江西省耕地土壤pH值和养分状况调查

姚冬辉，吴建富*，卢志红*，魏宗强，吴多基，朱安繁>

江西省耕地土壤pH值和养分状况调查

姚冬辉1,2，吴建富1,2*，卢志红1,2*，魏宗强1,2，吴多基1,2，朱安繁3>

(1.江西农业大学国土资源与环境学院，江西 南昌 330045；2.江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室，江西 南昌 330045；3.江西省土壤肥料技术推广站，江西 南昌 330046)

按中国第二次土壤普查推荐的土壤养分和pH值的分级标准，对2014年江西省5个不同区域(赣南、赣北、赣中、赣西、赣东北)的94个县(市)具有代表性的4 188个耕地土壤的养分和pH值的测定数据进行比较分析，探明江西省耕地土壤养分及pH状况。结果表明：江西省耕地土壤pH值平均为5.3，偏酸性；赣南、赣北耕地土壤有机质质量分数均值分别为28.5、25.8 g/kg，属中等水平，而赣中、赣西和赣东北土壤有机质质量分数均值分别为31.9、33.9、31.1 g/kg，属较丰富水平；赣南土壤碱解氮质量分数均值为144.4 mg/kg，属较丰富水平，其他4个区域的均值均高于150 mg/kg，属丰富水平；赣南、赣中土壤有效磷质量分数均值分别为21.8、21.6 mg/kg，属较丰富水平，其他3个区域的属中等水平；5个区域土壤速效钾质量分数均值均在50～100 mg/kg，属较缺乏水平。可见，江西省耕地土壤酸化严重，养分极不平衡。

耕地土壤；pH；养分；有机质；碱解氮；有效磷；速效钾；江西省

土壤养分是影响作物产量的关键因素，其含量、种类及适宜范围对农作物的生长、发育、产量和品质有重要的影响。而土壤pH值是通过影响土壤理化和生物学性质来影响作物生长、发育[1]。江西省是农业大省，有耕地面积约308.913 3万hm2，其中，高产田仅占33%[1]，严重影响了江西省农业的发展。有关江西省耕地土壤养分状况和pH值的研究已有一些报道[2-4]，但这些研究均是从省域尺度比较分析江西省耕地土壤养分和pH值的变化情况，缺乏不同尺度的区域性的耕地土壤比较分析；因此，本研究中，以2014年江西省5个不同区域定点监测的耕地土壤为研究对象，分析不同区域耕地土壤pH和养分状况，旨在为江西省不同区域土壤改良和合理施肥提供依据。

1　材料与方法

1.1　研究区概况

江西省位于长江中下游南岸，地处北纬24°29′14″～30°04′41″，东经113°34′36″～118°28′58″。其属中亚热带温暖湿润季风气候，气候温暖，无霜期长，年均温度16.3～19.5 ℃；雨量充沛，年降水量1 341～1 943 mm，表现为南多北少、东多西少，山地多、盆地少。区内耕地成土母质主要为第四纪红色黏土等酸性母质。土壤以红壤、黄壤为主，占江西省耕地总面积的66%。耕作制度以稻-稻-闲、稻-稻-肥、稻-稻-油、稻-油为主。

1.2　土样采集

2014年，江西省土壤肥料技术推广站选取江西省5个不同区域(赣南、赣北、赣中、赣西、赣东北)的94个农业县(市)定点监测耕地，采集其具有代表性的耕层土壤样品4 188个。根据耕地面积，采取“S”形随机多点取样法，混匀后用四分法留取1 kg土样装袋带回，置室内风干，过1 mm 和0.25 mm孔径筛，备用。

1.3　土样指标与测定方法

土样分析的常规指标有pH值和有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、水分质量分数6个指标。土壤养分、水分质量分数和pH值均按常规分析法[5]测定。

1.4　分级标准

参照《中国土壤》[6]的土壤养分分级标准(表1)，将有机质、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数分为6级，分别代表丰富、较丰富、中等、较缺乏、缺乏和极缺乏；pH值分6级，分别代表强碱性、碱性、中性、微酸性、酸性、强酸性。

表1　土壤养分和pH值的分级标准

1.5　数据分析

采用Excel 2007和SPSS 19.0进行数据统计分析。

2　结果与分析

2.1　供试土壤pH值状况及分布特点

2.1.1土壤pH值状况

将4 188个耕地土壤样本数据进行统计分析，结果表明：耕地土壤pH值最低为4.1，最高为7.9，且以酸性为主；pH值为>4.5～5.5的样点最多，占总样点的76.00%；其次，>5.5～6.5的样点占20.70%；pH值为>6.5～7.5、>7.5～8.5、≤4.5的样点分别仅占2.46%、0.38%、0.46%。说明江西省耕地土壤酸化严重。

2.1.2土壤pH值的分布特点

将土样分析结果，按采样地点，在江西省地图上布点按区域进行统计的结果(表2)表明：江西省耕地土壤pH值平均为5.3，且赣北、赣西、赣东北、赣南、赣中耕地土壤的平均pH值依次减小；以赣北平原的pH值为最高，平均为5.4，pH值高于5.5的土样占35.42%，pH值为>4.5～5.5的土样占64.31%；赣西丘陵和赣东北平原的pH值较高，pH值高于5.5的土样分别占29.72%和29.10%，pH值为>4.5～5.5的土样分别占70.28%和70.09%；而赣南山区和赣中丘陵土壤pH值较低，pH值为>4.5～5.5的土样分别占80.80%和87.03%，pH值高于5.5的土样分别占19.20%和11.96%，赣中pH值不高于4.5的强酸性土样还占1.01%。

表2　江西省耕地土壤pH值的区域分布

2.2　供试土壤的养分状况及分布特点

2.2.1土壤养分状况

对4 188个耕地土壤样本进行数据统计分析的结果(表3)表明：①监测点耕地土壤有机质质量分数30.0 g/kg以上的样点占48.28%，>20.0～30.0 g/kg的样点占36.44%，而不高于10.0 g/kg的极少。说明江西省耕地土壤有机质质量分数总体偏高，达到高产农田的要求，这可能与近10年来推广稻草全量切碎还田、冬种紫云英有关。②监测点耕地土壤碱解氮质量分数极高，高于150 mg/kg的样点超过一半，占55.85%，最高达392.6 mg/kg；碱解氮质量分数为>120～150 mg/kg的样点占22.54%，而不高于90 mg/kg的样点仅占8.60%。说明江西省大部分耕地土壤碱解氮质量分数均达到高产农田的要求。③监测点土壤有效磷质量分数为>40、>20～40、>10～20、≤10 mg/kg的样点分别占10.22%、27.60%、37.75%、24.43%。说明江西省耕地土壤有效磷质量分数整体偏低。④监测点土壤速效钾质量分数高于200 mg/kg的样点仅占3.37%，>150～200 mg/kg的样点也只有7.38%，>50～100 mg/kg的样点占48.83%，而不高于50 mg/kg的样点还有21.01%。说明江西省耕地土壤缺钾严重，养分极不平衡。

表3　江西省耕地土壤的养分状况

括号中的百分数为占比。

2.2.2土壤有机质的区域分布特点

将土壤养分监测结果按采样点在江西省地图上布点，按区域进行统计分析的结果(表4)表明：江西省土壤有机质质量分数范围为9.0~65.5 g/kg，均值为30.2 g/kg；赣北(南昌、九江)耕地土壤的有机质质量分数最低，范围为9.0～58.2 g/kg，均值为25.8 g/kg，其中，不高于20.0 g/kg的占30.09%；赣西(宜春、新余、萍乡)耕地土壤的有机质质量分数最高，范围为12.8～65.5 g/kg，均值为33.9 g/kg，其中，高于30.0 g/kg的占64.15%；其他3个区域赣中、赣东北、赣南耕地土壤的有机质质量分数均值依次降低，有机质质量分数高于30.0 g/kg的土样分别占57.81%、52.73%和40.45%。

表4　江西省耕地土壤有机质的区域分布

2.2.3土壤碱解氮的区域分布特点

由表5可以看出，江西省土壤碱解氮质量分数平均为162.7 mg/kg，赣东北、赣西、赣中、赣北、赣南耕地土壤碱解氮的质量分数均值依次降低；赣东北、赣西、赣中耕地土壤碱解氮质量分数高于150mg/kg的土样均占60%以上，高于120 mg/kg的土样占比可高达80%以上；赣北、赣南耕地土壤碱解氮质量分数高于120 mg/kg的土样分别占76.56%和68.79%；全省耕地土壤碱解氮质量分数不高于90 mg/kg的土样仅占5.19%～12.42%。说明江西省耕地土壤有效氮含量丰富。

表5　江西省耕地土壤碱解氮的区域分布

2.2.4土壤有效磷的区域分布特点

由表6可见，江西省耕地土壤有效磷质量分数范围为3.0～83.3 mg/kg，均值为19.9 mg/kg；赣南、赣中、赣西、赣北、赣东北耕地土壤有效磷质量分数高于20 mg/kg的土样占比依次减少，分别为44.15%、42.10%、37.11%、32.09%、29.51%；土壤有效磷质量分数为>10～20 mg/kg的土样占比为35.11%～42.21%，赣北的为最高；而土壤有效磷质量分数不高于10 mg/kg的占比为20.74%～32.51%，赣东北的为最高。说明江西省耕地土壤有效磷含量差异较大，这可能与各区域种植制度和土壤酸化程度不同有关。

表6　江西省耕地土壤有效磷的区域分布

2.2.5土壤速效钾的区域分布特点

由表7可知，江西省土壤速效钾质量分数平均为87.8 mg/kg，各区域耕地土壤速效钾质量分数范围差异不大，但其均值以赣北的最高，赣南的最低；若以高产田土壤速效钾质量分数大于100 mg/kg来看，赣北、赣西、赣中、赣东北、赣南的土样占比依次降低，分别为37.29%、34.12%、31.69%、29.78%、20.64%；各区域耕地土壤速效钾质量分数为>50～100 mg/kg的土样占比差异不大(46.20%～51.10%)；赣南、赣东北、赣中、赣西、赣北的耕地土壤速效钾质量分数不高于50 mg/kg的土样占比依次降低，分别为33.16%、19.81%、18.90%、14.78%、14.77%。说明江西省耕地土壤普遍缺乏速效钾，尤其是赣南地区更甚。

表7　江西省耕地土壤速效钾的区域分布

2.3　供试土壤养分和pH值变异程度

从表8可以看出，江西省各区域耕地土壤有机质质量分数的变异系数为27.50%～35.54%，以赣北的最大，赣中的最小；赣南、赣北、赣西、赣中、赣东北耕地土壤碱解氮质量分数的变异系数依次减小；赣东北、赣中、赣西、赣南、赣北耕地有效磷质量分数的变异系数依次减小；而速效钾质量分数的变异系数则以赣南的最大，其他4个区域差异极小；赣西、赣北、赣东北、赣南、赣中土壤pH值的变异系数依次减小。说明江西省耕地土壤养分含量及pH值变幅较大。

表8　江西省不同区域耕地土壤的养分含量和pH值的变异系数

3　结论与讨论

中国90%的农田存在土壤酸化问题，且南方地区土壤酸化问题尤为突出，大部分土壤pH值已低于5.5，酸化面积和强度仍在进一步增加[7]，土壤酸化正日益威胁南方水稻的可持续发展。朱安繁等[8]研究指出，2013年江西省耕地土壤pH值平均为5.3，较全国第二次土壤普查下降0.2。本研究中，江西耕地土壤pH均值为5.3，与朱安繁等[8]的研究结果基本一致。本研究中，不同区域土壤酸化程度存在一定的差异，变异系数为7.51%～11.61%；赣北、赣西、赣东北、赣南、赣中耕地土壤的pH均值依次降低；全省耕地土壤pH值为>4.5～5.5的样点最多，占总样点的76.00%。分析其原因，可能与成土母质、耕作制度和施肥等方面有关[2,9-11]。说明江西省耕地土壤酸化严重，已成为制约江西省农业发展的一个重要因素。

农作物一生吸收的养分中，氮有30%～60%、磷有50%～70%、钾有40%～60%是来自土壤[12]，说明土壤养分环境对作物营养具有重要作用。朱安繁等[8]研究指出，江西省耕地土壤有机质质量分数为31.3 g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾质量分数分别为163.0、21.4、96 mg/kg，与全国第二次土壤普查相比，土壤养分稳中有升。黄自文等[4]对宜春市耕地土壤研究指出，与第二次土壤普查相比，土壤有机质和碱解氮含量增幅明显，速效磷含量有所增加，而速效钾含量变化甚微。本研究中，江西省耕地土壤有机质质量分数平均为30.2 g/kg，碱解氮、有效磷和速效钾质量分数平均分别为162.7、19.9、87.8 mg/kg，这与朱安繁等[8]的研究结果基本一致。本研究中，赣西、赣中、赣东北、赣南、赣北耕地土壤有机质质量分数均值依次降低，属中等和较丰富水平，其变异系数为27.50%～35.54%；赣东北、赣西、赣中、赣北、赣南耕地土壤碱解氮质量分数均值依次降低，属较丰富和丰富水平，其变异系数为32.62%～35.87%；赣南、赣中、赣西、赣东北、赣北耕地土壤有效磷质量分数均值依次降低，属中等和较丰富水平，其变异系数为65.92%～76.72%；赣北、赣西、赣中、赣东北、赣南耕地土壤速效钾均值依次降低，均处在50～100 mg/kg，属于较缺乏水平，其变异系数为50.13%～57.13%。说明江西省各区域耕地土壤养分变幅较大，且养分极不平衡，已成为制约农作物产量的另一个重要因素。

综上所述，建议江西省各区域应进一步加强土壤酸化改良力度，推广测土配方施肥、农作物秸秆还田、冬种紫云英、增施有机肥料等技术，提升耕地肥力质量，促进农业可持续发展。

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Investigation of the pH value and nutrient status of cultivated soil in Jiangxi Province

YAO Donghui1,2, WU Jianfu1,2*, LU Zhihong1,2*, WEI Zongqiang1,2, WU Duoji1,2, ZHU Anfan3

(1.College of Land Resources and Environment, Jiangxi Agricultural University, Nanchang, Jiangxi 330045, China; 2.Key Laboratory of Poyang Lake Basin Agricultural Resource and Ecology of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330045, China; 3.Soil and Fertilizer Technique Popularization Station of Jiangxi Province, Nanchang, Jiangxi 330046, China)

Based on the classification standards of soil nutrients and pH values recommended by the second national soil survey, the collected data of nutrient and pH value of 4 188 cultivated land soils from 94 counties(cities) in 5 different regions(southern, northern, central, western and northeast Jiangxi) in Jiangxi Province in 2014 were compared and analyzed to explore their soil nutrient and pH status. The results showed that the average pH value of cultivated soil was 5.3, which was slightly acidic. The average soil organic matter mass fractions of cultivated land in southern and northern Jiangxi were 28.5 and 25.8 g/kg respectively, belonging to the medium level, while the average soil organic matter mass fractions of central, western and northeast Jiangxi were 31.9, 33.9 and 31.1 g/kg, respectively, belonging to the relatively rich level. The average mass fraction of soil available nitrogen in southern Jiangxi was 144.4 mg/kg, which was a relatively rich level, while the average of the other four regions were all higher than 150 mg/kg, which was a rich level. The average mass fractions of available phosphorus in southern Jiangxi and central Jiangxi were 21.8 and 21.6 mg/kg respectively, which were relatively abundant, while those in the other 3 regions were medium. The average mass fraction of available potassium in the five regions were between 50 and 100 mg/kg, which was a relatively deficient level. It can be seen that the cultivated soil in Jiangxi Province is seriously acidified and nutrient is extremely unbalanced.

cultivated soil; pH; nutrient; organic matter; available nitrogen; available phosphorus; available potassium; Jiangxi Province

S158

A

1007-1032(2020)05-0574-06

姚冬辉，吴建富，卢志红，魏宗强，吴多基，朱安繁．江西省耕地土壤pH值和养分状况调查[J]．湖南农业大学学报(自然科学版)，2020，46(5)：574-579．

YAO D H, WU J F, LU Z H, WEI Z H, WU D J, ZHU A F. Investigation of the pH value and nutrient status of cultivated soil in Jiangxi Province[J]. Journal of Hunan Agricultural University(Natural Sciences), 2020, 46(5): 574-579.

http://xb.hunau.edu.cn

2019-12-12

2020-01-22

国家重点研发计划项目(2017YFD0301601)；国家自然科学基金项目(31660596)

姚冬辉(1996—)，男，江西新干人，硕士研究生，主要从事现代施肥技术与养分资源管理研究，qinghyqing@163.com；*通信作者，吴建富，博士，教授，主要从事土壤肥料与作物养分管理和土壤生态修复研究，wjf6711@126.com；*通信作者，卢志红，博士，副教授，主要从事土壤肥料学与重金属污染修复研究，luzhihong1@163.com

责任编辑：邹慧玲

英文编辑：柳正