王 麗，閔安民，蔡小虎，何 飛，王 宇，楊昌旭，何建設(shè)

(1.四川林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610066;2.理縣林業(yè)局，四川 理縣 623100;3.阿壩藏族羌族自治州科學(xué)技術(shù)研究院，四川 汶川 623000)

土地利用是自然和人類活動(dòng)相互作用的綜合過(guò)程，土地利用方式發(fā)生變化時(shí)，土壤養(yǎng)分含量和動(dòng)態(tài)必將隨之改變［1～2］。不僅可改變植被覆蓋度和生物多樣性等土地的外觀特征，而且可影響土壤結(jié)構(gòu)、土壤侵蝕、土壤肥力等內(nèi)在特征［3～4］。大量研究證明，人類生產(chǎn)活動(dòng)及其對(duì)土壤肥力有正負(fù)兩方面的影響，合理的土地利用和培肥，能提高土壤肥力，不合理的土地利用造成土壤質(zhì)量下降。四川盆地丘陵區(qū)“紅色盆地”之稱，該區(qū)紫色巖分布廣泛，紫色土為該區(qū)主要土壤類型，由于降雨量大而集中，紫色土的抗蝕性弱，加之植被覆蓋率低、陡坡開(kāi)墾等原因，該區(qū)水土流失較為嚴(yán)重，已被列為長(zhǎng)江上游水土流失重點(diǎn)防治區(qū)［5～6］。目前在該區(qū)域開(kāi)展土地利用方式對(duì)土壤養(yǎng)分肥力狀況影響及評(píng)價(jià)的研究相對(duì)較少，因此，在四川丘陵區(qū)系統(tǒng)地開(kāi)展土地利用方式對(duì)土壤肥力狀況的影響及綜合評(píng)價(jià)研究具有十分重要的意義。本文探討了四川盆地丘陵區(qū)4種典型的紫色土利用方式對(duì)土壤肥力的影響，以期為合理開(kāi)發(fā)利用土壤資源、培肥地力、減少養(yǎng)分流失、提高土地生產(chǎn)力和促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處四川盆地丘陵區(qū)，地勢(shì)北高南低，出露地層主要為中生界侏羅系中上統(tǒng)的紫紅色泥巖和沙巖，土壤主要為紫色土。地貌主要為中、淺切割的丘陵地貌，海拔高度一般在300 m～700 m。氣候?qū)賮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，具有冬暖、春早、夏熱、秋雨、濕度大、云霧多、日照少等特點(diǎn)。該區(qū)雨量充沛，無(wú)霜期長(zhǎng)，年均降雨量在1 000 mm 左右，降雨主要集中在每年5月～9月，無(wú)霜期約280 d～330 d，年均氣溫17℃左右。該區(qū)土地墾殖指數(shù)高，農(nóng)作物以種植水稻、玉米、甘薯、小麥、棉花、油菜和花生等為主，森林植被多為人工幼林，主要為柏木、榿木、松等。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

考慮到地形及土壤母質(zhì)對(duì)土壤養(yǎng)分的影響較大，在丘陵區(qū)相近的土壤環(huán)境條件下選取供試材料。取樣地主要在梓潼縣，土壤母質(zhì)為白堊系的城墻巖群(K1cg)，境內(nèi)90%以上面積為紫色鈣質(zhì)土［6］。在4種不同土地利用現(xiàn)狀——水田、旱地、林地、荒草地，對(duì)表層土壤進(jìn)行梅花型(5 點(diǎn))混合采樣，共采集土樣60個(gè)。所取的土樣在室內(nèi)風(fēng)干，去除雜質(zhì)，研磨后過(guò)2 mm 和0.25 mm 的篩以備測(cè)定。樣點(diǎn)情況詳見(jiàn)表1。

表1 采樣點(diǎn)基本概況

2.2 分析方法

土壤養(yǎng)分主要測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、速效磷和速效鉀7個(gè)指標(biāo)。土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定;全氮用半微量開(kāi)氏蒸餾法測(cè)定;全磷采用硫酸—高氯酸消煮法測(cè)定;全鉀采用氫氧化鈉堿熔—火焰光度法測(cè)定;速效鉀采用NH4OAc 浸提—火焰光度法測(cè)定;速效磷采用0.5 mol·L－1碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測(cè)定;有效氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定。SPSS 18.0 和Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)及磷積累的影響

從土壤有機(jī)質(zhì)含量來(lái)看，4種不同的土地利用方式中土壤有機(jī)質(zhì)含量均較高，按四川省第2次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，均達(dá)到了豐富水平。經(jīng)方差分析，土地利用方式對(duì)土壤的有機(jī)質(zhì)有顯著的影響，經(jīng)多重比較分析，達(dá)到極顯著水平(a=0.05，F(xiàn)=6.289＊＊)。4種不同的土地利用方式中，以水田和林地的土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，為15.45 g·kg－1和13.66 g·kg－1;旱地和荒草地土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，顯著差異不明顯外。

從土壤全磷含量來(lái)看，紫色巖母質(zhì)發(fā)育的耕地土壤全磷含量均大于1.01 g·kg－1，按四川省第2次土壤普查的土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到豐富水平，這主要是由于紫色土是幼年土壤，土壤性質(zhì)強(qiáng)烈繼承母巖特性，以及礦質(zhì)養(yǎng)分豐富所至。不同利用方式的土壤中，旱地和林地土壤，分別為1.84 g·km－1，1.61 g·kg－1，水田和荒草地土壤的全磷含量相對(duì)較低，分別為1.50 g·kg－1，1.43 g·kg－1(表2);據(jù)相關(guān)分析，土壤有機(jī)質(zhì)和全磷之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(a=0.05，R=－0.342*)。經(jīng)方差分析和多重比較分析，土地利用方式對(duì)土壤全磷含量的影響均達(dá)到顯著水平(F=2.458*)。

表2 不同利用方式下土壤有機(jī)質(zhì)、磷素含量及方差分析

從土壤速效磷來(lái)看，4種利用方式下土壤速效磷含量均較低，其中以旱地和林地的土壤速效磷含量較高，分別為6.56 mg·kg－1和3.62 mg·kg－1，荒草最低的為2.43 mg·kg－1。經(jīng)多重比較分析，水田和荒草地外，其它利用方式下的土壤速效磷含量均達(dá)顯著水平(a=0.5)。

3.2 土地利用方式對(duì)氮素積累的影響

從土壤全氮含量來(lái)看，4種不同的土地利用方式中土壤全氮含量均較高，按四川省第2次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了豐富水平。經(jīng)方差分析，土地利用方式對(duì)土壤的氮和堿解氮含量均有顯著的影響，其中對(duì)土壤全氮含量的影響達(dá)到極顯著水平(a=0.05，F(xiàn)=5.630＊＊)。4種不同的土地利用方式中，以水田和林地的土壤全氮和堿解氮含量較高，水田土壤全氮和堿解氮含量分別達(dá)0.71 g·kg－1和47.98 mg·kg－1，林地土壤全氮和堿解氮含量分別達(dá)0.74 g·kg－1和56.27 mg·kg－1;旱地和荒草地土壤全氮和堿解氮含量相對(duì)其它兩種利用方式下的土壤低(表3)。經(jīng)多重比較分析，除旱地和荒草地土壤有機(jī)質(zhì)含量顯著差異不明顯外，其它兩種利用方式下土壤有機(jī)質(zhì)含量差異均達(dá)顯著水平(a=0.5);除旱地與荒草地外，其它利用方式下土壤全氮含量差異均達(dá)顯著水平(a=0.5)。從土壤堿解氮來(lái)看，4種利用方式下土壤堿解氮含量均較低，其中以林地和水田的土壤堿解氮含量較高，分別為56.27 mg·kg－1和47.98 mg·kg－1，荒草地次之，最低的為旱地土壤，僅35.53 mg·kg－1。經(jīng)多重比較分析，除旱地和荒草地外，其它利用方式下的土壤堿解氮含量均達(dá)顯著水平(a=0.5)。

表3 不同利用方式下土壤氮素含量及方差分析

3.3 土地利用方式對(duì)土壤鉀素積累的影響

從土壤全鉀和速效鉀含量來(lái)看，該區(qū)的土壤全鉀含量均較高，均達(dá)25 g·kg－1以上，按四川省第2次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，均達(dá)到了豐富水平;而土壤速效鉀含量除水田土壤外，其它利用方式的土壤均為中等水平。這主要印證了紫色土發(fā)育較淺，土壤性質(zhì)表現(xiàn)出對(duì)母質(zhì)強(qiáng)烈的繼承性，以及礦質(zhì)養(yǎng)分豐富的特點(diǎn)。經(jīng)方差分析，土地利用方式對(duì)土壤全鉀具有極顯著的影響(a=0.01，F(xiàn)=5.036＊＊)，土地利用方式對(duì)土壤速效鉀含量具有顯著影響(a=0.05，F(xiàn)=3.836*)，4種利用方式中，以水田的土壤全鉀和速效鉀含量為最高，分別達(dá)72.33 g·kg－1和214.72 mg·kg－1，其次旱地，以荒草地的土壤全鉀和速效鉀含量為最低，分別為27.74 g·kg－1和51.08 g·kg－1。經(jīng)多重比較分析，4種土地利用方式之間土壤全鉀含量均存在顯著差異;除旱地和林地外，其它土地利用方式之間土壤速效鉀含量均存在顯著差異(a=0.05)(表4)。

表4 不同土地利用方式下土壤鉀素含量及方差分析

3 結(jié)論與討論

土地利用方式是影響土壤養(yǎng)分積累特征的重要因素［7～8］，本文通過(guò)實(shí)地調(diào)查采樣分析，研究川中丘陵區(qū)4種土地利用方式下的土壤養(yǎng)分含量特征，結(jié)果表明，在相同的土壤母質(zhì)條件下和環(huán)境條件下，土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、全磷、堿解氮、速效鉀含量的影響均達(dá)極顯著(a=0.01)或顯著水平(a=0.05)。從土壤有機(jī)質(zhì)及氮素含量來(lái)看，以水田、林地的有機(jī)質(zhì)和全氮含量較高，以旱地和荒草地土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量較低。從土壤鉀素來(lái)看，以水田和菜地的土壤全鉀和速效鉀含量較高，其次是旱地土壤，以林地和荒草地土壤的全鉀和速效鉀含量較低。從土壤磷素來(lái)看，旱地和林地土壤較高，以水田和荒草地土壤為較低。

水田表現(xiàn)出較高的有機(jī)質(zhì)和全氮含量主要是由于人為淹水耕作，土壤長(zhǎng)期處于還原條件，有利于有機(jī)質(zhì)和氮素的積累，加之有機(jī)質(zhì)、全氮、全鉀、速效鉀和全磷施肥量均顯著高于其他利用方式等因素的影響。林地凋落物是林地有機(jī)質(zhì)和氮素的主要來(lái)源，由于林地受人為擾動(dòng)少，植被覆蓋度和生物量相對(duì)較高，土壤有機(jī)質(zhì)積累多分解少，這是林地土壤有機(jī)質(zhì)和氮素含量較高的主要原因?？傮w來(lái)看，耕地土壤的全鉀和速效鉀含量較林地和荒草地高，這主要與人為耕作和施肥有關(guān)。據(jù)實(shí)地走訪農(nóng)戶調(diào)查，近年來(lái)川中丘陵區(qū)已逐步改變了過(guò)去重氮肥輕磷、鉀肥的施肥習(xí)慣，隨著配方施肥、測(cè)土施肥、復(fù)合肥、專用肥的推廣應(yīng)用，目前農(nóng)戶更加注重磷、鉀肥的施用，同時(shí)川中丘陵區(qū)大力推廣免耕、少耕和秸稈還田等措施，對(duì)土壤鉀素的積累也有重要貢獻(xiàn)。出現(xiàn)旱地土壤的全磷含量高于水田，可能與施肥水平和磷的有效性有關(guān)，水田長(zhǎng)期處于淹水還原條件，土壤磷的有效性高于旱地，同時(shí)磷的可移動(dòng)性和流失率亦高于旱地。

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