0 引言
農田土壤有機質是土壤中各種營養元素特別是氮、磷的重要來源,是評價土壤肥力和土壤質量的重要指標[1],其含量高低直接關系到作物生長狀況的好壞[2].土壤有機質的作用主要表現在:一是提供作物生長所需的養分;二是改善土壤結構特性[3];三是全球碳平衡過程中非常重要的碳庫。土壤有機質的研究始于18世紀下半葉,Wallerius在其所著的作為農業化學研究第一本科學指南中,就對植物分解與腐殖質的形成及其若干特性進行了敘述。國內最早專門論述土壤有機質的著作為文啟孝的《土壤有機質研究法》,對推動中國有機質的研究起了較大作用[5].
近年來,隨著國家政策的調整,土壤有機質研究越來越受到農業科研工作者的重視,包括以下幾方面:一是簡單的區域土壤有機質現狀調查。如黃智磊等[6]運用數學統計分析方法,了解了保靖縣耕地土壤有機質現狀及其差異性;孫曉等[7]通過實地采樣及檢測分析,比較了長三角地區蔬菜大棚和露地菜地有機質含量差異。二是有機質積累規律研究。趙廣帥等[8]通過20年的NPK施肥定位試驗,深刻揭示了土壤有機質積累特征及平衡規律;姚春竹等[9]采用野外調查結合室內分析的方法,明確了生物結皮條件下土壤有機質含量的變化規律。三是有機質時空變異特征研究。程先富等[10]在GIS和地統計學支持下,運用克拉格法進行線性無偏最優插值,制作了土壤有機質含量的空間分布圖;周睿等[11]運用GIS和地統計學,揭示了上海市土壤有機質的時空變異規律,并探討其驅動因子。四是有機質影響因素。王靜等[12]通過對遼寧省主要保護地蔬菜生產區生產狀況進行實地調查、采樣分析,研究其土壤有機質含量變化特征,并分析種植年限、施肥等因素對其影響。
杭州市郊旱地以蔬菜生產為主,廣大市民對蔬菜產量的高低和質量的優劣越來越重視。土壤有機質是影響作物生長的重要因素,為保證蔬菜產量和質量,必須了解該區域的土壤有機質現狀。目前,對土壤有機質的研究較多,但都是大區塊的現狀及時空變化分析,針對杭州市郊的土壤有機質未見報道。因此,筆者通過對杭州市郊旱地土壤有機質含量現狀進行研究和分析,提出針對性的改良措施,旨在為維持并提升我市蔬菜生產能力提供科學依據。
1 材料與方法
1.1 研究區概況
杭州市位于浙江省偏北地區,地處長江三角洲南翼、杭州灣西端、錢塘江下游、京杭大運河南端,市區中心地理坐標為北緯30°16′、東經120°12′。地形復雜、溫和濕潤、,屬亞熱帶季風性氣候,常年平均氣溫17.1℃,常年平均降水量1455 mm.市郊土壤類型主要為潮土,少數為水稻土、濱海鹽土及紅壤等。農作物以種植蔬菜為主。
1.2 土壤樣品的采集與分析方法
結合杭州市郊旱地蔬菜等作物的種植情況以及土壤、地貌類型等,于2009-2013年選擇不同區域具有代表性的旱地土壤作為研究對象,采用全球定位儀(GPS)技術,記錄采樣點經緯度,采用多點(15~20 個)混合采樣法采集耕層(0~20 cm)土壤,混合后采用四分法,留1 kg左右土壤帶回室內供分析用。共采集土壤樣品251個,代表農田面積2530 hm2.土壤樣品經室內自然風干后,用木棍碾壓,過0.25 mm 孔徑尼龍篩,采用油浴加熱-重鉻酸鉀容量法[13]測定有機質含量。
1.3 數據分析方法
采用Excel軟件對數據進行分析。
2 結果與分析
2.1 土壤有機質含量總體情況
據杭州市郊旱地251個土壤樣品測定結果可知,土壤有機質含量變化幅度在7.59~52.87 g/kg范圍內,平均值為26.61 g/kg,根據《浙江省標準農田地力調查與分等定級技術規范》[14]中有機質分級標準,屬中等水平(20~30 g/kg),標準差為8.05,變異系數0.30.土壤有機質含量>30 g/kg的較高量和高量水平的樣本比例為39.44%,代表農田面積 279 hm2,占杭州市郊旱地總面積的11.03%;土壤有機質含量在20~30 g/kg之間的基本能滿足糧食高產所需的中量水平樣本占38.65%,代表農田面積 1147 hm2,占杭州市郊旱地總面積的45.33%;土壤有機質含量<20 g/kg 亟需進行地力培肥的樣本比例為21.91%,代表農田面積1104 hm2,占杭州市郊旱地總面積的43.64%,詳見表1.
2.2 各等級旱地土壤有機質分布情況
分析表2有機質等級分布數據可知,一等2級旱地土壤有機質均處于中高量水平,其中居于中量和較高量 (20~40 g/kg) 水 平 的 分 別 占 該 等 級 的 55.1% 和44.4% ;二等 3 級旱地土壤有機質以中低量 (10~30 g/kg)為主,分別占該等級的 52.2 和 35.4%;二等 4 級旱地土壤有機質含量≤20 g/kg 的比例高達 97.9%,其中處于低量水平(10~20 g/kg)的占該等級的40.4%,而處于極低水平(≤10 g/kg)的占該等級的 57.5%;三等 5級旱地土壤有機質全部處于極低量(≤10 g/kg)水平。因此,杭州市郊旱地等級越高,處于高量有機質水平所占的比例越高。