1984年與2007—2017年秀洲區水田土壤pH值時空分布特征的變化

朱日清，俞廣力，張建英，張駿秋，姚杰峰

(嘉興市秀洲區農業種植業推廣總站，浙江 嘉興 314000)

秀洲區地處杭嘉湖平原，是浙北重要糧倉和果蔬重要生產基地，土地利用率相對較高。第二次土壤普查以來，化學肥料使用強度隨著高強度用地及高產生產模式而不斷增加，高施肥量、低利用率問題比較突出，長期、大量施用酸性肥料對土壤酸化起到了主要的助推作用[1]。土壤酸化成為秀洲區土壤地力的主要障礙因子之一，影響作物正常生長的同時也會引起土壤鋁離子中毒、重金屬鎘有效性增加等危害[2]。通過第二次土壤普查與2007—2017年的水田土壤pH值時空分布特征變化趨勢分析，以期更好地指導農業生產。

1 材料與方法

1.1 基本情況

秀洲區現有五鎮二街道，嘉興在1983年撤地建市時將原嘉興縣分設為城區、郊區，把原嘉興縣農村部分建立為嘉興市郊區，1999年6月更名為秀洲區，將原郊區的一部分劃入南湖區，一部分劃入秀洲區。本文根據現有行政區劃及第二次土壤普查時相對應區域范圍進行數據采集和匯總分析。

1.2 材料

根據目前五鎮行政區劃范圍，分別整理采用1984年第二次土壤普查和2007—2017年水田土壤pH值分析數據。嘉興郊區第二次土壤普查始于1981年，于1983年12月底完成土壤理化性狀分析，1984年數據匯總整理成冊。采用1984年18個公社的824個土樣數據。采用2007—2017年五鎮依托中央測土配方施肥等項目的3 069個土樣數據(表1)。

表1 秀洲區第二次土壤普查與2007—2017年水田土壤pH值分析數據的采用情況

1.3 分析

通過對秀洲區第二次土壤普查和2007—2017年水田土壤pH值時空分布特征、土壤酸化特征變化趨勢的匯總分析，剖析原因并提出對策建議。

2 結果與分析

2.1 空間分布特征變化

1984年第二次土壤普查時水田土壤pH值平均值空間分布由高到低依次為新塍鎮(6.7)、王店鎮和王江涇鎮(均為6.5)、洪合鎮(6.3)、油車港鎮(6.0)；2007—2017年pH值王店鎮和洪合鎮為6.4，新塍鎮、王江涇鎮和油車港鎮為6.1(表2)。1984年所有土壤樣品pH值均≤7.5，2007—2017年則各鎮均有出現土壤pH值>7.5的情況，其占比空間分布從高到低分別為洪合鎮8.0%，王店鎮7.7%，新塍鎮1.3%，王江涇鎮0.7%，油車港鎮0.2%(表3)，這與土壤pH平均值變化有密切關系。王店鎮和洪合鎮原本地勢高低不平，多為箱子田，20世紀90代開始的土地整理項目以推土為主，通過推土將pH值較高的母質層及以下層次土壤倒置于耕層，對土壤酸化起到了重要的緩沖作用。新塍鎮、王江涇鎮和油車港鎮自然地勢較平，土地整理則以路渠埠提升為主，少有大范圍推土整理現象，其土壤pH值主要受農戶施肥影響，酸化程度明顯高于王店鎮和洪合鎮。

2.2 時間分布特征變化

1984年第二次土壤普查時水田土壤pH值最大值和最小值間變幅均<2.5個單位，以王店鎮2.2個單位為最大(表1)，以中性(pH值>6.5～7.5)和微酸性(pH值>5.5～6.5)土壤為主體，極個別土壤呈現酸性(pH值>4.5～5.5)，無堿性(pH值>7.5)和強酸性(pH值≤4.5)土壤(表3)。2007—2017年土壤pH值最大值和最小值間變幅則都>3個單位，以王店鎮4.7個單位最大，與1984年第二次土壤普查時數據相比，除王江涇鎮外，其他各鎮標準偏差均明顯變大，同一區域內土壤pH值離散現象明顯(圖1)，出現了高比例土壤酸化和一定比例土壤堿化問題，土壤pH值狀況惡化問題比較突出。土壤pH值離散現象主要受到長期、大量施用化學肥料產生的酸化或堿化作用影響，王店鎮和洪合鎮同時受到大規模推土整理導致土層上下顛倒、混合等復合作用影響。

表2 秀洲區1984年與2007—2017年水田土壤pH值的變化情況

表3 秀洲區1984年與2007—2017年水田土壤各pH值范圍的變化情況 %

2.3 土壤酸化特征變化

從表3可以看出，1984年第二次土壤普查時大部分水田土壤pH值處于中性和微酸性，2007—2017年占比則處于76.3%～94%，明顯低于1984年第二次土壤普查時數據(圖1)。從微酸化梯度分析，新塍鎮和王江涇鎮微酸性土壤比例分別由1984年第二次土壤普查時的25.9%、43.4%增加到2007—2017年的68.1%、82.8%，受長期施用酸性化學肥料等因素影響產生微酸化現象突出，有更進一步加重酸化的趨勢。而王店鎮、洪合鎮和油車港鎮微酸化現象相對較輕，且部分土壤因推土土地整理或堿性肥料施用等綜合影響從微酸性土壤向中性土壤轉變。從酸化和強酸化(pH值≤5.5)梯度分析，各鎮分別由1984年第二次土壤普查時的0～1.2%增加到5.3%～15.7%，其中洪合鎮、油車港鎮酸性和強酸性土壤比例分別為15.7%、15.0%(表3)，未推土整理區域水田土壤受長期施用酸性化學肥料等因素影響，已有部分區域產生了較為嚴重的酸化問題。

圖1 秀洲區各鎮1984年與2007—2017年水田土壤pH值的分布

3 小結

1984年第二次土壤普查和2007—2017年土壤pH值空間分布特征變化顯示，王店鎮和洪合鎮箱子田區域通過推土整理項目將pH值較高的母質層及以下層次土壤倒置耕層，對土壤酸化起到了重要緩沖作用。新塍鎮、王江涇鎮和油車港鎮受農戶長期偏施酸性化學肥料影響，土壤酸化十分明顯。時間分布特征變化顯示，同一區域內土壤pH值受長期、大量施用化學肥料產生的酸化或堿化作用等因素影響離散現象明顯，出現了高比例土壤酸化和一定比例土壤堿化問題。土壤酸化特征變化顯示，新塍鎮和王江涇鎮微酸性土壤比例分別由1984年第二次土壤普查時的25.9%、43.4%增加到2007—2017年的68.1%、82.8%，五鎮酸性和強酸性土壤由1984年第二次土壤普查時的0～1.2%增加到2007—2017年的5.3%～15.7%，受長期施用酸性化學肥料等因素影響微酸化和酸化問題突出。針對秀洲區第二次土壤普查以來土壤微酸化、酸化問題普遍發生，甚至在較長一個時期內還有進一步加重趨勢的情況，須采取調酸控酸農藝措施改良已經酸化的土壤，通過優化氮素管理[3]、平衡施肥、精準施肥、水肥一體化、增施有機肥[4]和分期施肥等技術措施，最大限度減少化學肥料總用量，提高肥料利用率，防止酸化土壤酸化不斷加重或酸化土壤比例進一步增加。