石家莊市鹿泉區褐土基本性質變化分析

□文/孫育強 劉勝藍 方竹 肖輝 王賀

土壤pH、有機質和CEC，影響著土壤中許多化學反應和化學過程，間接影響到植物和微生物對所需養分的化學分解和吸收利用過程，在土壤生態系統物質循環、能量流動、土壤質量及生產力的維持和保育以及土地資源持續利用方面具有重要作用[1］。有機質及氮、磷、鉀等土壤養分是土壤肥力的物質基礎，其供給能力是衡量土壤供肥水平的重要指標[2］。本文以鹿泉區褐土為研究對象，探討其重要理化性質及土壤養分的時空變化，為該區土壤的綜合評價及合理利用提供基礎數據與理論依據，并保證農業生產的持續穩定發展。

一、研究區概況與研究方法

（一）研究區概況

鹿泉區地處太行山中段低山丘陵和山前傾斜平原，屬于暖溫帶半濕潤半干旱季風氣候區，年均氣溫12.3～13.2℃，≥10℃年均積溫4507℃，年均降水量530 毫米，降水主要集中7～8 月份，降雨量為全年降雨量的59%，年蒸發量為2101.2 毫米。鹿泉區地勢自西北向東南傾斜，根據地質地貌特點，可分四個地貌單元，即西部低山丘陵區、中部丘陵臺地山洪沖積區、山前傾斜平原山麓沖積扇的上部、滹沱河河漫灘交接洼地。從低山、丘陵到山麓平原主要母質（母巖）類型包括殘（坡）積物、黃土狀物質、洪（沖）積物、人工堆墊母質等。

（二）土壤樣品的采集與分析

2022年8～9月，以第二次土壤普查鹿泉區土壤圖為基礎，考慮地貌類型、土地利用狀況等因素，選取8 個褐土剖面（大致對應有代表性的土壤亞類典型剖面位置）作為典型剖面（圖1）依據《第三次全國土壤普查外業調查與采樣技術規范》[3］進行土壤剖面挖掘，每個剖面挖掘深度在120 厘米以上，并根據土壤剖面形態差異給每個剖面劃分出3～5個發生層次，采集各層土壤樣品，同時觀察記錄剖面的環境景觀、形態、母質、土地利用狀況等信息（表1）。野外采樣工作完成后，土壤基本理化性質分析依據《第三次全國土壤普查土壤樣品制備與檢測技術規范》[4］進行。

表1 供試土壤成土環境

圖1 供試樣點分布及剖面圖

二、結果與分析

鹿泉區褐土表層顆粒組成與質地名稱如表2 所示，土壤質地以砂質黏壤土和砂質壤土為主，土壤顆粒大小以2～0.02 毫米的砂粒為主。其中LQ-2 前東毗村剖面黏粒（＜0.002 毫米）最高，達到21.5%；LQ-8 南寨村剖面砂粒（2～0.02 毫米）最高達到71.8%，LQ-2 前東毗村的砂粒含量最低僅為47.0%。

表2 鹿泉區褐土機械組成與質地

（一）土壤性質的時間變化

由表3可知，1982～2022年，褐土表層pH平均值由8.5變為8.4減少0.1，堿性程度緩慢降低。有機質平均含量由5.57 克/千克上升至9.64 克/千克，上升幅度顯著，有機質含量增加直接提高了土壤氮素供應水平和保肥供肥性能，鹿泉區40年來有機質含量一直呈上升趨勢，直接反映了土壤供肥能力的持續增長。CEC 的平均值為11.60cmol/千克，比1982 年略有增加，反映了褐土區土壤保持養分的能力增加不明顯。全氮含量由0.53克/千克上升到0.61克/千克，含量雖有升高，但與有機質含量上升幅度不匹配。有效磷平均值由3.55 毫克/千克上升到7.85 毫克/千克，增幅121.13%，上升幅度顯著。速效鉀含量由75.83 毫克/千克上升至81.90 毫克/千克，增幅8.00%，土壤速效鉀含量與CEC呈顯著的正相關。

表3 鹿泉區褐土基本性質隨時間變化

（二）土壤性質的空間變化

1.不同地貌類型地區的褐土性質變化

由表4 知，在所采集樣本中，LQ-8 號剖面pH 最高為8.78，LQ-3 號剖面pH 最低為8.37，可見鹿泉區不同地貌類型上褐土均呈弱堿性；LQ-6 號剖面有機質含量最高達19.8 克/千克，LQ-2 號剖面有機質含量最低只有4.85 克/千克，不同地貌類型區褐土有機質含量差異很大；除LQ-1 號剖面CEC 最低為9.85cmol/千克外，其余剖面CEC 均超過10cmol/千克，LQ-7 號剖面CEC 最高為15.25cmol/千克；LQ-6 號剖面的有效磷含量最高，為9.4毫克/千克，與有機質含量成正相關；LQ-7 號剖面速效鉀含量最高，為117毫克/千克，與CEC數值成正相關。

表4 鹿泉區不同地貌類型褐土土性質變化

2.褐土不同剖面層的性質變化

土壤性質在剖面上下層間的變化如表5 所示。鹿泉區褐土的pH、CEC及速效鉀受剖面深淺影響不大，變化無規律；全氮、有效磷與有機質在剖面由上到下不斷下降的趨勢基本一致，且在由耕作層向犁底層過渡時快速下降，耕作層以下則緩慢下降。

表5 鹿泉區褐土各層次基本性質

三、結論與討論

鹿泉區褐土的表層pH 平均值40 年來由8.5 降為8.4，小幅度下降；表層有機質、全氮、有效磷平均含量均隨時間變化呈現上升趨勢，其中有機質及有效磷顯示較大增幅，分別為73.07%和121.13%；CEC 及速效鉀均呈現微小上升趨勢，分別由原來的10.83cmol/千克、75.83 毫克/千克上升為11.60cmol/千克、81.90 毫克/千克。褐土不同地區土壤剖面pH、CEC、有效磷隨剖面的下降變化趨勢不規律；全氮、有效磷含量與有機質含量隨剖面由上到下不斷下降的趨勢明顯。