贵州兴仁市耕地土壤有效态与对应全量、pH、有机质的相关分析

鲍大忠，游桂芝，袁盛博

(贵州省有色金属和核工业地质勘查局二总队，贵州 六盘水 553004)

1 引言

据环境科学大辞典(2008)，土壤元素有效态指能被植物吸收利用的元素。土壤营养元素有效态含量的地球化学背景，与作物生长有着密切的关系(李延生等，2008；陆继龙，2002)。其有效态含量的高低受多种因素的影响，如土壤pH值、有机质含量、土地利用状况等，但土壤pH值与有机质含量被认为是重要的因素(于君宝等，2002；刘全友等，2000)。

本文以2017—2019年开展的1∶5万兴仁市耕地质量地球化学调查为基础，研究耕地土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效锌与对应点位全量、pH值、有机质等的相关性。

2 研究区概况

3 工作方法

3.1 样品采集方法

3.2 测试指标、方法及质量

本次采集耕地土壤样651件同时做有效态、全量分析，有效态分析碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效锌等，全量分析N、P、K、B、Mo、Zn、pH、有机质等。测试工作由四川省地质矿产勘查开发局成都综合岩矿测试中心完成，pH值采用pH计电极法；N、有机质采用酸碱滴定容量法；B采用发射光谱法；Mo采用电感耦合等离子体质谱法；P、K、Zn采用X射线荧光光谱法；碱解氮、有效钼、阳离子交换量分析测试主要采用容量法；速效磷、有效硼、有效锌、速效钾分析测试主要采用标准溶液同介质、高盐雾化器等离子体光谱法测定。样品经内外检，质量均合格。

3.3 数据统计方法

目前主要剔除异常值的方法有平均值加标准差法、四倍法、Grubbs法和Dxon法等(史舟等，2006)。本次使用Excel软件按平均值加标准差法对异常值逐次剔除后，再Excel、SPSS软件统计各类参数。

4 结果与分析

4.1 耕地土壤有效态及全量含量特征

对651件样本进行异常值逐次剔除后的632件样本，进行有效态及对应点位全量含量参数统计，结果见表1。

根据《土地质量地球化学评价规范》土壤养分分级标准，B、Mo、Zn总体处于一级(很丰富)水平；N、P、碱解氮、速效钾、有效锌处于二级(丰富)水平；K、有效钼处于三级(适中)水平；速效磷、有效硼处于四级(稍缺)水平。

表1 兴仁市耕地土壤有效态及对应点位全量含量特征表

4.2 土壤理化性质

4.2.1 土壤pH值

用Excel软件对兴仁市耕地土壤pH及有机质含量的各类参数进行统计，结果见表2。

土壤pH值是影响土壤肥力和作物生长的重要因素之一(师刚强等，2009；唐丽静等，2014)。酸碱度过低或过高都会影响养分吸收，使土壤失去耕作价值(唐丽静等，2014)。由表2，pH值平均值为6.37，最大值为8.50，最小值为4.15，pH值多数集中在5.50-8.00。根据《土地质量地球化学评价规范》对土壤酸碱度的评价标准，pH值以酸性为主，所占比例分别为47.94%，其次为中性、碱性，占比分别为19.78%、22.47%。

4.2.2 土壤有机质

表2 兴仁市耕地土壤pH及有机质含量特征表

4.3 有效态相关性分析

对651件异常值剔除后的632件样本，用SPSS软件对有效态含量与对应点位全量、pH值、有机质等的相关性及显著性水平进行了统计，结果分别见表3、表4、表5。

4.3.1 有效态与对应全量元素的相关性分析

由表3可知，碱解氮、速效钾、有效钼与对应的全量N、K、Mo含量在不同pH值条件下均呈极显著正相关；速效磷与对应K含量在pH值在酸性和碱性条件下呈极显著正相关；有效硼与B在酸性条件下呈极显著正相关；有效锌与Zn在酸性和中性条件下呈极显著正相关；在碱性条件下呈显著正相关。pH值呈酸性条件时，各有效态与对应全量均呈极显著正相关。

由表3可知，有效态与其它全量元素之间也存在一定的相关性，不同pH值，相关性各异。强酸条件下，有效钼、有效锌与N呈极显著正相关；速效磷与B、有效锌与P呈显著正相关；有效锌与K呈显著负相关。酸性条件下，碱解氮与P、Zn，速效钾与B，有效钼与N、P、Mo均呈极显著正相关；碱解氮与K呈显著负相关；有效钼与K呈极显著负相关。中性条件，碱解氮与P、Zn，有效钼与P呈显著正相关；有效锌与P呈极显著正相关；碱解氮与B、速效磷与Zn呈显著负相关；速效磷与N、有效钼与K呈显著负相关。碱性条件下，碱解氮、有效钼与P、有效钼与Zn、有效锌与N、B、Mo呈极显著正相关；碱解氮与Mo、Zn，速效磷与N呈显著正相关；碱解氮与K呈显著负相关。说明各有效态含量还受其它全量元素的影响。

P、 B元素含量分别处于丰富、很丰富水平，但速效磷、有效硼总体处于稍缺状态；Zn总体处于很丰富水平，而有效锌处于丰富水平，说明与耕地土壤强酸化有关。因此，施用碱性肥料适当提高pH值在一定程度上有利于P、B、Zn元素转换为速效磷、有效硼、有效锌。

表3 不同pH值条件下有效态与对应全量的相关系数

4.3.2 有效态与pH的相关性分析

由表4可知，各有效态含量与pH值在强酸-碱性总体样本中显示极显著正相关或负相关，其中碱解氮、有效钼、有效锌与pH为极显著负相关：速效磷、速效钾、有效硼与pH为极显著正相关。强酸条件下，各有效态与pH相关性不明显；酸性条件下，速效磷与pH呈显著负相关，有效硼与pH呈显著正相关；中性条件下，碱解氮与pH呈显著负相关；碱性条件下，速效磷与pH呈显著负相关，有效钼与pH呈极显著负相关。

表4 兴仁市耕地土壤有效态与不同pH值的相关系数

4.3.3 有效态与有机质的相关性分析

由表5可知，碱解氮与有机质在各种pH条件呈著性或极显著正相关；速效磷与有机质在在碱性条件下呈极显著正相关；有效钼与有机质在强酸条件下呈极显著正相关，在酸性和中性条件下呈著性正相关；有效锌与有机质在酸性和碱性条件下呈著性正相关；速效钾、有效硼与有机质的相关性不明显。pH条件由酸性向碱性渐变时，碱解氮、速效磷与有机质相关性有增强的趋势，但有效钼与有机质相关性有减弱的趋势。

表5 兴仁市耕地土壤在不同pH值条件下的有效态与有机质的相关系数

5 结论

(1)兴仁市耕地土壤碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效锌、N、P、K、B、Mo、Zn的平均含量分别为：141.66 mg/kg、5.16 mg/kg、172.28 mg/kg、0.42 mg/kg 、0.21 mg/kg、2.30 mg/kg、1.99 g/kg、15.52 g/kg、73.55 mg/kg、2.44 mg/kg、113.26 mg/kg。速效磷、有效硼总体含量处于稍缺乏状态，其余处于丰富或很丰富水平。pH平均值为6.37，以酸性为主。有机质平均含量为34.68g/kg，总体处于丰富水平。

(2)不同pH条件下，有效态与对应全量、pH、有机质相关性存在差异性。酸性条件时，各有效态与对应全量均呈极显著正相关；其它pH值条件下，少数关系不明显。碱解氮、速效磷、有效硼、有效钼与特定pH值呈极显著或显著正或负相关；碱解氮与有机质呈著性或极显著正相关，；速效磷、有效钼、有效锌与有机质在特定pH值条件下呈极显著或显著相关。

(3)在速效磷、有效硼缺乏地段，在强酸土壤中，施用碱性肥料适当提高pH值至酸性或施用磷、硼肥提高土壤P、B总量以提高速效磷、有效硼含量，进而提升农作物产品质量。