灵璧县砂姜黑土酸碱度和有机质变化趋势探讨

徐茂林 李明兵 吴兰云 赵开兵 周得宝 张玉坤

摘 要：该文通过对灵璧县黄湾、韦集2乡镇土壤普查和农业部测土配方施肥项目化验，表明土壤酸碱度呈下降趋势，其pH值已由偏碱性的8.5下降到偏酸性的6.5，个别田块已接近5.0；2个乡镇的酸碱度相差0.5个单位，说明相邻乡镇的pH值差异是由于施肥习惯、种植模式等人为农事操作造成的，次数分布呈正态分布。土壤有机质从20世纪70～80年代持续增加，以后的近20a则表现出增长缓慢或略有降低趋势。相关分析表明：pH值在6.5～7.0之间，相关系数最高，r=0.279233*，说明土壤有机质积累需要合适的酸碱度。

关键词：砂姜黑土；pH值；土壤有机质；变化趋势；探讨

中图分类号 S153 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）02-60-03

全国沙姜黑土面积371.1万hm2，淮北地区占总面积1/2以上[1]。砂姜黑土粘粒含量较高、质地粘重、土壤结构和孔隙性差、土壤有效水含量和有机质含量低。受不良的土壤理化性质影响， 砂姜黑土在生产性能上表现为适耕期短，易受旱、涝（渍）灾害，作物产量年际间波动较大[2-3]。

在砂姜黑土的供肥能力、肥水配合的作物效应、对产量的影响及土壤改良等方面研究较多[5-7]，针对淮北地区沙姜黑土酸碱度和有机质随时间的变化规律及它们之间的关系研究报到尚少，本文从典型砂姜黑土区——灵璧县黄湾、韦集2个乡镇35a时间跨度的测土结果来分析研究，以期发现淮北地区砂姜黑土酸碱度和有机质变化之间的规律，为培肥土壤、增加肥力和提高农作物产量提供依据。

1 材料与方法

灵璧县的沙姜黑土主要分布在该县县南、沿北沱河到淮河之间，研究黄湾、韦集2乡镇土样理化性状和肥力水平有较强的代表性。

根据黄湾、韦集2次土壤普查结果和2007—2009年农业部测土配方施肥项目中832个土样的化验结果进行对比分析，采用次数分布、T测验和相关分析的方法。

2 结果与分析

2.1 1973年和1985年2次土壤普查结果 从表1中可以看出：1973年当时的土壤碱性较强，尽管取样深度不同，但pH值没有变化，是典型的碱性土壤。耕层土壤有机质含量在11.2g/kg，随深度增加，有机质含量有下降趋势。

1985年随着家庭承包责任制的实行，农民种田的积极性空前高涨，加之化肥的普遍使用，土壤有机质含量增加很快，已由原来的11g/kg左右提高到18g/kg；pH值已由原来的8.5下降到8.0左右，并越往下碱性越强。

2.2 2007—2009年农业部测土配方施肥项目化验结果 从表2中可以看出：土壤有机质的变幅很大，黄湾镇高低相差近5倍，有机质含量和80年代相比没有增加，基本持平；韦集虽有增加，但和前2次增加速度相比，相对较小。pH值下降速度之快，出乎意料。

2.3 酸碱度、有机质变化趋势

2.3.1 砂浆黑土的酸碱度变化趋势 结合表1、2可得出：1973年，土壤pH值为8.5，而1985年降到8.0，70cm以下仍为8.2；从2个乡镇化验结果来看耕层已经降到总体平均的6.44～6.91。在相近的时间段内，降幅越来越大，特别是后10多年，pH值下降1.0～1.5个单位。表3中不难看出，尽管2个乡镇的酸碱度有差异，但总体都在不同程度的下降，极端最低值接近5.0。相邻2乡镇出现的差异可能与化肥的选用、种植习惯、栽培技术等方面关系密切。为了更真切的反应变化趋势，采用次数分布进行进一步分析，以0.5个pH值作为区段，进行划分，可以看出黄湾土壤的酸碱度众值，主要集中在5.7～7.2，而韦集则相对集中在6.2～7.7中间，虽然都呈正态分布，但黄湾土壤的pH值要低于韦集0.5个单位。另外还體现出黄湾镇的偏碱性土壤有一定比例。

表4的T测验结果：黄湾高出95%置信区间的ph值在7.5～8.7，平均值8.16，没有低出的数值，这可能与黄湾镇本身的pH值较低有关，都涵盖在区间值范围内。韦集镇的酸碱度从统计数来看，分布相对较为集中，即使是最高值间仅相差0.6，最低值只相差0.3。

2.3.2 土壤有机质积累与变化 从表1可知：20世纪70～80年代土壤有机质含量呈增加趋势；以后的近20a则表现出增加缓慢或略有降低趋势。将土壤的有机质按递增3‰为梯度进行归类，并统计次数（见表5）。可以看出，不同的地方土壤有机质含量分布不同，黄湾镇有机质大都集中在13～19g/kg，明显低于第二次土壤普查结果，而韦集镇的有机质分布在16～22g/kg；这就是韦集有机质高于黄湾的原因。另一方面，黄湾镇还有个别土壤有机质含量低于10.0以下；韦集则出现大于31.0g/kg以上的土样。

表6的T测验结果：黄湾有机质高出95%置信区间的，分布在18.5～30.8g/kg，平均为23.6g/kg；韦集较高，分布在23.5～33.4g/kg，平均为26.51g/kg；黄湾有机质低出95%区间的，主要分布在6.2～11.9g/kg；韦集14.0～14.9g/kg。平均为14.4g/kg。

2.4 土壤有机质含量与土壤酸碱度之间的关系

2.4.1 2个土壤理化性状的次数分布 虽然有机质和酸碱度是土壤的2个独立的理化指标，但从次数分布来看，尽管度量单位不同，划分区段有异，但表3、表5向我们揭示出：都呈正态分布，黄湾镇pH值众值在5.7～6.7，而其有机质含量13～21g/kg；韦集的pH值众值6.2～7.2时，其有机质含量则在16～26.5g/kg。在5.7～7.2区间内，pH值每升高0.5个单位，有机质含量上升5g/kg左右。

2.4.2 土壤酸碱度、有机质极值之间的关系 表4中，黄湾镇17个土样，其pH值7.5～8.7，有机质含量范围8.8～23.8g/kg；韦集14个样本，其pH值7.2～7.8，有机质含量波动17.3～26.7g/kg。pH值低出的样本较少，只有韦集的3个土样，有机质区间在13.9～23.4g/kg，pH值在6.3～6.5。说明在酸性较强的土壤中，其有机质含量波动很大，且没有极端值出现，不利培肥土壤。

表6数据则反应出黄湾的15个样本中，有机质高出的pH值是7.9以上的有3个，但平均值较低；而pH值低于6.2的，出现4个样本，都在20.5以下，其中有机质30.80g/kg的土样，其pH值为6.5；韦集数据也反应出相同的变化趋势，它的有机质最大值33.4g/kg的pH值是6.8。

有机质低出范围的可以看出：黄湾的pH值大都集中在8.0以上或6.0以下，而韦集出现的土样较少，应该没有代表性。

2.4.3 划分不同的pH值取值范围 6.0以下、6.0～7.0、7.0～8.0，进行pH值与有机质含量之间的相关分析，相关系数依次为r=0.055869、0.260603、-0.01294。再细分pH值范围，按pH值<6.5、6.5～7.0、7.0～7.5、7.5～8.0、>8.0再进行相关分析，其相关系数以pH值取6.5～7.0，相关系数最高，r=0.279233，其余都为负值。由此看来，土壤有机质积累需要合适的酸碱度，结合以上分析，其底线应该在6.0以上，最佳范围是6.5～7.0。这就能解释黄湾偏酸性土壤较多，其有机质含量明显低于韦集的原因。

3 小结与讨论

（1）沙姜黑土的酸碱度有逐渐降低的趋势，正在由偏碱性向偏酸性逐渐过渡。因种植习惯、施肥种类、栽培技术等人为因素而差异较大，个别田块酸碱度已接近5.0。土壤有一定的修复缓冲作用，但超过一定的数值以后作物就不能正常生长或严重减产。随着土壤酸化进程加快，有必要开展这方面研究工作。

（2）20世纪80年代中后期以前土壤有机质积累逐年增加，随后增长缓慢，后发展到与第二次土壤普查持平（1985年），有的还有所降低。分析表明：土壤有机质快速积累要求一定的酸碱度范围，当土壤pH值较低时，可能加剧有机质矿化，土壤pH值在6.5～7.0范圍内有利于有机质增加。

参考文献

[1]张佳宝.砂姜黑土障碍因子消减与地力提升技术[R]，合肥：全国高产创建暨增产模式攻关技术培训资料，2014.

[2]砂姜黑土综合治理研究编委会.砂姜黑土综合治理研究[M].合肥：安徽科学技术出版社，1983.

[3]凤阳县土壤普查办公室.凤阳土壤[M].凤阳：凤阳县印刷厂，1986.

[4]李录久，郭熙盛，王道中，等.淮北平原砂姜黑土养分状况及其空间变异[J].安徽农业科学，2006，04：722-723.

[5]丁兆运.枣庄市砂姜黑土的改良利用途径初探[J]，枣庄师专学报，2000，17（2）：80-81.

[6]张义丰，王又丰，刘录祥.淮北平原砂姜黑土旱涝（渍）害与水土关系及作用机理[J].地理科学进展，2001，20（2）：169-176.

[7]何传龙，闫晓明，殷雄.砂姜黑土土壤改良技术研究[J].土壤通报，1997，28（5）.

（责编：张长青）