贵州省金沙县土壤养分空间变异特性研究

摘要：本文以贵州省金沙县马路、太平、箐门、平坝、西洛、城关、禹漠、安底、后山等乡镇为例进行研究，测定连续几年内各地　pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、全氮等养分指标来了解金沙县的土壤养分空间变异特性，为当地科学施肥，实行养分的分区管理和有效控制农田养分流失提供一定理论和科学依据。

关键词：土壤养分；变异系数；相关性

中图分类号：S158文献标识码：Ａ

土壤养分是人工养分和自然养分在一定程度的融合，反映了土壤为植物生长提供及协调营养条件和环境条件的能力，是土壤物理、化学和生物学性质的综合反映，是土地生产力的基础，摸清土壤养分的含量及空间变异特性，对指导施肥、科学利用土地、保护环境等有重要的价值［1，2］。不同地区的土壤具有不同的土壤空间变异性，将土壤特性的空间变异研究与区域环境、作物产量及田间管理措施相结合，摸清农田系统内各变量空间变异特性及产生的原因具有重要意义。

１研究区域概况及研究方法

1.1研究区域概况

金沙县地处黔中山原向黔西北高原山地过渡地带。境内地势西南高，东北低，最高海拔1427米，最低海拔457米，相对高差1　427m。全县地形呈三级台阶下降，赤水河及支流鸭池河河谷深切，地形破碎，由于岩溶地貌发育，许多地方可见漏斗、峰丛、洼地、落水洞、优流和天生桥等岩溶地貌特征。年平均气温15.5℃，年日照1　098h，无霜期313天，年均降水量775.7mm。主要灾害性气候有干旱、秋风、倒春寒、秋绵雨、冰雹、暴雨等。

1.2研究方法

本实验以金沙县马路、太平、箐门、平坝、西洛、城关、禹漠、安底、后山等九个乡镇的耕地为例，以乡镇为单位，按照面积布点，2～5hm2的面积设一个采样单元，在每个采样点上采取耕层厚度为0～20cm的土壤样品，并用GPS（GARMIN　GPSMap76）记录采样单元中心的经纬度坐标。室内分析项目包括土壤pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、全氮等指标含量。样品的制定采用制样机磨碎，过0.25mm和1mm筛，自封袋密封保存，并按采样标签记录写上标签，分析测定指标及其方法参照《土壤分析技术规范》。

使用Excel、DPS、SPSS等统计软件进行土壤养分描述性统计分析。

2结果分析

2.1不同地区土壤养分含量的变化

对于一个县域的不同乡镇土壤养分含量各异，有高有底，即使在同一乡镇，年限不同的土壤养分含量也是起伏变化着的。具体来说，从2007～2011年金沙县各地土壤的酸碱度变化不大，酸性土壤占总体的85%，其中只以2007～2009年、2011年间菁门和马路的土壤为弱碱性，有机质在2007～2009年间，西洛、禹谟、安底含量最高，平均值分别为32.82　g.kg-1、31.31　g.kg-1、30.42　g.kg-1，菁门含量最低，为18.97　g.kg-1；在2010年，有机质含量在前年的水平上都有所下降，特别是马路和平坝低至12　g.kg-1；在2011年，有机质含量又普遍提高，马路和平坝含量最高，为37.24　g.kg-1和32.80　g.kg-1，两地分别比2010年提高了210%和172%。全氮在2007～2009年与2011年间，全县各地含量差异走势相同，但2011年里各地含量都有所降低，安底、马路、平坝的含量相对较高；在2010年时，城关的全氮含量是所有观测值中最大的，为3.12　g.kg-1，但同年的其他地方全氮含量都不高，特别是马路镇。各地碱解氮含量，2011年高于2007～2009年，2010年的含量最低，次外，2011年与2007～2009年的各地含量走势相同，西洛碱解氮含量显著最高，分别是174.3　mg.kg-1和192.9　mg.kg-1；对于2010年来说，除了安底镇以外，其他乡镇走势都与前二者相似，西洛的碱解氮虽然有所下降，但同年相比也是显著最高。速效磷的走势与碱解氮相似，2007～2009年和2010年的都是西洛最高，2011年西洛也很高，但是太平速效磷的含量最高。缓效钾在2007～2009年城关地区的含量最高（201.1　mg.kg-1），马路的含量最低（108.7　mg.kg-1）；2010年菁门含量最高（608.1　mg.kg-1），安底和马路含量最低（182.1mg.kg-1和182.4mg.kg-1）；2011年城关含量最高（227.1mg.kg-1），菁门含量最低（97.62mg.kg-1）。

2.2不同地区土壤空间变异系数的变化

从下列各图可以看出，同一县域不同乡镇的土壤pH变异系数是不同的，同一乡镇不同年限的变异系数也是起伏变化的。总的来说，各乡镇大体变化趋势相同，各地域变异系数存在着一定的规律性。

2.3不同地区土壤养分各指标相关性比较

贵州省金沙县不同乡镇土壤养分含量存在不同程度的相关性，随着地域和年限的不同，相关程度不一样，土壤的碳、氮、磷、钾含量确实是显著相关的。pH值与有机质达到显著正相关，与缓效钾达到极显著正相关；有机质含量与全氮、碱解氮、速效磷、速效钾等都达到极显著正相关，与速效钾达到极显著负相关；全氮与碱解氮达到极显著正相关；与速效磷、缓效钾、速效钾的相关系数在本实验中没有达到显著水平；而碱解氮与速效磷、缓效钾达到极显著的正相关水平，与速效钾达到极显著的负相关水平；速效磷与缓效钾、速效钾没有达到显著相关水平；缓效钾与速效钾负相关，且达到极显著水平。

3结论和讨论

3.1结论

本实验通过对贵州省金沙县九大乡镇不同年限的土壤进行网点采集土样，测试其普遍的土壤养分指标，包括pH值、有机质、全氮等7个指标，总结各地养分含量规律及其空间变异特性，得出以下结论：（1）对于一个县域的不同乡镇土壤养分含量各异，有高有低，即使在同一乡镇，年限不同的土壤养分含量也是起伏变化着的。（2）同一县域不同乡镇的土壤pH变异系数是不同的，同一乡镇不同年限的变异系数也是起伏变化的。总的来说，各乡镇大体变化趋势相同，各地域变异系数存在着一定的规律性。（3）贵州省金沙县不同乡镇土壤养分含量存在不同程度的相关性，随着地域和年限的不同，相关程度不一样，土壤的碳、氮、磷、钾含量确实是显著相关的。

3.2讨论

金沙县各地的数据差异是明显存在的，对于同一个指标，不同年限的观测值出现了各种程度的起伏变化，土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、缓效钾、速效钾养分含量的变化幅度均较大，说明它们在土壤耕层存在明显的差异，当然其中的原因很复杂，需要继续研究和探讨。不同的生态因子（包括植物生境、水分、养分、温度、动物侵食、微生物侵染等），都会使得土壤环境发生变异。按照变异系数大小可将土壤养分变异性进行粗略的分级：变异系数100%为强变异系性。本实验结果表明，研究区各样品的土壤养分要素的变异系数多属于中等变异。

土壤养分分布是由结构性因素和随机性因素共同作用的结果，结构因素，如气候、母质、地形、土壤类型等可以导致土壤养分强烈的空间相关性，而随机性因素如施肥、耕作措施、种植制度等各种人为活动使土壤养分的空间相关性减弱，朝均一化发展。研究区土壤养分要素在一定范围内均存在相关性，表面土壤养分既受到结构性要素的影响又受到随机性要素的影响，但是由于样品采集量较大，没有针对相邻点之间的养分相关性比较，各效应构成比例还有待研究。对于搞清楚各地区土壤养分的构成情况，及其空间变异特性对于农田的良好管理有着及其重要的作用。参考文献

［1］黄绍文，金继运，杨俐苹，等．县级区域粮田土壤养分空间变异与分区管理技术研究［J］．土壤学报，2003，40（０1）：79-88．

［2］方睿红，常庆瑞．关中平原台塬区土壤养分空间格局研究——以西安市长安区为例［J］．水土保持研究，2011，18（０6）：141-145．