王斯娜

（辽宁省第二水文地质工程地质大队有限责任公司，辽宁 大连 116037）

1 引言

土壤是农业和自然生态系统的基础要素，土壤质量与人类的生存密切相关。然而，近年来诸如盐碱化、沙漠化、重金属污染、肥力退化、土壤侵蚀等问题日益显著，维持土壤健康状态成为生态系统可持续发展的必要条件。土壤质量定义为土壤作为重要生命系统在生态系统中行使其功能的能力，既维持生物的生产力，又维持或提高环境质量[1-2]。

对土壤质量准确的认识需要精确可靠的评价方法。指数法评价精度高及使用便利灵活，是土壤质量评价最为常用的方法，国内学者对一些典型地区诸如红松人工林、成都平原、浏阳烟区、莆田果园土壤等进行了土壤质量综合评价[3-5]，但进行土壤质量综合评价仅局限于少数农业发达地区，大多地区仍没有完善的评价体系和精准农业管理模式，同时对选用的指标及评价方法目前仍没有达成一致。棕壤是辽宁省的主要耕作土壤，而对于棕壤土壤肥力的研究集中在养分状况分析，对棕壤质量综合评价研究较少，现有研究也缺乏系统性和全面性。本文选用指数法选取十一项化学及物理指标，对沈阳东陵地区典型耕地棕壤进行综合质量评价，明确土壤质量状况及障碍因子，从而制定改良措施，同时为完善土壤综合质量评价体系提供研究基础。

2 材料与方法

2.1 研究区样品采集

供试土壤样品于2016年4月下一季种植开始前采于沈阳市东陵区（英达、深井子、白塔、祝家、桃仙等），采样深度为0～30cm，种植作物为玉米，土壤分类为棕壤。样品采集方法为野外GPS定位，多点混合后用采样袋封装，共采集58个土壤样品。

2.2 样品测定及数据处理方法

供试土壤预处理后进行实验室常规测定，设3次重复。使用Excel及SPSS软件进行数据处理。

3 结果与讨论

3.1 土壤质量评价指标权重的确定

本研究选取能够表征土壤养分循环、碳转化和固定、结构维持和缓冲性能的十一项土壤性质（有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、容重、团聚度、质地、CEC、耕层厚度和pH）作为土壤质量评价指标。本研究基于指标间的相关系数计算每项指标的权重值用来表征单一土壤性质对土壤综合质量状况的贡献率。十一项土壤质量评价指标间相关系数如表1所示,而后对单个土壤质量指标平均相关系数进行计算，从而确定权重值（表2）。从单个土壤质量指标的贡献率可以看出，养分指标（有机质、全氮、碱解氮、速效钾）和耕层厚度对供试区棕壤综合质量影响较大，而物理性质（容重、团聚度和质地）影响相对较小，可能是因为土壤养分指标直接影响土壤肥力和作物生长状况，而物理性质通常通过对水、气、热的调节来间接影响土壤质量。

表1 土壤质量指标间的相关关系

表2 土壤质量指标相关系数均值和权重系数

3.2 土壤肥力指标分值

本文采用线性评分法计算各项指标分值，线性评分的目标在于建立评价指标测定值与得分之间的线性关系，基于指标本身对于土壤健康的敏感性，将指标分成三类：“More is

其中x1和x2为指标的上限值和下限值，r1和r2为最适值的上下临界。

结果显示，碱解氮、全氮、容重和速效磷得分较高，尤其是速效磷平均分值为0.90。而有机质、速效钾、pH、稳定性系数及耕层厚度平均分值较低，尤其是速效钾平均分值只有0.32。通过对指标分值结果进行分析，影响供试区典型耕地棕壤质量的障碍因子如下：

①养分存在不平衡现象，主要表现为磷素含量较高而钾素严重不足。

②土壤有机质含量较低。

③土壤水稳定性团聚度较低，表现为结构不稳定。

（）（）

④由于长期耕作造成的耕层厚度降低。

⑤土壤酸化现象严重。

表3 土壤肥力指标分值

3.3 土壤质量综合评价

通过综合指数法进行土壤质量评价，计算公式为IQI=∑(Wi×Ni)，式中，Ni表示第 i个土壤质量指标的分值，Wi表示第i个土壤质量指标的权重系数，IQI(Integrated Quality Index)是土壤质量综合指数。根据土壤质量指数将土壤质量分为五个等级，很高，高，中等，低和很低水平（图1）。分级标准参考全国耕地类型区、耕地地力等级划分。

图1 土壤质量综合指数分级

将土壤质量分为很低（IQI＜0.2）,低（0.2≤IQI＜0.4）,中等（0.4≤IQI＜0.6），高（0.6≤IQI＜0.8）和很高（IQI≥0.8）五个等级。结果表明供试区耕地棕壤质量综合指数主要处于中等和高水平，比例分别为31.0%和41.4%。研究区土壤质量处于很高水平的只有3.45%，而仍有24.1%的土壤处于低和很低等级。土壤质量指标的评分结果显示该地区土壤的氮磷养分丰富，因此土壤质量整体较好，然而仍存在一些因子阻碍研究区土壤质量提升。针对供试区典型耕地棕壤障碍因子，该地区应采取以下措施来提高土壤综合质量。

①有机无机配合、平衡施肥的基础上重视钾肥的施用。增施有机肥，提高土壤养分，改善结构通透性。

②重视保护性耕作，施用微生物肥等改善土壤结构。

③适当控制氮磷肥和其他生理酸性肥料的施用，减少土壤面源污染的可能性，缓解土壤酸化。也可施用石灰等中和土壤的酸度，同时改善土壤结构。

④定期进行深耕，打破犁底层，增加耕层厚度。

4 结论

①东陵区耕地棕壤质量整体处于中等偏高水平，土壤样品整体表现为氮磷养分含量较高，容重适宜作物生长。

②养分指标对土壤质量的贡献率大于物理性质指标，速效钾含量、土壤团聚度、pH和耕层厚度是供试区土壤质量的主要障碍因子。