主要分布于新場鄉南面和關寨鎮北面接壤區域；三等(適中)土壤面積約93.11 km2，占全區耕地面積12.07%，主要分布于月亮河鄉；四等(較缺乏)土壤面積約為298.48 km2，占全區耕地面積的38.68%，主要分布于牛場鄉西面、新場鄉西面、巖腳鎮、新窯鎮、落別鄉及郞岱鎮南面；五等(缺乏)土壤面積約為350.64 km2，占全區耕地面積的45.44%，主要分布于牛場鄉、新華鎮、龍河鎮、巖腳鎮西面、月亮河鄉、牂牁鎮和中寨鎮。

2.1.3 土壤全鉀與速效鉀 全鉀：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為109.39 km2和90.58 km2，占全區耕地面積的14.18%和11.73%，主要分布于月亮河鄉與郞岱鎮、中寨鎮接壤區域，落別東南至塔山街道一線，巖腳鎮東部、牛場、新場、梭戛三鄉接壤處；三等(適中)和四等(較缺乏)土壤面積分別為164.95 km2和211.04 km2，占全區耕地面積的21.37%和27.35%，主要分布于龍河鎮、新華鎮、木崗鎮及落別鄉西面；五等(缺乏)土壤面積195.83 km2，占全區耕地面積的25.37%，主要分布于新場鄉西南面、關寨鎮、新窯鎮、中寨鎮和牂牁鎮。速效鉀：一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積分別為189.36 km2和322.49 km2，占全區耕地面積的24.54%和41.79%，主要分布于落別南東至塔山街道一線以東，巖腳鎮東部、牛場鄉、新場鄉東北面、梭戛鄉、月亮河鄉與中寨鎮接壤區域；三等(適中)土壤面積192.43 km2，全區耕地面積24.94%，主要分布在牛場、新場、新華、巖腳、關寨、中寨、郎岱、月亮河和牂牁等鄉鎮；四等(較缺乏)土壤面積為64.23 km2，占全區耕地面積的8.33%，主要分布于龍河鎮東面、關寨鎮、中寨鎮、月亮河鄉和牂牁鎮；五等面積約3.13 km2，占全區耕地面積的0.41%，零星分布于關寨鎮、牂牁鎮和郎岱鎮。

2.1.4 土壤有機質 六枝特區一等(豐富)和二等(較豐富)土壤有機質面積分別為486.51 km2和192.03 km2，占全區耕地面積的63.04%和24.88%，主要分布于落別鄉至關寨鎮一線中部；三等(適中)土壤面積約82.64 km2，占全區耕地面積10.71%，主要分布于大用鎮、新華鎮和梭戛鄉；四等(較缺乏)和五等(缺乏)土壤面積約10.54 km2，占全區耕地面積1.36%，主要分布在月亮河鄉、新華鎮和梭戛鄉。

2.2 六枝特區耕地土壤養分綜合評價

從圖5看出，六枝特區耕地土壤養分地球化學綜合等級的分布狀況，一等(豐富)土壤面積為64.77 km2，占全區耕地面積的8.39%，主要分布在牛場、新場、梭戛、新華、龍河、大用、中寨和郎岱等鄉鎮，另在塔山街道至九龍街道一帶也有分布；二等(較豐富)土壤面積為519.13 km2，占全區耕地面積的67.27%，除新場鄉、關寨鎮、新窯鎮、月亮河鄉、中寨鎮和牂牁鎮外，其余鄉鎮均大面積分布；三等(適中)土壤面積為24.11 km2，占全區耕地面積的20.84%，主要分布于月亮河鄉、牂牁鎮、關寨鎮和新場鄉南部；四等(較缺乏)土壤面積為3.88 km2，占全區耕地面積的3.35%，主要分布在新場鄉、關寨鎮、牂牁鎮和月亮河鄉，其余區域零星分布；五等(缺乏)土壤面積為0.17 km2，占全區耕地面積的0.15%，主要分布于新場鄉、關寨鎮、牂牁鎮和月亮河鄉。

圖5 六枝特區耕地土壤養分地球化學綜合的等級分布

2.3 六枝特區各鄉鎮土壤綜合養分的地球化學等級

從表2可知，六枝特區各鄉鎮土壤的綜合養分，一等(豐富)，除牂牁鎮外，其余鄉鎮均有分布，牛場鄉一等(豐富)面積占比最大，占鄉鎮總面積的31.18%，其次是九龍街道、銀壺街道和塔山街道，一等(豐富)占鄉鎮總面積的比例分別為29.77%、27.93%、24.51%。二等(較豐富)各鄉鎮均有較大面積分布，木崗鎮占鄉鎮面積比例最大，達96.31%，占比最低為牂牁鎮和月亮河鄉，分別為28.32%和29.58%。三等(適中)在九龍街道和銀壺街道均無分布，牂牁、郎岱、月亮河和關寨分布占比最大，分別為65.95%、44.59%、39.64%和39.29%。四等(較缺乏)在九龍街道、銀壺街道、塔山街道、木崗鎮、新華鎮、梭戛鄉、牛場鄉和落別鄉均無分布，在月亮河鄉分布占鄉鎮面積比例最大，為27.76%。五等(缺乏)在關寨鎮、牂牁鎮、新場鄉和月亮河鄉圴有分布，分布占比分別為0.33%、0.02%、0.41%、1.30%，其余鄉鎮無五等(缺乏)土壤分布。

表2 六枝特區各鄉鎮耕地土壤綜合養分的地球化學等級

總體看，六枝特區土壤綜合養分屬中等偏豐富，存在較缺乏和缺乏土壤的鄉鎮包括巖腳鎮、大用鎮、關寨鎮、牂牁鎮、龍河鎮、新窯鎮、郎岱鎮、新場鄉、中寨鎮和月亮河鄉，除月亮河鄉較缺乏和缺乏土壤占比較高外，其余鄉鎮較缺乏和缺乏土壤占比均未超過鄉鎮耕地面積的10%。九龍街道、銀壺街道、塔山街道和落別鄉土壤綜合養分狀況最好，均為豐富和較豐富水平，中等土壤占耕地比例不足1%，無較缺乏和缺乏土壤分布；木崗鎮、新華鎮、梭戛鄉和牛場鄉較九龍街道、銀壺街道、塔山街道和落別鄉等鄉鎮中等土壤面積占比稍大，總體還是豐富和較豐富水平，中等土壤面積占比不超過鄉鎮耕地面積的10%，無較缺乏和缺乏土壤分布；其余鄉鎮均存在不同比例的土壤肥力較缺乏和缺乏耕地，月亮河鄉土壤肥力最為缺乏，較缺乏和缺乏耕地占整個鄉耕地面積的28.06%，中等面積占整個鄉耕地面積的39.64%，豐富和較豐富土壤占32.31%。主要分布在牛場、新場、梭戛、新華、龍河、大用、中寨和郎岱等鄉鎮。

3 討論

研究結果表明，六枝特區耕地土壤全氮和堿解氮含量均以一等(豐富)為主，面積分別為515.39 km2和383.86 km2，占全區耕地面積的66.79%和49.74%；說明六枝特區耕地土壤氮素含量不僅豐富，而且能被植被有效吸收的氮素含量也相對較高。原因是隨著農產品產量大幅提高，農民重視氮肥投入，速效氮素化肥用量普遍增加，導致耕地土壤堿解氮含量較高。與鄭筱敏等[14]在臨渭區土壤養分狀況研究中土壤堿解氮含量上升原因相同。部分地區堿解氮含量低，如牂牁鎮、中寨鎮和月亮河鄉，應根據需要增施氮肥。全磷含量雖然以一等(豐富)土壤為主，面積為404.67 km2，占全區耕地面積的52.44%；但有效磷一等(豐富)土壤僅占0.98%，而五等(缺乏)土壤面積達350.64 km2，占全區耕地面積的45.44%。說明六枝特區耕地土壤全磷中可被作物吸收的部分比較低，這是因為六枝特區酸性土壤較多，土壤養分有效性低，普遍存在嚴重缺磷現象，可通過施用適量的石灰、選用堿性肥料、增施農家肥等措施進行改良。曾廷廷等[15-16]研究表明，酸性土壤上施用石灰可提高作物產量。張瑤等[17]研究發現，不同土壤改良劑的材料來源及組成成分不同，其對酸性土壤的恢復效果也不同，以施用石灰的效果最好。全鉀以四等(較缺乏)和五等(缺乏)為主，占全區耕地面積的74.09%，而速效鉀一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積達511.85 km2，占全區耕地面積66.33%，較缺乏和缺乏土壤面積為67.36 km2，僅占全區耕地面積8.74%，說明六枝特區耕地土壤鉀元素有效性較好，但在農業生產過程中，應重視土壤鉀元素的補充。土壤有機質含量豐富，一等(豐富)和二等(較豐富)土壤面積約678.54 km2，占全區耕地面積的87.92%，主要因為區內氣候屬北亞熱帶季風氣候，雨量充沛，水熱條件好，適合植物生長，土壤有機質來源充足[18]。在月亮河鄉、新華鎮和梭戛鄉有機質較缺乏和缺乏土壤，面積占比為1.36%，在這些區域應注意補充土壤有機質。

4 結論

綜合看，六枝特征耕地土壤養分狀況較好，多集中為一等(豐富)和二等(較豐富)水平，四等(較缺乏)區和五等(缺乏)僅零星分布于少數鄉鎮。從各鄉鎮土壤養分綜合評價結果看，六枝特區耕地土壤整體養分狀況雖然較好，但部分鄉鎮卻相對較差，尤其是月亮河鄉，不管是養分元素單指標評價還是綜合評價，土壤養分較缺乏和缺乏區域占比均較大，建議月亮河鄉在農業生產過程中應根據土壤肥力的具體情況科學增施氮、磷、鉀和有機質肥料，補充土壤養分元素。在牛場鄉、新華鎮、龍河鎮、巖腳鎮西面、牂牁鎮和中寨鎮等鄉鎮應加強對磷肥的補充，在關寨鎮、牂牁鎮和郎岱鎮應加強對鉀肥的補充。