本科毕业论文
学 院：化学与生命科学学院
专业班级：ds工艺地理112班
毕业年份：2015
姓 名：梁木风
学 号：110846037
指导老师：胡明
职 称：副教授
第二导师：张全峰
工作单位：渭南市土肥所
陕西白水农业土壤养分现状分析
梁木风
(渭南师范学院 化学与生命科学学院11级2班)
摘要：本文主要以白水县为研究对象，利用手持GPS定位，在2010年采集农业用地0～20cm土壤样本500个，对有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌的含量进行了测定，并利用EXCEL2007进行数据录入、统计、处理、分析。通过分析发现，白水县土壤养分有机质的均值14.13 g/kg，碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为59.06mg/kg、11.93mg/kg、146.07mg/kg。土壤养分微量元素有效铁、有效锰、有效铜、有效锌的含量分别为3.79mg/kg、5.28mg/kg、1.76mg/kg、1.34mg/kg。其中碱解氮和有机质为低肥力水平，只有有效磷和速效钾含量达到了中等肥力水平；各养分含量均为中等变异。有效铁和有效锰含量缺乏，有效铜和有效锌含量适中。各微量元素均为中等变异性。从现状分析来看，该区的土壤养分和土壤微量元素均与该区域土壤的类型、气候、岩层、成土条件、人为外在因素等有关。 关键字：土壤养分；现状分析；合理施肥；白水县
1引言
土壤具有为陆生植物提供水分、热量、二氧化碳、氮素等多种营养物质的功能，是植物进行光合作用把水分和二氧化碳合成有机质的场所[1]。土壤养分则是土壤肥力的物质基础，是土壤的基本属性和本质特征。目前，国内外对土壤养分的研究主要侧重于结合GIS技术对土壤养分进行空间变异性研究，如杨勇[2]等通过克里格插值并制图，准确了解土壤养分含量的分布状况，并运用半方差函数分析，得出土壤中有机质、全氮、有效磷存在中等空间相关性，速效钾的空间相关性较弱，为有针对性的进行施肥及有效利用土壤供了依据。而关中地区对土壤养分方面的研究多集中在秦岭北麓地区农用土壤方面，如戴相林[3]等在周至、户县、长安，研究农用土壤时发现秦岭北麓地区氮素、磷素盈余、钾素亏缺，应采取“减氮、控钾、增磷”的措施，进行合理施肥。对白水县土壤养分方面的研究比较少。虽然近20年来白水地区的主要农作物苹果的产量得到快速的提高，经济效益得到稳定增长，但是从长远利益来说，目前的优质土地资源还是很缺乏的。所以需要我们了解当地的土壤养分现状，并对其进行一些改善建议。只有提高土壤肥力，进行科学的养分管理，建立健康的农业生态系统。才能促进该地区农业的优质、高产、高效的发展。本文就白水县农业
土壤养分现状的分析，了解当地土壤现状，从而为该地区农业的发展，产量的提高提供科学依据。
2材料与方法
2.1区域概况
白水县位于陕西省东北部，处于关中平原与陕北高原的过渡地带，是关中与陕北的咽喉要地，因境内白水河而得名。介于东经109°16′～109°45′，北纬35°04′～35°27′之间。白水县属暖温带大陆性季风气候，年平均气温11.4℃，年平均降水量577.8mm[4]。
2.2样品采集
本文研究的数据来源于国家农业部在渭南市临渭区2010年实施的测土配方施肥补贴项目的土壤测试数据，采样区位于陕西省渭南市白水县。采样深度为0～20cm样品，每块地取15～20个样点混合，通过四分法保留1kg左右带回实验室经风干、去杂、过筛后用于有关项目测定，2010年共采集样品500个。
2.3样品处理
土壤养分测定采用常规分析方法[5]自然之道教学实录。土壤有机质采用重铬酸钾容量-外加热法；土壤碱解氮采用碱解扩散法；土壤有效磷经碳酸氢钠浸泡后，用分光度法测定；土壤速效钾采用乙酸铵浸提法测定；土壤有效铜、有效铁、有效锰、有效锌用等离子院子发射光谱法（ICP-AES）测定［6］。
2.4数据分析与处理
对不同样本数都使用于加权算术平均值的统计，并采用标准差和样本的变异系数等统计指标作为衡量平均值代表性强弱和测定值变化大小的变异指标。主要通过EXCEL2007进行数据录入、统计、处理与分析。
20世纪80年代起，我国曾开展了大规模的全国第二次土壤普查工作，初步建立了相应的土壤养分丰缺状况评价体系［7］。并分析各地的土壤养分状况并制定土壤养分评价指标体系。对当前开展的测土配方施肥工作具有重要的指导意义。土壤养分分级标准依据全国第二次土壤普查土壤养分丰缺指标体系和土壤养分变异性等级划分，如（表1、2、3）所示。
表1 土壤养分丰缺指标体系
级别 | 丰缺状况 | 有机质 | 碱解氮 | 有效磷 | 速效钾 |
一级 | 较高 | >40 | >150 | >40 | >200 |
二级 | 高 | 30~40 | 120~150 | 20~40 | 150~200 |
三级 | 中等 | 20~30 | 90~120 | 10~20 | 100~150 |
四级 | 低 | 10~20 | 60~90 | 5~10 | 50~100 |
五级 | 较低 | 6~10 | 30~60 | 3~5 | 30~50 |
六级 | 极低 | <6 | <30 | <3 | <30 |
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表2 土壤养分变异性等级
变异性等级 | 土壤养分 |
弱变异性 | CV≦10% |
中等变异性 | 10%﹤CV≦100% |
强变异性 | CV≧100% |
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表3 土壤微量元素养分丰缺指标
| 中毒性表皮坏死松解症 肥力等级 | 有效铁 | 有效锰 | 有效铜 | 有效锌 |
高 | ﹥20 | ﹥30 | ﹥1.8 | ﹥3.0 |
适中 | 10~20 | 15~30 | 1.0~1.8 | 1.0~3.0 |
缺乏 | ﹤10 | ﹤15 | ﹤1.0 | ﹤1.0 |
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3土壤养分统计特征分析
3.1养分的描述性分析
用经典统计学方法对白水县的土壤养分数据进行描述性统计，结果见（表4）。再由2009年的土壤养分有机质、碱解氮、有效磷、速效钾的平均值与2010年的平均值进行对比，得到（图1）陕西白水土不同年份壤养分对比分析图。
表4 白水县土壤养分描述性统计特征
统计特征 | 有机质（g/kg） | 碱解氮(mg/kg) | 有效磷br710(mg/kg) | 速效钾(mg/kg) |
范围 | 1.50~28.60 | 7.00~187.80 | 2.90~44.70 | 30.00~419.00 |
最小值 | 1.50 | 7.00 | 2.90 | 学习的艺术30.00 |
最大值 | 28.60 | 187.80 | 44.70 | 419.00 |
平均值 | 14.13 | 59.06 | 11.93 | 146.07 |
变幅（%） | 1807 | 2583 | 1441 | 1297 |
标准差(SD) | 4.39 | 23.16 | 6.41 | 64.67 |
变异系数(CV)(%） | 31 | 39 | 54 | 44 |
样品数 | 500 | 499 | 500 | 500 |
代表面积 | 42.51 | 42.51 | 42.51 | 42.51 |
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变幅，是衡量一组地理数据的最小值到最大值之间的一个变化幅度范围。数值越大，变化幅度越大。速效钾的变幅最小，有机质、碱解氮、速效磷的变幅居中，碱解氮的变幅最大，为2583%。土壤中氮主要来源于生物固氮、降水、灌溉、施肥等。白水县的农作物主要有苹果、小麦、玉米、棉花、蔬菜、油菜等，它们的固氮能力均比较弱，气候、地形地貌条件相似，故自然因素对土壤碱解氮的变化幅度影响不大，可能是人为因素方面的影响。在不同地区，对不同类型农作物的氮肥施加量不同。故碱解氮的变化幅度大。
标准差，是从平均概况衡量一组地理数据与平均值的离散程度。数值越大离散程度越高。有机质和速效磷标准差较小，碱解氮的标准差居中。有效钾的标准差较大，标准差为64.67。
变异系数，表示了地理数据的相对变化(波动)程度。有机质的变异系数最小为31%，其它变异系数均较大。由大到小依次为速效磷、有效钾、碱解氮、其中速效磷的变异系数达到54 %，差不多接近强变异。说明，有效磷含量数据相对变化程度大。土壤磷含量的高低，受土壤母质、成土作用、耕作施肥的作用影响。白水县农业耕土壤类型相似，可能受施肥方面影响大。白水县的农作物主要有苹果、小麦、玉米、棉花、蔬菜、油菜等，由于作物
不同其田间管理措施以及磷肥的施用量也不尽相同，所以不同地方土壤中有效磷的含量也不同。因此有效磷变异系数较高。
图1 陕西白水不同年份土壤养分对比分析图
3.2白水县土壤有机质现状分析
通过对白水农业区500个土壤样品分析，白水县农业区土壤养分分析结果（表4）。白水地区土壤有机质的平均含量为13.14g∕kg,最大值最小值的19.07倍，变幅为1807%，变异系数为31%，根据土壤养分变异性等级（表2）得出有机质变异为中等变异性。根据（表1）的土壤养分含量分级标准，白水的有机质含量的丰缺状况为低级。说明了该地区的有机质含量低。土壤有机质含量的多少，是土壤肥力高低的一项重要标志[8]。土壤有机质来源比较广泛，其中包括动植物残体、微生物体及其不同分解阶段的产物，以及由分解产物合成的腐殖质等[9]。白水县农用土壤区的气候、地形地貌条件相似，所以自然因素对土壤中有机质整体含量影响不大，可能是人为因素方面的影响。近年来农民为了提高农作物产量，注重化肥的施用，而忽视的有机肥的施用。根据（图1）陕西白水不同年份土壤养分对比分析图，可以看出2010年的土壤有机质平均含量比2009年的稍有增加，增加0.53g/kg，可能是人为因素方面的影响，农民大力的施加有机肥料（绿肥、沤肥、堆肥等）。如秸秆还田，利用工农业废水、废渣培肥。
3.3白水县土壤碱解氮现状分析
氮是作物的生命元素，参与植物体内各种代谢过程。对作物的生长发育及其产量品质影响
深刻而复杂。土壤碱解氮作为土壤氮供应的一个重要强度指标，直接影响着农作物的生长发育。通过对白水农业区499个土壤样品分析，得到白水县农业区土壤养分分析结果（表4）。
白水地区土壤碱解氮的平均含量为59.06mg∕kg,最大值是最小值的26.83倍，变幅为2583%，变异系数为39%，根据土壤养分变异性等级（表2）得出碱解氮变异为中等变异性。根据（表1）的土壤养分含量分级标准，白水的碱解氮含量的丰缺状况为较低级。说明了该地区的碱解氮含量很低。经过调查研究表明，我国耕地土壤含氮量一般都在0.02%-0.2%之间，高于0.2%的很少，大部分低于0.1%，而华北、西北地区大部分的地区土壤耕地层含氮量不足0.1%，南方地区含氮量在0.1-0.2之间[10]。而陕西属于北方地区，则说明它的土壤耕地层含氮量不足0.1%，含氮量低。土壤中氮主要来源于生物固氮、降水、灌溉、施肥等。白水主要属于陕西关中渭北平原地区，主要的农作物种植为苹果、小麦、玉米等。它们的固氮能力比较弱，小麦和玉米在有机态氨化过程中易挥发。其次是降水，白水位于温带地区，年降水量少，带入土壤中的氮素也相对较小。施肥主要是施用有机肥料和氮素肥料。内在外在因素都加剧了西北白水地区的含氮量降低。根据（图1）陕西白水不同年份土壤养分对比分析图，可以看出2010年的土壤碱解氮平均含量比2009年的明
显降低，降低了8.84mg/kg。农民要想提高农作物的产量和质量，必须想方法提高该地区的土壤含氮量。可以加大氮肥的施加力度。明确氮肥的合理施肥比例和最佳的施肥时期。提高氮肥利用率。提高土壤含氮量，提高产量和质量。
强风化3.4白水县土壤有效磷现状分析
通过对白水农业区500个土壤样品分析，得到白水县农业区土壤养分分析结果（表4）。
白水地区土壤有效磷的平均含量为11.93mg∕kg,最大值是最小值的17.19倍，变幅为1441%，变异系数为54%，根据土壤养分变异性等级（表2）得出有效磷变异为中等变异性接近强变异性。根据（表1)的土壤养分含量分级标准，白水的有效磷含量的丰缺状况为中等级。说明了该地区的有效磷含量适宜。从总体上看，我国自南向北或自东向西，土壤含磷量呈现递增趋势，华南的土壤中的砖红壤含磷量最低，东北的黑土，黑钙土和内蒙的栗钙土含磷量最高，而华中的红、黄壤以及华北的褐土、棕壤介于两者之间[10]。而陕西白水地区位于北方地区，所以土壤含磷量适中。土壤全磷含量的高低，受土壤母质、成土作用和耕作施肥的作用很大。一般来说，基质火成岩的的风化母质含磷量多于酸性火成岩的风化母质，我国黄土母质全磷含量比较高。大量的资料统计结果证明，我国不同地带气
候区的土壤有效磷与全磷含量呈正相关的趋势[11]。陕西白水位于黄土高原渭北地区，黄土母质全磷含量高，其有效磷的含量也相对高。其次是施用磷肥。根据（图1）陕西白水不同年份土壤养分对比分析图，可以看出2010年的土壤有效磷平均含量比2009年的稍有降低，降低了0.17mg/kg。该耕作区要想提高产品的产量和质量需要提高土壤有效磷含量，应该加大磷肥的施加力度，合理施肥。有效提高其肥力。
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