青海省耕层土壤养分含量相关性分析研究

武治华 牛继平

摘要[目的]研究青海省贵德县耕层土壤的养分状况。[方法]以青海省贵德县耕层土壤（0～20㎝）为研究对象，采用土壤农化常规方法，测定了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾等养分，分析了养分之间的相关性，耕层土壤养分相互关系的变化及变化的原因。[结果]土壤有机质与全氮呈极显著正相关；土壤有机质与碱解氮呈极显著相关；全氮与碱解氮呈极显著相关；贵德县常牧镇、尕让乡的N/P2O5≥4的样本数分别为71、53，占总样本数的57.26%、54.08%；河西镇、拉瓦西镇的N/P2O5≥4的样本数相对较多，分别占总样本数的37.58%、48.00%，在这些乡镇应注意磷肥的施用，使氮磷平衡，发挥氮磷肥的协调作用。[结论]该研究可为贵德县农业可持续发展提供参考。

关键词有机质；耕层土壤；土壤养分；相关性

中图分类号S158.3文献标识码A文章编号0517-6611（2017）23-0101-05

Correlation Analysis of Top Layer Soil Nutrient Content in Qinghai Province

WU Zhihua1， NIU Jiping2*

（1.Changdu Agrotechnology Extension Station，Changdu，Tibet 854000；2.Changdu City Agriculture and Animal Husbandry Bureau，Changdu ，Tibet 854000）

Abstract[Objective]To study top layer soil nutrient content in Guide County of Qinghai Province.[Method]Taking top layer soil （0-20cm ） in Guide County of Qinghai Province as the research object， using conventional method to determinate soil organic matter， total nitrogen， total phosphorus， available nitrogen， available phosphorus， available potassium， slowly available potassium and so on， analyzed the correlation among soil nutrients， nutrient relationships change and change reason. [Result] Soil organic matter and total nitrogen had a significant positive correlation； Soil organic matter and nitrogen was significantly related； Total nitrogen and available nitrogen was significantly related； N/P2O5≥4 of the samples number of Changmu Town， Garang Township of Guide County were 71，53， the total sample size of 57.3%，5408%；N/P2O5≥4 of samples number of Hexi Town，Lawaxi Town were opposite bigger，respectively 37.58%， 48.00% of the total sample， in these towns application of phosphorus fertilizer should be paid attention to make the nitrogen phosphorus balance， and play the coordination function of N ，P.[Conclusion]The research can give reference for agricultural sustainable development

Key wordsOrganic matter；Top layer soil；Soil nutrient；Correlation

作者簡介武治华（1988—），女，内蒙古乌兰察布人，助理农艺师，从事农业技术推广工作。*通讯作者，农艺师，硕士，从事农业技术推广工作。

收稿日期2017-06-12

土壤的本质属性是土壤具有肥力，土壤又是绿色生命的源泉，是人类生存最基本、最重要、最珍贵的自然资源；它维系着自然界的生态平衡，使万物充满生机；它关系到人类的生存和社会的发展[1]。因此，土壤培肥和科学施肥，改善土壤物理化学性质，保持和提高土壤肥力，创造作物生长的最佳条件，切实维护养分平衡，对于合理规划和利用土地、促进农业生产的发展具有重要的意义。耕层土壤养分是植物生长需要的土壤营养元素，是维持植物生长的重要物质基础和生命元素，同时也是环境污染因子[2]。当某一或多种养分含量低时，会抑制植物生长量、品质；而当含量过高时会造成环境污染。由于农作物的生长需要多种养分元素的充足、协调，因此有必要了解各组分之间的比例关系，以便全面地阐述土壤质量变化的特点[3]。

目前，耕层土壤养分相互关系的研究较少，未能体现其动态变化特征，随着精确农业的快速发展，耕层土壤养分含量相关性分析研究更为人们所关注，目前大部分资料都侧重于统计学方法相关参数的获取与分析，有关土壤養分含量相关性及影响土壤养分含量变化的影响因素分析较少。青海省贵德县土壤类型多样，施肥类型不尽相同，如绿肥、厩肥等有机肥虽含有多种养分元素，长期、大量使用对于土壤养分间的协调具有重要作用[4]。但由于其肥效较缓，用工多，费时长，应用逐渐减少，代之以大量化肥施用，各种化肥的养分元素少或单一，加上农民知识所限，施肥主要依靠经验，土壤养分间的不平衡、协调性低难以避免。采用GPS定位采样，用土壤农化常规分析方法分析土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、缓效钾等养分含量，分析其相关性，为贵德县农业的可持续发展奠定基础。

1材料与方法

1.1贵德县地理位置和行政区划

青海省贵德县地处100°58′08″～101°47′50″ E、35°29′45″～36°23′35″ N。东西宽65 km，南北长100 km，总面积3 680.49 km2。处于黄河上游龙羊峡与李家峡之间。县城驻河阴镇，距省会西宁114 km，海南州府恰不恰镇158 km。贵德县辖4个镇、2个乡、1个民族乡，即河阴镇、河西镇、拉西瓦镇、常牧镇、河東乡、新街回族乡和尕让乡；119个村民委员会。在全国农业区划中属于东部黄土高原农林牧副区——黄河上游粮油畜禽、水源水保林区，是青海省重要的粮食生产基地县之一。贵德县在黄河上游建制最早，历史悠久；境内山清水秀，自然环境优美，素有“小江南”之称。

1.2样品采集及测试方法

1.2.1样品采集。

按照农业部测土配方施肥规范的要求采样，采样时间为农作物播种前或收获后，采用GPS定位采样；采样深度为0～20 cm。每个样品的采样点不少于10点，采样时按照“随机”“等量”和“多点混合”的原则进行。然后将取回的土样风干后按测试方法的要求进行进一步的处理，过筛，保存。

1.2.2测定项目及方法。

土壤养分化验方法均采用中国土壤学会农业化学专业委员会编著的《土壤农业化学常规分析方法》[5]。具体测定项目及方法如下：

土壤有机质采用重铬酸钾容量法-水合热法；

全氮采用开氏定氮法；

全磷采用高氯酸-硫酸消煮，钼蓝比色法；

碱解氮采用碱解扩散法；

有效磷采用碳酸氫钠浸提-钼蓝比色法；

速效钾采用醋酸铵浸提-火焰光度法；

缓效钾采用1 mol/L热硝酸浸提-火焰光度法。

1.2.3数据处理方法。

应用Excel对数据进行相关分析，相关系数达显著者建立其相应的函数回归方程。

2结果与分析

2.1贵德县耕层土壤养分含量统计分析

表1为贵德县第二次全国土壤普查的养分分级标准，表2为2007—2011年贵德县675个耕层土壤养分含量统计结果。由表1、2可见，贵德县耕层土壤有机质含量在2.22～77.04 g/kg，平均含量为20.24 g/kg，达到三级分级标准，处于高等水平，总体标准差9.61 g/kg，总体变异系数为47.5%，属于中等变异；全氮含量在0.19～3.21 g/kg，平均含量为1.44 g/kg，达到三级分级标准，处于中等水平，总体标准差0.52 g/kg，总体变异系数为36.4%，属于中等变异；碱解氮含量在2200～468.00 mg/kg，平均含量为108.69 mg/kg，达到三级分级标准，处于中等水平，总体标准差48.29 mg/kg，总体变异系数为444%，属于中等变异；有效磷含量在2.00～246.00 mg/kg，平均含量为51.03 mg/kg，达到一级分级标准，处于丰富水平，总体标准差41.85 mg/kg，总体变异系数为82.0%，属于较大变异；全磷含量在0.213～4.683 g/kg，平均含量为1.720 g/kg，达到三级分级标准，处于中等水平，总体标准差0.520 g/kg，总体变异系数30.2%，属于中等变异；速效钾含量在31.00～1 870.00 mg/kg，平均含量为260.95 mg/kg，达到一级分级标准，处于丰富水平，总体标准差175.43 mg/kg，总体变异系数为65.7%，属于较大变异；缓效钾含量在64.00～3 208.00 mg/kg，平均含量为1 013.31 mg/kg，标准差为454.08 mg/kg，总体变异系数为44.8%，属于中等变异。从总的分析结果可以看出，土壤有效磷与第二次全国土壤普查耕层土壤养分含量分级指标相比变化明显。

2.2贵德县耕层土壤有机质与全氮相关性分析

土壤有机质是土壤的重要组成部分，对提高土壤保水保肥能力，改善土壤理化性状，调节土壤水、肥、气、热状况具有重要作用。有机质含量的高低是衡量土壤肥力水平的重要指标之一[6]。土壤中的氮有95%是以有机状态存在。从耕层土样有机质与全氮测定结果来看，贵德县耕层土样1的土壤有机质含量（y）与土壤全氮含量（x）之间存在着极显著线性正相关，y=15.246x-3.513 4（n=499，R2=0.732）。贵德县耕层土样2的土壤有机质含量（y）与土壤全氮含量（x）之间存在着极显著线性正相关，y=16.434X+3.467 3（n=146，R2=0.472 4）。贵德县耕层土样3的土壤有机质含量（y）与土壤全氮含量（x）之间存在着显著线性正相关，y=4.109 8x+11233（n=30，R2=0.275 2）。协作项目土壤有机质含量（y）与土壤全氮含量（x）之间存在着极显著线性正相关，y=22937x-7.241 7（n=318，R2=0.935 6）。结果见图1、2、3、4。

根据4组不同测定时期的土壤有机质测定值与相关方程预测值<0.5 g/kg样品个数统计结果显示，土样1中有50个土样符合平行样误差要求<0.5 g/kg，占总样本数的10%；

土样2中有10个土样符合平行样误差要求<0.5 g/kg，占总样本数的7%；

土样3中有9个土样符合平行样误差要求<0.5 g/kg，占总样本数的30%；

即使协作项目可决系数R2=0.935 6，用其相关方程预测的结果符合误差要求的样本数为19个，占总样本数的6%。

通过贵德县耕层土样1实际测定值与预测值之间所进行的u测验，得u=-1.45，|u|（1.45）

2.3耕层土壤有机质与碱解氮相关性分析

有机质是影响土壤碱解氮含量的一个重要因子[7]。从耕层土样有机质与碱解氮测定结果来看，贵德县耕层土样1的土壤有机质含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着极显著线性正相关，y=4.404 1x+23.116（n=499，R2=0.635 5）。贵德县耕层土样2的土壤有机质含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着显著线性正相关，y=2.150 5x+50.072（n=146，R2=0485 9）。贵德县耕层土样3的土壤有机质含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着显著线性正相关，y=4.845x+52.557（n=30，R2=0.346 1）。协作项目土壤有机质含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着极显著线性正相关，y=2309 2x+70.263（n=318，R2=0.879 0）。相关结果见图5～8。因此，要提高土壤氮素肥力水平，可以通过提高土壤有机质来提高氮素水平。

根据4组不同测定时期的土壤碱解氮测定值与相关方程预测值<5 g/kg样品个数统计结果显示，土样1中有60个土样符合平行样误差要求<5 g/kg，占总样本数的12%；

土样2中有20个土样符合平行误差要求<5 g/kg，占总样本数的14%；

土样3中有5个土样符合平行误差要求<5 g/kg，占总样本数的17%；

即使协作项目可决系数R2=0.879 0，用其相关方程预测的结果符合误差要求的样本数为6个，占总样本数的2%。

通过贵德县耕层土样1实际测定值与预测值之间所进行的u测验，得u=0.272，|u|（0.272）2.4耕层土壤全氮与碱解氮相关性分析

从耕层土样全氮与碱解氮测定结果来看，贵德县耕层土样1的土壤全氮含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着极显著线性正相关，y=83.826x-17.726（n=499，R2=0.724 3）。贵德县耕层土样2的土壤全氮含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着极显著线性正相关，y=62.801x+25.341（n=146，R2=0.724 8）。贵德县耕层土样3的土壤全氮含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着显著线性正相关，y=35.871x+81055（n=30，R2=0.309 1）。协作项目土壤全氮含量（x）与土壤碱解氮含量（y）之间存在着极显著线性正相关，y=51851x+5628（n=318，R2=0.788 1）。相关结果见图9～12。

根据4组不同测定时期的土壤碱解氮测定值与相关方程预测值<5 g/kg样品个数统计结果显示，土样1中有105个土样符合平行样误差要求<5 g/kg，占总样本数的21%；

土样2中有33个土样符合平行样误差要求<5 g/kg，占总样本数的23%；

土样3中有4个土样符合平行样误差要求<5 g/kg，占总样本数的13%；

即使协作项目可决系数R2=0.788 1，用其相关方程预测的结果符合误差要求的样本数为38个，占总样本数的12%。

通过贵德县耕层土样1实际测定值与预测值之间所进行的u测验，得u=-1.490 4，|u|（1.490 4）