?吉首市耕地土壤有機質現(xiàn)狀及改良對策?

摘 要：為了解吉首市耕地土壤有機質現(xiàn)狀，針對性提出培肥與改良對策，利用吉首市測土配方施肥項目野外調查和室內(nèi)分析結果，分析了吉首市耕地土壤有機質含量空間分布特征，并對不同類型土壤有機質含量進行了比較分析。結果表明：吉首市耕地土壤有機質在10.0～89.1g/kg之間，平均為20.19 g/kg，屬中等水平，不同土類及區(qū)域間的土壤有機質含量差異較大，各土類耕層有機質均值由高到低分別為黃壤>黑色石灰土>水稻土>紅色石灰土>紅壤>紫色土;從空間分布來看，土壤有機質含量由西北方向至東南方向遞減。根據(jù)不同土類可采取增施有機肥，種植綠肥，實行秸桿還田，推廣測土配方施肥，興修水利，提高排灌能力等方式培肥地力，增加土壤有機質含量。

關鍵詞：土壤有機質;改良對策;吉首

中圖分類號：S158 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）10-0060-04

Status and Improvement Measures of Soil Organic Matter of Cultivated Soils in Jishou

CHEN Dao-yun1，ZHAO Sai-nan2，SHI Yu1，XIAO Xiang3，ZHOU Qing2

（1. Jishou Station of Soil and Fertilizer， Jishou， 416000; 2. Hunan Agricultural University， Changsha 410128， PRC;

3.Hunan Soil and Fertilize Station， Changsha 410005， PRC）

Abstract： In order to find out the status of organic matter of cultivated soils in Jishou and put forward countermeasures of improving soil fertility， based on the result of soil testing and fertilizer recommendation project in Jishou， this paper analyzed the spatial distribution feature of the soil organic matter content and compared the soil organic matter content in different soils by using the method of field investigation and indoor analysis. The results showed that the content of soil organic matter was ranged from 10.0 g/kg to 89.1g/kg， and the average was 20.19 g/kg， which belonged to the middle level. And there was a marked difference of soil organic matter in different soils and regions. The order from high to low of the average content of soil organic matter is followed by yellow soil， rendzina， paddy soil， terra soil， red soil， and purple soil. In addition， a decreasing trend of soil organic matter content was shown from northwest to southeast. Based on the results， this paper raised some suggestions to improve the content of soil organic matter， such as adding organic manure， straw returning， promoting soil testing and fertilizer recommendation， constructing water conservancy and improving irrigation and drainage facilities.

Key words： soil organic matter; improvement measures; Jishou

土壤有機質是土壤的重要組成部分，是反映土壤肥力的重要指標，更是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的主要碳源和碳匯[1-3]。土壤有機質對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要作用[4-5]。近年來，隨著相關國家政策的出臺，越來越多的學者對土壤有機質做了大量研究[6-8]。但大多是大區(qū)域的現(xiàn)狀及時空變化分析，針對吉首市的土壤有機質研究較少且不全面[9-11]。

吉首市土地利用方式以水田和園地為主，通過研究吉首市土壤有機質含量現(xiàn)狀及空間分布，并針對不同土類提出有機質改良對策，從而提升吉首市耕地作物生產(chǎn)能力，以期為該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供指導。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

吉首市位于湖南省西部，湘西土家族苗族自治州南部，處于云貴高原向江南丘陵伸延的過度地帶，位于武陵山脈南支山系的東南麓[12];東界瀘溪，西鄰鳳凰、花垣，北與保靖、古丈接壤，是湘西自治州的首府所在地，地處28°08′～28°29′ N，109°30′～110°04′ E之間;該市地貌以中山和低山為主，約占全市面積的80%，耕地面積為109 km2，主要種植水稻、玉米、薯、豆等作物。

1.2 土壤樣品采集

根據(jù)土種、地貌類型、地形條件以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)布局，結合種植制度和作物品種類型，在全市布設4 114個采樣點（圖1）。野外采樣按地塊形狀合理選用五點法、S法或格網(wǎng)法采集土樣。

1.3 土壤樣品制備及分析

將土樣風干制樣處理后，土壤有機質采用重鉻酸鉀容量法測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。為減少異常值對插值的影響，采取剔除異常值處理。以ArcGIS作為數(shù)據(jù)處理平臺，利用直方圖檢驗數(shù)據(jù)的正態(tài)分布情況，結果顯示有機質數(shù)據(jù)作對數(shù)變換后服從正態(tài)分布，并利用反距離權重插值法（IDW）進行空間插值，得到吉首市土壤有機質含量分布圖，并進行含量等級面積統(tǒng)計。

2 結果與分析

2.1 耕地土壤有機質含量總體情況

根據(jù)土樣有機質含量測定數(shù)據(jù)，按《第二次全國土壤普查養(yǎng)分分級標準》[13]對吉首市土壤養(yǎng)分狀況進行分級，結果如表1所示。吉首市耕地土壤有機質含量變化幅度在10.0～89.1 g/kg區(qū)間內(nèi)，平均值為20.19 g/kg，屬于三級標準，標準差為8.38，變異系數(shù)為41.51%，屬于中等變異。土壤有機質含量≥30 g/kg，屬較高水平的樣本，其樣本比例為12.1%;土壤有機質含量在20～30 g/kg，屬中等水平，能夠基本滿足糧食高產(chǎn)所需，其樣本比例為30.36%;土壤有機質含量<20 g/kg，屬偏低水平，亟需進行土壤培肥，其樣本比例為57.54%。整體來說，吉首市土壤有機質含量屬于中等偏低水平，這與當?shù)刂鼗瘦p有機肥、重用地輕養(yǎng)地等現(xiàn)象有關。同時，吉首市較陡峭的地形，加重了旱耕地表土的剝蝕，一定程度上降低了耕層土壤的有機質的含量。

2.2 不同土類有機質含量差異性分析

由表2可知，吉首市耕地不同土壤類型的有機質含量差異較大。其中，土壤有機質平均含量最高的土類是黃壤，為26.06 g/kg，變化范圍在10.20～65.10 g/kg;黑色石灰土的有機質平均含量次之，均值為25.65 g/kg，變化范圍在21.40～29.90 g/kg;水稻土的有機質含量稍次之，總體均值為23.47 g/kg，在水稻土的3個亞類中，潛育型水稻土的有機質含量最高，均值為26.19 g/kg，并在所有亞類中土壤有機質含量均值也最高;紅色石灰土和紅壤有機質含量較低，平均值分別為20.05和18.62 g/kg，變幅分別為10.00～89.10和10.00～62.50 g/kg;紫色土的有機質含量最低，平均值為16.11g/kg，變幅為10.00～76.50 g/kg。吉首市耕地不同土壤類型的成土條件、利用方式、保育措施等因素很大程度上影響著土壤有機質的含量。

2.3 吉首市土壤有機質空間分布特征

吉首市土壤有機質含量由西北方向至東南方向遞減（圖2），高值區(qū)主要出現(xiàn)在西北部經(jīng)濟較發(fā)達的矮寨鎮(zhèn)及馬頸坳鎮(zhèn)，這兩個鎮(zhèn)的主要土類為水稻土（表3），土壤條件較好，加之施入了大量有機肥，且土壤環(huán)境有利于有機質積累，因而有機質含量較高;而低值區(qū)主要出現(xiàn)在經(jīng)濟相對落后的太平鎮(zhèn)及河溪鎮(zhèn)，這兩個鎮(zhèn)是紫色土集聚地，由于其紫色土結構松散，易水土流失和風化，保水保肥性能較差，加之土壤有機質來源有限，有機質含量普遍偏低。整體來看，有機質含量集中分布在10～30 g/kg范圍內(nèi)，其中土壤有機質在10～20 g/kg屬全國四級標準的面積最大，面積為523 km2，占研究區(qū)面積的49.58%;20～30 g/kg屬全國三級標準的面積為438 km2，占研究區(qū)面積的41.57%;而有機質含量在≥30 g/kg的面積為94 km2，占研究區(qū)面積的8.85%。根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標準，吉首市有0.26%的有機質含量屬于極高水平，8.59%的土壤有機質屬高等水平，41.57%的土壤有機質達到中等水平，另有49.59%的土壤有機質為較低水平。

3 吉首市土壤有機質提升對策

土壤有機質含量與土壤類型有著密切的關系，土壤類型一定程度上決定了土地利用方式。根據(jù)吉首市不同土壤類型有機質現(xiàn)狀提出相應的土壤有機質提升對策。

3.1 紅 壤

吉首市紅壤主要分布在地勢相對較高的位置，有機質含量較低，土地利用方式主要為園地，主要障礙因素為干旱和水土流失。改良利用紅壤必須與治水、治山結合起來，進行綜合治理。一方面要加強吉首市水利工程的建設，疏通河道渠系，并完善配套工程設施;另一方面要提高地下水開發(fā)利用技術，實行井渠結合，擴大灌溉面積;與此同時推廣滴灌、噴灌、微灌等節(jié)水灌溉方式;并在此基礎上選擇合適樹種植樹造林，平整土地，修建防護帶，保持水土。

3.2 黃 壤

吉首市黃壤主要分布在低山地帶，有機質含量較高，土地利用方式以園地為主，但植被覆蓋情況較好，需要注意的主要問題為科學應對干旱及適地種樹。在加強水利設施建設和發(fā)展多種灌溉方式的同時，根據(jù)不同位置及實際情況，因地制宜選用黃山松、馬尾松、華山松、杉木和楠竹等種植防護林或用材林，或種植黃柏、厚樸、茶葉等經(jīng)濟林和經(jīng)濟作物[14];同時，挖截水溝，平整土地，逐漸將坡土改梯土，并間種綠肥，增施有機肥，培肥土壤;強令禁止濫砍濫伐，發(fā)展林下經(jīng)濟，形成產(chǎn)業(yè)效應。

3.3 黑色石灰土

吉首市黑色石灰土集中分布在丘陵等海拔較高的位置，由于黑色石灰土地區(qū)的氣候條件有利于植物的生長，土壤中又富含碳酸鈣，因此有利于有機質的積累，黑色石灰土有機質含量較高。但其土層較淺薄，一般在分布在巖石裸露的地塊，其植被一旦被破壞，土壤肥力會迅速下降，土壤質地變得粘重緊實。其利用應以封山育林為主，盡量保護自然植被。在植被已被破壞的區(qū)域，先促進草本植被的生長發(fā)育，再過渡到灌叢植被，最后營造新林。

3.4 紅色石灰土

吉首市紅色石灰土有機質含量較低，土層一般較為淺薄，質地粘重，層次發(fā)育不明顯，地面部分基巖裸露，通透性較差，不耐干旱。宜種植經(jīng)濟果木林或營造用材林和薪炭林，對水土流失較為嚴重的區(qū)域，營造防護林或種草;同時，加強水利建設，發(fā)展多種灌溉方式;并實行輪種、套種等，增施有機肥和種植綠肥。

3.5 紫色土

吉首市紫色土區(qū)自然植被稀疏，總體有機質含量嚴重不足，尤其是石灰性紫色土分布地區(qū)，荒山禿嶺較多，不利于腐殖質的累積，但在部分植被較好的地段，土壤有機質含量可達到一級標準。因此要提升紫色土土壤肥力，需從多個方面入手，綜合治理。一是要防止水土流失，適宜營造水土保持林，并采用特殊的整地方式，保水保土，為植被生長提高必要的水肥條件;二是要修建水利設施，發(fā)展多種灌溉，提高蓄水抗旱能力，保證穩(wěn)產(chǎn);三是要間種綠肥，增施有機肥，同時可發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)，利用廝肥培肥地力，增加有機肥來源，培肥地力。

3.6 水稻土

吉首市水稻土總體有機質含量相對較高，但綜合理化性質、養(yǎng)分含量和生產(chǎn)性能來看，仍有一些地方需進行改良。一是要平衡土壤養(yǎng)分，增施有機肥，實行測土配方施肥，在土壤瘠薄的地區(qū)，提高養(yǎng)分的有效性;二是合理輪作，提高復種指數(shù)，充分利用自然資源，提倡每隔2～3 a改單一稻—肥（麥）耕作制為稻—油耕作制;三是要興修水利設施，因地適宜，提高排灌能力;四是要深耕深松，改善由于長期耕作擠壓而形成的底土緊實情況，加深耕作層，使原來堅實土層的容重減小，孔隙度增大，從而改善土壤的水、肥、氣、熱狀況。

4 結 論

吉首市耕地土壤有機質含量主要在10.0～89.1 g/kg范圍內(nèi)，平均值為20.19 g/kg，屬中等水平，不同土類間、區(qū)域間差異較大，各土類耕層有機質均值由高到低依次為黃壤>黑色石灰土>水稻土>紅色石灰土>紅壤>紫色土，從空間分布來看，土壤有機質含量由西北方向至東南方向遞減。紫色土與黃壤之間的有機質含量差別較大，太平鎮(zhèn)及河溪鎮(zhèn)與矮寨鎮(zhèn)及馬頸坳鎮(zhèn)區(qū)域間的有機質含量差別也較大，有機質含量較高區(qū)集中分布在矮寨鎮(zhèn)及馬頸坳鎮(zhèn)。可根據(jù)不同土類可采取增施有機肥、種植綠肥、實行秸桿還田、推廣測土配方施肥、興修水利、提高排灌能力等方式培肥地力，提高土壤有機質含量。

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