吉首市耕地土壤有机质现状及改良对策

发布时间：2020-01-17

　　摘　要：为了解吉首市耕地土壤有机质现状，针对性提出培肥与改良对策，利用吉首市测土配方施肥项目野外调查和室内分析结果，分析了吉首市耕地土壤有机质含量空间分布特征，并对不同类型土壤有机质含量进行了比较分析。结果表明：吉首市耕地土壤有机质在 10.0~89.1g/kg 之间，平均为 20.19 g/kg，属中等水平，不同土类及区域间的土壤有机质含量差异较大，各土类耕层有机质均值由高到低分别为黄壤>黑色石灰土>水稻土>红色石灰土>红壤>紫色土;从空间分布来看，土壤有机质含量由西北方向至东南方向递减。根据不同土类可采取增施有机肥，种植绿肥，实行秸杆还田，推广测土配方施肥，兴修水利，提高排灌能力等方式培肥地力，增加土壤有机质含量。

　　关键词：土壤有机质;改良对策;吉首

　　土壤有机质是土壤的重要组成部分，是反映土壤肥力的重要指标，更是陆地生态系统碳循环的主要碳源和碳汇 [1-3]。土壤有机质对农业可持续发展有重要作用 [4-5]。近年来，随着相关国家政策的出台，越来越多的学者对土壤有机质做了大量研究 [6-8]。但大多是大区域的现状及时空变化分析，针对吉首市的土壤有机质研究较少且不全面 [9-11]。

　　 吉首市耕地土壤有机质现状及改良对策 相关期刊推荐：《湖南农业科学》(半月刊)创刊于1971年，是由湖南省农业科学院、湖南省科学技术厅星火促进会和湖南农业大学联合主办的农业综合性科技期刊。作为全省乃至全国广大农业科技工作者学术交流和成果展示平台的作用日益凸显，也为推广农业新品种、新技术、新成果，推动湖南农业现代化作出了应有的贡献。

　　吉首市土地利用方式以水田和园地为主，通过研究吉首市土壤有机质含量现状及空间分布，并针对不同土类提出有机质改良对策，从而提升吉首市耕地作物生产能力，以期为该区域农业生产提供指导。

　　1　材料与方法

　　1.1　研究区概况

　　吉首市位于湖南省西部，湘西土家族苗族自治州南部，处于云贵高原向江南丘陵伸延的过度地带，位于武陵山脉南支山系的东南麓 [12] ;东界泸溪，西邻凤凰、花垣，北与保靖、古丈接壤，是湘西自治州的首府所在地，地处 28°08′~28°29′ N，109°30′~110°04′ E 之间 ;该市地貌以中山和低山为主，约占全市面积的 80%，耕地面积为 109 km2 ，主要种植水稻、玉米、薯、豆等作物。

　　1.2　土壤样品采集

　　根据土种、地貌类型、地形条件以及乡镇布局，结合种植制度和作物品种类型，在全市布设 4 114 个采样点(图 1)。野外采样按地块形状合理选用五点法、 S 法或格网法采集土样。

　　1.3　土壤样品制备及分析

　　将土样风干制样处理后，土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定。

　　1.4　数据处理

　　采用 Excel 软件对数据进行统计分析。为减少异常值对插值的影响，采取剔除异常值处理。以 ArcGIS 作为数据处理平台，利用直方图检验数据的正态分布情况，结果显示有机质数据作对数变换后服从正态分布，并利用反距离权重插值法(IDW)进行空间插值，得到吉首市土壤有机质含量分布图，并进行含量等级面积统计。

　　2　结果与分析

　　2.1　耕地土壤有机质含量总体情况

　　根据土样有机质含量测定数据，按《第二次全国土壤普查养分分级标准》[13] 对吉首市土壤养分状况进行分级，结果如表 1 所示。吉首市耕地土壤有机质含量变化幅度在 10.0~89.1 g/kg 区间内，平均值为 20.19 g/kg，属于三级标准，标准差为 8.38，变异系数为 41.51%，属于中等变异。土壤有机质含量≥ 30 g/kg，属较高水平的样本，其样本比例为 12.1% ;土壤有机质含量在 20~30 g/kg，属中等水平，能够基本满足粮食高产所需，其样本比例为 30.36% ;土壤有机质含量< 20 g/kg，属偏低水平，亟需进行土壤培肥，其样本比例为 57.54%。整体来说，吉首市土壤有机质含量属于中等偏低水平，这与当地重化肥轻有机肥、重用地轻养地等现象有关。同时，吉首市较陡峭的地形，加重了旱耕地表土的剥蚀，一定程度上降低了耕层土壤的有机质的含量。

　　2.2　不同土类有机质含量差异性分析

　　由表 2 可知，吉首市耕地不同土壤类型的有机质含量差异较大。其中，土壤有机质平均含量最高的土类是黄壤，为 26.06 g/kg，变化范围在 10.20~65.10 g/kg;黑色石灰土的有机质平均含量次之，均值为 25.65 g/kg，变化范围在 21.40~29.90 g/kg ;水稻土的有机质含量稍次之，总体均值为 23.47 g/kg，在水稻土的 3 个亚类中，潜育型水稻土的有机质含量最高，均值为 26.19 g/kg，并在所有亚类中土壤有机质含量均值也最高 ;红色石灰土和红壤有机质含量较低，平均值分别为 20.05 和 18.62 g/kg，变幅分别为 10.00~89.10 和 10.00~62.50 g/kg;紫色土的有机质含量最低，平均值为 16.11g/kg，变幅为 10.00~76.50 g/kg。吉首市耕地不同土壤类型的成土条件、利用方式、保育措施等因素很大程度上影响着土壤有机质的含量。

　　2.3　吉首市土壤有机质空间分布

　　特征吉首市土壤有机质含量由西北方向至东南方向递减(图 2)，高值区主要出现在西北部经济较发达的矮寨镇及马颈坳镇，这两个镇的主要土类为水稻土(表 3)，土壤条件较好，加之施入了大量有机肥，且土壤环境有利于有机质积累，因而有机质含量较高 ;而低值区主要出现在经济相对落后的太平镇及河溪镇，这两个镇是紫色土集聚地，由于其紫色土结构松散，易水土流失和风化，保水保肥性能较差，加之土壤有机质来源有限，有机质含量普遍偏低。整体来看，有机质含量集中分布在 10~30 g/kg 范围内，其中土壤有机质在 10~20 g/kg 属全国四级标准的面积最大，面积为 523 km2 ，占研究区面积的 49.58% ;20~30 g/kg 属全国三级标准的面积为 438 km2 ，占研究区面积的 41.57% ;而有机质含量在≥ 30 g/kg 的面积为 94 km2 ，占研究区面积的 8.85%。根据全国第二次土壤普查养分分级标准，吉首市有 0.26% 的有机质含量属于极高水平，8.59% 的土壤有机质属高等水平，41.57% 的土壤有机质达到中等水平，另有 49.59% 的土壤有机质为较低水平。

　　3　吉首市土壤有机质提升对策

　　土壤有机质含量与土壤类型有着密切的关系，土壤类型一定程度上决定了土地利用方式。根据吉首市不同土壤类型有机质现状提出相应的土壤有机质提升对策。

　　3.1　红　壤

　　吉首市红壤主要分布在地势相对较高的位置，有机质含量较低，土地利用方式主要为园地，主要障碍因素为干旱和水土流失。改良利用红壤必须与治水、治山结合起来，进行综合治理。一方面要加强吉首市水利工程的建设，疏通河道渠系，并完善配套工程设施 ;另一方面要提高地下水开发利用技术，实行井渠结合，扩大灌溉面积 ;与此同时推广滴灌、喷灌、微灌等节水灌溉方式 ;并在此基础上选择合适树种植树造林，平整土地，修建防护带，保持水土。

　　3.2　黄　壤

　　吉首市黄壤主要分布在低山地带，有机质含量较高，土地利用方式以园地为主，但植被覆盖情况较好，需要注意的主要问题为科学应对干旱及适地种树。在加强水利设施建设和发展多种灌溉方式的同时，根据不同位置及实际情况，因地制宜选用黄山松、马尾松、华山松、杉木和楠竹等种植防护林或用材林，或种植黄柏、厚朴、茶叶等经济林和经济作物 [14] ;同时，挖截水沟，平整土地，逐渐将坡土改梯土，并间种绿肥，增施有机肥，培肥土壤 ;强令禁止滥砍滥伐，发展林下经济，形成产业效应。

　　3.3　黑色石灰土

　　吉首市黑色石灰土集中分布在丘陵等海拔较高的位置，由于黑色石灰土地区的气候条件有利于植物的生长，土壤中又富含碳酸钙，因此有利于有机质的积累，黑色石灰土有机质含量较高。但其土层较浅薄，一般在分布在岩石裸露的地块，其植被一旦被破坏，土壤肥力会迅速下降，土壤质地变得粘重紧实。其利用应以封山育林为主，尽量保护自然植被。在植被已被破坏的区域，先促进草本植被的生长发育，再过渡到灌丛植被，最后营造新林。

　　3.4　红色石灰土

　　吉首市红色石灰土有机质含量较低，土层一般较为浅薄，质地粘重，层次发育不明显，地面部分基岩裸露，通透性较差，不耐干旱。宜种植经济果木林或营造用材林和薪炭林，对水土流失较为严重的区域，营造防护林或种草 ;同时，加强水利建设，发展多种灌溉方式 ;并实行轮种、套种等，增施有机肥和种植绿肥。

　　3.5　紫色土

　　吉首市紫色土区自然植被稀疏，总体有机质含量严重不足，尤其是石灰性紫色土分布地区，荒山秃岭较多，不利于腐殖质的累积，但在部分植被较好的地段，土壤有机质含量可达到一级标准。因此要提升紫色土土壤肥力，需从多个方面入手，综合治理。一是要防止水土流失，适宜营造水土保持林，并采用特殊的整地方式，保水保土，为植被生长提高必要的水肥条件 ;二是要修建水利设施，发展多种灌溉，提高蓄水抗旱能力，保证稳产;三是要间种绿肥，增施有机肥，同时可发展养殖业，利用厮肥培肥地力，增加有机肥来源，培肥地力。

　　3.6　水稻土

　　吉首市水稻土总体有机质含量相对较高，但综合理化性质、养分含量和生产性能来看，仍有一些地方需进行改良。一是要平衡土壤养分，增施有机肥，实行测土配方施肥，在土壤瘠薄的地区，提高养分的有效性 ;二是合理轮作，提高复种指数，充分利用自然资源，提倡每隔 2~3 a 改单一稻—肥(麦)耕作制为稻— 油耕作制 ;三是要兴修水利设施，因地适宜，提高排灌能力 ;四是要深耕深松，改善由于长期耕作挤压而形成的底土紧实情况，加深耕作层，使原来坚实土层的容重减小，孔隙度增大，从而改善土壤的水、肥、气、热状况。

　　4　结　论

　　吉首市耕地土壤有机质含量主要在10.0~89.1 g/kg 范围内，平均值为20.19 g/kg，属中等水平，不同土类间、区域间差异较大，各土类耕层有机质均值由高到低依次为黄壤>黑色石灰土>水稻土>红色石灰土>红壤>紫色土，从空间分布来看，土壤有机质含量由西北方向至东南方向递减。紫色土与黄壤之间的有机质含量差别较大，太平镇及河溪镇与矮寨镇及马颈坳镇区域间的有机质含量差别也较大，有机质含量较高区集中分布在矮寨镇及马颈坳镇。可根据不同土类可采取增施有机肥、种植绿肥、实行秸杆还田、推广测土配方施肥、兴修水利、提高排灌能力等方式培肥地力，提高土壤有机质含量。