曾成城 蘇天明 蘇利榮 秦芳 李琴 何鐵光 俞月鳳 張雨 徐亮 馮倩

摘要：為了給廣西喀斯特農(nóng)林土壤改良與配方施肥提供理論支撐，調(diào)查典型喀斯特地區(qū)廣西河池市環(huán)江縣水田、旱地、林地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀。調(diào)查結(jié)果如下：（1）廣西河池市環(huán)江縣土壤養(yǎng)分含量表現(xiàn)為水田土壤>旱地土壤>林地土壤，幾種土壤養(yǎng)分含量的共同點(diǎn)是全氮含量較豐富，有機(jī)質(zhì)含量中等，速效鉀含量較缺乏。（2）與1982年第2次全國(guó)土壤普查結(jié)果相比，此次速效磷含量處于中等及以上水平的土壤樣品比例更高，速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量有所下降。（3）本次調(diào)查中，屬于極強(qiáng)酸性或強(qiáng)酸性土壤的樣品數(shù)占所有調(diào)查樣品數(shù)的平均值是1982年第2次全國(guó)土壤普查結(jié)果的5.64倍，旱地和林地土壤酸化現(xiàn)象十分普遍，92.86%的旱地和100%的林地土壤為強(qiáng)酸性或極強(qiáng)酸性土壤。建議增施鉀肥，適當(dāng)施用有機(jī)肥、生物有機(jī)肥或有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥，對(duì)旱地農(nóng)業(yè)或林地土壤選用堿性肥料或補(bǔ)施石灰以提高土壤pH值。

關(guān)鍵詞：喀斯特地區(qū);廣西環(huán)江縣;土壤養(yǎng)分;水田;旱地;林地;土壤酸化現(xiàn)象

中圖分類號(hào)：S158.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2021）02-0199-05

收稿日期：2020-03-24

基金項(xiàng)目：廣西創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展專項(xiàng)（編號(hào)：桂科AA17204058-14）;廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金（編號(hào)：桂農(nóng)科2020YM108、桂農(nóng)科2019ZX126）;廣西自然科學(xué)基金（編號(hào)：2018GXNSFAA138259）。

作者簡(jiǎn)介：曾成城（1989—），女，四川富順人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，主要從事石漠化地區(qū)土地利用及植物營(yíng)養(yǎng)相關(guān)研究。E-mail：zengcc5@sina.cn。

通信作者：蘇天明，博士，研究員，主要從事土壤肥料與農(nóng)業(yè)廢棄物資源化循環(huán)利用相關(guān)研究。E-mail：sutianming04@126.com。

土壤是農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，土壤肥力的高低直接影響植物生長(zhǎng)，影響農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)、布局和經(jīng)濟(jì)效益，在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有舉足輕重的地位[1]。長(zhǎng)期以來不合理耕作、大量施用化肥等導(dǎo)致我國(guó)土壤肥力降低，土壤退化嚴(yán)重[2]。土壤退化降低了土壤生產(chǎn)力，使作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降，影響食品安全[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)已有40%的土地發(fā)生退化，退化面積為4.60×108? hm2，為全世界土地退化總面積的25%[4]。大量研究表明，與第2次全國(guó)土壤普查結(jié)果相比，水田或旱地土壤都有不同程度的酸化現(xiàn)象，氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)等的含量根據(jù)各地不同施肥習(xí)慣都產(chǎn)生了較大的變化[5-9]。據(jù)研究報(bào)道，近年來廣西地區(qū)桉樹林土壤地力均出現(xiàn)了不同程度的衰退現(xiàn)象[10-11]。覃祚玉等對(duì)廣西柳州鹿寨縣黃冕桉樹林場(chǎng)的研究表明，輪伐期內(nèi)不同林齡桉樹萌芽林土壤肥力先增加后降低[12]。對(duì)喀斯特地區(qū)土壤特別是紅壤、黃壤土壤養(yǎng)分特征及其演變規(guī)律進(jìn)行研究，并開展相關(guān)評(píng)價(jià)，對(duì)該地區(qū)農(nóng)林產(chǎn)業(yè)建設(shè)具有重要意義。本研究針對(duì)廣西河池市環(huán)江縣不同土地利用方式的土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，將本次調(diào)查結(jié)果與當(dāng)?shù)?982年第2次全國(guó)土壤普查結(jié)果進(jìn)行比較，以便對(duì)該地區(qū)土壤養(yǎng)分的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行系統(tǒng)的分析、評(píng)價(jià)，揭示熱帶、亞熱帶土壤養(yǎng)分變化規(guī)律，以期為廣西農(nóng)林土壤改良和作物測(cè)土配方施肥技術(shù)提供理論參考。

1研究區(qū)概況

環(huán)江毛南族自治縣位于廣西西北部、地處云貴高原東南緣，九萬大山南麓，東與融水、羅城兩縣相鄰，南接宜州、河池兩市，西與貴州省的荔波、從江兩縣毗連，地理坐標(biāo)為107°51′～108°43′E，24°44′～25°33′N。東西最大橫距為89 km，南北最大縱距為90 km，最高海拔為1 693 m，最低海拔為 149 m，年平均氣溫為19.9 ℃，年均降水量為 1 411.9 mm。

自然土壤有紅壤、黃紅壤、黃壤、棕色石灰土、黑色石灰土等5個(gè)土壤亞類。成土母巖以沙頁巖、石灰?guī)r為主，黃壤分布在海拔800 m以上的中低山地;黃紅壤分布在海拔為500～800 m的低山丘陵和高丘陵區(qū)，紅壤分布在海拔500 m以下的丘陵地或低山中下部，石灰土主要分布在石灰?guī)r地區(qū)，微酸性，土層深厚，自然肥力強(qiáng)，石灰土微酸性，土層較薄。

2試驗(yàn)材料與方法

2.1試驗(yàn)材料及采樣時(shí)間

旱地農(nóng)業(yè)土壤樣品取自廣西環(huán)江縣14個(gè)甘蔗土壤樣地，水田農(nóng)業(yè)土壤樣品取自廣西環(huán)江縣10個(gè)水稻田樣地，林地土壤樣品取自廣西環(huán)江縣3個(gè)桉樹林場(chǎng)的16個(gè)樣地。采樣時(shí)間為2016年1—12月。

2.2采樣及檢測(cè)方法

采用梅花形布點(diǎn)，采樣深度為0～20 cm，取土鏟垂直往下取樣，將4點(diǎn)的混合樣用四分法分取，留 1 kg 土壤樣品，過篩、風(fēng)干待測(cè)。

指標(biāo)的測(cè)定采用魯如坤的方法，全氮含量采用半微量開氏法測(cè)定，速效氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷含量采用鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀含量采用乙酸銨提取-火焰光度法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，pH值測(cè)定采用電位計(jì)法（土 ∶水=1 g ∶2.5 mL）測(cè)定[13]。

3結(jié)果與分析

3.1環(huán)江縣農(nóng)林土壤養(yǎng)分基本情況

3種用地類型土壤肥力狀況不均衡，也有共同特征：全氮含量較豐富，有機(jī)質(zhì)含量處于中等水平，速效鉀含量缺乏等。調(diào)查結(jié)果表明，廣西河池市環(huán)江縣土壤平均養(yǎng)分含量表現(xiàn)為水田農(nóng)業(yè)土壤>旱地農(nóng)業(yè)土壤>林地土壤。調(diào)查結(jié)果顯示，不同土地利用類型的各養(yǎng)分含量變化存在一定差異，因此在施肥過程中應(yīng)保持并改善土壤，根據(jù)養(yǎng)分變化趨勢(shì)差別對(duì)待，避免因重墾殖而輕保養(yǎng)使地力降低。

3.1.1環(huán)江縣農(nóng)林旱地土壤養(yǎng)分基本情況由表1、表2可知，旱地土壤基本性質(zhì)：全氮含量為012%～0.31%，平均值為0.19%，達(dá)到較豐富水平;速效氮和速效磷平均值處于中等水平，各地含量分別在 75.00～168.00、3.60～26.00 mg/kg之間;速效鉀平均值處于較缺乏水平，各地含量分別在3200～140.00 mg/kg之間;有機(jī)質(zhì)含量在1.34%～4.40%之間，其平均值為292%，處于中等水平;pH值在3.66～7.34之間，平均值為5.24，為強(qiáng)酸性土壤。

3.1.2環(huán)江縣農(nóng)林水田土壤養(yǎng)分基本情況由表1、表2可知，水田農(nóng)業(yè)土壤全氮含量和速效磷含量平均值分別為0.16%、26.78 mg/kg，均達(dá)到較豐富水平，全氮含量在0.06%～0.26%之間、速效磷含量在 9.80～48.00 mg/kg 之間;速效氮含量平均值達(dá)216.50 mg/kg，達(dá)豐富水平，各地土壤速效氮含量在163.00～310.00 mg/kg 之間，速效鉀含量和有機(jī)質(zhì)含量平均值分別屬于較缺乏、中等水平，分別為97.60 mg/kg、294%，各地土壤速效鉀含量在45.00～202.00 mg/kg 之間，有機(jī)質(zhì)含量在1.77%～452%之間;各地pH值在6.16～7.25之間，其平均值為6.78，處于中性水平。

3.1.3環(huán)江縣農(nóng)林林地土壤養(yǎng)分基本情況由表1、表2可知，林地土壤全氮和速效氮含量平均值分別為0.16%、136.31 mg/kg，均達(dá)到較豐富水平，各林地土壤全氮和速效氮含量區(qū)間分別為0.10%～0.25%、60.00～266.00 mg/kg;速效磷和速效鉀含量平均值分別為519、50.63 mg/kg，均為較缺乏水平，各林地速效磷及速效鉀含量區(qū)間分別為3.20～8.00、27.00～114.00 mg/kg;有機(jī)質(zhì)含量平均值為2.61%，處于中等水平，各地有機(jī)質(zhì)含量區(qū)間為142%～437%;pH平均值為4.42，處于極強(qiáng)酸性土壤水平，各地pH值在3.99～4.91之間。

各類型土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)匯總見表3。

3.2環(huán)江縣農(nóng)林土壤養(yǎng)分在時(shí)間上的縱向變化特征

由表4可知，與20世紀(jì)80年代相比，本次調(diào)查中土壤全氮含量處于中等以上樣品數(shù)的百分比差異不大;速效磷含量處于中等含量以上水平的平均比例是20世紀(jì)80年代的2.19倍;速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量處于中等含量以上水平的平均百分比均有所下降，分別只占20世紀(jì)80年代的76.71%、9587%;強(qiáng)酸性土壤（pH值<5.5）樣品數(shù)所占平均比例是80年代的調(diào)查結(jié)果的5.64倍。目前廣西河池市環(huán)江縣水田土壤酸化現(xiàn)象較為緩和，在調(diào)查的土樣中，未發(fā)現(xiàn)強(qiáng)酸土壤，但旱地土壤酸化現(xiàn)象十分普遍，92.86%的旱地土壤退變?yōu)閺?qiáng)酸性或極強(qiáng)酸性土壤，而100%的林地土壤都退變?yōu)閺?qiáng)酸性或極強(qiáng)酸性土壤。

4討論

土壤是歷史的自然綜合體，也是主要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，其pH值及養(yǎng)分受成土母質(zhì)、地形地貌、氣候水文以及人為活動(dòng)等多種因素影響[17]。本研究對(duì)試驗(yàn)區(qū)的農(nóng)林土壤肥力演變規(guī)律進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)充分利用土地資源、制定合理的改土施肥方案以及實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

氮素是植物生長(zhǎng)所需的主要營(yíng)養(yǎng)元素，全氮含量越高，土壤生產(chǎn)力越強(qiáng)[1]，從調(diào)查結(jié)果可知，3類土壤全氮含量平均值均達(dá)到較豐富水平（表3）。其中，水田土壤速效氮含量極高，超出中等水平上限值的80.42%，水田土壤速效氮含量與全氮含量的比值達(dá)到了13.5%，而旱地、林地的比值僅為5.56%、852%，說明水田土壤氮活性及供氮能力均高于旱地、林地土壤。與20世紀(jì)80年代第2次土壤調(diào)查結(jié)果相比，本次調(diào)查中土壤全氮含量處于中等及以上的百分比差異不大。李果對(duì)貴州喀斯特地區(qū)不同土地利用方式下的土壤的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各地土壤氮素含量較高，表明近年來通過施肥和合理的植被修復(fù)模式有效地改善了石漠化土壤的氮素含量，從而提高了土壤生產(chǎn)力[7]，本研究結(jié)果與之一致。

在速效磷和速效鉀含量方面，旱地土壤平均值分別為中等、較缺乏;水田分別為較豐富、較缺乏;林地均為較缺乏。在今后的耕作中，可適當(dāng)提高旱地和林地磷鉀肥的施用量。值得注意的是，林地土壤速效磷含量達(dá)到中等水平的樣品百分?jǐn)?shù)為0，速效鉀的僅為6.25%。可能與本次調(diào)查樣地均為桉樹林有關(guān)。桉樹作為速生植物，對(duì)水分和養(yǎng)分的需求極大，因此在今后的種植中，應(yīng)適時(shí)適量地施肥和追肥，日常管理中保留枯枝落葉。

有機(jī)質(zhì)含量作為土壤肥力的重要指標(biāo)之一，能為植物生長(zhǎng)提供各種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的形成、土壤養(yǎng)分生物有效性及土壤生物多樣性均有重要影響[18]。本研究調(diào)查表明，3種用地類型土壤有機(jī)質(zhì)含量平均值差異不大，均為中等水平。土壤酸堿度方面，本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前各土壤類型土壤酸化現(xiàn)象較突出，旱地、林地pH值平均值分別為強(qiáng)酸性、極強(qiáng)酸性。采樣區(qū)域地處亞熱帶，雨熱資源豐富，土壤中鈣、鎂等微量元素大量淋失，加上施肥等人為管理措施和植物殘?bào)w的分解，許多酸性物質(zhì)進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤酸化較為嚴(yán)重[19]。土壤酸化促使土壤養(yǎng)分更快流失，土壤結(jié)構(gòu)遭受破壞，最終導(dǎo)致土壤越來越貧瘠[20]。建議對(duì)旱地和林地土壤選用堿性肥料或補(bǔ)施石灰以提高土壤pH值，緩解土壤酸化問題。

土壤肥力的變化受肥料用量、作物養(yǎng)分吸收、秸稈還田、氣候變化、灌溉水源以及耕作方式等的影響[21-22]。針對(duì)土壤退化問題，使用有機(jī)肥和改良劑的研究較多。除此之外，秸稈還田、生物改良、測(cè)土配方施肥等也是土壤改良的有效措施。本研究中，3種農(nóng)田土壤養(yǎng)分的演變機(jī)制尚需進(jìn)一步探索，但農(nóng)田土壤肥力的下降與人們長(zhǎng)期以來“重種輕養(yǎng)”密切相關(guān)，而大量施用氮肥、生理酸性肥料也將導(dǎo)致土壤酸化加劇[23]。

5結(jié)論

本研究調(diào)查結(jié)果表明，廣西河池市環(huán)江縣土壤養(yǎng)分含量平均值表現(xiàn)為水田土壤>旱地土壤>林地土壤。普遍表現(xiàn)為全氮含量為較豐富，有機(jī)質(zhì)含量處于中等水平以及速效鉀含量較缺乏等;強(qiáng)酸性土壤樣品數(shù)所占比例是20世紀(jì)80年代調(diào)查結(jié)果的564倍，旱地和林地土壤酸化現(xiàn)象十分普遍，9286%的旱地和100%的林地土壤為強(qiáng)酸性或極強(qiáng)酸性土壤。建議對(duì)調(diào)查區(qū)農(nóng)林土壤適量增施鉀肥，適當(dāng)施用有機(jī)肥、生物有機(jī)肥或有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥，對(duì)旱地農(nóng)業(yè)或林地土壤選用堿性肥料或補(bǔ)施石灰以提高土壤pH值，緩解土壤酸化問題。

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