新疆叶尔羌河流域棉田土壤养分分析与评价

易海艳 马刘峰 林宁 查向浩 库尔班·吾斯曼

摘要：以南疆叶尔羌河流域棉田土壤为研究对象，通过野外调查取样和室内试验的方法，采用全国第二次土壤普查养分分级标准为依据研究土壤中养分分布特征。研究结果，有机质平均含量为6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏状态；全氮平均含量为0.77 g/kg，53.3%的土壤呈较缺乏状态；全磷平均含量为0.16 g/kg，81.5%的土壤呈极度缺乏状态；全钾平均含量为12.13 g/kg，70.6%的土壤呈较缺乏状态；碱解氮平均含量为39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏状态；速效磷平均含量为8.46 mg/kg，73.3%的土壤为中等含量；速效钾平均含量为175.93 mg/kg，69.7%的土壤含量较丰富，土壤养分含量随土壤深度增加而有较明显降低。

关键词：叶尔羌河流域；棉田；土壤养分；分布特征

中图分类号： S158.3 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）07-0393-04

研究人类活动影响下的土壤养分的时空变异特征，可为有效土壤管理提供依据[1]。国外学者从20世纪70年代成功进行了土壤属性特性空间变异性规律的研究[2]；我国学者随后在土壤属性特性空间变异性规律开展了探索[3-4]。干旱区土壤速效养分空间分布调控机制是农作物与土壤关系研究中的重要问题，不同土地利用方式和耕作技术使土壤特性发生显著变化，从而影响土壤环境变化方向和幅度[5]。

从20世纪80年代第二次全国土壤普查以来，干旱区土壤利用、种植制度等人类活动都发生了显著变化，并对土壤养分变化产生重要影响[6-7]。新疆是我国最大的商品棉种植和出口基地，植棉业已成为新疆的支柱产业，经济效益可观，有效促进了新疆区域经济发展[8]。土壤中养分含量是衡量土壤肥力性能的重要指标，测定土壤中养分，可作为科学种田，经济合理施肥的参考[9]。土壤速效氮、磷、钾含量及其相对平衡反映了土壤中养分供应状况，研究棉田土壤养分的分布特征对改良土壤、指导农户科学施肥、提高肥料利用率和土壤肥力具有重要的作用，可以为人类保护耕地提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

叶尔羌河位于新疆的西南部，塔里木盆地的西缘。流域地理坐标为74°28′～80°54′E，34°50′～40°31′N。灌区处在塔克拉玛干沙漠与布谷里、托克拉克沙漠的挟持中，呈带状分布，是新疆境内最大一片绿洲。该区地貌大致可分为昆仑山剥蚀山地和冲洪积平原，呈典型干旱型大陆性气候，干旱少雨，蒸发强烈，降水量高值区集中在海拔3 000 m以上的昆仑山气候区，海拔2 000 m以下的降水量在垂直地带变化递增规律十分明显，多年平均降水量地域分布总的趋势是由北向南、由东向西递增，降水量随高程递增率约为每百米高程降水量递增6～7 mm，降水量随高程增高，最大降水量出现在5—8月，占全年降水量的56.0%～76.1%，春季降水量比秋季降水量略高。

1.2 研究方法

1.2.1 土壤样品采集与制备 依据土壤采样方法，用GPS定位，于2013年5月赴研究区采样，采样时为春天，土壤没有施过肥，较能代表土壤的养分自然状况。采样时依据随机、等量等原则，分别在研究区的荒漠带、过渡带和绿洲带采集土壤表面和剖面45个。 采回的土壤样品及时送至实验室，平摊约2 cm厚的薄层风干，经研磨、过筛后编号装袋备用。

1.2.2 土壤理化性质分析方法 土壤样品各理化性质分析方法见表1。

1.2.3 土壤养分评价标准 采用全国第二次土壤普查养分分级标准，分级标准见表2。

1.3 数据分析

本试验数据均采用SPSS 13.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 土壤养分含量水平

从叶尔羌河流域棉田土壤样品检测结果可看出，土壤中有机质最高含量为28.21 g/kg，最低含量为2.78 g/kg，平均含量为6.94 g/kg， 53.2%的土壤呈缺乏状态；全氮最高含量为1.73 g/kg，最低含量为0.13 g/kg，平均含量为0.77 g/kg，53.3%的土壤呈较缺乏状态；全磷最高含量为0.28 g/kg，最低含量为0.05 g/kg，平均含量为0.16 g/kg，81.5%的土壤呈极度缺乏状态；全钾最高含量为24.5 g/kg，最低含量为5.7 g/kg，平均含量为12.13 g/kg，70.6%的土壤呈较缺乏状态；碱解氮最高含量为138.25 mg/kg，最低含量为4.55 mg/kg，平均含量为39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏狀态；速效磷最高含量为20.27 mg/kg，最低含量为3.93 mg/kg，平均含量为8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量状态；速效钾最高含量为321 mg/kg，最低含量为64 mg/kg，平均含量为 175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈较丰富含量状态（表3、表4）。〗

2.2 剖面养分梯度特征

从叶尔羌河流域棉田土壤样品检测结果可看出，有机质在0～20 cm土层平均含量为8.47 g/kg，20～40 cm土层平均含量为753 g/kg，40～60 cm土层平均含量为4.83 g/kg；全氮在0～20 cm平均含量为0.79 g/kg，20～40 cm土层平均含量为 0.64 g/kg，40～60 cm土层平均含量为0.47 g/kg；全磷在0～20 cm平均含量为0.17 g/kg，20～40 cm土层平均含量为0.15 g/kg，40～60 cm土层平均含量为0.09 g/kg；全钾在0～20 cm平均含量为13.72 g/kg，20～40 cm土层平均含量为 12.28 g/kg，40～60 cm土层平均含量为 10.38 g/kg；碱解氮在0～20 cm土层平均含量为 52.29 mg/kg，20～40 cm土层平均含量为 42.82 mg/kg，40～60 cm土层平均含量为 24.20 mg/kg；速效磷在0～20 cm土层平均含量为 11.58 mg/kg，20～40 cm土层平均含量为789 mg/kg，40～60 cm 土层平均含量为5.89 mg/kg；速效钾在0～20 cm平均含量为189.93 mg/kg，20～40 cm土层平均含量为 179 mg/kg，40～60 cm土层平均含量为 158.87 mg/kg，土壤养分总体呈现随土壤深度增加而下降的趋势（表5）。

2.3 土壤养分分布特征

2.3.1 不同土壤层次有机质分布特征 土壤有机质是土壤肥力的重要标志，对土壤结构、微生物活动以及植物吸收性能都有重要影响[3]。叶尔羌河流域棉田有机质含量整体呈缺乏状态，且随着土壤深度的增加，有机质缺乏的土壤比例逐渐增加，由0～20 cm的44.8%增加到20～40 cm的55.9%（图1、图2），至土层深度40～60 cm时有机质缺乏增至602%（图3）。

2.3.2 不同土壤层次碱解氮分布特征 氮元素在棉花发育中起着重要的作用，对棉花的生长发育、产量形成等都有着很大的影响[3]。叶尔羌河流域棉田碱解氮含量整体呈缺乏状态，且随着土壤深度的增加，碱解氮含量缺乏的土壤比例逐渐增加，由0～20 cm土层土壤的51.6%增加至20～40 cm的58.3%（圖4、图5），至土层深度40～60 cm时碱解氮缺乏增至62.6%（图6）。

2.3.3 不同土壤层次速效磷分布特征 磷是棉花正常生长发育所必需的营养元素之一，磷能有效地促进地棉株碳氮代谢，提高棉叶抗旱、抗病能力，显著影响棉花产量及品质[3]。叶尔羌河流域棉田速效磷含量整体呈中等状态，且随着土壤深度增加，速效磷含量较丰富的土壤比例逐渐减少，由0～20 cm土层土壤的22.3%减少至20～40 cm的15.4%（图7、图8），至土层土壤40～60 cm时再减少到6.1%（图9）。

2.3.4 不同土壤层次速效钾分布特征 根据土壤分析结果可看出，叶尔羌河流域棉田速效钾含量整体呈较丰富状态，且随着土壤深度增加，速效钾含量丰富的土壤比例逐渐减少，由

0～20 cm土层土壤的15.7%减少到20～40 cm的10.8%（图10、图11），土层深度为40～60 cm时减少至6.3%（图12）。

3 讨论

新疆叶尔羌河流域棉田土壤中有机质平均含量为 6.94 g/kg，53.2%的土壤呈缺乏状态；全氮平均含量为 0.77 g/kg，53.3%的土壤呈较缺乏状态；全磷平均含量为016 g/kg，81.5%的土壤呈极度缺乏状态；全钾平均含量为12.13 g/kg，70.6%的土壤呈较缺乏状态；碱解氮平均含量为39.77 mg/kg，61.6%的土壤呈缺乏状态；速效磷平均含量为8.46 mg/kg，73.3%的土壤呈中等含量状态；速效钾平均含量为175.93 mg/kg，69.7%的土壤呈较丰富状态。土壤养分均随土壤深度加深而逐渐减少。

从整体上看，新疆叶尔羌河流域棉田土壤中有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮均比较缺乏，速效磷、速效钾含量相对较高。建议农户在棉花种植过程中有针对性地增施有机肥、氮肥、钾肥、磷肥，以提高土壤肥力，提高肥料利用率，提高棉花产量和品质。

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