不同利用方式對遵義市典型黃壤土壤養(yǎng)分及質(zhì)量的影響

邵代興， 羅元瓊， 茍世新， 周開芳

(遵義市農(nóng)村發(fā)展服務(wù)中心， 貴州 遵義 563000)

0 引言

【研究意義】農(nóng)業(yè)是人類生存發(fā)展、社會穩(wěn)定和國家安全的重要保障，而土壤是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)[1]。土壤養(yǎng)分是土壤肥力的重要指標(biāo)和農(nóng)作物正常生長不可缺少的重要物質(zhì)，土壤養(yǎng)分和質(zhì)量與糧食安全、生態(tài)環(huán)境和人類健康密切相關(guān)[2-3]。土壤養(yǎng)分和質(zhì)量最初由成土母質(zhì)決定，但由于人為活動的干擾，導(dǎo)致許多自然要素和土壤生態(tài)過程的變化，從而影響土壤物理、化學(xué)和生物等內(nèi)在特征變化，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分和質(zhì)量不同[4-5]。遵義市地處貴州省東北部，位于北緯27°08′～29°12′，東經(jīng)105°36′～108°23′，國土面積307.62 hm2，耕地面積83.81萬hm2，林地面積162.90萬hm2。其中，水田25.74萬hm2、旱地68.07萬hm2。土壤類型包括黃壤、黃棕壤、紫色土、石灰土、粗骨土、潮土和水稻土。黃壤是遵義市分布最廣，面積最大的土壤類型，面積108.02萬hm2，占比為37.89%。黃壤分為典型黃壤、漂洗壤和黃壤性土3個亞類，典型黃壤亞類分布最廣，面積最大。典型黃壤的利用方式主要有林業(yè)用地和耕地，耕地主要種植玉米、水稻、烤煙、辣椒、蔬菜、水果等，耕種制度一般為玉米、玉米+蔬菜、玉米+紅薯、玉米+紅薯+蔬菜、水稻+油菜(蔬菜)、烤煙或辣椒、烤煙(辣椒)+蔬菜等。【前人研究進(jìn)展】龍健等[6]研究黔中巖溶丘陵區(qū)幾種不同土地利用和管理方式對土壤性狀的影響表明，管理粗放、缺乏有機物料投入的巖溶旱坡耕地，其土壤肥力出現(xiàn)退化現(xiàn)。趙瑞芬等[7]研究表明，土地利用方式對土壤養(yǎng)分狀況有較大影響，馬鈴薯地和退耕還林地肥力最差。土壤資源必須利用才能體現(xiàn)其價值，科學(xué)合理的利用方式能保證土壤養(yǎng)分均衡提高，質(zhì)量提升，反之則導(dǎo)致土壤養(yǎng)分減少和失衡，土壤性質(zhì)變差[8-9]。【研究切入點】不同利用方式對土壤養(yǎng)分和重金屬含量的影響不同，研究農(nóng)業(yè)利用和管理方式下土壤養(yǎng)分和質(zhì)量的變化規(guī)律，是保護(hù)土壤資源，防止土壤質(zhì)量退化，合理利用和管理土壤資源的客觀需要[10]。【擬解決的關(guān)鍵問題】采集遵義市典型黃壤地區(qū)不同利用方式和管理水平的土壤進(jìn)行檢測，分析典型黃壤不同利用方式下土壤養(yǎng)分和重金屬含量的變異特征，為合理利用和保護(hù)土壤資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 土壤樣品采集

采集典型黃壤亞類四系粘土黃壤土屬不同利用方式的土壤類型，兼顧代表型和典型型，有針對性的布設(shè)采樣點，按照文獻(xiàn)[11]中土壤樣品采集要求，于2019年12月和2020年1月分別采集林地、退耕還林地(5年)、園地(種植5年)、旱地(種植玉米為主)、水田(種植水稻)、菜地共6種不同土地土壤，均采自于遵義市周邊城鎮(zhèn)。

1.2 檢測項目

按照文獻(xiàn)[12]的方法檢測土壤pH、有機質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷、緩效鉀、速效鉀、陽離子交換量、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳、有效硼、有效鉬、有效硫、有效硅、鎘、鉻、鉛、砷、汞。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用傳統(tǒng)的Fiser統(tǒng)計方法[13]進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同利用方式土壤的pH、有機質(zhì)和陽離子交換量

由表1可見，不同利用方式土壤的pH、有機質(zhì)和陽離子交換量。

表1 不同利用方式pH、有機質(zhì)和陽離子交換量的變化特征

2.1.1 pH 土壤pH最高的是水田，為6.31；最低的是林地，為5.01。退耕還林及其他利用方式的pH均高于林地，表明在自然成土因素影響下黃壤pH偏低，但在人為因素干擾下黃壤pH逐漸增大。

2.1.2 有機質(zhì) 土壤有機質(zhì)含量菜地最高，為34.8 g/kg；水田次之，為33.53 g/kg；退耕還林地最低，僅26.73 g/kg。退耕還林地一般分布在遠(yuǎn)離村寨、耕種不方便的地方，施肥少，導(dǎo)致土壤有機質(zhì)含量低，菜地耕種方便同時利用率和產(chǎn)出高，施用有機肥多的有機質(zhì)含量高。

2.1.3 陽離子交換量 土壤陽離子交換量順序為水田>菜地>園地>退耕還林>旱地>林地，由于成土母質(zhì)的影響，典型黃壤陽離子交換量不高，在施肥因素影響下陽離子交換量含量逐漸增加。

2.2 不同利用方式土壤的氮磷鉀含量

由表2可見，土壤全氮和堿解氮含量變化趨勢基本一致，均以菜地含量最高，退耕還林地最低，依次為菜地>旱地>水田>園地>退耕還林地>林地，林地和退耕還林地含量相差不大，但與其他利用方式相比相差較大，尤其是與菜地相比，主要是林地和退耕還林地磷肥施用少，磷含量低，而旱地、水田和菜地因長期施用磷肥而積累，土壤含磷量高。緩效鉀和速效鉀含量趨勢均為林地和退耕還林地含量較低，緩效鉀水田最高、速效鉀旱地含量最高。

表2 不同利用方式土壤氮磷鉀含量

2.3 不同利用方式土壤的中微量元素含量

由表3可見，不同利用方式下土壤的中微量元素含量不同。有效銅旱地含量最低，水田最高，可能與人為活動向土壤中歸還銅以及銅的生物有效性有關(guān)。有效鋅、有效鐵、有效錳以林地的含量最低，表明人為活動可以增加土壤中這些元素的含量，不同利用方式增加的量不同，有效鋅和有效錳均以菜地的含量最高，有效鐵以旱地的含量最高；有效硼和有效硅旱地的含量最高，這可能與作物選擇吸收有關(guān)。

表3 不同利用方式土壤的中微量元素含量

2.4 不同利用方式土壤的重金屬元素含量

由表4可見，林地的重金屬元素含量均小于其他土壤利用類型，表明在人為耕種影響下土壤重金屬含量增加，不同元素增加的比例不同。鉻含量最高的是園地，比林地增加174.73%；鎘含量最高的是菜地，比林地增加209.09%；鉛含量最高的是水田，比林地增加87.30%；砷含量最高的是菜地，比林地增加148.20%；汞含量最高的是園地，比林地增加140.00%。根據(jù)土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618—2018)[14]，鉻和鎘除菜地、鉻除園地外，其余均未超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)含量標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值。

表4 不同利用方式土壤的重金屬元素含量

3 討論

土壤pH、有機質(zhì)和陽離子交換量是土壤重要的化學(xué)性質(zhì)，其含量不同反應(yīng)了土壤肥力的高低、保肥和供肥能力，同時在環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面均有重要意義。pH和陽離子交換量林地最低，在自然成土因素影響下pH和陽離子交換量偏低，在人為因素干擾下有逐漸增加的趨勢。有機質(zhì)含量菜地最高，水田次之，菜地一般施用有機肥多，長時間的積累有機質(zhì)含量高，退耕還林地最低，退耕還林地一般偏遠(yuǎn)耕種不便，施肥少同時有機質(zhì)未得到補充，有機質(zhì)含量不高。

土壤中氮磷鉀元素是土壤肥力的重要指標(biāo)，同時也是作物生長的必須元素，氮磷鉀元素含量受耕種制度、施肥和利用方式等諸多因素的影響。土壤不同利用方式下全氮和堿解氮含量變化趨勢基本一致，以菜地含量最高，退耕還林地含量最低，差異較明顯，與施入土壤中氮肥密切相關(guān)。速效磷含量依次為菜地>旱地>水田>園地>退耕還林地>林地，林地和退耕還林地磷肥施用少，磷含量低，而旱地、水田和菜地，因長期施用磷肥而積累，土壤含磷量高。緩效鉀和速效鉀含量趨勢均是林地和退耕還林地含量較低，緩效鉀水田最高、速效鉀旱地含量最高。

土壤的中微量元素含量主要由成土母質(zhì)、大氣中各種沉降、施肥影響和土壤利用方式等因素決定。土壤不同利用方式下中微量元素含量不同，有效銅是旱地含量最低，水田含量最高，有效鋅、有效鐵、有效錳林地含量最低。表明，人為活動有增加土壤中微量元素的趨勢，不同利用方式增加的量不同，有效鋅和有效錳均以菜地含量最高，有效鐵以旱地含量最高，有效硼和有效硅旱地含量最高。

土壤重金屬主要來源成土母質(zhì)、人為施肥和農(nóng)藥，在成土母質(zhì)相同和無污染源的情況下，土壤重金屬元素含量與人為因素密切相關(guān)。林地重金屬元素含量均小于其他利用類型，表明人為耕種不同程度增加土壤的重金屬含量，鉻和鎘除菜地、鉻除園地外，其余均未超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)的含量標(biāo)準(zhǔn)和農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值。

4 結(jié)論

不同利用方式土壤養(yǎng)分含量不同，林地pH、陽離子交換量、有效磷、有效鋅、有效鐵、有效錳、有效硼及重金屬元素的含量最低。

退耕還林地有機質(zhì)、全氮、堿解氮、緩效鉀、速效鉀、有效鉬的含量最低，退耕還林地由于一定時期受人為因素的影響，部分指標(biāo)低于林地，表明在前期的利用中未及時對相應(yīng)元素進(jìn)行補充。

園地除全氮低于林地外，其余20個指標(biāo)的含量高于林地，旱地除有效銅、有效鉬低于林地外，其余19個指標(biāo)的含量均高于林地，水田和菜地21個指標(biāo)的含量均高于林地。

退耕還林、園地、旱地、水田、菜地的重金屬元素均高于林地。