昆明市耕地土壤的有效硫及其與次生鹽化的相關性

譚海燕， 周文星， 錢 玲， 梁志妹， 童江云

(昆明市農業科學研究院 資源環境研究所， 云南 昆明 650118)

硫是植物生長過程中不可缺少的元素，植物需硫量與磷相似。近年來，隨著作物產量的提高，其需硫量也增大，由于各地種植模式及含硫化肥的投入量不同，導致不同地區耕地土壤有效硫含量差異較大，并影響土壤其他養分的供應。樊軍等[1-2]報道，長期施用含硫化肥可造成土壤剖面中SO42-的淋溶累積。鄒長明等[3]研究表明，長期施用含硫化肥可導致土壤pH下降和SO42-累積，且土壤有效銅、硼、錳及全鈣均呈增加趨勢。陳國安等[4-7]對國內不同地區土壤硫肥效應、有效硫含量、豐缺狀況和時空分布等方面進行了研究報道。昆明市是云南省現代農業、設施農業發展中心，地處滇中高原湖泊滇池周邊，土壤復種指數大，施肥強度高，長期不合理施肥帶來的土壤養分失衡、耕地土壤退化和面源污染嚴重。王小東等[8-9]對云南滇東煙區耕地土壤有效硫的含量狀況進行了分析。目前為止，鮮見關于昆明市土壤有效硫含量及其與次生鹽化的相關性方面的研究報道。為此，探明昆明市耕地土壤有效硫的含量狀況及其與次生鹽化的相關性，以期為昆明市及類似地區農業生產施肥與耕地土壤質量保護提出技術支撐。

1材料與方法

1.1材料

土壤樣品：供試土樣252個，采自昆明市的尋甸縣、嵩明縣、宜良縣、安寧市、晉寧區、西山區、官渡區、五華區和呈貢區的9個縣(市、區)。

1.2方法

1.2.1土樣采集依據昆明市9個縣(市、區)土壤類型、耕作制度和農業生產水平等影響耕地土壤肥力因素，按667 hm2不少于1個土樣的原則采集0～30 cm土層土壤樣品252個，用于土壤不同指標的測定。

1.2.2指標測定測定項目有土壤pH、有機質、有效硫、速效鉀和水溶性鹽含量。土壤有機質采用重鉻酸鉀氧化容量法測定，土壤pH采用電位法測定，土壤速效鉀采用乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法測定，有效硫采用磷酸鹽-乙酸提取-硫酸鋇比濁法測定，土壤水溶性鹽含量采用水土比(5∶1)浸提質量法測定[10]。

1.3數據處理

采用Excel 2010進行數據處理與統計分析。

2結果與分析

2.1昆明市耕地土壤養分的含量

從表1看出，昆明市不同區域耕地土壤pH、有機質、有效硫、速效鉀和水溶性鹽含量的變化。pH：不同區域的變幅為3.53～8.33，平均為6.46，變異系數僅18.1%。有機質含量：不同區域的變幅為8.91～88.20 g/kg，平均為33.21 g/kg，變異系數為37.2%。有效硫和速效鉀含量：不同區域的變幅分別為0.5～1 427.2 mg/kg和41～3 378 mg/kg，平均分別為114.0 mg/kg和268 mg/kg，變異系數分別為211.2%和107.1%；水溶性鹽含量：不同區域的變幅為0.1～17.4 g/kg，平均1.60 g/kg。其中，有效硫含量按第2次土壤普查耕地土壤有效硫養分分級指標[11]已處于過剩狀態，最大值與最小值之間相差很大，其標準差大于平均值，變異系數大；土壤水溶性鹽含量按《中國鹽漬土》土壤鹽化分級指標[12]已達輕度鹽化等級。說明，受耕作和施肥等的影響程度不同，昆明市耕地土壤有效硫和土壤水溶性鹽含量差異很大。

從表2可知，昆明市不同區域土壤有效硫和水溶性鹽的含量變化及其變異狀況。有效硫：晉寧區最高，為327.1 mg/kg，變異系數為118.8%；官渡區其次，為265.2 mg/kg，變異系數為176.1%；呈貢區最低，為32.0 mg/kg，變異系數為93.8%。水溶性鹽：晉寧區最高，為3.35 g/kg，變異系數為105.7%；官渡區其次，為2.94 g/kg，變異系數為163.9%；安寧市最低，為0.82 g/kg，變異系數為53.6%。晉寧區、官渡區和嵩明縣是昆明市蔬菜與花卉的主產區和傳統種植區，設施栽培面積較大，化肥施用量較高，因此，其水溶性鹽含量較高，平均值大于1.70 g/kg。

表1 昆明市9個縣(市、區)耕地土壤養分的含量

注：變異系數的單位為%，標準差無單位。

Note: The unit of coefficient of variation is %, and the standard deviation has no unit.

表2 昆明市各縣(市、區)土壤有效硫和水溶性鹽的含量

2.2土壤養分各指標、pH及水溶性鹽總量間的相關性

從圖1看出，土壤水溶性鹽總量與有效硫和速效鉀含量間呈極顯著正相關，土壤有效硫與速效鉀間呈極顯著正相關，土壤有效硫與有機質和pH無相關性。

2.2.1有效硫與水溶性鹽總量土壤水溶性鹽總量(y)與有效硫含量(x)的線性相關方程為y=0.008 3x+0.670 8，R2=0.795 9>0.032 8(N=250，a=0.01)，二者相關性達極顯著水平。說明，土壤有效硫含量高，土壤水溶性鹽含量也高，土壤有效硫含量是引起土壤次生鹽化的重要因素之一。

2.2.2速效鉀與水溶性鹽總量土壤水溶性鹽總量(y)與速效鉀含量(x)線性相關方程為y=0.004 1x+0.510 2，R2=0.282 5>0.032 8(N=250，a=0.01)，二者呈極顯著正相關。說明，土壤速效鉀含量升高，其水溶性鹽含量也相應升高，土壤速效鉀含量高也是引起土壤次生鹽化的重要原因之一。

2.2.3有效硫與速效鉀土壤有效硫含量(y)與速效鉀含量(x)的線性相關方程為y=0.488 1x-16.63，R2=0.338 3>0.032 8(N=250，a=0.01)，二者呈極顯著正相關。說明，土壤速效鉀和有效硫含量間相互影響，前者高，后者也呈增加趨勢。

圖1土壤有效硫、速效鉀和水溶性鹽總量三者間的相關性

Fig.1 Correlation among available sulfur,available potassium and total water-soluble salt content in soil

3結論與討論

受耕作制度、施肥水平等不同因素影響，昆明市耕地土壤有效硫的含量差異很大。在蔬菜和花卉設施栽培區域，由于大量施用含硫化肥導致有效硫含量偏高，有效硫含量與水溶性鹽含量呈極顯著正相關，有效硫含量是昆明市土壤次生鹽化的重要影響因子。

土壤有效硫是反映土壤供硫能力的重要指標。林葆等[13]研究指出，相對產量為90%時，旱地和水田的土壤有效硫臨界值分別為21.1 mg/kg和23.8 mg/kg，當有效硫含量在40 ～94 mg/kg時，施含硫化肥仍有增產作用。林瓊等[5]研究表明，福建省耕地土壤有效硫臨界指標水稻土為23 mg/kg，旱地土壤為25 mg/kg。陜西省以18.5 mg/kg作為評價農田土壤硫虧缺臨界值[14]。高義民等[14]指出，耕地土壤有效硫變化小，以小區域變異為特征，土壤有效硫在陜西省范圍內由施肥、耕作等隨機因素引起的空間變異性占比較大。研究結果表明，昆明市9個縣(市、區)有效硫平均含量為114 mg/kg，已達過剩水平，但變異系數極大；如蔬菜和花卉主產區的晉寧區、官渡區和嵩明縣及其傳統農業生產區，由于長期施用大量含硫化肥，加上設施土壤不受雨水淋洗，導致土壤出現明顯的SO42-累積，土壤有效硫含量較高。

研究采用Ca(H2Po4)2-HOAc提劑提取分析有效硫，除能提取水溶性SO42-外，還能提取酸溶性硫酸鹽和吸附性SO42-[15]，而采用乙酸銨浸提出的速效鉀包含水溶性K+和交換性K+，其中，水溶性SO42-和K+與土壤次生鹽化都有較密切的關系。余海英等[16-17]研究表明，設施菜田土壤水溶性鹽離子包括NO3-、Cl-、SO42-、K+、Na+、Ca2+和Mg2+，以NO3-和SO42-為主，其次是Ca2+。張乃明等[18-19]報道，昆明市花卉基地設施土壤的鹽分離子組成陰離子以NO3-，陽離子以Ca2+為主。史靜等[20]認為，Na+不是導致云南設施花卉土壤鹽化的原因。研究結果表明，昆明市耕地土壤水溶性鹽與土壤有效硫和速效鉀均呈極顯著正相關，說明土壤有效硫和速效鉀是影響耕地土壤次生鹽化的重要因素之一，與近年來昆明市蔬菜和花卉產區大量施用硫酸鉀、硫酸鉀復合肥和過磷酸鈣等含硫化肥有關。

土壤有效養分含量豐富反映了土壤的供肥能力強，但過多不僅影響作物產量，而且對土壤和生態環境造成威脅，昆明市因過量施肥造成土壤養分過剩及設施土壤的次生鹽漬化現象，嚴重影響滇池水環境的安全。昆明市對設施耕地土壤鹽化問題已做了較多研究[21-23]，如何合理施用化肥，加強耕地土壤質量的保護，防止土壤退化給農業生產和生態環境帶來不利影響，是當前昆明市發展綠色農業生產面臨的主要問題。生產上對設施栽培面積較大的蔬菜與花卉主產區，應適當控制化肥施用量，特別是含硫與含鉀化肥的施用量。