桂林市农田耕作层土壤容重和有机质时空变异分析

刘 明，杨培权，张新生，莫思华，黄琳琳，黄元芳，蒋冬荣，廖江彦，王 丹

（桂林市农业生态与资源保护站，广西 桂林 541213）

容重是重要的土壤物理性状，是衡量土壤环境好坏的重要指标之一。它直接影响土壤水肥供应、通气状况以及作物根系穿透阻力等性状[1]。有机质是衡量土壤肥力的重要指标之一，有机质含量高有利于促进土壤疏松及结构形成，从而改善土壤的物理性状[2]。文章综合考虑了桂林市当地的4种成土母质、地形部位和轮作制度等情况后，选取第二次土壤普查时桂林市农田土壤的29个典型剖面（下称29个点位），其中有10个河流冲击母质点位、9个洪积母质点位、7个砂页岩母质点位和3个石灰岩母质点位，29个点位的基本情况见表1。对29个点位所代表田块进行采样并进行分析化验，基于1980年、1995年和2010年测定的土壤容重和有机质数据，对全市29个点位耕作层土壤容重和有机质时空变化进行分析和比较研究，基本摸清了1980~2010年桂林市农田土壤容重和有机质时空变化规律，为以后更加合理的利用和科学的管理桂林市农业土壤提供基本依据。

1 土样采集及容重、有机质数据测定

采样范围覆盖桂林市10县1所，涉及29个点位，1980~2010年30年间3次采样点位置一致。用于容重测定的土样采用环刀采集，环刀的容积为100 m3；用于有机质测定的土样采用小土铲采集，取样量为1 kg。耕作层土壤容重采用环刀法测定，有机质采用重铬酸钾容量法测定[3-4]，29个点位耕作层土壤容重和有机质含量数据见表2。数据使用Excel2003等进行统计分析[5]。

2 结果与分析

2.1 土壤容重

表1 29个点位的基本情况Table 1 Basic situation of 29 sites

2.1.1 不同成土母质耕作层土壤容重的时空动态变化由图1可知，29个点位中，1980~1995年，桂林农田耕作层容重呈现出下降趋势；但1995~2010年，桂林农田耕作层容重呈现出上升趋势。就成土母质而言，1980~1995年，10个河流冲积母质点位中有8个点位的土壤容重呈现下降趋势，下降幅度为4.6%~11.9%，平均降低7.8%；1个点位（占4.5%）的土壤容重保持不变；1个点位呈现上升趋势，上升幅度为2.5%。9个洪积母质点位的土壤容重均呈下降趋势，下降幅度为2.3%~13.9%，平均降低7.32%。7个砂页岩母质点位中有6个点位的土壤容重呈下降趋势，下降幅度为1.5%~11.0%，平均降低7.4%；1个呈增加趋势，增加幅度为2.6%。3个石灰岩母质点位中有2个点位的土壤容重呈下降趋势，下降幅度为7.9%~8.0%，平均降低7.9%；1个点位呈上升趋势，上升幅度为1.5%。1995~2010年，10个河流冲积母质点位中有2个点位的土壤容重呈现下降趋势，下降幅度为3.0%~4.0%，平均降低3.5%；8个点位呈现增加趋势，增加幅度为1.6%~16.8%，平均增加7.5%。9个洪积母质点位中有4个点位的土壤容重呈下降趋势，下降幅度为1.5%~3.9%，平均降低2.9%，5个点位呈上升趋势，上升幅度为1.7%~8.6%，平均增加4.6%。7个砂页岩母质点位中有2个点位的土壤容重呈下降趋势，下降幅度为1.6%~3.8%，平均降低2.7%，5个点位呈上升趋势，上升幅度为2.5%~4.9%，平均增加3.9%。3个石灰岩母质点位的土壤容重均呈上升趋势，上升幅度为1.6%~3.0%，平均增加2.3%。

2.1.2 不同成土母质土壤容重分级点位数的时空动态变化 按照中国土壤属性分级标准，由表3可知，1980年、1995年和2010年，29个点位耕作层土壤均处在适宜、偏紧和紧实三个等级。就成土母质而言，1980年、1995年和2010年，河流冲击母质点位土壤容重处于适宜等级的点位数分别为5个、9个和8个，处于不适宜等级的点位数分别为5个、1个和2个；洪积母质点位土壤容重处于适宜等级的点位数分别为2个、4个和6个，处于不适宜等级的点位数分别为7个、5个和3个；砂页岩母质点位土壤容重处于适宜等级的点位数分别为2个、6个和5个，处于不适宜等级的点位数分别为5个、1个和2个；石灰岩母质点位土壤容重均处于不适宜等级，点位数分别1980年、1995年和2010年均为3个。

表2 29个点位土壤耕作层容重和有机质数据统计Table 2 Statistics of soil bulk density and organic matter of plowlands of 29 sites

图1 1980~2010年桂林市农田耕作层土壤容重动态变化Fig.1 Dynamics of soil bulk density of plowlands in Guilin during 1980~2010

表3 桂林市农田耕作层土壤容重分级点位数分布情况Table 3 Grade-digit distribution of soil bulk density of plowlands in Guilin

2.2 有机质

2.2.1 29个点位耕作层土壤有机质时空动态变化 由图2可知，29个点位中，就成土母质而言，1980~1995年，10个河流冲积母质点位中有1个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为4.2%；9个点位呈现增加趋势，增加幅度为2.8%~37.2%，平均增加13.1%。9个洪积母质点位中有2个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为2.5%~7.3%，平均降低4.9%；7个点位呈现增加趋势，增加幅度为1.3%~27.1%，平均增加10.2%。7个砂页岩母质点位中有1个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为11.4%；6个点位呈现增加趋势，增加幅度为1.5%~10.5%，平均增加6.7%。3个石灰岩母质点位的土壤有机质含量均呈降低趋势，降低幅度为6.0%~18.3%，平均降低12.9%。1995~2010年，10个河流冲积母质点位中有4个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为9.3%~72.4%，平均降低28.4%；6个点位呈现增加趋势，增加幅度为6.3%~73.0%，平均增加33.2%。9个洪积母质点位中有3个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为13.9%~19.0%，平均降低16.8%；6个点位呈现增加趋势，增加幅度为3.2%~28.2%，平均增加19.9%。7个砂页岩母质点位中有5个点位的土壤有机质含量呈现降低趋势，降低幅度为4.1%~22.1%，平均降低10.7%；2个点位呈现增加趋势，增加幅度为34.1%~44.2%，平均增加39.1%。3个石灰岩母质点位中有2个点位的土壤有机质含量呈降低趋势，降低幅度为10.7%~16.3%，平均降低13.5%；1个点位呈增加趋势，增加幅度为30.8%。

图2 1980~2010年桂林市农田耕作层土壤有机质含量动态变化Fig.2 Dynamics of soil organic matter of plowlands in Guilin during 1980~2010

2.2.2 29个点位耕作层土壤有机质分级点位数分布时空动态变化 由表4可知，1980年和1995年，29个点位的土壤有机质含量均处在很丰富、丰富和中等三个等级；2010年，除了1个点位处于缺乏等级外，其余28个点位也均处在很丰富、丰富和中等级别。就成土母质而言，1980年、1995年和2010年，河流冲积母质点位有机质含量很丰富的点位数分别为3、4和3个，含量丰富的点位数分别为2、4和6个，含量中等的点位数分别为5、2和0个，含量缺乏的点位数分别为0、0和1个；洪积母质点位中有机质含量很丰富的点位数分别为2、3和4个，含量丰富的点位数分别为3、3和3个，含量中等的点位数分别为4、3和2个；砂页岩母质点位有机质含量很丰富的点位数分别为0、0和1个，含量丰富的点位数分别为3、4和2个，含量中等的点位数分别为4、3和4个；石灰岩母质点位中有机质含量丰富的点位数分别为3、1和1个；含量中等的点位数别为0、2和2个。

表4 桂林市农田耕作层土壤有机质含量分级统计Table 4 Grade statistics of soil organic matter of plowlands in Guilin

3 小结与讨论

1980~1995年，河流冲积、洪积、砂页岩和石灰岩母质点位土壤容重降低的点位数分别为8个（80%，占该成土母质点位总数的比例，下同）、9个（100%）、6个（85.7%）和2个（66.7%），但1995~2010年，河流冲积、洪积、砂页岩和石灰岩母质点位土壤容重增加的点位数分别为8个（80%）、5个（55.6%）、5个（71.4%）和3个（100%）。由此表明，1980~2010年，4种成土母质点位的土壤容重总体均表现出先降低后增加的趋势，但石灰岩母质点位容重一直处于不适宜等级。总体而言，29个点位仍有较大比例土壤容重处于不适宜等级，1980年、1995年、2010年土壤容重处于不适宜等级的点位比例分别为69.0%、34.5%、34.5%。

1980~1995年，河流冲积、洪积、砂页岩和石灰岩母质点位土壤有机质增加的点位数分别为9个（90%）、7个（77.8%）、6个（85.7%）和0个（0%），但1995~2010年，河流冲积和洪积母质点位土壤有机质含量增加的点位数分别为6个（60%）和6个（66.7%），而砂页岩和石灰岩母质点位土壤有机质含量降低的点位数分别为5个（71.4%）和2个（66.7%）。由此表明，1980~2010年，就总体动态变化趋势而言，河流冲积和洪积母质点位土壤有机质含量表现为上升趋势，砂页岩母质点位土壤有机质含量表现出先上升后下降的趋势，石灰岩母质点位土壤有机质含量表现出下降趋势。总体而言，除了第5点位在2010年处于缺乏等级外，其余点位土壤有机质含量均为中等以上水平。造成这一现象的主要原因可能是由于第5点位所代表地块在2009年进行了土地平整，原本肥沃的耕作层土壤遭到一定程度的破坏，直接导致该点位土壤有机质含量明显降低。1980年、1995年、2010年土壤有机质含量处于中等等级的点位比例分别为44.8%、34.5%、27.6%。

桂林市土壤容重和有机质含量的变化趋势，其原因可能有以下几点：（1）绿肥种植面积波动，1980~1993年桂林市绿肥种植面积逐年递增，但是1993~2010年桂林市绿肥的种植面积基本上逐年递减；（2）施肥结构的变化，1980~2010年，前期施用的有机肥较多，但是后期化肥的用量逐年递增，有机肥的作用也逐渐被农民忽视，导致有机肥的施用量减少。因此，建议桂林市继续加大有机肥推广力度，增施有机肥，改良土壤结构；同时，稳定并逐步扩大绿肥种植面积，加大秸秆还田力度；另外，引导农民多途径积制农家肥，多施农家肥，切实改善桂林市农田土壤生态环境质量、保障国家粮食安全。

[1]李潮海，梅沛沛，王 群，等.下层土壤容重对玉米植株养分吸收和分配的影响[J].中国农业科学，2007，（7）：25-26.

[2]鲍士旦.土壤农化分析（第三版）[M].北京：中国农业出版社，2000，25.

[3]杜 森，高祥照.土壤分析技术规范（第二版）[M].北京：中国农业出版社，2006.3，17-18.

[4]孔凡伟，许敬山.测定土壤有机质需要注意的几个问题[J].中国园艺文摘，2011，（11）：183.

[5]杨培权，蒋毅敏，朱华龙，等.锌硅肥对水稻生长和产量的影响[J].甘肃农业科技，2012，（7）：18-20.