何建蘭

(青海省貴德縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，青海貴德 811700)

耕地是土地的精華，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可替代的重要生產(chǎn)資料，是保持社會和國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要資源。因此，耕地保護是我國的基本國策，及時掌握耕地資源的數(shù)量、質(zhì)量及其變化情況對于合理規(guī)劃和利用耕地、切實保護耕地具有十分重要的意義。

土壤是不均一和變化的連續(xù)體,即使在相同土壤質(zhì)地的區(qū)域內(nèi),同一時刻土壤特性值(物理、化學(xué)、生物性質(zhì)等)在不同空間位置上也具有明顯差異,這種屬性稱為土壤特性的空間變異性[1-5]。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，空間變異性是土壤的一種自然屬性，掌握土壤養(yǎng)分空間分布規(guī)律及其影響因素，為農(nóng)田管理和測土施肥提供依據(jù);實現(xiàn)土壤養(yǎng)分平衡，提高作物產(chǎn)量，是實現(xiàn)農(nóng)田土壤可持續(xù)利用的前提，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

青海省貴德縣土地利用類型多樣，地形變化明顯，土壤養(yǎng)分空間分布受地形和土地利用等因素影響，有其自身的規(guī)律。在樣點土壤養(yǎng)分測定的基礎(chǔ)上，借助貴德縣耕地資源管理信息平臺，對土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效鐵、有效鋅等土壤養(yǎng)分空間變異、土地利用類型等影響因素進行綜合分析，為實現(xiàn)區(qū)域農(nóng)田的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)域概況貴德縣地處100°58′08″～101°47′50″E，35°29′45″～36°23′35″E。東西寬65 km，南北長100 km，總面積3 680.49 km2。貴德縣農(nóng)業(yè)資源豐富，盛產(chǎn)小麥、青稞、豆類、油菜和蔬菜等。糧食平均產(chǎn)量、人均產(chǎn)糧水平及糧食商品率均居全省先進行列。在全國農(nóng)業(yè)區(qū)劃中屬于東部黃土高原農(nóng)林牧副區(qū)——黃河上游糧油畜禽、水源水保林區(qū)，是青海省重要的糧食生產(chǎn)基地縣之一。貴德縣在黃河上游建制最早，歷史悠久；境內(nèi)山清水秀，自然環(huán)境優(yōu)美，素有“小江南”之稱。

1.2土壤樣品的布點與采集按照農(nóng)業(yè)部測土配方施肥規(guī)范的要求采樣。采樣時間為農(nóng)作物播種前或收獲后，采用GPS定位，記錄經(jīng)緯度，精確到0.1″。采樣深度為0～20 cm。每個樣品的采樣點不少于7個，采樣時按照“隨機”“等量”和“多點混合”的原則進行，采樣路線采用“S”型布點采樣，在地形變化小、地力較均勻、采樣單元面積較小的情況下，也采用梅花形布點采樣，采樣時避開路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊部位。采樣時取樣器垂直地面入土，深度相同。用取土鏟取樣時先鏟出一個耕層斷面，在平行斷面取土。保證每個采樣點的取樣深度及采樣量均勻一致，土樣上層與下層的比例相同。一個混合土樣取土1 kg左右，以4分法將多余的土樣棄去。處理好的土樣統(tǒng)一放入土樣袋中，用鉛筆寫好標簽，放于土壤架中統(tǒng)一進行保存。

1.3樣品化學(xué)分析土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-水合熱法，堿解氮采用堿解擴散法，速效鉀采用1 mol/L中性乙酸銨浸提-火焰光度法，土壤微量元素有效鐵和有效鋅采用0.005 mol/L DTPA-0.1 mol/L TEA-0.01 mol/L CaCl2浸提-原子分光光度計法[6]。

1.4養(yǎng)分豐缺土壤養(yǎng)分豐缺指標是利用土壤養(yǎng)分測定值和作物吸收養(yǎng)分之間存在的相關(guān)性，通過田間試驗及土壤養(yǎng)分測定值制成養(yǎng)分豐缺及施肥數(shù)量檢索表。土壤養(yǎng)分豐缺指標的確定對評價土壤養(yǎng)分具有重要的意義，是評價土壤養(yǎng)分、提出土壤配方施肥方案的主要依據(jù)。貴德縣耕地土壤養(yǎng)分豐缺指標見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1土壤有機質(zhì)含量的空間分布土壤有機質(zhì)既是植物礦質(zhì)營養(yǎng)和有機營養(yǎng)的源泉，又是土壤中異養(yǎng)型微生物的能源物質(zhì)，還能提高土壤的保肥能力和緩沖性能。

貴德縣耕地土壤中有機質(zhì)含量變化范圍為1.4～49.0 g/kg，平均值22.12 g/kg，結(jié)果見表2。

表1 貴德縣耕地土壤養(yǎng)分豐缺指標

表2 貴德縣耕地土壤有機質(zhì)含量各等級分布

由表2可知，貴德縣耕地土壤有機質(zhì)處于低水平的區(qū)域面積占48.05%，有近一半的區(qū)域處于低水平；有機質(zhì)含量極低的區(qū)域面積僅占3.54%；而處于極低、低水平的區(qū)域面積占到51.54%；有機質(zhì)各等級含量變異系數(shù)的變化范圍為10.82%～20.88%，有機質(zhì)含量極低水平的相對變異程度較大，而有機質(zhì)含量中水平變異程度較小。

有機質(zhì)含量水平低和極低地區(qū)為黃河谷地及支流地區(qū)，海拔2 200～2 700 m，這些地區(qū)土壤類型主要為栗鈣土、灰鈣土和北方紅土，土壤結(jié)構(gòu)為粒狀和團粒狀，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施基本配套，復(fù)種指數(shù)高。有機質(zhì)含量低的原因主要有：①這些地區(qū)海拔相對較低，土地利用率較高，越來越多的化肥使用和高產(chǎn)品種的推廣及復(fù)種指數(shù)的提高造成土壤的養(yǎng)分耗竭，有機質(zhì)積累大大減少。 ②省時、省力已是我國當(dāng)代農(nóng)民選擇生產(chǎn)方式時考慮的首要因素，出現(xiàn)大面積的秸稈焚燒和全方位的化學(xué)除草現(xiàn)象，降低了土壤碳的回歸指數(shù)，而且嚴重污染環(huán)境。③有機肥投入的減少是土壤有機質(zhì)降低的另一個重要原因。

有機質(zhì)水平高和中等的地區(qū)海拔2 700～3 300 m，常年降雨量在300 mm以上，土壤類型主要為栗鈣土、黑鈣土，復(fù)種指數(shù)較低，枯枝落葉的腐殖化系數(shù)較大，有利于土壤有機質(zhì)的積累。

2．2土壤堿解氮含量的空間分布堿解氮含量作為植物氮素營養(yǎng)較無機氮有更好的相關(guān)性，所以堿解氮比銨態(tài)氮和硝態(tài)氮更能確切地反映出近期土壤的供氮水平。貴德縣耕地土壤中堿解氮的變化范圍為5.0～98.5 mg/kg，平均55 mg/kg，結(jié)果見表3。

表3 貴德縣耕地土壤堿解氮含量各等級分布

由表3可知，堿解氮極低、高水平的區(qū)域面積較小，分別占總面積的9.17%、12.92%；堿解氮中高水平的區(qū)域面積較大，共占總面積的66.08%。堿解氮各等級含量變異系數(shù)的變化范圍為6.93%～34.87%，堿解氮含量高水平的相對變異程度較小，而堿解氮含量極低水平變異程度較大。

貴德縣耕地土壤堿解氮處于中高水平的面積，百分比較高的原因主要是貴德縣農(nóng)業(yè)區(qū)域土地肥沃、交通便利，尿素和復(fù)合肥料的施用逐年增多。

2.3土壤速效鉀含量的空間分布鉀是農(nóng)作物的三大營養(yǎng)元素之一，測定土壤中鉀含量的變化，了解有效性鉀在土壤中的儲備水平，對正確評價土壤鉀的狀況及可利用性，以及確定施鉀肥的種類和數(shù)量，進而建立合理的營養(yǎng)平衡，不斷提高農(nóng)作物產(chǎn)量都是十分必要的。貴德縣耕地土壤速效鉀含量的變化范圍為43～476 g/kg，平均值為235 g/kg，結(jié)果見表4。

表4 貴德縣耕地土壤速效鉀含量各等級分布

由表4可得，貴德縣耕地土壤速效鉀含量普遍較高，速效鉀中、高水平的區(qū)域在貴德縣耕地中分布較廣泛，占總面積的81.62%；速效鉀極低水平的區(qū)域僅占總面積的8.10%。速效鉀各等級含量變異系數(shù)的變化范圍為7.44%～23.34%，速效鉀含量中水平的相對變異程度較小，而速效鉀含量高水平變異程度較大。由此可見，貴德縣土壤中速效鉀養(yǎng)分較為充足，適合種植一些喜鉀植物，如馬鈴薯、蠶豆等；另外鉀是一種“品質(zhì)元素”，能提高果實的品質(zhì)，較適合果樹的種植。

由于貴德縣土壤成土母質(zhì)類型主要為黃土和黃土狀物質(zhì)，土壤中速效鉀含量原本就較高，再加上后期人類耕種過程中磷鉀肥和配方肥的施用，使得土壤中速效鉀的含量相對豐富。雖然土壤中的速效鉀可以通過淋溶損失一部分，但是土壤速效鉀的淋溶損失與土壤質(zhì)地和土壤水分有很大關(guān)系，貴德縣土壤質(zhì)地以壤土為主，質(zhì)地良好，土壤中速效鉀淋溶損失的量較少。

2．4土壤有效鐵的空間分布土壤中全鐵含量很高，它是巖石和土壤中3種較多的元素(Si、Al、Fe)之一。土壤中大部分鐵存在于含鐵鎂硅酸鹽的原生礦物中，土壤中有效性鐵含量與土壤全鐵含量相比是很低的，土壤有效鐵含量低于某一水平時，意味著鐵素供應(yīng)不足。因此，土壤鐵素總貯量對生產(chǎn)實踐只有一定的參考價值，而土壤中的有效鐵是土壤鐵素供應(yīng)的重要指標，土壤中有效鐵供應(yīng)狀況，對于施肥有著直接的指導(dǎo)意義。

土壤有效鐵養(yǎng)分豐缺等級指標為國家土壤有效鐵臨界值4.50 mg/kg。貴德縣耕地土壤有效鐵養(yǎng)分變化范圍0.20～47.00 mg/kg，平均值3.88 mg/kg，比土壤臨界值低0.62 mg/kg，結(jié)果見表5。

表5 貴德縣耕地土壤有效鐵含量各等級分布

由表5可知，貴德縣耕地土壤有效鐵含量普遍較低，低水平(<4.50 mg/kg)區(qū)域面積占總面積的72.96%；高水平(>4.50 mg/kg)區(qū)域面積占總面積的27.04%。有效鐵各等級含量變異系數(shù)均較大，各等級含量的相對變異程度較大。

貴德縣耕地土壤中有效鐵含量普遍較低的原因有：①土壤 pH。pH高的土壤含有較多的氫氧根離子，與土壤中鐵生成難溶的氫氧化鐵，降低土壤有效性，有效鐵含量在6.50～8.00時達到較低值。貴德縣土壤pH較高，在6.6～8.6，平均值為7.6，因此，有效鐵含量較低。②氧化還原條件。長期處于還原條件的酸性土壤，鐵被還原成溶解度大的亞鐵，有效鐵增加；相反，在干旱少雨地區(qū)土壤中氧化環(huán)境占優(yōu)勢，使3價鐵增多，從而降低鐵的溶解度。貴德縣土地類型中雖然水澆地占比較高，但并未達到長期淹水的還原性程度，因此，有效鐵含量處于較低水平。③碳酸鈣含量。貴德縣土壤中碳酸鈣的新生體較多，而土壤又大多呈堿性，在堿性土壤中，鐵能與碳酸根生成難溶的碳酸鹽，從而降低有效鐵的含量。

2．5土壤有效鋅的空間分布土壤中有效鋅移動性較差，往往會通過同晶置換進入礦物晶格中，變成不能提取出來的鋅，因此，研究土壤有效鋅的含量對指導(dǎo)科學(xué)施肥具有重大的意義。

土壤有效鋅養(yǎng)分分級指標為國家土壤有效鋅臨界值0.50 mg/kg。貴德縣耕地土壤有效鋅養(yǎng)分變化范圍0.20～7.95 mg/kg，平均值2.60 mg/kg，有效鋅高出土壤臨界值5.2倍，結(jié)果見表6。

表6 貴德縣耕地土壤有效鋅含量各等級分布

由表6可知,貴德縣耕地土壤有效鋅含量水平普遍較高，有效鋅含量高(>0.50 mg/kg)的區(qū)域面積占總面積的99.26%，有效鋅含量低(<0.50 mg/kg)的面積僅占0.74%，分布在貴德縣中部黃河的一個支流區(qū)域。有效鋅各等級含量變異系數(shù)均較大，各等級含量的相對變異程度較大。由此可見，貴德縣耕地土壤中有效鋅含量比較豐足，適合種植一些喜鋅作物。另外，鋅是一種“智力元素”，充分開發(fā)利用富鋅耕地具有廣泛的前景。

貴德縣大部分土壤中有效鋅含量較高的原因主要有：①不同質(zhì)地土壤有效鋅含量由高到低順序：黏土、壤土、砂土，這與成土母質(zhì)中土壤全鋅高低有關(guān)，貴德縣土壤質(zhì)地以壤土為主，因此有效鋅含量普遍較高。②土壤中有機質(zhì)與有效態(tài)鋅含量成正相關(guān)，即有機質(zhì)含量高的土壤，有效鋅的含量一般都比較高。這主要是由于土壤有機質(zhì)可以活化鋅元素，提高其有效性，因為土壤有機質(zhì)的酸性基團可以活化土壤鋅，從而形成可溶性鋅的絡(luò)合物，增加鋅的有效性。

3 結(jié)論

(1)貴德縣耕地有機質(zhì)有一半多面積處于極低和低水平，而堿解氮含量有66.08%的面積處于中高水平，因此，應(yīng)加大有機肥的投入，合理科學(xué)地施用速效氮肥。

(2)貴德縣耕地速效鉀含量普遍較高，速效鉀含量變異程度相對較小，處于中、高水平的區(qū)域在貴德縣耕地中分布較廣泛，占總面積的81.62%，較適合果樹的種植。

(3)貴德縣耕地有效鐵含量普遍較低，處于低水平區(qū)域的面積占總面積的72.96%。有效鐵含量變異程度較大。耕地中有效鋅豐足，處于高水平的區(qū)域面積占總面積的99.26%，有效鋅含量變異程度也較大。

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