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地貌类型和土地利用方式对浙南地区耕地土壤肥力的影响

范文

张丽君张禹吴学荣张佳佳

摘要：為了解浙南地区不同地貌类型和土地利用方式对耕地土壤肥力的影响，以平阳县为例，比较分析了水网平原、滨海平原、河谷平原、山地丘陵等4种地貌类型和茶园、水田、番薯地、果园、蔬菜地、抛荒地等6种利用方式之间耕地土壤肥力的差异。结果表明，从山地丘陵至河谷平原到滨海平原、水网平原，土壤有机质含量、全氮、保蓄能力、速效钾呈现增加趋势，土壤酸度减弱。土壤有效磷以山地丘陵区最高，其次为河谷平原，而水网平原的土壤最低。茶园和番薯地土壤的酸度明显高于其他用地，稻田土壤的pH值略高于其他用地;土壤有机质积累和氮素积累以稻田为最高;土壤有效磷以抛荒地最低，而果园、番薯地和其他用地相对较高;土壤速效钾含量以果园较高，其他用地之间差异不大。总体上，平阳县耕地土壤肥力具有酸化明显、土壤保蓄能力较弱、速效钾素不足及土壤缺磷较为普遍等特点。因此，建议增加有机肥投入，适当增施钾肥，合理施用磷肥，加强耕地土壤酸化的治理。

关键词：土壤肥力;地貌类型;土地利用方式;耕地;酸化;有效钾

中图分类号 S158文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）09-0115-05

Effects of Geomorphic Types and Land-use Patterns on Soil Fertility of Cultivated Land in Southern Zhejiang Province

——Taking Pingyang County as an Example

Zhang Lijun1 et al.

（1Pingyang County Agricultural and Rural Bureau， Pingyang 325400， China）

Abstract： To understand the influence of geomorphic types and land use patterns on the soil fertility of cultivated land in southern Zhejiang， Pingyang county was taken as an example to compare and analyze the difference in the soil fertility of cultivated land between four geomorphic types of water network plain， coastal plain， valley plain， mountain and hill and six utilization patterns of tea garden， paddy field， sweet potato land， orchard， vegetable land， abandoned land.The results showed that， from mountain hills to river valley plain to coastal plain and water network plain， soil organic matter content， total nitrogen， CEC， and available potassium increased， soil acidity decreased， soil available phosphorus was the highest in mountain hills region， followed by river valley plain， and the lowest in water network plain.The soil acidity of tea garden and sweet potato land was significantly higher than that of other land， and the pH value of paddy soil was slightly higher than that of other land.Accumulation of soil organic matter and nitrogen was the highest in paddy field.Wasteland had the lowest available phosphorus， while orchard， sweet potato land and other land had relatively high available phosphorus.Content of soil available potassium was higher in orchard， and there was little difference among other land.On the whole， the soil fertility of Pingyang county was characterized by obvious acidification， low soil CEC， and lack of available potassium and phosphorus.Therefore， it is necessary to increase the input of organic fertilizer， potassium fertilizer， and phosphorus fertilizer， and intensify the control of soil acidification.

Key words： Soil fertility; Geomorphic type; Land use pattern; Cultivated land; Acidification; Available potassium

土壤肥力是耕地地力的中心[1-2]，对农作物生长和产量起着非常重要的影响。因此，认识耕地土壤肥力的形成及地理空间差异的原因，对于深入理解耕地地力的空间异质性和培育土壤肥力具有重要的指导意义[3-5]。耕地土壤肥力是多种因素综合作用的产物，自然条件、人为活动、管理水平等均可对耕地肥力产生影响[6-7]。影响耕地土壤肥力的自然因素包括地形地貌、成土母质、植被及气候条件等，人为因素包括土地利用方式和施肥水平。成土母质是土壤形成的物质基础，其对土壤质地和无机养分具有很大的影响[8]。气候因素可通过水分和温度状况改变土壤中的物质循环，从而影响土壤的养分水平和有机质状况。研究表明[9-10]，施肥可直接改变土壤肥力，随着肥料投入的增加，土壤肥力也随之增加。在以往的研究中，有关耕地肥力的变化普遍采用田间试验来开展，较多关注施肥与管理措施的影响[11-14]，而对自然因素对土壤肥力的影响研究则相对较少。为此，本研究以平阳县为例，从不同地貌区（反映地学基础的差异）引起的土壤肥力的空间差异性和土地利用方式（反映人为活动）对土壤肥力的影响2个方面，分析了地形和利用方式较为复杂的浙南地区耕地土壤肥力的空间分异规律。

1 材料与方法

1.1 研究区概况平阳县地处南亚热带，位于浙江省东部沿海地区，县境内地貌类型种类较多，从西向东呈现有规律的变化，分别为山地丘陵、河谷平原、水网平原、滨海平原。低山丘陵由南雁荡山系的山脉构成，占全县总面积的65%，地形起伏较大;河谷平原主要分布在县中部，构成了开阔地，约占全县面积的11.5%左右，地势平坦，起伏小，高差仅有数米;水网平原是县东部万全和鳌江二片平原，占全县总面积的15.3%;滨海平原位于县东部宋埠和榆垟，濒临东海，呈条带状，占全县面积的8.2%。随着产业结构的调整，近年来，平阳县种植业如粮食、蔬菜、水果、茶叶等都有了较大的发展。

1.2 供试土壤研究共采集2392个代表性土壤样品，采样方法按农业部《测土配方施肥技术规范（2008）》进行。其中，按地貌类型归类，属于山地丘陵区、河谷平原区、水网平原区和滨海平原区的土壤样品分别为386、1349、470和187个。按土地利用方式分，茶园11个，粮地（水稻）2177个，番薯地20个，果园34个，蔬菜地63个，抛荒地36个，其他耕地35个。

1.3 测定方法分析项目包括pH、CEC、水溶性盐、有机质、全氮、有效磷和速效钾等，采用常规方法测定[15]。其中，土壤pH值采用电位法测定;土壤阳离子交换量（CEC）采用EDTA-醋酸铵盐交换法测定;土壤水溶性盐分总量采用电导率法或重量法测定;土壤有机质采用油浴加热重铬酸钾氧化法测定;土壤有效磷采用0.5mol/L NaHCO3提取钼锑抗比色法测定;土壤有效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法测定;土壤全氮采用凯氏蒸馏法测定。

2 结果与分析

2.1 不同地貌类型对耕地土壤肥力的影响

2.1.1 山地丘陵区由表1可知，山地丘陵区耕地土壤酸化明显，最低值为4.02，最高值为6.24，pH均值为4.85，土壤主要为酸性、强酸性;pH值主要在5.5以下，占95.34%;土壤pH值在5.5以上的只占4.66%。土壤有机质含量变化较大，在5.91～83.60g/kg，平均为28.34g/kg，总体上处于中等水平;其中，有机质在20～40g/kg的占72.28%。土壤全N含量在0.35～3.21g/kg变化，平均为1.62g/kg，其中78.76%的耕地土壤全N在处于中等（1～2g/kg）。土壤有效磷在0.3～297.72mg/kg，平均为28.95mg/kg，多数土壤有效磷在10～40mg/kg，但有50%以上的土壤存在磷素不足。土壤速效K含量在10.18～325.14mg/kg，平均值为57.60mg/kg，速效K处于低级别（<80mg/kg）的样点比例达81.09%，土壤速效K明显不足。土壤CEC在1.04～23.93cmol/kg，平均10.63cmol/kg，对土壤养分的保蓄能力较弱。

2.1.2 河谷平原区由表1可知，河谷平原区耕地土壤酸化也很明显，但变幅较大，最低值为3.91，最高值为8.80，均值为5.21，土壤以酸性、强酸性为主，pH值在5.5以下土壤占79.53%，另有19.95%的土壤pH值在5.5～8.5。土壤有机质含量在2.67～79.80g/kg，平均为29.29g/kg，约75.83%的土壤有机质在20～40g/kg，总体上处于中等水平。土壤全N含量在0.17～4.39g/kg，平均为1.75g/kg，土壤全N处于中等（1～2g/kg）的样点比例为67.75%，基本上处于中量水平。土壤有效磷在0.04～311.97mg/kg，平均为25.11mg/kg;土壤有效磷在10mg/kg以下的样点占34.64%;在10～20mg/kg和20～40mg/kg的分别占24.70%和22.55%，约50%以上的土壤存在磷素不足。土壤速效K含量在5.39～393.00mg/kg，平均值为64.83mg/kg，处于低级别（<80mg/kg）的比例达73.59%，多数耕地土壤速效K明显不足。土壤CEC在1.03～31.40cmol/kg，平均11.69cmol/kg，对养分的保蓄能力也较弱。

2.1.3 水网平原区由表1可知，水网平原区耕地土壤也呈现酸化趋势，最低值为4.38，最高值为9.47，均值为5.65，主要为酸性、微酸性;pH值在5.5以下和5.5～8.5的土壤各占48.94%和49.57%。土壤有机质含量在10.76～75.48g/kg，平均达42.27g/kg，有机质在40g/kg以上的占57.87%，在20～40g/kg的占38.51%，土壤有机质较高。土壤全N含量在0.85～4.13g/kg，平均为2.23g/kg，处于高量（>2g/kg）的比例达67.97%，N处于中等（1.0～2.0g/kg）的占31.59%，也基本上处于中高水平。土壤有效磷变化较大，在0.12～130.58mg/kg，平均为9.25mg/kg，变异系131.14%。土壤有效磷在10mg/kg以下的样点达73.62%，在10～20mg/kg的样点占18.08%，土壤磷素普遍不足。土壤速效K含量在20.57～311.85mg/kg，平均值为87.74mg/kg，处于低级别（<80mg/kg）的占55.96%，處于中等（80～150mg/kg）的占32.98%，主要属于低量和中量。土壤CEC在0.90～31.24cmol/kg，平均为17.20cmol/kg，对养分的保蓄能力属于中等。

2.1.4 滨海平原区由表1可知，滨海平原区耕地土壤存在酸化的迹象，最低值为4.03，最高值为9.10，均值为5.56，主要为酸性、微酸性;pH值在5.5以下的占56.15%，在5.5～8.5的占41.18%。土壤有机质含量在5.87～56.85g/kg，平均为32.52g/kg，主要在20～40g/kg，占71.12%。土壤全N含量在0.59～3.12g/kg，平均为1.89g/kg，处于高量（>2g/kg）的样点比例39.57%，处于中等（1.0～2.0g/kg）的占57.75%，基本上处于中等和中高水平。土壤有效磷在0.34～75.118mg/kg，平均为12.79mg/kg;土壤有效磷在10mg/kg以下的达55.08%，大部分耕地土壤磷素不足。土壤速效K含量在20.52～204.09mg/kg，平均值为78.20mg/kg，处于低级别（<80mg/kg）的比例为59.89%，处于中等（80～150mg/kg）的比例为36.90%。土壤CEC在6.00～24.32cmol/kg，平均为13.08cmol/kg，土壤保蓄性属于中下水平。

2.1.5 不同地貌区耕地土壤肥力的比较由表2可知，不同地貌区耕地肥力存在一定的差异。土壤保蓄能力和土壤有机质及氮素的积累在水网平原区明显高于其他地区，并以山地丘陵区的土壤为最低;土壤酸化以山地丘陵区土壤最为明显，其次为河谷平原区，而水网平原区与滨海平原区的土壤酸化相对较弱，这显然与土壤物质来源有关，山地丘陵区和河谷平原区的物质来源主要为高度风化的红壤物质。土壤有效磷含量与有机质却好相反，以山地丘陵区最高，其次为河谷平原，而水网平原的土壤最低，这可能与红壤优先施用磷肥的导向有关（历史上，红壤被认为缺磷最严重的土壤）。不同地貌类型上的土壤速效钾平均含量都较低，且山地丘陵区、河谷平原低于水网平原区和滨海平原区。山地丘陵区速效钾最低与长期淋溶作用有关。

2.2 不同土地利用方式对耕地土壤肥力的影响

2.2.1 稻田由表3可知，稻田土壤以酸性和微酸性为主，土壤pH值主要在5.5以下（占样点的72.67%）。土壤有机质含量在2.67～83.60g/kg，平均为32.59g/kg，主要在20～40g/kg（占样点的67.13%）。土壤全N含量在0.17～4.39g/kg，平均为1.86g/kg，主要在1～2g/kg（占60.31%）。土壤有效磷在0.04～311.97mg/kg，平均为21.70mg/kg，主要在10mg/kg以下（占样点的42.90%）。土壤速效K含量在5.39～393.00mg/kg，平均值为68.91mg/kg，主要在80mg/kg以下（占70.56%）。土壤CEC在0.90～31.40cmol/kg，平均12.86cmol/kg。

2.2.2 茶园由表3可知，茶园地土壤酸性强，土壤pH值全在5.5以下，平均pH值为4.54。土壤有机质含量在19.33～39.38g/kg，平均为26.44g/kg，主要在20～40g/kg（占90.91%）。土壤全N含量在0.89～2.40g/kg，平均为1.65g/kg，主要在1～2g/kg（占72.73%）。土壤有效磷在0.62～74.27mg/kg，平均为15.38mg/kg，主要在10mg/kg以下（占72.73%）。土壤速效K含量在34.40～128.76mg/kg，平均值为72.18mg/kg，主要在80mg/kg以下（占63.64%）。土壤CEC在8.74～17.67cmol/kg，平均12.09cmol/kg。

2.2.3 果园由表3可知，果园地土壤的酸性也较强，土壤pH值主要在5.5以下（占85.29%）。土壤有机质含量在10.93～45.78g/kg，平均为27.15g/kg，主要在20～40g/kg（占73.53%）。土壤全N含量在0.61～2.46g/kg，平均为1.66g/kg，主要在1～2g/kg（占58.82%）。土壤有效磷在0.31～112.89mg/kg，平均为27.72mg/kg，在各级有效磷中分布较为均一。土壤速效K含量在20.36～258.84mg/kg，平均值为93.42mg/kg，主要在80mg/kg以下（占52.94%）。土壤CEC在5.61～19.99cmol/kg，平均11.24cmol/kg。

2.2.4 蔬菜地由表3可知，蔬菜地土壤以酸性和微酸性为主，土壤pH值主要在5.5以下（占85.71%）。土壤有机质含量在8.64～57.80g/kg，平均为25.63g/kg，主要在20～40g/kg（占63.49%）。土壤全N含量在0.61～2.83g/kg，平均为1.53g/kg，主要在1～2g/kg（占79.37%）。土壤有效磷在0.85～119.20mg/kg，平均为20.58mg/kg，主要在10mg/kg以下（占41.27%）。土壤速效K含量在20.25～202.23mg/kg，平均值为70.33mg/kg，主要在80mg/kg以下（占68.25%）。土壤CEC在5.02～23.93cmol/kg，平均11.90cmol/kg。

2.2.5 番薯地由表3可知，番薯地土壤以酸性为主，土壤pH值在5.5以下。土壤有机质含量在6.77～35.16g/kg，平均为23.09g/kg，主要在20～40g/kg（占75.00%）。土壤全N含量在0.47～2.11g/kg，平均较低，为1.38g/kg，主要在1～2g/kg（占80.00%）。土壤有效磷在0.96～97.33mg/kg，平均为28.07mg/kg，主要在20～40mg/kg和10mg/kg以下（分别占40.00%和35.00%）。土壤速效K含量在26.24～105.52mg/kg，平均值為63.83mg/kg，主要在80mg/kg以下（占70.00%）。土壤CEC在7.40～19.99cmol/kg，平均11.66cmol/kg。

2.2.6 抛荒地由表3可知，抛荒地土壤以酸性为主，土壤pH值主要在5.5以下（占91.67%）。土壤有机质含量在13.55～40.82g/kg，平均为26.65g/kg，主要在20～40g/kg（占83.33%）。土壤全N含量在0.94～2.74g/kg，平均为1.67g/kg，主要在1～2g/kg（占80.56%）。土壤有效磷在0.31～44.87mg/kg，平均含量很低，只有8.72mg/kg，主要在10mg/kg以下（占69.44%）。土壤速效K含量在27.37～120.46mg/kg，平均值为69.09mg/kg，主要在80mg/kg以下（占72.22%）。土壤CEC在5.76～16.27cmol/kg，平均10.75cmol/kg。

2.2.7 不同利用方式耕地土壤肥力的比较由表4可知，因主要生长在红壤上，茶园和番薯地土壤的酸度明显高于其他用地;而稻田因经常处于还原状态，土壤中亚铁等离子的缓冲作用，使稻田土壤的pH值略高于其他用地。但总体上，所有用地土壤都呈现较强的酸度。土地利用方式对CEC没有明显影响，这与CEC主要取决于质地和粘土矿物类型有关。土壤有机质积累和氮素积累，一般以稻田为最高，这与种植水稻环境下土壤长期淹水、有机物质不易分解有关。土壤有效磷的差异较明显，抛荒地因土地被抛荒，多年不施用肥料，其有效磷最低;而果园、番薯地和其他用地相对较高。土壤速效钾含量因果园施肥钾肥量较大而较高外（93.47mg/kg），其他用地土壤速效钾都在70mg/kg左右，差异不大。

3 结论与讨论

本研究结果表明，不同地貌区的耕地肥力存在一定的差异。总体上，4类地貌的肥力水平排序如下：水网平原>滨海平原>河谷平原>山地丘陵，从山地丘陵至河谷平原到滨海平原、水网平原，土壤有机质含量、全氮呈现增加，速效钾增加，土壤酸度减弱;土壤保蓄能力增强;土壤有效磷则是以山地丘陵区最高，其次为河谷平原，而水网平原的土壤最低。茶园和番薯地土壤的酸度明显高于其他用地，稻田土壤的pH值略高于其他用地;土壤有机质积累和氮素积累一般以稻田为最高;土壤有效磷以抛荒地最低，而果园、番薯地和其他用地相对较高;土壤速效钾含量以果园较高，其他用地之间差异不大。

虽然耕地土壤肥力性状因地貌类型和土地利用方式的不同有所差异，但平阳县耕地土壤也有其共性，主要表现在以下几个方面：酸化明显、土壤保蓄能力较弱、速效钾素不足、除水田土壤外有机质和氮素偏低，土壤缺磷较为普遍。因此，建议增加有机肥投入，增加土壤有机质含量，增强土壤的保蓄性能。根据土壤养分状况，适当增加钾肥投入，特别是茶园、蔬菜地、稻田;钾肥优先施于河谷平原和山地丘陵的耕地中。注意磷肥的合理施用，重点把磷肥施入水网平原和滨海平原的耕地。平阳县耕地土壤普遍酸化，已经在一定程度上影响了水稻、蔬菜、果树等作物的生长，有必要进一步研究，制定土壤酸化的防治对策。对于土壤pH已降至5.0特别是4.5以下的耕地，应使用石灰性物质进行酸度校正，减少酸性肥料的施用频率。

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（责编：张宏民）

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