西秀區耕地土壤酸化情況

陳懷紅

（貴州省安順市西秀區農業農村局 土壤肥料站，貴州 安順 561000）

土壤酸化是指土壤吸收性復合體接收了一定數量交換性氫離子或鋁離子，使土壤中堿性（鹽基）離子淋失的過程[1]，土壤酸化后會對植物產生酸毒害[2]。由于人為活動的影響，土壤的酸化進程大大加快，土壤酸化問題普遍[3]。正常情況下，土壤pH 為5.5～7.5農作物能正常生長，過酸或過堿土壤均會影響農作物根系對土壤養分的吸收利用[4]。目前，施用石灰是改良酸性土壤的常用方法，施用石灰等堿性物質可有效改良土壤酸度[2]。謝會雅等[1]對中國南方土壤酸化原因及土壤酸性改良技術研究，總結了耕地土壤酸化治理技術措施等相關研究成果，指出土壤酸化治理的工作迫在眉睫。安順市西秀區在2011—2012年實施省、部級酸化土壤改良項目，采取施用石灰和土壤調理劑改良酸化土壤，同時開展了施用不同調理劑改良酸化土壤的試驗研究，但目前針對安順市西秀區耕地土壤的pH 空間分布特征的相關研究較少。因此，應用GIS 技術探究西秀區耕地土壤pH的空間分布特征，摸清土壤pH 變化趨勢，充分掌握酸化土壤的分布情況和酸化程度，對安順市西秀區酸化土壤改良治理和防止土壤酸化有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

西秀區位于貴州省安順市中西部腹地，全區總面積為1 467.92 km2，總人口87 萬人[5]。土壤類型主要為山地黃棕壤、黃壤、石灰土、紫色土、水稻土、潮土、沼澤土等，共有27個亞類，87個土屬，142個土種[6]。

1.2 材料

土壤樣品選擇4個年份的土壤pH 為研究對象，分別為1983年開展全國第二次土壤普查時采集的785 個樣本，次年進行測樣分析，樣點標注在紙質圖件上，根據標注信息結合地形圖、土壤圖等圖件在ArcGIS 10.0 操作平臺進行樣點矢量化，獲取地理信息；2006年4 124 個樣本和2012年501 個樣本均來源于省部級測土配方施肥項目；2020年108 個樣本來源于省級耕地質量等級變更調查評價與統計項目，2006年、2012年、2020年三次采樣都使用GPS定位儀精確定位，當年采樣，次年測試分析。

1.3 土壤樣品采集與測定

土樣采集均為先室內規劃土樣采集點位，然后按點位圖確定采樣地塊，每個樣點采用S 形布點采樣，采集7～15 個分點樣品混合，用四分法取1 kg 土樣，采用電位法測定土壤pH。耕地資料矢量數據來源于自然資源部門。

1.4 指標評估

中值是處于數據排列位置中間的觀測值；眾數是出現頻率最高的觀測值，中值與眾數均不受極端值影響[6]。平均值是樣本數據總體的代表值，反映總體的典型特征或水平，可以作為對樣本總體集中性的一種統計描述[7]，參照土壤酸堿性分級標準[7]，土壤pH 可劃分為5 個等級，分別為強酸性土壤，pH＜4.5；酸性土壤，4.5＜pH＜5.5；弱酸性土壤，5.5＜pH＜6.5；中性土壤，6.5＜pH＜7.5；弱堿性土壤7.5＜pH＜8.5。

1.5 數據處理

應用ArcGIS 10.0 統計學分析模塊對樣本數據進行Kriging 插值分析，選擇最優模型擬合，繪制土壤pH空間分布圖[8]，運用空間分析模塊的區域統計功能，提取土壤pH 各等級區域，計算面積。利用SPSS 21 對數據進行統計特征分析。

2 結果與分析

2.1 不同年份土壤的pH

由表1 可知，1983年土壤pH 最小值為3.8，最大值為8.4，平均值為6.26；2006年土壤pH 最小值為3.8，最大值為8.3，平均值為5.98；2012年土壤pH 最小值為4.2，最大值為7.8，平均值為5.99；2020年土壤pH 最小值為4.3，最大值為7.1，平均值為5.92。2020年土壤pH 平均值比1983年降低0.34，比2006年降低0.06，比2012年降低0.07。從平均值看，四個年份的土壤總體為弱酸性土壤，其平均值、中值、眾數等比較接近，也反映了數據分布有集中性趨勢。

表1 不同年份的土壤pH統計特征

2.2 土壤pH的空間分布

由圖1 可知，中性耕地土壤在1983年主要連片集中分布在北部，2020年零散分布在8個鄉鎮，弱酸性耕地土壤明顯擴散到全區范圍。

圖1 土壤pH等級空間分布

2.3 不同年份土壤pH的變化

由表2可知，2020年西秀區總耕地土壤面積為61 940 hm2，強酸性耕地土壤占比0.12%，酸性耕地土壤占比10.39%，弱酸性耕地土壤占比85.12%，中性耕地土壤占比4.37%；與1983年比較，經過37年的變化，弱酸性耕地土壤占比增加36.25百分點，中性耕地土壤減少31.77百分點，酸性和強酸性耕地土壤分別減少2.37百分點、0.03百分點；強酸性耕地土壤占比最小，弱酸性耕地土壤占比最大。從1983年到2020年，酸性和強酸性耕地土壤先上升后下降，酸性耕地面積從7 904.34 hm2下降到6 436.68 hm2；強酸性耕地面積從94.93 hm2下降到75.93 hm2；弱堿性耕地土壤從1 293.01 hm2逐漸減少到零；弱酸性耕地土壤逐漸增加，從30 267.13 hm2增加到52 722.66 hm2；中性耕地土壤逐漸減少，面積從22 380.59 hm2下降到2 704.73 hm2。

表2 不同年份的土壤pH耕地面積

3 結論

西秀區耕地土壤經過37年的耕種，土壤酸堿性發生了較大變化，其中，弱酸性耕地土壤從30 267.13 hm2增大到52 722.66 hm2，其占比增加36.25 百分點；中性耕地土壤從22 380.59 hm2減少到2 704.73 hm2，其占比減少31.77 百分點。西秀區酸性土占比10.39%；弱酸性土占比85.12%，耕地土壤向酸化發展。因此，為減緩西秀區的土壤酸化，應充分利用測土配方施肥項目技術成果，大力推廣測土配方施肥技術，根據土壤酸化程度分別采取技術措施；由于強酸性耕地土壤數量少，可采取施石灰或土壤調理劑的方法，力求短期內改良強酸性耕地土壤；積極開展試驗研究，探索高效的治理技術模式，力求在維持生產現狀的基礎上提升土壤pH。