乌蒙山区毕节市耕地土壤养分丰缺评价及其变化趋势

骆 珊，张德明，彭成龙，安亚运，龚桂源

(贵州省地质调查院，贵州 贵阳 550081)

1 引言

耕地土壤养分的丰缺很大程度影响耕地土壤质量和农作物的生长、产量和品质(黄昌勇，2000；陆景陵，2001；邵代兴等，2017)，随着农业现代化进程的加快，人类对耕地资源的利用程度在不断增强，必定使得耕地土壤养分含量发生较大变化，因此，掌握耕地土壤养分丰缺及其变化规律，对于指导合理施肥、因土种植、培肥地力等具有重要意义(颜雄等，2008)。继全国第二次土壤普查以来，关于毕节市土壤养分丰缺的研究较局限，不论从耕地土壤养分综合质量，还是对耕地土壤养分单指标pH、有机质、氮、磷、钾、钼、硼、锌、铜等含量丰缺标准及变化趋势，目前还没有系统的量化评价成果和深入研究。本研究利用2017—2019年毕节市1∶50000耕地质量地球化学调查数据，系统评价全市耕地土壤养分丰缺情况，对比全国第二次土壤普查结果掌握其变化趋势，为乌蒙山区进行土壤科学配方施肥、提升土壤肥力以及发展山地特色农业提供新的理论依据。

2 材料与方法

2.1 材料

图1 研究区耕地土壤采样点位分布情况

2.2 方法

2.2.1 土壤养分含量测定

样品中各项指标含量的测定均由贵州省地质矿产中心实验室完成。具体测定方法见表1。准确度和精密度采用国家一级标准物质进行控制，各指标的分析准确度和精密度合格率均为100%、报出率均达合格要求，确保测试数据质量满足本研究要求。

表1 土壤养分含量测定方法

2.2.2 数据处理

数据的数理统计采用中国地质调查局发展研究中心编制的地球化学找矿一体化处理子系统(GeoChem studio)与Statistica来完成；评价过程是在ArcGIS10.2平台下，利用全市2015年度土地变更调查成果图斑数据，运用“土地质量地球化学评价管理与维护(应用)子系统”进行。土壤养分指标等级划分标准依据《土地质量地球化学调查评价规范》(DZ/ T 0295-2016)(表2)。

表2 耕地土壤养分指标分级标准

3 结果与分析

3.1 土壤养分含量特征

3.1.1 养分指标含量

表3为毕节市耕地土壤养分含量特征统计，Zn、P、速效磷、有效锌、有效钼变异系数均较大，属高度变异，反映其局部有高含量区分布的特征(严玉梅等，2019)。对比2019年贵州省耕地土壤背景值，有机质、N、P、Zn、Cu、Mo、速效磷、有效硼含量较全省高，而硼、碱解氮、速效钾、有效钼和有效锌含量较全省低；参考全国第二次土壤普查养分分级标准，P、B、Mo、Cu、Zn、有效锌处于含量丰富级别，有机质、N、碱解氮处于含量较丰富级别，K、有效钼、速效磷和速效钾均处于含量中等级别，有效硼处于含量较缺乏级别。

表3 土壤养分指标含量统计表

续表

3.1.2 土壤养分与酸碱环境关系

表4 不同pH值耕地土壤中养分含量均值统计表

3.1.3 土壤养分与土壤类型关系

土壤养分指标在各土壤类型中含量差异明显，有机质、N、Zn、碱解氮、速效磷在棕壤中含量较高；K在石灰土中含量较高；B、Mo、速效钾、有效硼在沼泽土中含量较高；P、Cu、有效钼、有效锌则在山地草甸土中含量较高。石灰土、粗骨土中多数养分指标含量显示较低特征(表5)。

表5 各土壤类型耕地土壤中养分含量均值统计表

续表

3.1.4 土壤养分与土地利用类型关系

N、K、B在水田耕地土壤中含量较高；有机质、P、Cu、碱解氮、有效硼在水浇地耕地土壤中含量较高；Zn、Mo、有效钼在采矿用地耕地土壤中含量较高；速效钾、有效锌在茶园；速效磷在旱地、茶园中含量较高(表6)。

表6 各土地利用类型耕地土壤中养分含量均值统计表

3.1.5 不同县(区)土壤养分含量

有机质、N、P、Mo在织金县含量较高，K、B、有效钼在黔西县含量较高，Zn、Cu、有效锌在赫章县含量较高，碱解氮、速效钾、速效磷在七星关区含量较高，有效钼在金沙县含量较高(表7)。

表7 各县(区)耕地土壤中养分含量均值统计表

3.2 土壤养分丰缺评价

3.2.1 酸碱环境分析

pH评价结果为强酸性-酸性耕地土壤面积1 073.02万亩，占比高达71.51%。对比第二次全国土壤普查毕节市强酸性-酸性耕地土壤占比为47.06%的结果，显示全市耕地土壤酸化较为突出。

3.2.2 土壤养分单指标评价

表7为耕地土壤养分单指标评价结果。大量元素指标有机质丰缺程度以丰富、较丰富、中等为主，占比共计高达95.78%；N以丰富、较丰富为主，占比共计83.76%；P以丰富为主，占比47.45%；K各等级较均衡，中等及以下占比74.90%；有效态指标碱解氮丰缺程度以较丰富、中等为主，占比共计65.65%；速效磷以中等为主，占比33.32%，丰富、较丰富占比33.46%；速效钾以较缺乏为主，中等次之，较缺乏、缺乏占比55.4%。

微量指标B丰缺程度以丰富为主，占比46.08%，较缺乏、缺乏占比31.41%；Mo以丰富为主，占比89.87%；Zn以丰富为主，占比73.84%；Cu以上限值为主，占比62.10%。有效态指标有效硼以较缺乏、缺乏为主，占比共计87.12%；有效钼以较缺乏-缺乏为主，占比55.56%；有效锌以较丰富、丰富为主，占比共计86.53%。

表8 土壤养分主要指标评价结果

3.2.3 土壤养分综合评价

在N、P、K单指标评价等级划分基础上，按照权重系数分别为0.4、0.3和0.3计算耕地土壤养分综合指数，并进行养分综合质量等级划分：丰富47.97万亩，占比3.20%；较丰富964.92万亩，占比64.37%；中等414.75万亩，占比27.67%；较缺乏68.71万亩，占比4.58%；缺乏2.77万亩，占比0.18%。其中丰富耕地主要集中于织金县西南部、纳雍县西南部、大方县南部、七星关南部等；较缺乏-缺乏耕地分布于威宁县西部、金沙县中部和西北部、七星关区中部和北部、纳雍县西北部、大方县东南部及黔西县东北部等(图2)。如前所述，单指标K较缺乏-缺乏占比较多是制约耕地土壤养分综合质量的重要因素，可能与农业施肥不足或调配不均影响有关。

图2 耕地土壤养分综合质量等级图

3.3 土壤养分变化趋势

由表7可知，当前毕节市耕地土壤养分丰缺评价和20世纪80年代第二次土壤普查结果相比较，可发现养分大量元素指标有机质、N丰富-较丰富占比分别由49.7%、56.8%增加至72.04%、83.75%，其含量水平显著提高。

大量元素有效态速效磷较缺乏-缺乏占比由81.10%降低至33.22%，而较丰富-中等占比由18.60%增加至60.00%；速效钾较缺乏-缺乏占比由43.20%增加至55.40%。

微量有效态指标有效锌丰富-较丰富占比由44.00%增加至86.53%，其含量水平显著提高，而有效钼、有效硼较缺乏-缺乏占比分别由30.80%、78.70%增加至55.56%、87.12%。

4 结论与讨论

(1)当前毕节市耕地土壤养分含量总体较为充足。对比贵州全省，有机质、N、P、Zn、Cu、Mo、速效磷、有效硼含量较高，而硼、碱解氮、速效钾、有效钼和有效锌含量较低。参考全国第二次土壤普查养分分级标准，P、B、Mo、Cu、Zn、有效锌含量丰富，有机质、N、碱解氮含量较丰富，K、有效钼、速效磷和速效钾含量中等，有效硼含量较缺乏。土壤养分含量的多少会明显影响农作物的产量与品质，因此对高于贵州省或全国平均值的养分，要科学采取措施确保其含量不降低，对于含量较低的养分应通过科学施肥提高其含量。

(2)土壤养分指标含量与分布因不同土壤酸碱性环境、土壤类型和耕地利用方式而显示显著的空间变异分布特征。且地域上，土壤养分指标在各县(区)含量亦有差异，因此可通过科学调配土壤酸碱度、充分发挥不同土类优势、水旱轮作、合理布局农业生产等方式提高土壤养分的利用率。

(3)通过本次系统评价，全市耕地土壤强酸性-酸性占比较高，土壤酸化较为突出；养分指标有机质、N、P、碱解氮、速效磷、B、Mo、Zn、Cu、有效锌丰缺程度以中等及以上为主，显示丰富特征，而K、速效钾、有效硼、有效钼则以中等及以下为主，显示较贫化特征。养分综合质量以较丰富为主，K较缺乏-缺乏是影响该结果的重要因素。

(4)土壤酸化严重会影响到农作物对土壤养分指标的吸收利用，进而导致产量和品质的降低(许宗林等，2008)。另外，土壤养分丰缺与人类从事农业种植、施肥活动关系密切(高雪等，2013)。对比第二次土壤普查结果，显示有机质、N、速效磷、有效锌含量水平显著提高，速效钾、有效钼、有效硼则显著降低。N、有机质、速效磷含量水平较高，与长期使用氮肥、磷肥、推广绿肥有机肥等种植有关；速效钾、有效钼、有效硼较为缺乏与钾、钼、硼肥施入量少、土壤酸化损失及农作物大量带走有关；有效锌可能与锌肥的施用使得其含量明显提高有关。建议在养分缺乏严重区进行酸碱度适宜改良和增施钾、钼、硼肥用量促进土壤养分平衡，进而为乌蒙山区发展山地特色农业提供依据。