移土培肥后土壤养分变化特征分析

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1、移土培肥后土壤养分变化特征分析以重庆市涪陵区移土培肥工程为例陈光银基金项目：2010年重庆市国土资源和房屋管理局科技计划项目2010171-04 第一作者简介：陈光银（1983-），男，汉，四川泸县人，硕士研究生，工程师，主要从事城市地貌与城市发展、土地整理与规划方面研究。E-mail：， 张孝成1 王锐1 陈凌静1 廖洪亮2 杨坤2（1.重庆市国土资源和房屋勘测规划院，重庆 400020；2.重庆市地质矿产研究院，重庆 400042）摘要：研究目的：说明移土培肥工程对土壤养分变化的积极影响，为今后表土剥离再利用工程提供理论支持。研究方法：采取土样进行化验，并对所得数据进行对比分析。研究结果：

2、通过对重庆市开县三峡库区移土培肥工程不同采样点土壤养分-移土培肥措施响应差异分析发现：以萝卜、白菜、花生、红薯、玉米和榨菜为代表的土地利用/覆被类型采取移土培肥措施和未采用移土培肥措施土壤养分均有不同程度的增加，不同土地利用/覆被类型采取移土培肥措施后土壤养分响应也有所不同。研究结论：移土培肥对工程区域土壤养分变异具有积极影响，说明以移土培肥为代表的表土剥离再利用工程具有较强的实际意义和推广价值。关键词：移土培肥；土壤；养分Soil Nutrient Analysis for Shift of soil fertilityFuling District of Chongqing City sh

3、ifting soil fertility project for exampleChen Ling1 Zhang Xiaocheng1 Wang Rui1 Chen Lengjing1 （1.Chongqing Institute of Surveying and Planning for Land Resources and Housing，Chongqing 400020；）Abstract: Objective: to provide theoretical support for the positive impact of the shifting soil fertility p

4、roject on Soil, topsoil stripping for future reuse projects. Methods: to collect soil samples for laboratory testing, and data obtained were analyzed. Results: by shifting soil fertility project in different sampling sites of soil nutrients on the the Kaixian Three Gorges reservoir area - shift meas

5、ures to respond to differences of soil fertility analysis: carrots, cabbage, peanuts, sweet potatoes, corn and mustard, as the representative of land use / cover taken to shift the soil fertility measures and did not use the shifting soil fertility measures soil nutrients have increased in varying d

6、egrees, different land use / cover types to take the shift of soil nutrients in the soil fertility measures the response is different. Conclusion: shifting soil fertility has a positive impact on soil nutrient variability of the project area, the shifting soil fertility, topsoil stripping and reuse

7、project has a strong practical significance and promotional value.Key words: Shifting soil fertility; soil; nutrient土地利用是自然和人类活动相互作用的综合过程，不同土地利用方式是决定土壤物理化学性质变化的重要因素1-2。特殊的人类活动对土壤物理化学性质变异影响明显, 包括对土壤干扰扩散、水土流失和养分变化的影响3-5。重庆市三峡库区移土培肥工程通过积极影响不同区域土壤发生、发展进程，有效解决移民安置给库周土地环境带来的巨大压力。通过分析具有代表性的表土剥离再利用工程重庆市三峡库区

8、移土培肥工程培肥前后土壤养分变异特征，为表土剥离再利用工程实施前后土壤养分变异规律提高参考，具有较强的理论及现实意义。1 材料与方法1.1研究区概况涪陵区地处重庆市中部，介于东经1065610743与北纬29213001之间，位于四川盆地和盆边山地过渡地带，境内地势以低山丘陵为主，地势东南高西北低，南部最低海拔138米，北部最高海拔1977米，气候属于中亚热带季风湿润气候，年均气温18.5C，多年平均降雨1221.7毫米，土壤以冲积紫色土为主。本次采样主要选取涪陵区移土培肥工程典型示范区石沱镇烈火村和天府村共计22个点作为研究采样点进行土壤样品采集和整理，采样区行政区划见表1。表1 研究区样点

9、区划行政村（镇）样点名称样点数量石沱镇烈火村FL1FL77石沱镇天府村FL8FL22151.2样品采集与测定研究采样时，在母岩一致的情况下，以采集不同经纬度，高程，坡度、坡向，土壤利用/覆被特征和移土培肥现状的土壤样品（具体特征见表2）。室内分析时，浓硫酸-重铬酸钾法测定土壤有机质，用半微量开氏消化法（GB717387）测定土壤全氮，用碱解扩撒法测定碱解氮，土壤全磷的测定采用（GB 83788）氢氧化钠熔融法，土壤有效磷采用氢氧化钠碱熔钼兰比色法，火焰光度计测定全钾，采用Mastersizer2000型激光粒度仪器。表2 研究区样点概况采样点维度经度高程(m)坡度()坡向()土地利用/覆被现状

10、覆土情况FL1N29 40 52E107 06 264135北偏西100白菜地没覆土(CK)FL2N29 40 52E107 06 264115北偏西100玉米地 没覆土(CK)FL3N29 40 52E107 06 264125北偏西100红薯地覆土3年FL4N29 40 52E107 06 264205北偏西100白菜地覆土3年FL5N29 40 52E107 06 264115北偏西100玉米地覆土3年FL6N29 40 50E107 06 273995北偏西100萝卜地覆土3年FL7N29 40 50E107 06 273965北偏西100榨菜地没覆土(CK)FL8N29 41 03E

11、107 07 294045北偏西100白菜地没覆土(CK)FL9N29 41 04E107 07 304035北萝卜地没覆土(CK)FL10N29 41 02E107 07 294005东偏南玉米地覆土3年FL11N29 41 01E107 07 293995东偏南榨菜地覆土3年FL12N29 41 02E107 07 272985东偏南榨菜地覆土3年FL13N29 41 02E107 07 273935东偏南25榨菜地覆土3年FL14N29 41 02E107 07 283955南榨菜地覆土3年FL15N29 41 01E107 07 293935南榨菜地覆土3年FL16N29 41 01E

12、107 07 293845南玉米地覆土3年FL17N29 41 02E107 07 2838911南萝卜地覆土3年FL18N29 41 02E107 07 273885南花生覆土3年FL19N29 41 02E107 07 283855南偏西5榨菜地覆土3年FL20N29 41 01E107 07 283945南偏西10玉米地覆土3年FL21N29 41 01E107 07 283945南红薯地覆土3年FL22N29 41 01E107 07 283996南榨菜地没覆土（CK）2结果与分析土壤养分是土壤的重要组成成分，是表征土壤质量的重要因子6。尤其是在移土培肥地区，土壤厚度增加及养分变化直接

13、影响培肥后土壤质量高低，是评价工程成败的关键，并对今后利用方式及生态演化产生影响。移土培肥土壤养分变化主要从土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾几个方面展开分析。2.1移土培肥措施土壤养分变异特征根据室内分析结果（表3）可见，采取移土培肥措施和未采取移土培肥措施土壤养分含量变异特征为：覆土大于未覆土。从土壤养分因子含量来看，土壤有机质从未覆土的8.72g/kg增加到覆土后的10.70g/kg，增加了1.98g/kg，变化率为22.70%；土壤全氮从未覆土的6.05g/kg增加到覆土后的6.66g/kg，增加了0.61g/kg，变化率为10.08%；土壤全磷从未覆土的1.07g/

14、kg增加到覆土后的1.50g/kg，增加了0.43g/kg，变化率为40.28%；土壤全钾从未覆土的8.18g/kg增加到覆土后的9.71g/kg，增加了1.53g/kg，变化率为18.70%；土壤碱解氮从未覆土的59.18 mg/kg增加到覆土后的66.43 mg/kg，增加了7.24mg/kg，变化率为12.24%；土壤有效磷从未覆土的12.76 mg/kg增加到覆土后的14.78 mg/kg，增加了2.02mg/kg，变化率为15.86%；土壤速效钾从未覆土的73.43mg/kg增加到覆土后的95.13 mg/kg，增加了21.69mg/kg，变化率为29.54%。变化量最小为碱解氮，为

15、12.24mg/kg，变化量最大为有机质，为1.98g/kg；变化率最小为全氮，为10.08%，变化率最大为全磷，为40.28g/kg。表明移土培肥工程对提高土壤养分变化有积极作用，其主要原因是：受移土培肥工程影响，覆土地区土壤厚度、质量均有所提高，进入土壤的动植物残体增加，土壤抵抗雨水侵蚀能力增强，土壤养分因子含量也呈上升趋势。表3 移土培肥措施下土壤养分变化量土壤养分因子未覆土覆土变化量变化率%有机质g/kg8.7210.71.9822.7全氮g/kg6.056.660.6110.08全磷g/kg1.071.50.4340.28全钾g/kg8.189.711.5318.7碱解氮mg/kg5

16、9.1866.437.2512.24有效磷mg/kg12.7614.782.0215.86速效钾mg/kg73.4395.1321.729.54图1 移土培肥措施下土壤养分变化率2.2移土培肥措施下不同土地利用/覆被现状土壤养分变异特征移土培肥不仅能改变土壤养分的总体性状，移土培肥措施下不同的土地利用/覆被类型土壤养分变化亦有所不同。本文采用的土地利用/覆被类型包括白菜、玉米、榨菜、萝卜、红薯以及花生，由表4可知，移土培肥措施下不同土地利用/覆被类型土壤有机质以萝卜最高，为11.56 g/kg，榨菜最低，为10.35 g/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为萝卜白菜花生红薯玉米榨菜

17、；土壤全氮以榨菜最高，为6.97 g/kg，花生最低，为5.17g/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为榨菜玉米白菜萝卜红薯花生；土壤碱解氮以萝卜最高，为87.85mg/kg，花生最低，为58.8mg/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为萝卜红薯榨菜白菜玉米花生；土壤全磷以玉米最高，为1.81g/kg，花生最低，为0.89g/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为玉米榨菜白菜红薯萝卜花生；土壤有效磷以萝卜最高，为21.42mg/kg，榨菜最低，为13.17mg/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为萝卜白菜花生红薯玉米榨菜；土壤全钾以白菜最高，为11

18、.13g/kg，红薯最低，为7.6g/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为白菜花生榨菜玉米萝卜红薯；土壤速效钾以花生最高，为1.2.2mg/kg，白菜最低，为6.77mg/kg，六种土地利用/覆被类型土壤有机质变异规律为花生萝卜榨菜玉米红薯白菜。通过移土培肥措施下六种土地利用/覆被类型土壤养分含量比较发现：土壤养分含量与土地利用/覆被类型有显著的相关性。表4 涪陵移土培肥典型区土壤主要作物养分含量种植作物有机质(g/kg)全氮(g/kg)碱解氮(mg/kg)全磷(g/kg)有效磷(mg/kg)全钾(g/kg)速效钾(mg/kg)白菜11.136.7761.51.4817.6211.

19、136.77玉米10.586.861.351.8113.578.7885.23榨菜10.356.9764.121.5313.1710.9299.95萝卜11.566.5287.851.1221.428.65102.2红薯10.865.9270.31.4413.797.663.6花生11.025.1758.80.8914.1711149.4不同的土地利用/覆被类型采用移土培肥和未采用移土培肥土壤养分亦有所差异（图3）：土地利用/覆被类型为白菜的土壤养分对比类型区，采用移土培肥措施和未采用移土培肥措施相比较，土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别增加了：30.71%，5.15%，49.50%，17.

20、95%；而作物可利用养分中的碱解氮、有效磷和速效钾分别增加了：3.89%，41.12%和11.13%；土地利用/覆被类型为玉米的土壤养分对比类型区，采用/未采用移土培肥措施，土壤有机质、全氮、全磷、全钾含量分别提高了：16.93%，21.18%，69.16%和32.95%；作物可利用养分中的碱解氮降低了2.14%，而有效磷和速效钾含量分别增加了：9.77%和14.55%；以榨菜为土地利用/覆被土壤养分对比类型区，采用移土培肥措施和未采用移土培肥措施相比较，土壤有机质以及氮磷钾等全效养分分别增加了：18.47%，19.61%，42.64%和18.12%；而作物可利用养分中的碱解氮、有效磷和速效钾

21、含量分别增加了13.78%，11.36%和23.70%；而以萝卜为主要土地利用/覆被土壤养分对比类型区，采用/未采用移土培肥措施相比较，土壤有机质提高了31.51%，而土壤有效养分中碱解氮、有效磷以及速效钾的增长范围在26.71%43.31%之间。图2 涪陵区主要土地利用/覆被类型移土培肥措施土壤养分差异图中养分指标说明：SOC：移土培肥措施下有机质含量 （g/kg）；SOC(CK)：未采用移土培肥措施下有机质含量；TN：移土培肥措施下全氮含量（g/kg）；TN(CK)：未采用移土培肥措施下全氮含量；AN：移土培肥措施下碱解氮含量（mg/kg）；AN(CK)：未采用移土培肥措施下碱解氮含量；T

22、P：移土培肥措施下全磷含量（g/kg）；TN(CK)：未采用移土培肥措施下全磷含量；AP：移土培肥措施下有效磷含量（mg/kg；AP(CK)：未采用移土培肥措施下有效磷含量；TK：移土培肥措施下全钾含量（g/kg）；TK(CK)：未采用移土培肥措施下全钾含量；AK：移土培肥措施下速效钾含量（mg/kg）；AK(CK)：未采用移土培肥措施下速效钾含量。3.结论通过对重庆市涪陵区三峡库区移土培肥工程典型示范区石沱镇烈火村和天府村土壤样品的采集和测定，分别从各采样点移土培肥条件下土壤养分响应特征进行测定和计算，测定结果展示了涪陵区基于相似土地利用类型下，采取移土培肥和未采取移土培肥土壤养分含量的异质

23、特征，也展示了不同土地利用/覆被类型基于相同移土培肥模式下土壤养分变异特征。由于不同移土培肥区土壤养分本底值、耕作模式差异性等客观条件的不同，移土培肥对土壤综合性质改良效果也有所差异。整体而言，采用移土培肥和不采用移土培肥对于同一种土地利用/覆被类型潜在养分的利用有较大差异。在对比土地利用/覆被的移土培肥响应特征中，首先采用移土培肥的土壤有机质含量比不采用移土培肥的土壤有机质含量增加了22.7%，土壤有机质一方面作为土壤重要的组成部分，含有植物所需要的营养元素，对土壤物理化学生物性质都有重要的影响，另外一方面，有机质在移土培肥土壤中含量的增大，也对土壤对重金属的降解，农药的缓冲作用以及其他无机

24、污染物的抑制都有着深刻的影响。此外土壤全效养分（氮磷钾）在移土培肥中也有一定的增加（全氮增加10.08%，全磷增加40.28%，全钾增加18.7%），这是种植作用潜在的营养物质来源，也是土壤肥力和土壤持续性生产力的重要保障，最后植物可以利用的有效养分，包括碱解氮，有效磷和速效钾在移土培肥土壤中大体上也有不同程度的增加（碱解氮增加12.24%，有效磷增加15.86%，速效钾增加29.54%），这类养分的提高为作物在短期内提供稳定充足的养分，实现其经济价值也有重要作用。移土培肥措施的生态意义和可能存在的潜在经济价值包括：1、土壤有机质、氮素、磷素，钾素等库区土壤养分在移土培肥工程实施后的改良和累积

25、，有效的促进了土壤肥力的蓄积，增强了土壤供应和协调作物生长的能力，为库区土壤潜在生产力的有效发挥提供了重要养分保障和肥力基础。2、土壤肥力及其生产力在移土培肥工程中的改善，为库区表土资源再利用价值更全面的体现和更深入的挖掘提供了一个重要的应用平台和研究课题，因为具有稀缺属性的土壤养分通过移土培肥结合坡改梯工程这一人为定向性和目的性的迁移和固定作用，不但对土壤养分和土壤生产力的空间格局进行了二次分配，而且更重要的是对土壤生产力特别是表土资源再利用的价值进行了有效整合和优化配置。3、通过移土培肥工程，表土资源再利用价值可能在库区农业经济发展和生态环境保护两个层面会有更深刻和更全面的体现，首先，库区

26、农业经济发展的表现之一就是表土养分资源为农业经济作物提供稳定、均匀、充足和适当的肥力而保证其产量保持在高产和稳产的范围内，从而最终促进移土培肥实施区农业经济的可持续发展；其次，在库区生态环境的敏感带和脆弱带内，移土培肥工程使表土资源再利用的价值可能会体现得更加重要，移土培肥工程对土壤有机质特别是土壤腐殖质的促进作用会有效提高库区土壤的环境容量阈值，使其能够容纳和转化更多在人类生产生活中排出的重金属污染物，增强土壤抵御污染物入侵的能力；同时还可以吸附和固定更多在耕作施肥过程中产生的过剩氮、磷营养元素污染，抑制因降雨侵蚀造成的库区水体富营养化的发生。此次对重庆市涪陵区三峡库区移土培肥工程典型示范区

27、土壤样品的采集、测定和数据收集，为进一步评价移土培肥工程中表土资源再利用效果、权衡工程实施过程中库区土壤生产力改良效应之间关系，提供了有效的数据支持；为移土培肥实施区未来若干年内的环境影响评价和农业经济发展规划提供了重要参考依据，最终为库区移土培肥实施区异质景观格局优化配置、和谐生态环境的科学构建提供了一定的理论支撑。参考文献（References）:1傅伯杰, 郭旭东, 陈利顶, 等. 土地利用变化与土壤养分的变化以河北省遵化县为例 J. 生态学报, 2001, 21( 6): 927-931.2徐波, 朱雪梅, 刘倩, 等. 川中丘陵区不同土地利用方式下土壤养分特征研究 以中国科学院盐亭紫

28、色土农业生态试验站小流域为例 J. 西南农业学报, 2011, 24（2): 663-668.3Brubaker S C, Jones A J, Lewis D T.et al. Soil properties associated with landscape positionJ . Soil Sci. Soc. Am. J,1993,57: 235-239.4Ovalles F A,Collins M E.Soil landscape relationships and soil variability in north central FloridaJ . Soil Sci. Soc. Am. J,1986,50: 401-408.5高雪松，邓良基，张世熔.不同利用方式与坡位土壤物理性质及养分特征分析 J. 水土保持学报, 2005, 19（2):53-56.6林昌虎, 张清海, 段培.贵州东部石漠化地区不同生态模式下土壤氮素变异特征 J. 水土保持学报, 2007, 21（1):128-130.