近35年红壤稻区土壤肥力时空演变特征—以进贤县为例

摘要

[目的]明确红壤稻区典型县域农业生产中土壤养分的变化特征以及当前土壤肥力水平,为红壤稻田土壤培肥改良提供依据.[方法]通过数据收集和野外采样分析得到江西省进贤县1982年、2008年和2017年3个时期稻田耕层土壤属性的数据,统一选取土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷和速效钾作为土壤综合肥力评价指标,首先对3个时期各项肥力指标进行常规统计和差异性分析,采用主成分分析找出不同时期肥力差异的关键因子并确定权重,通过隶属度函数得到各项肥力指标的隶属度值,将各项肥力指标的权重和隶属度值加乘得到土壤综合肥力指数,最后结合土壤各项肥力指标和综合肥力指数的GIS空间分布图探究该区域稻田土壤肥力时空演变特征.[结果]1982-2017年进贤县稻田土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾均呈不同程度的上升趋势,土壤pH呈下降趋势.1982、2008和201 7年3个时期进贤县土壤pH的平均值分别为5.9、5.1、4.8,年均下降0.03个单位;35年来土壤pH整体由西部向东南和西北下降速率逐渐减低,2017年99％的稻田土壤处于酸性水平(4.5-5.5).35年间稻田土壤有机质含量的平均值由28.1 g·kg-1上升至36.8 g·kg-1,1982-2008年和2008-2017年土壤有机质年均增加速率分别为0.21和0.31 g·kg-1,201 7年土壤有机质含量在30-40 g·kg-1之间的稻田占比达94％,1982-2017年土壤有机质整体由东北向西南上升速率逐渐降低.1982-2017年土壤有效磷含量的平均值由7.0 mg·kg-1上升至32.1 mg·kg-1,201 7年进贤县以土壤有效磷含量在20-40mg·kg-1的稻田为主,占比75％.1982-2017年稻田土壤速效钾累积缓慢,1982-2008年和2008-2017年土壤速效钾年均增加速率分别0.58和0.53 mg·kg-1,201 7年进贤县稻田土壤速效钾含量平均值为73.2 mg·kg-1.稻田土壤碱解氮在1982-2008年和2008-2017年两个阶段增长均呈先快后慢的趋势,前后两个阶段的年增长速率分别为1.24和0.29 mg·kg-1,1982-2017年进贤县土壤碱解氮含量东南地区上升速率高,西北地区上升速率低.1982、2008和2017年进贤县稻田土壤综合肥力指数的平均值分别为0.43、0.50和0.55.3个时期稻田土壤肥力指标综合得分分别为:碱解氮有效磷＞pH＞速效钾＞有机质(1982年);pH＞有效磷＞速效钾＞有机质＞碱解氮(2008年);速效钾＞有效磷＞pH＞碱解氮＞有机质(201 7年).[结论]经过35年的长期耕作,进贤县稻田土壤肥力得到改善.当前进贤县稻田土壤仍存在碱解氮过量、速效钾亏缺、土壤酸化严重等问题.土壤碱解氮、pH和速效钾分别为1982年、2008年和201 7年3个时期造成进贤县稻田土壤肥力空间分布差异性的关键因素.