自貢市耕地土壤有機(jī)質(zhì)特征分析

葉榮生,符 剛

(四川省自貢市鄉(xiāng)村振興發(fā)展服務(wù)中心,四川 自貢 643000)

有機(jī)質(zhì)是土壤最重要的組成部分,是決定土壤生產(chǎn)力最重要的因素[1],既能為土壤結(jié)構(gòu)的形成改良和土壤微生態(tài)系統(tǒng)的建構(gòu)提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)[2-4],也能為作物生長提供必需的養(yǎng)分保障。因此,土壤有機(jī)質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤肥力和耕地質(zhì)量的重要指標(biāo)[5-6]。雖然當(dāng)前關(guān)于土壤有機(jī)質(zhì)含量的研究依然是國內(nèi)外土壤學(xué)科中的熱點(diǎn)問題之一,但主要集中在空間變異研究,對(duì)時(shí)空變異的研究相對(duì)較少。自貢市地處川南淺丘區(qū),依托地理優(yōu)勢和有利條件,大力推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)和特色優(yōu)勢農(nóng)業(yè)發(fā)展,形成了8.67×104hm2糧油、4×104hm2柑橘、1.33×104hm2花椒、1.33×104hm2茶葉、1.33×104hm2蔬菜的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)體系,耕地使用強(qiáng)度較高,急需摸清耕地質(zhì)量現(xiàn)狀,為耕地質(zhì)量保護(hù)與提升的政策制定和技術(shù)指導(dǎo)提供理論和數(shù)據(jù)支撐。通過查閱資料發(fā)現(xiàn),近年來?xiàng)铕┯頪7]對(duì)2019年自貢市的土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明,自貢市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為21.6g/kg,總體處于中性狀態(tài)。雖總體結(jié)果與本分析結(jié)果相近,但未對(duì)全市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量分布頻率、時(shí)空變異特征等方面進(jìn)行進(jìn)一步分析。因此,筆者以此為出發(fā)點(diǎn),采用2017年和2021年全市耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)位數(shù)據(jù),對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)分布頻率等現(xiàn)狀特征進(jìn)行了系統(tǒng)分析,對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)時(shí)間和空間變異特征進(jìn)行了對(duì)比分析,以期為自貢市耕地土壤的改良培肥提供更多基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 土樣采集

自貢市耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)按照耕地面積、作物種植情況、地形地貌等特征,充分考慮樣點(diǎn)的代表性進(jìn)行布設(shè),并保持相對(duì)固定。選擇土壤自然狀態(tài)良好、地面平坦、各種因素相對(duì)穩(wěn)定、面積在667m2以上的典型地塊作為固定采樣地點(diǎn)。每年大春作物收獲后,在布設(shè)的點(diǎn)位上按對(duì)角線法確定5個(gè)采樣點(diǎn),采集0～20cm耕層混合土樣,按四分法取混合土樣2kg作為該點(diǎn)樣品。同時(shí)記錄各采樣點(diǎn)詳細(xì)地址、經(jīng)緯度,海拔高度等基本信息,并同步調(diào)查土壤類型、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況、地形地埋等信息。2017年和2021年調(diào)查點(diǎn)分布及數(shù)量如表1所示。

表1 自貢市耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)分布及數(shù)量 單位：個(gè)

1.2 樣品測定

土樣采集后帶回實(shí)驗(yàn)室,經(jīng)去除雜物、自然風(fēng)干和研磨過篩。土壤養(yǎng)分測定按照《四川省耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評(píng)價(jià)技術(shù)方案》規(guī)定的方法進(jìn)行,土壤有機(jī)質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用EXCEL和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。根據(jù)全國土壤第二次普查的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表2),對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,確定土壤有機(jī)質(zhì)分級(jí)指標(biāo)所占百分比,從而進(jìn)行特征評(píng)價(jià)。

表2 土壤有機(jī)質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀特征

2.1.1 土壤有機(jī)質(zhì)分布頻率 根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表3),自貢市土壤有機(jī)質(zhì)含量在4.9～64.3g/kg之間,變異系數(shù)為50.9%,屬于中等變異強(qiáng)度。土壤有機(jī)質(zhì)含量均值為22.0g/kg,總體處于中等水平。根據(jù)土壤有機(jī)質(zhì)分布頻率分析結(jié)果(圖1),土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于豐富及以上狀態(tài)(≥30g/kg)的土壤比例占20.6%,處于中等狀態(tài)(20～30g/kg)的土壤比例占24.1%,處于缺乏及以下狀態(tài)(≤20g/kg)的土壤比例高達(dá)55.3%。由此可見,自貢市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量雖總體處于中等水平,但仍有一半以上的土壤處于有機(jī)質(zhì)缺乏及以下狀態(tài),嚴(yán)重影響了自貢市的耕地土壤質(zhì)量和肥力水平。

圖1 土壤有機(jī)質(zhì)分布頻率

表3 土壤有機(jī)質(zhì)特征統(tǒng)計(jì)

2.1.2 不同土壤類型有機(jī)質(zhì)特征 根據(jù)自貢市第二次土壤普查結(jié)果[8],自貢市土壤類型主要包括紫色土、水稻土、黃壤、黑色石灰土和新積土5個(gè)大類,其中紫色土、水稻土和黃壤分布最廣,占比最高,與耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)布設(shè)所選土壤類型基本一致。分析結(jié)果表明(表4),潮土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最低,僅15.8g/kg,水稻土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最高,達(dá)30.5g/kg,但潮土所占樣本數(shù)較少,且不屬于自貢市主要類型,僅在榮縣部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)有少量分布,不具有典型性和代表性。黃壤、水稻土、新積土、紫色土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量存在顯著差異,具體表現(xiàn)為水稻土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最高,顯著高于黃壤、紫色土、新積土土壤有機(jī)質(zhì)含量,但黃壤、紫色土、新積土三者間土壤有機(jī)質(zhì)平均含量差異不明顯。

表4 不同土壤類型土壤有機(jī)質(zhì)含量特征

2.1.3 不同種植制度土壤有機(jī)質(zhì)特征 根據(jù)調(diào)查結(jié)果(表5),隨農(nóng)作物種植熟制增加,土壤有機(jī)質(zhì)平均含量呈下降趨勢,分別為28.7、16.9、15.2g/kg;不同種植制度下土壤有機(jī)質(zhì)平均含量存在顯著差異,一年一熟制的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著高于一年兩熟制和一年三熟制的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量,一年兩熟制和一年三熟制的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量相當(dāng)。

表5 不同種植制度土壤有機(jī)質(zhì)含量特征

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)變異特征

2.2.1 土壤有機(jī)質(zhì)時(shí)間變異特征 對(duì)比2017年和2021年調(diào)查結(jié)果(表6),2017～2021年,自貢市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量發(fā)生了顯著變化,2017年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為16.7g/kg,處于缺乏狀態(tài),2021年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為22.0g/kg,已達(dá)中等水平,2021年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著高于2017年。主要表現(xiàn)在2021年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量達(dá)豐富水平以上的土壤比例較2017年相差不大,但中等水平的土壤比例較2017年提高了4.4%,缺乏狀態(tài)的土壤比例較2017年下降了4%,尤其是很缺乏狀態(tài)的土壤比例下降了7%,所以土壤有機(jī)質(zhì)平均含量總體呈現(xiàn)升高趨勢。主要原因是近年來自貢市大力實(shí)施耕地質(zhì)量保護(hù)提升行動(dòng),依托高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),化肥減量增效、生產(chǎn)障礙耕地治理項(xiàng)目實(shí)施,示范推廣測土配方施肥、增施有機(jī)肥、秸稈還田等耕地質(zhì)量保護(hù)提升技術(shù)措施,有效促進(jìn)了全市耕地質(zhì)量穩(wěn)步改善和提升。

表6 不同年份土壤有機(jī)質(zhì)特征

2.2.2 土壤有機(jī)質(zhì)空間變異特征 對(duì)比不同區(qū)縣2021年土壤有機(jī)質(zhì)的調(diào)查結(jié)果(表7),自貢市不同區(qū)縣間的土壤有機(jī)質(zhì)存在顯著差異,大安區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最低,僅12.0g/kg,富順縣最高,為28.1g/kg,富順縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著高于其它區(qū)縣。從分布頻率來看,自流井區(qū)、貢井區(qū)、大安區(qū)、沿灘區(qū)、榮縣、富順縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于缺乏狀態(tài)及以下的土壤比例分別為59.9%、50.0%、97.3%、71.4%、53.1%和36.2%。由此可見,自貢市各區(qū)縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量缺乏狀態(tài)及以下的土壤比例總體偏高,尤其是大安區(qū)、沿灘區(qū)、自流井區(qū)、榮縣、貢井區(qū)5個(gè)區(qū)縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于缺乏狀態(tài)及以下的土壤比例相對(duì)較高,已超過了50%。進(jìn)一步強(qiáng)化和優(yōu)化區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量保護(hù)提升技術(shù)措施的集成和示范推廣力度,不斷改良培肥土壤。

表7 不同區(qū)縣土壤有機(jī)質(zhì)特征

3 討論

夯實(shí)監(jiān)測調(diào)查,進(jìn)一步摸清土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀。目前,自貢市已經(jīng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求建立了完整的耕地質(zhì)量監(jiān)測調(diào)查評(píng)價(jià)體系,形成了32個(gè)耕地質(zhì)量長期定位監(jiān)測點(diǎn)和343個(gè)耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)的耕地質(zhì)量監(jiān)測調(diào)查格局,逐年常態(tài)化開展耕地質(zhì)量監(jiān)測調(diào)查評(píng)價(jià)。但由于布點(diǎn)原則的限制,按照每6667hm2耕地設(shè)置1個(gè)耕地質(zhì)量長期定位監(jiān)測點(diǎn),每667hm2設(shè)置1個(gè)耕地質(zhì)量調(diào)查點(diǎn)的原則進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè),單個(gè)耕地質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)和調(diào)查點(diǎn)覆蓋范圍廣,加之,隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,種植結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整變化,導(dǎo)致耕地質(zhì)量監(jiān)測調(diào)查結(jié)果代表性不強(qiáng),應(yīng)依托耕地質(zhì)量監(jiān)測調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目的實(shí)施,大力整合第三次全國土壤普查、土壤詳查、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境保護(hù)等相關(guān)項(xiàng)目實(shí)施成果,進(jìn)一步摸清全市不同土壤類型、不同種植制度及不同縣域間的土壤有機(jī)質(zhì)現(xiàn)狀及變化趨勢,為全市耕地質(zhì)量保護(hù)提升提供數(shù)據(jù)支撐。

強(qiáng)化技術(shù)推廣,進(jìn)一步提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。持續(xù)開展耕地質(zhì)量保護(hù)提升行動(dòng),大力開展高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè),配套完善農(nóng)田基層設(shè)施和地力培肥。以高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田項(xiàng)目區(qū)、化肥減量增效示范區(qū)、綠色種養(yǎng)循環(huán)示范區(qū)等項(xiàng)目建設(shè)為平臺(tái),依托種糧大戶、專合社、農(nóng)業(yè)公司等新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體,打造耕地質(zhì)量保護(hù)提升示范區(qū),因地制宜篩選集成和示范推廣增施有機(jī)肥、秸稈還田、畜禽糞污還田等技術(shù)措施,逐步提升土壤有機(jī)質(zhì)含量,穩(wěn)步提高耕地質(zhì)量。

4 結(jié)論

自貢市土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為22.0g/kg,總體處于中等水平,土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于豐富及以上狀態(tài)的土壤比例占20.6%,但仍有55.3%的土壤處于土壤有機(jī)質(zhì)缺乏及以下狀態(tài)。水稻土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為30.5g/kg,顯著高于黃壤、紫色土、新積土土壤有機(jī)質(zhì)平均含量。隨農(nóng)作物種植熟制增加,土壤有機(jī)質(zhì)平均含量呈下降趨勢,一年一熟制的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著高于一年兩熟制和一年三熟制的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量。2017～2021年,自貢市土壤有機(jī)質(zhì)含量發(fā)生了顯著變化,2021年土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著高于2017年。不同區(qū)縣間的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量存在顯著差異,富順縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為28.1g/kg,顯著高于其它區(qū)縣,大安區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量僅12.0g/kg。各區(qū)縣土壤有機(jī)質(zhì)缺乏狀態(tài)及以下的土壤比例總體偏高,尤其是大安區(qū)、沿灘區(qū)、自流井區(qū)、榮縣、貢井區(qū)5個(gè)區(qū)縣土壤有機(jī)質(zhì)平均含量處于缺乏狀態(tài)及以下的土壤比例相對(duì)較高,已超過了50%,應(yīng)因地制宜加大土壤改良培肥力度。