田雙梅 尚武平 柴子榮 劉美紅 高小麗

（1佳縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，陜西佳縣 719200；2佳縣科技創(chuàng)新發(fā)展中心，陜西佳縣 719200；3西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西楊凌 712100）

土壤是陸地上具有肥力并能生長(zhǎng)植物的疏松表層，由礦物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、水分、空氣、微生物等組成，是地表上體系最龐雜、功能最多樣的生態(tài)系統(tǒng)之一。土壤肥力指標(biāo)是土壤系統(tǒng)的重要組成部分，其含量動(dòng)態(tài)變化不僅直接影響植物水肥供給[1]，而且還是耕地質(zhì)量和土壤肥力評(píng)價(jià)的關(guān)鍵指標(biāo)[2]。為健全耕地質(zhì)量普查與專項(xiàng)調(diào)查相結(jié)合的耕地質(zhì)量變更調(diào)查評(píng)價(jià)制度，全面摸清佳縣耕地質(zhì)量，自2018年開(kāi)始有關(guān)人員對(duì)佳縣土壤肥力隨機(jī)監(jiān)測(cè)，以期為科學(xué)施肥、耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

佳縣位于陜西省東北部、黃河西岸，距榆林市71 km。東隔黃河與山西臨縣相望，南鄰綏德縣、吳堡縣，西連米脂縣，西北接榆陽(yáng)區(qū)，北以禿尾河與神木市為界?？偼恋孛娣e2 029.82 km2。佳縣地勢(shì)西北高、東南低，可分為3個(gè)地貌差異明顯的區(qū)域：北部丘陵片沙區(qū)（約30%）、西南丘陵溝壑區(qū)（約占52%）、東南黃河沿岸土石山區(qū)（約占18%）。佳縣有耕地面積 3.13萬(wàn) hm2、可利用草地 7.19萬(wàn) hm2、林地面積11.6萬(wàn)hm2。在總土地面積中，25°以上的陡坡地占30%。佳縣屬于大陸性季風(fēng)半干旱氣候區(qū)，海拔高度675.0～1 339.5 m，年均降水380 mm，平均氣溫10℃，無(wú)霜期159 d。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品采集。根據(jù)《全國(guó)耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》要求，結(jié)合佳縣實(shí)際，確定大田采樣點(diǎn)的密度[1-3]；利用GPS定位儀確定經(jīng)緯度及海拔，并獲取成土母質(zhì)，記錄灌溉方式、典型種植制度、常年平均產(chǎn)量等農(nóng)田基礎(chǔ)信息。本研究中2018—2020年共獲取樣點(diǎn)個(gè)數(shù)250個(gè)，遍布全縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

1.2.2 土壤養(yǎng)分指標(biāo)測(cè)定。土壤樣品采用常規(guī)方法進(jìn)行測(cè)定，有機(jī)質(zhì)釆用重鉻酸鉀-濃硫酸稀釋熱法測(cè)定，有效磷采用碳酸氫鈉浸提-鑰銻抗分光光度法測(cè)定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定，全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定。

1.2.3 研究方法。研究采用域值法結(jié)合鄰近點(diǎn)比較法進(jìn)行異常值剔除，將有效數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗(yàn)，參考全國(guó)第二次土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分等級(jí)，并進(jìn)行空間克里格法應(yīng)用。

表1 土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)質(zhì)

佳縣2018年土壤有機(jī)質(zhì)變幅為1.97～16.84 g/kg，平均為6.33 g/kg；2019年土壤有機(jī)質(zhì)變幅為1.79～26.95 g/kg，平均為6.40 g/kg；2020年土壤有機(jī)質(zhì)變幅為 3.86～21.26 g/kg，平均為 8.01 g/kg。2018—2020 年，有機(jī)質(zhì)含量雖然屬低水平，平均值均為五級(jí)水平，但均值呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)（表2）。綜合來(lái)看：2018年有50.00%的地點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量水平為六級(jí)，43.33%的地點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量水平為五級(jí)；2019年有機(jī)質(zhì)含量水平為六級(jí)的地點(diǎn)比例減少，有機(jī)質(zhì)含量水平為五級(jí)的比例與2018年持平，而有機(jī)質(zhì)含量水平為四級(jí)的比例與有機(jī)質(zhì)含量水平為三級(jí)的比例有所增加；2020年有機(jī)質(zhì)含量水平較2019年均有所提高。就地區(qū)而言，除了與榆陽(yáng)區(qū)相鄰的方塌鎮(zhèn)、王家砭鎮(zhèn)、朱官寨鎮(zhèn)、金明寺鎮(zhèn)的有機(jī)質(zhì)含量水平為四級(jí)外，其他地區(qū)2018年有機(jī)質(zhì)含量水平分布相對(duì)均勻；與2018年相比，2019年有機(jī)質(zhì)含量出現(xiàn)三級(jí)水平，且有機(jī)質(zhì)水平為四級(jí)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加了烏鎮(zhèn)和佳蘆鎮(zhèn)；與前2年相比，2020年南區(qū)有機(jī)質(zhì)含量水平提高明顯（圖1）。3年的有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)范圍為38%～52%，屬中等強(qiáng)度變異。近幾年，隨著國(guó)家對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)項(xiàng)目資金投入的增加，農(nóng)業(yè)合作社大量涌現(xiàn)，當(dāng)?shù)匾恍┗膹U地塊陸續(xù)被利用起來(lái)，但勞動(dòng)力缺乏導(dǎo)致有機(jī)肥被化肥代替，土壤有機(jī)質(zhì)含量增幅緩慢。

表2 不同年份佳縣土壤養(yǎng)分狀況

圖1 佳縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)分布情況

2.2 全氮

2018年土壤全氮變幅為0.06～0.81 g/kg，平均為0.31g/kg；2019 年土壤全氮變幅為 0.10～1.66g/kg，平均為 0.37 g/kg；2020年土壤全氮變幅為 0.23～1.48 g/kg，平均為0.50 g/kg（表2）。2018—2019年土壤全氮含量屬低水平，平均值均為六級(jí)水平；2020年全氮平均含量水平提高到五級(jí)。綜合來(lái)看：2018年全氮含量水平與2019年相似，其中87.78%的地點(diǎn)全氮含量屬六級(jí)水平，10.00%的地點(diǎn)全氮含量屬五級(jí)水平；2020年全氮各含量水平較前2年均有所提高，其中全氮含量水平屬五級(jí)的地點(diǎn)數(shù)量是前2年的2倍以上。就地區(qū)而言，2018年與2019年全氮含量水平分布相對(duì)均勻，北區(qū)全氮含量水平較南區(qū)更優(yōu)；與前2年相比，2020年全氮含量水平提高明顯，特別是南區(qū)提高明顯（圖2）。

圖2 佳縣耕地土壤全氮分布情況

2.3 有效磷

2018年土壤有效磷變幅為1.12～38.56 mg/kg，平均為7.75 mg/kg；2019年土壤有效磷變幅為2.10～77.98 mg/kg，平均為13.37 mg/kg；2020年土壤有效磷變幅為 2.08～49.58 mg/kg，平均為 16.60 mg/kg（表2）。2018年土壤有效磷含量屬中等水平，平均值屬四級(jí)水平，2019年與2020年有效磷平均含量水平提高至三級(jí)。綜合來(lái)看：2019年有8.75%的地點(diǎn)有效磷含量水平屬六級(jí)，有效磷含量水平屬五級(jí)、四級(jí)的地點(diǎn)各占15.00%；2020年有效磷各含量水平較前2年均有所提高，其中有效磷含量水平屬五級(jí)的地點(diǎn)數(shù)量是前2年的2倍以上。就地區(qū)而言，2018年與2019年有效磷含量水平分布相對(duì)均勻，北區(qū)有效磷含量水平較南區(qū)更優(yōu)；與前2年相比，2020年有效磷含量水平提高明顯，特別是南區(qū)提高明顯（圖3）。

圖3 佳縣耕地土壤有效磷分布情況

2.4 速效鉀

2018年土壤速效鉀變幅為39～237 mg/kg，平均為 98.14 mg/kg；2019年土壤速效鉀變幅為 52～567 mg/kg，平均為123.78 mg/kg；2020年土壤速效鉀變幅為 47～493 mg/kg，平均為 128.24 mg/kg（表2）。2018年土壤速效鉀屬中等水平，平均值屬四級(jí)水平，2019年與2020年速效鉀平均含量水平提高至三級(jí)，均值呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。綜合來(lái)看：2018年有62.22%的地點(diǎn)速效鉀含量處于四級(jí)水平，25.56%的地點(diǎn)速效鉀含量處于三級(jí)水平；2019年有48.75%的地點(diǎn)速效鉀含量處于四級(jí)水平，51.25%的地點(diǎn)速效鉀含量處于三級(jí)水平及以上；與2019年相比，2020年速效鉀含量處于三級(jí)及以上水平的地點(diǎn)占比更高。就地區(qū)而言，除了佳蘆鎮(zhèn)速效鉀含量出現(xiàn)低水平、大佛寺鄉(xiāng)速效鉀含量出現(xiàn)較高水平以外，2018年速效鉀含量水平分布均勻；與2018年相比，2020年與2019年速效鉀含量水平提高明顯且分布均勻（圖4）。

圖4 佳縣耕地土壤速效鉀分布情況

3 結(jié)論與討論

佳縣境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，開(kāi)發(fā)利用潛力大。然而，干旱氣候、土地后備資源少嚴(yán)重制約佳縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，研究佳縣耕地土壤養(yǎng)分空間分布特征具有重要意義。本研究以佳縣縣域范圍為研究對(duì)象，對(duì)耕地土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀進(jìn)行空間變異性研究[4-6]，結(jié)果有以下幾點(diǎn)。

（1）2018—2020年佳縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量水平屬五級(jí)，變異系數(shù)為38%～52%，屬中等強(qiáng)度變異。北區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量水平優(yōu)于南區(qū)，且經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量水平優(yōu)于經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)；各年份土壤有機(jī)質(zhì)含量水平表現(xiàn)為2020年＞2019年＞2018年。

（2）2018—2019年佳縣耕地土壤全氮平均含量屬于六級(jí)水平，2020年提高至五級(jí)水平，變異系數(shù)為38%～54%，屬于中等強(qiáng)度變異。北區(qū)土壤全氮含量水平優(yōu)于南區(qū)；各年份土壤全氮含量水平表現(xiàn)為2020年＞2019年＞2018年。

（3）2018年佳縣耕地土壤有效磷平均含量屬四級(jí)水平，2019—2020年提高至三級(jí)水平，變異系數(shù)為90%～93%，屬于高等強(qiáng)度變異。各自然分區(qū)土壤有效磷含量水平分布均勻，且南區(qū)提升強(qiáng)度更大；各年份土壤有效磷含量水平表現(xiàn)為2020年＞2019年＞2018年。

（4）2018年佳縣耕地土壤速效鉀平均含量屬于四級(jí)水平，2019—2020年提高至三級(jí)，變異系數(shù)為38%～65%，屬于中等強(qiáng)度變異。各自然分區(qū)土壤有效磷含量水平分布均勻；各年份土壤速效鉀含量水平表現(xiàn)為2020年＞2019年＞2018年。

本研究中土壤養(yǎng)分空間變異研究基于佳縣縣域尺度，屬于小尺度研究。研究得出，土壤全效養(yǎng)分有機(jī)質(zhì)、全氮均處于較低水平，雖然水平逐年增加，但幅度變化不是很大，需加強(qiáng)有機(jī)肥施用比例。土壤速效養(yǎng)分有效磷、速效鉀均處于中等水平且水平逐年增加，幅度變化明顯。就地區(qū)而言，南區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)表現(xiàn)出更好的變化趨勢(shì)。在今后研究中，會(huì)加入地形、起伏度、氣候等自然因素以及施肥、灌溉、種植方式等人為因素[7]對(duì)土壤養(yǎng)分空間分布的影響，進(jìn)而便于人們采取有效的農(nóng)田管理措施。