孝義市不同種植方式耕作土壤養分狀況研究

高曉霞+杜慧平+趙瑞芬

摘 ? ?要：在孝義市測土配方施肥土壤肥力調查的基礎上，針對不同種植方式的土壤，系統地分析了其有機質、全氮等8種養分分布特征。結果表明：農田耕作土壤養分中變異系數最大的是速效鉀，最小的是堿解氮;不同種植方式的土壤其有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀和微量元素有效鐵、錳、銅和鋅含量差異顯著;玉米地和蔬菜地土壤養分含量較高于其他種植方式，農作物核桃間作顯著降低了土壤中鉀的含量。

關鍵詞：孝義市;種植方式;土壤養分

中國分類號：S158.9 ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.009

Study on Soil Nutrients Condition in Different Cultivated Lands of Xiaoyi City

GAO Xiao-xia1，DU Hui-ping2， ZHAO Rui-fen3

（1.Agricultural Technology Promotion Center in Xiaoyi City， Shanxi Province， Xiaoyi， Shanxi 032300，China; 2.Research Center of Modern Agriculture， Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan， Shanxi 030031，China; 3. Institute of Agricultural Enviroment of Resources， Shanxi Acodemy of Sciences， Taiyuan， Shanxi 030031， China）

Abstract： On the basis of lots of dates， soil nutrient condition in different cultivated farmlands was analyzed systematically in Xiaoyi city. The results showed that the available potassium had the biggest coefficients of variation. However the available nitrogen had the lowest values. Soil total nitrogen， organic matter， available N， available P， available K and available Cu， Zn， Mn， Fe had been significantly affected by different cropping systems. Maize land and vegetable land had high content nutrients than other land， the content of potassium in soil was significantly decreased in crop-walnut intercropping land.

Key words： Xiaoyi city;cultivated land;soil nutrients

土壤是植物生長的基礎，土壤養分是影響作物生長的重要因子之一，受地形、地貌、氣候及生態系統等自然因子及決策者與土地的管理等人為因素的影響。大量研究表明種植方式是影響土壤養分變化的因素之一[1-3]。國內外許多學者對不同種植方式對土壤養分狀況及肥力的影響進行了大量的研究[4-14]，這些研究表明，理化性狀及土壤養分含量的變化與土地利用方式具有密切關系。耕地是受人為活動影響最強，對人類生存最重要的土地資源類型之一，研究不同種植方式下耕地土壤養分狀況及土壤肥力，可以為合理利用土地資源、有效指導區域農業生產和持續發展提供數據支撐和科學指導。近年來，隨著產業結構的調整，孝義市耕地利用方式發生了很大的變化，核桃種植面積不斷擴大，農林間作面積也隨之增加。本研究以測土施肥項目為依托，有針對性地采集孝義市不同種植的土壤樣品，分析土壤有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀及微量元素等養分特征及對肥力的影響，以明確不同種植方式土壤的養分狀況，為制定科學合理的施肥決策奠定基礎，為孝義市耕地資源的合理利用提供依據。

1 材料和方法

1.1 研究區域概況

孝義市位于山西省中部，晉中盆地西南隅，呂梁山中段東麓。屬暖溫帶季風氣候，年均氣溫10.7 ℃，≥10 ℃年有效積溫為3 852.2 ℃，年均降雨量為448.6 mm，主要集中在7—9月，耕地土壤類型以褐土、潮土為主，成土母質主要為黃土[15]。主要種植種類有玉米、小麥、豆類、蔬菜、谷子、薯類及果樹，果樹通常與谷子、小麥及大豆間作。2013年，玉米播種面積為1.06萬hm2;蔬菜0.18萬hm2;谷子0.15萬hm2;大豆與核桃間作0.392萬hm2;小麥總面積0.19萬hm2，其中小麥與核桃間作0.147萬hm2;谷子與核桃間作0.153萬hm2。

1.2 土壤樣品采集方法

2013年在實施測土配方施肥項目的過程中，考慮立地條件、土壤條件、農田基本設施和種植面積等因素，采集不同種植方式的土壤樣品。采樣方法[15]：根據不同種植方式地塊面積，采用GPS 定位，對地塊進行網格法取樣，地勢平坦、肥力較均勻、地塊面積較大的地方，網格300 m×300 m 取樣;坡度較大、地力不均、地形起伏的地方，網格200 m×200 m 取樣;隨機采取13～18個樣點作為一個混合樣。采樣層次為0～20 cm，共采集玉米地樣品221個、谷子地13個、谷子核桃間作地36個、麥子地23個、麥子核桃間作地32個、大豆核桃間作地32個、蔬菜地68個。

1.3 分析項目及測定方法

有機質采用重鉻酸鉀外加熱-容量法，全氮采用凱氏蒸餾法，堿解氮采用堿解擴散法，速效磷采用碳酸氫鈉提取鉬銻抗比色-紫外分光光度法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度計測定，有效態鐵、錳、銅、鋅采用DTPA浸提-原子吸收分光光度法[15]。

1.4 數據分析方法

采用SPSS 15.0統計軟件對數據進行統計性描述，采用單變量方差分析（One-Way ANOVA）分析不同利用方式對土壤養分特征的影響，如土壤養分數據方差齊，多重比較采用最小顯著性差異（LSD）法;如數據方差不齊，則采用Dunnett C 法進行多重比較檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同種植方式土壤養分特征

孝義市不同耕作方式土壤養分含量范圍及變異系數見表1和表2，從中可以看出：孝義市土壤養分含量范圍有機質為2.3～46.0 g·kg-1，全氮為0.09～0.56 g·kg-1，堿解氮為15.4～178 mg·kg-1，有效磷為1.3～51.3 mg·kg-1，速效鉀為45.0～415 mg·kg-1;有效磷變異系數最大，堿解氮的變異系數最小。

不同種植方式對土壤養分含量變化的影響可以用土壤養分的變異系數較好地反映，7類種植方式耕作土壤的有效磷變異系數較大。玉米地土壤養分指標中有效磷和有效鋅的變異系數較大，分別為92.7%和91.5%;小麥地土壤養分指標中有效磷和有效鋅的變異系數分別達45.8%和52.6%;小麥與核桃間作地、谷子地的土壤有效磷變異系數較大，分別為52.1%和53.1%;谷子與核桃間作地的土壤有效磷與有效銅變異系數較大為82.9%和72.4%;蔬菜地土壤全氮、有效磷、有效鋅的變異系數的較大，分別為103.0%，85.95% 和74.2%。

從極差來看，玉米地和蔬菜地有機質、堿解氮的極差最大，蔬菜地的全氮極差最大，玉米地的有效磷和速效鉀極差最大。這可能與農民對蔬菜和玉米施肥管理差異大有關，這也再次說明，施肥管理、農事活動和耕作方式明顯影響土壤養分狀況[1-3]。

2.2 不同種植方式耕作土壤養分平均含量變化情況

由方差分析結果和均值分析可以看出（表3），不同種植方式土壤全氮、有機質、有效磷、速效鉀差異顯著，顯著程度為有機質>堿解氮>速效鉀>全氮>有效磷。不同種植方式土壤全氮含量依次為玉米地>蔬菜地>大豆核桃間作地>小麥核桃間作地>谷子地>小麥地>谷子核桃間作地，玉米地與蔬菜差異不顯著，高于其他種植方式，谷子核桃間作土壤全氮最低;有機質在7種耕作土壤之間的變化也十分顯著，玉米地土壤的有機質含量顯著高于其它6種耕作。堿解氮的變化是蔬菜地、玉米地、小麥地、小麥核桃間作地顯著高于谷子地、谷子核桃間作地和大豆核桃間作地。速效磷的變化是谷子核桃間作地>玉米地>大豆核桃間作地>蔬菜地>小麥核桃間作地>谷子地>小麥地，谷子核桃間作地、玉米地、大豆核桃間作地、蔬菜地間速效磷均值差異不顯著，與其它3種相比差異顯著，小麥與谷子地差異不顯著。對于速效鉀來說，速效鉀含量從高到低依次為玉米地>蔬菜地>谷子地>小麥地>大豆核桃間作地、谷子核桃間作地>小麥核桃間作地，玉米地、蔬菜地、谷子地和小麥地土壤速效鉀含量高于與核桃間作地，不同種植方式間差異不顯著，這主要是因為農戶不施鉀肥，而核桃樹需鉀較多，進而降低土壤中鉀含量。

分析結果表明，孝義市耕作土壤調查區域內，農戶基本不施微量元素，微量元素變化差異來源于人為利用方式的不同。不同種植方式土壤有效鐵、有效錳、有效鋅、有效銅含量間差異存在顯著性（表3）;其影響程度為有效錳>有效銅>有效鐵>有效鋅。7種耕作土壤中，玉米地和小麥地微量元素含量較高。

總之，不同種植方式土壤全氮、有機質、有效磷、速效鉀含量差異顯著，玉米地、蔬菜地土壤養分明顯含量高于其它地。其原因是農戶追求經濟效益，在玉米和蔬菜種植中投入過多的化肥。

2.3 不同耕作方式土壤肥力水平狀況

土壤有機質的含量和性質影響土壤的緩沖性、土壤溫度、通氣狀況及耐肥性[8]，是評價土壤肥力的重要指標之一，其數量和質量受土壤水分、溫度、土壤質地、pH值和農事活動等因素的影響[9]。 氮、磷、鉀是促進植物生長的必需營養元素，是評價土壤肥力的重要指標，土壤速效養分的轉化受氣候、地形、地貌、水分狀況、土壤酸堿度、耕作措施等諸多因素的影響，施肥措施和種植作物直接影響速效養分的含量。根據全國土壤養分指標分級標準對所調查樣品的全氮、有效磷、速效鉀、有機質狀況進行統計分級，結果如表4。從有機質分級來看：谷子及谷子核桃間作地有機質的含量都在低水平及低以下水平;小麥和小麥核桃間作在中等水平以下;玉米地、大豆核桃間作地、蔬菜地分別有16.8%，12.5%，4.4%的土壤樣品有機質含量處于高水平以上。從全氮分級來看：谷子及谷子核桃間作地全氮的含量都在低水平及低水平以下;小麥和小麥核桃間作在中等水平以下;玉米地、大豆核桃間作地、蔬菜地分別有17.1%，9.1%，10.3%的土壤樣品全氮含量處于高水平以上。從堿解氮分級來看：只有蔬菜地和玉米地有10.3%和8.15%的土壤樣本堿解氮含量屬于高水平，其它耕作方式土壤堿解氮含量都處于低水平以下。從有效磷分級來看：谷子地和小麥有效磷含量都處于中等水平以下，玉米地、谷子核桃間作地和蔬菜地分別有15.4%，19.4%，13.1%的土壤樣品有效磷含量處于高水平以上，磷素在玉米地和蔬菜地的累積，不僅造成磷肥浪費，也會帶來周圍環境污染的風險，因此，需注意磷肥的合理施用。從速效鉀分級來看：7種耕作方式下土壤速效鉀含量主要集中在低水平和中等水平;玉米地處于高與極高水平占42.5%，大于其他耕作方式。

綜上所述，按照全國耕地土壤養分分級標準進行評價，7種種植方式土壤有機質平均含量水平均處于中等及以下，這主要是畜禽養殖量少、農戶投入有機肥減少以及不注重增施有機肥引起的。調查區不同種植方式土壤全氮、有機質、堿解氮和有效磷含量水平處于中等以上的地塊數量少于50%，玉米地和蔬菜地土壤有機質、全氮、有效磷和速效鉀含量水平處于中等以上的地塊數量相對多。在施肥方法上，需增施有機肥，注重氮、磷、鉀的配合施用。

3 ?結 ?論

土壤養分是自然因子和人為因子共同作用的結果，種植方式直接影響土壤養分的輸入和輸出。本次調查結果表明，孝義市不同種植方式土壤養分中變異系數最大的是速效鉀，最小的是堿解氮;不同種植方式土壤有機質、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量差異顯著;由于灌溉、施肥、耕作方式等人為因素，玉米地、蔬菜地速效養分及全氮和有機質含量水平較其它高，處于中等水平以上的地塊數量也最多;不同種植方式土壤中有效鐵、錳、銅和鋅含量差異顯著;農作物核桃間作顯著降低土壤中鉀的含量。建議孝義市區域的玉米地和蔬菜地在合理的增加投入的同時，注重氮磷鉀合理配合施用，農作物核桃間作地要增加鉀肥的投入，以維持土壤的可持續發展。

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