田双梅 尚武平 柴子荣 刘美红 高小丽

（1佳县农业技术推广中心，陕西佳县 719200；2佳县科技创新发展中心，陕西佳县 719200；3西北农林科技大学，陕西杨凌 712100）

土壤是陆地上具有肥力并能生长植物的疏松表层，由矿物质、有机物质、水分、空气、微生物等组成，是地表上体系最庞杂、功能最多样的生态系统之一。土壤肥力指标是土壤系统的重要组成部分，其含量动态变化不仅直接影响植物水肥供给[1]，而且还是耕地质量和土壤肥力评价的关键指标[2]。为健全耕地质量普查与专项调查相结合的耕地质量变更调查评价制度，全面摸清佳县耕地质量，自2018年开始有关人员对佳县土壤肥力随机监测，以期为科学施肥、耕地质量评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

佳县位于陕西省东北部、黄河西岸，距榆林市71 km。东隔黄河与山西临县相望，南邻绥德县、吴堡县，西连米脂县，西北接榆阳区，北以秃尾河与神木市为界。总土地面积2 029.82 km2。佳县地势西北高、东南低，可分为3个地貌差异明显的区域：北部丘陵片沙区（约30%）、西南丘陵沟壑区（约占52%）、东南黄河沿岸土石山区（约占18%）。佳县有耕地面积 3.13万 hm2、可利用草地 7.19万 hm2、林地面积11.6万hm2。在总土地面积中，25°以上的陡坡地占30%。佳县属于大陆性季风半干旱气候区，海拔高度675.0～1 339.5 m，年均降水380 mm，平均气温10℃，无霜期159 d。

1.2 试验方法

1.2.1 样品采集。根据《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》要求，结合佳县实际，确定大田采样点的密度[1-3]；利用GPS定位仪确定经纬度及海拔，并获取成土母质，记录灌溉方式、典型种植制度、常年平均产量等农田基础信息。本研究中2018—2020年共获取样点个数250个，遍布全县各个乡镇。

1.2.2 土壤养分指标测定。土壤样品采用常规方法进行测定，有机质釆用重铬酸钾-浓硫酸稀释热法测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提-钥锑抗分光光度法测定，速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定，全氮采用半微量开氏法测定。

1.2.3 研究方法。研究采用域值法结合邻近点比较法进行异常值剔除，将有效数据进行t检验，参考全国第二次土壤养分分级标准（表1）对数据进行划分等级，并进行空间克里格法应用。

表1 土壤养分分级标准

2 结果与分析

2.1 有机质

佳县2018年土壤有机质变幅为1.97～16.84 g/kg，平均为6.33 g/kg；2019年土壤有机质变幅为1.79～26.95 g/kg，平均为6.40 g/kg；2020年土壤有机质变幅为 3.86～21.26 g/kg，平均为 8.01 g/kg。2018—2020 年，有机质含量虽然属低水平，平均值均为五级水平，但均值呈现递增趋势（表2）。综合来看：2018年有50.00%的地点有机质含量水平为六级，43.33%的地点有机质含量水平为五级；2019年有机质含量水平为六级的地点比例减少，有机质含量水平为五级的比例与2018年持平，而有机质含量水平为四级的比例与有机质含量水平为三级的比例有所增加；2020年有机质含量水平较2019年均有所提高。就地区而言，除了与榆阳区相邻的方塌镇、王家砭镇、朱官寨镇、金明寺镇的有机质含量水平为四级外，其他地区2018年有机质含量水平分布相对均匀；与2018年相比，2019年有机质含量出现三级水平，且有机质水平为四级的乡镇增加了乌镇和佳芦镇；与前2年相比，2020年南区有机质含量水平提高明显（图1）。3年的有机质变异系数范围为38%～52%，属中等强度变异。近几年，随着国家对当地农业项目资金投入的增加，农业合作社大量涌现，当地一些荒废地块陆续被利用起来，但劳动力缺乏导致有机肥被化肥代替，土壤有机质含量增幅缓慢。

表2 不同年份佳县土壤养分状况

图1 佳县耕地土壤有机质分布情况

2.2 全氮

2018年土壤全氮变幅为0.06～0.81 g/kg，平均为0.31g/kg；2019 年土壤全氮变幅为 0.10～1.66g/kg，平均为 0.37 g/kg；2020年土壤全氮变幅为 0.23～1.48 g/kg，平均为0.50 g/kg（表2）。2018—2019年土壤全氮含量属低水平，平均值均为六级水平；2020年全氮平均含量水平提高到五级。综合来看：2018年全氮含量水平与2019年相似，其中87.78%的地点全氮含量属六级水平，10.00%的地点全氮含量属五级水平；2020年全氮各含量水平较前2年均有所提高，其中全氮含量水平属五级的地点数量是前2年的2倍以上。就地区而言，2018年与2019年全氮含量水平分布相对均匀，北区全氮含量水平较南区更优；与前2年相比，2020年全氮含量水平提高明显，特别是南区提高明显（图2）。

图2 佳县耕地土壤全氮分布情况

2.3 有效磷

2018年土壤有效磷变幅为1.12～38.56 mg/kg，平均为7.75 mg/kg；2019年土壤有效磷变幅为2.10～77.98 mg/kg，平均为13.37 mg/kg；2020年土壤有效磷变幅为 2.08～49.58 mg/kg，平均为 16.60 mg/kg（表2）。2018年土壤有效磷含量属中等水平，平均值属四级水平，2019年与2020年有效磷平均含量水平提高至三级。综合来看：2019年有8.75%的地点有效磷含量水平属六级，有效磷含量水平属五级、四级的地点各占15.00%；2020年有效磷各含量水平较前2年均有所提高，其中有效磷含量水平属五级的地点数量是前2年的2倍以上。就地区而言，2018年与2019年有效磷含量水平分布相对均匀，北区有效磷含量水平较南区更优；与前2年相比，2020年有效磷含量水平提高明显，特别是南区提高明显（图3）。

图3 佳县耕地土壤有效磷分布情况

2.4 速效钾

2018年土壤速效钾变幅为39～237 mg/kg，平均为 98.14 mg/kg；2019年土壤速效钾变幅为 52～567 mg/kg，平均为123.78 mg/kg；2020年土壤速效钾变幅为 47～493 mg/kg，平均为 128.24 mg/kg（表2）。2018年土壤速效钾属中等水平，平均值属四级水平，2019年与2020年速效钾平均含量水平提高至三级，均值呈现递增趋势。综合来看：2018年有62.22%的地点速效钾含量处于四级水平，25.56%的地点速效钾含量处于三级水平；2019年有48.75%的地点速效钾含量处于四级水平，51.25%的地点速效钾含量处于三级水平及以上；与2019年相比，2020年速效钾含量处于三级及以上水平的地点占比更高。就地区而言，除了佳芦镇速效钾含量出现低水平、大佛寺乡速效钾含量出现较高水平以外，2018年速效钾含量水平分布均匀；与2018年相比，2020年与2019年速效钾含量水平提高明显且分布均匀（图4）。

图4 佳县耕地土壤速效钾分布情况

3 结论与讨论

佳县境内矿产资源丰富，开发利用潜力大。然而，干旱气候、土地后备资源少严重制约佳县经济发展。因此，研究佳县耕地土壤养分空间分布特征具有重要意义。本研究以佳县县域范围为研究对象，对耕地土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾进行空间变异性研究[4-6]，结果有以下几点。

（1）2018—2020年佳县耕地土壤有机质平均含量水平属五级，变异系数为38%～52%，属中等强度变异。北区土壤有机质含量水平优于南区，且经济发达地区有机质含量水平优于经济落后地区；各年份土壤有机质含量水平表现为2020年＞2019年＞2018年。

（2）2018—2019年佳县耕地土壤全氮平均含量属于六级水平，2020年提高至五级水平，变异系数为38%～54%，属于中等强度变异。北区土壤全氮含量水平优于南区；各年份土壤全氮含量水平表现为2020年＞2019年＞2018年。

（3）2018年佳县耕地土壤有效磷平均含量属四级水平，2019—2020年提高至三级水平，变异系数为90%～93%，属于高等强度变异。各自然分区土壤有效磷含量水平分布均匀，且南区提升强度更大；各年份土壤有效磷含量水平表现为2020年＞2019年＞2018年。

（4）2018年佳县耕地土壤速效钾平均含量属于四级水平，2019—2020年提高至三级，变异系数为38%～65%，属于中等强度变异。各自然分区土壤有效磷含量水平分布均匀；各年份土壤速效钾含量水平表现为2020年＞2019年＞2018年。

本研究中土壤养分空间变异研究基于佳县县域尺度，属于小尺度研究。研究得出，土壤全效养分有机质、全氮均处于较低水平，虽然水平逐年增加，但幅度变化不是很大，需加强有机肥施用比例。土壤速效养分有效磷、速效钾均处于中等水平且水平逐年增加，幅度变化明显。就地区而言，南区各乡镇表现出更好的变化趋势。在今后研究中，会加入地形、起伏度、气候等自然因素以及施肥、灌溉、种植方式等人为因素[7]对土壤养分空间分布的影响，进而便于人们采取有效的农田管理措施。