金虹屹　周衛(wèi)軍　鄧冉　王瑛　劉沛　 譚潔

摘要 [目的] 弄清永定區(qū)耕地土壤有效磷含量特征與空間分異規(guī)律，為測(cè)土配方施肥和農(nóng)業(yè)面源污染控制提供依據(jù)。[方法] 采用野外調(diào)查取樣、室內(nèi)分析測(cè)定、3S技術(shù)等方法進(jìn)行。[結(jié)果] 永定區(qū)耕地土壤有效磷平均為15.3 mg/kg，水田略高于旱地；土壤有效磷空間分布總體呈小團(tuán)塊狀或條帶狀，不同土類(lèi)與行政區(qū)域差異較大，以三級(jí)含量水平分布面積最大，為13 281.0 hm2。[結(jié)論] 永定區(qū)耕地土壤有效磷含量總體處于中等偏高水平，但空間變異較大。在磷肥施用中應(yīng)結(jié)合土壤有效磷含量與空間分布規(guī)律進(jìn)行，以防止高值區(qū)土壤有效磷盈余過(guò)高，造成肥料浪費(fèi)與農(nóng)業(yè)面源污染的危險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞 耕地；有效磷；空間特征；施肥

中圖分類(lèi)號(hào) S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）11-064-03

磷是植物必需的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大部分[1]。有效磷作為土壤磷貯庫(kù)中對(duì)作物最有效的部分，能直接供作物吸收利用，因而它是評(píng)價(jià)土壤供磷能力的重要指標(biāo)[2]。由于受自然和人類(lèi)活動(dòng)的影響，土壤有效磷含量在田間或區(qū)域分布上常具有明顯的時(shí)空變化特點(diǎn)[3-6]。若缺乏對(duì)其含量特征、時(shí)空變異規(guī)律的了解，則不能根據(jù)其變化確定施肥管理措施，有可能導(dǎo)致土壤磷素虧缺或盈余。土壤磷素虧缺影響作物生長(zhǎng)，而土壤處于磷素盈余狀態(tài)，則會(huì)加大土壤磷素向水體流失的風(fēng)險(xiǎn)，并產(chǎn)生潛在的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題?？梢?jiàn)，推行合理的施肥管理措施和有效控制農(nóng)業(yè)面源磷污染已成為越來(lái)越受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[3，7]。因此，了解和弄清耕地土壤有效磷的空間變化規(guī)律，不僅能為耕地質(zhì)量管理和科學(xué)施用磷肥提供指導(dǎo)，而且能為農(nóng)業(yè)面源污染控制提供科學(xué)依據(jù)。筆者利用張家界市永定區(qū)2008年開(kāi)始的測(cè)土配方施肥的耕地土壤的測(cè)定數(shù)據(jù)，采用分類(lèi)匯總和空間插值方法研究了全縣耕地土壤有效磷含量特征與時(shí)空變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況張家界市永定區(qū)地處湖南省西北部，武陵山脈腹地，澧水中上游，N28°51′13″～29°25′6″，E110°4′15″～110°55′6″。土地總面積2 173.808 km2，占全省總面積的1.1%，耕地面積28 327.4 hm2。該地區(qū)屬中亞熱帶山原型季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，冬暖夏涼，四季溫和，年均氣溫為16.8 ℃，光熱充足，雨量充沛，年均降水量1 497 mm，無(wú)霜期長(zhǎng)，嚴(yán)寒期短，適宜喜溫作物水稻、玉米、紅薯、苧麻與越冬作物麥、豆、油菜等的生長(zhǎng)。

1.2 土壤樣品的采集與分析測(cè)定按照測(cè)土配方施肥項(xiàng)目要求，參照第二次土壤普查的土壤樣品采集點(diǎn)，根據(jù)土種面積2～4 hm2采集一個(gè)土樣，共采集土壤樣品6 040個(gè)。在土樣采集時(shí)，根據(jù)室內(nèi)實(shí)際布點(diǎn)情況，采用GPS記錄采樣點(diǎn)的地理坐標(biāo)，考慮采樣田塊的大小和形狀，分別采用S形、梅花形、網(wǎng)格法等方法采集0～20 cm土樣，多點(diǎn)采樣，混勻后采用四分法進(jìn)行取舍，使得每個(gè)樣品的質(zhì)量控制在1 000 g左右。采用0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬銻抗分光光度法，測(cè)定土壤有效磷含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理測(cè)定數(shù)據(jù)采用EXCEL 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。利用MAPGIS中的地統(tǒng)計(jì)學(xué)功能，對(duì)土壤有效磷進(jìn)行空間插值，分析其空間規(guī)律。采用土地利用現(xiàn)狀圖、土壤圖、行政區(qū)劃圖進(jìn)行疊加，作為空間分析的工作底圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有效磷含量特征從圖1可以看出，依據(jù)湖南省第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[8]，總體為中偏高水平，平均為15.3 mg/kg，變化在2.0～49.9 mg/kg 之間；10～20 mg/kg的樣本數(shù)為2 247個(gè)，占總樣本數(shù)的比例為37.2%；20～40 mg/kg的樣本數(shù)為1 582個(gè)，占26.19%；而高于40 mg/kg的樣本數(shù)只有70個(gè)，僅占1.16%；低于3 mg/kg的樣本數(shù)也只有112個(gè)，占1.85%。

2.2 水稻土與旱地土壤有效磷的比較從表1可以看出，永定區(qū)水稻土有效磷含量總體比旱地高，平均高3.7 mg/kg，低等級(jí)樣本數(shù)少，高等級(jí)樣本數(shù)多，如處于五級(jí)水平的水稻土沒(méi)有，旱地有568個(gè)樣本，占28.3%，二級(jí)水平的水稻土1 140個(gè)，占28.27%，旱地442個(gè)，占22.0%。這可能主要是由于永定區(qū)山地面積較大，旱地大部分位于地形部位較高、無(wú)灌溉條件且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不方便的區(qū)域，導(dǎo)致農(nóng)民在生產(chǎn)過(guò)程中采取一種粗放經(jīng)營(yíng)方式，而水稻土是當(dāng)?shù)刂饕幕巨r(nóng)田，投入較大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度集約和重視，因而長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)導(dǎo)致兩者差異較大。

2.3 土壤有效磷的空間特征

2.3.1 不同土類(lèi)土壤有效磷的空間特征。

從圖1可以看出，永定區(qū)耕地土壤有效磷的空間變異較大，總體呈小團(tuán)塊狀或條帶狀。研究顯示，土壤有效磷含量的變異系數(shù)比其他土壤養(yǎng)分大，屬中等或強(qiáng)變異程度，具有較強(qiáng)的空間變異性，反映人為耕作管理措施的差異是其空間變異的主要因素。在農(nóng)田尺度下，土壤有效磷的空間變異性主要受施肥量的影響[6，9]。土壤有效磷含量空間變異性與土地利用方式關(guān)系密切[10]。從表2可以看出，永定區(qū)耕地三級(jí)土類(lèi)土壤有效磷的分布面積最大，達(dá)到13 281.0 hm2，占耕地總面積的46.88%；不同土類(lèi)差異較大，潮土、黑色石灰土、紅壤、紅色石灰土、黃壤、黃棕壤、紫色土等土類(lèi)高水平（一級(jí)與二級(jí)）與低水平（五

級(jí)）含量分布面積較小，而水稻土一級(jí)與二級(jí)水平含量分布面積為6 733.1 hm2，占耕地面積的39.69%，低水平含量分布面積較小，五級(jí)水平?jīng)]有分布。因此，施肥時(shí)既要考慮土壤有效磷的含量特征，又要針對(duì)不同土類(lèi)的差異進(jìn)行合理施肥，以防止部分高含量土壤有效磷含量過(guò)高，引起面源污染問(wèn)題。

2.3.2 不同行政區(qū)土壤有效磷的分布特征。

從表3表明，永定區(qū)不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)各等級(jí)有效磷含量分布面積差異較大，但基本以三級(jí)、四級(jí)含量水平的分布面積較大，一級(jí)和五級(jí)含量水平分布面積較小，但有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)二級(jí)含量水平分布面積也較大，如大坪鎮(zhèn)二級(jí)含量水平的分布面積為266.6 hm2，占全鎮(zhèn)耕地面積的48.37%，三岔鄉(xiāng)的分布面積為317.0 hm2，占全鎮(zhèn)耕地面積的50.87%。因此，雖然該區(qū)域耕地土壤有效磷含量總體呈中等偏高水平，但空間分布極不均勻。施肥時(shí)，要依據(jù)土壤有效磷的具體狀況和作物的需磷規(guī)律進(jìn)行精準(zhǔn)施肥。

3 小結(jié)與討論

（1）化肥施用量的增加導(dǎo)致土壤肥力的提高[11-12]。自農(nóng)村實(shí)行土地承包責(zé)任制以來(lái)，糧食產(chǎn)量連續(xù)增加，化肥使用量不斷增多，致使土壤肥力逐漸提高。研究表明，耕地土壤有效磷含量平均為15.3 mg/kg，處于中等水平，最高達(dá)到49.9 mg/kg。這與其他研究結(jié)果[3-5]一致。

（2）耕地土壤磷素養(yǎng)分的空間變異特征及其施肥模式與農(nóng)業(yè)面源污染的研究是人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題[3-4，7]。由于人們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)土壤養(yǎng)分狀況了解得不清楚，施肥時(shí)憑經(jīng)驗(yàn)或依據(jù)傳統(tǒng)施肥，導(dǎo)致肥料施用量不斷增加，肥料利用率低，土壤

中磷的盈余量大，農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題凸顯。該研究通過(guò)野外采樣分析，結(jié)合3S技術(shù)對(duì)永定區(qū)耕地土壤有效磷的空間特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在縣域范圍內(nèi)耕地土壤有效磷的空間變異性較大，不同土類(lèi)、不同土地利用方式、不同行政區(qū)等均有較大差異。施肥時(shí)，必須考慮土壤磷肥的含量與空間特征，科學(xué)施肥，提高磷肥的利用率，防止農(nóng)業(yè)面源污染的風(fēng)險(xiǎn)。

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責(zé)任編輯 劉月娟 責(zé)任校對(duì) 況玲玲