沈陽東陵地區典型耕地棕壤質量綜合評價

王斯娜

【摘 要】論文選取十一項化學及物理指標，對沈陽東陵地區典型耕地棕壤進行質量綜合評價。研究區土壤綜合質量整體處于中等偏上水平，44.8%區域土壤質量處于高和很高水平，而仍有24.1%的區域土壤質量處于低和很低水平。研究發現供試區土壤養分指標對土壤質量的貢獻率大于物理性狀指標，影響該地區土壤質量的障礙因子包括速效鉀含量、pH、土壤結構等。

【Abstract】Eleven chemical and physical indexes are selected to evaluate the brown earth quality of typical cultivated land in Dongling district of Shenyang. The overall quality of the soil in the study area is above? the average. The soil quality of 44.8% of this district is in a high and very high level， but there is still 24.1% of this district with low and very low soil quality. In the experimental district， the research finds that the contribution rate of soil nutrient index to soil quality is greater than that of physical character index， and the factors affecting the soil quality in this area include available potassium content， pH， soil structure and so on.

【關鍵詞】棕壤;土壤質量 ;障礙因子;綜合評價

【Keywords】 brown earth; soil quality; obstacle factor; comprehensive evaluation

【中圖分類號】S341.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2018）10-0101-03

1 引言

土壤是農業和自然生態系統的基礎要素，土壤質量與人類的生存密切相關。然而，近年來諸如鹽堿化、沙漠化、重金屬污染、肥力退化、土壤侵蝕等問題日益顯著，維持土壤健康狀態成為生態系統可持續發展的必要條件。土壤質量定義為土壤作為重要生命系統在生態系統中行使其功能的能力，既維持生物的生產力，又維持或提高環境質量[1-2]。

對土壤質量準確的認識需要精確可靠的評價方法。指數法評價精度高及使用便利靈活，是土壤質量評價最為常用的方法，國內學者對一些典型地區諸如紅松人工林、成都平原、瀏陽煙區、莆田果園土壤等進行了土壤質量綜合評價[3-5]，但進行土壤質量綜合評價僅局限于少數農業發達地區，大多地區仍沒有完善的評價體系和精準農業管理模式，同時對選用的指標及評價方法目前仍沒有達成一致。棕壤是遼寧省的主要耕作土壤，而對于棕壤土壤肥力的研究集中在養分狀況分析，對棕壤質量綜合評價研究較少，現有研究也缺乏系統性和全面性。本文選用指數法選取十一項化學及物理指標，對沈陽東陵地區典型耕地棕壤進行綜合質量評價，明確土壤質量狀況及障礙因子，從而制定改良措施，同時為完善土壤綜合質量評價體系提供研究基礎。

2 材料與方法

2.1 研究區樣品采集

供試土壤樣品于2016年4月下一季種植開始前采于沈陽市東陵區（英達、深井子、白塔、祝家、桃仙等），采樣深度為0～30cm，種植作物為玉米，土壤分類為棕壤。樣品采集方法為野外GPS定位，多點混合后用采樣袋封裝，共采集58個土壤樣品。

2.2樣品測定及數據處理方法

供試土壤預處理后進行實驗室常規測定，設3次重復。使用Excel及SPSS軟件進行數據處理。

3 結果與討論

3.1土壤質量評價指標權重的確定

本研究選取能夠表征土壤養分循環、碳轉化和固定、結構維持和緩沖性能的十一項土壤性質（有機質、全氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、容重、團聚度、質地、CEC、耕層厚度和pH）作為土壤質量評價指標。本研究基于指標間的相關系數計算每項指標的權重值用來表征單一土壤性質對土壤綜合質量狀況的貢獻率。十一項土壤質量評價指標間相關系數如表1所示，而后對單個土壤質量指標平均相關系數進行計算，從而確定權重值（表2）。從單個土壤質量指標的貢獻率可以看出，養分指標（有機質、全氮、堿解氮、速效鉀）和耕層厚度對供試區棕壤綜合質量影響較大，而物理性質（容重、團聚度和質地）影響相對較小，可能是因為土壤養分指標直接影響土壤肥力和作物生長狀況，而物理性質通常通過對水、氣、熱的調節來間接影響土壤質量。

3.2 土壤肥力指標分值

結果顯示，堿解氮、全氮、容重和速效磷得分較高，尤其是速效磷平均分值為0.90。而有機質、速效鉀、pH、穩定性系數及耕層厚度平均分值較低，尤其是速效鉀平均分值只有0.32。通過對指標分值結果進行分析，影響供試區典型耕地棕壤質量的障礙因子如下：

①養分存在不平衡現象，主要表現為磷素含量較高而鉀素嚴重不足。

②土壤有機質含量較低。

③土壤水穩定性團聚度較低，表現為結構不穩定。

④由于長期耕作造成的耕層厚度降低。

⑤土壤酸化現象嚴重。

3.3 土壤質量綜合評價

通過綜合指數法進行土壤質量評價，計算公式為IQI =∑（Wi×Ni），式中，Ni表示第i個土壤質量指標的分值，Wi表示第i個土壤質量指標的權重系數，IQI（Integrated Quality Index）是土壤質量綜合指數。根據土壤質量指數將土壤質量分為五個等級，很高，高，中等，低和很低水平（圖1）。分級標準參考全國耕地類型區、耕地地力等級劃分。

將土壤質量分為很低（IQI<0.2），低（0.2≤IQI<0.4），中等（0.4≤IQI<0.6），高（0.6≤IQI<0.8）和很高（IQI≥0.8）五個等級。結果表明供試區耕地棕壤質量綜合指數主要處于中等和高水平，比例分別為31.0%和41.4%。研究區土壤質量處于很高水平的只有3.45%，而仍有24.1%的土壤處于低和很低等級。土壤質量指標的評分結果顯示該地區土壤的氮磷養分豐富，因此土壤質量整體較好，然而仍存在一些因子阻礙研究區土壤質量提升。針對供試區典型耕地棕壤障礙因子，該地區應采取以下措施來提高土壤綜合質量。

①有機無機配合、平衡施肥的基礎上重視鉀肥的施用。增施有機肥，提高土壤養分，改善結構通透性。

②重視保護性耕作，施用微生物肥等改善土壤結構。

③適當控制氮磷肥和其他生理酸性肥料的施用，減少土壤面源污染的可能性，緩解土壤酸化。也可施用石灰等中和土壤的酸度，同時改善土壤結構。

④定期進行深耕，打破犁底層，增加耕層厚度。

4 結論

①東陵區耕地棕壤質量整體處于中等偏高水平，土壤樣品整體表現為氮磷養分含量較高，容重適宜作物生長。

②養分指標對土壤質量的貢獻率大于物理性質指標，速效鉀含量、土壤團聚度、pH和耕層厚度是供試區土壤質量的主要障礙因子。

【參考文獻】

【1】Doran.J.W， Zeiss， M.R. Soil health and sustainability： managing the biotic component of soil quality. Appl. Soil Ecol [J]. 2000 （15）：3–11.

【2】Karlen. D.L， Mausbach. M.J， Doran. J.W， et al. Soil quality： A concept definition and framework for evaluation. Soil Sci[J]. 1997（61）：4-10.

【3】王林，盧秀萍，肖漢乾.瀏陽植煙土壤肥力狀況的綜合評價[J].河南農業大學學報，2006，40（6）：597-601.

【4】何鑫.成都平原土壤肥力綜合評價空間變異研究[D].成都：四川農業大學，2004.

【5】谷思玉.紅松人工林土壤肥力的研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2001.