四湖地區(qū)潛育化水稻土養(yǎng)分狀況研究

四湖地區(qū)潛育化水稻土養(yǎng)分狀況研究

水稻潛積是一種廣泛分布于低產(chǎn)量土壤的類型。在我國南方稻區(qū),潛育化土壤約有4×106hm2。一般潛育化土壤分布在肥水條件較好的地勢低洼區(qū)域,土壤富含有機(jī)質(zhì),是一種潛在肥力較高的漬害型低產(chǎn)土壤[1～3]。因障礙因素較為單一,也較容易改造,在后備耕地資源基本枯竭的平原湖區(qū)是增產(chǎn)潛力最大的土壤類型。四湖地區(qū)系指長江與漢水及其支流東荊河之間的河間洼地區(qū),因境內(nèi)曾有4大湖泊(長湖、三湖、白露湖和洪湖)而得名。由于地勢低洼,洪澇災(zāi)害頻繁,被稱為湖北省的“水袋子”。四湖地區(qū)是我國南方特別是長江中游潛育化土壤集中分布的地區(qū)[4～6]。潛育化土壤也是該區(qū)主要的低產(chǎn)土壤類型。為了對四湖地區(qū)澇漬田潛育化土壤的肥力特點(diǎn)、特別是養(yǎng)分狀況及其障礙有一個(gè)全面的了解,1998年11月初,我們在晚稻收割后對四湖地區(qū)土壤潛育化狀況進(jìn)行了野外調(diào)查,調(diào)查區(qū)域跨四湖地區(qū)的潛江市、監(jiān)利縣和洪湖市。有關(guān)土壤潛育化作用的特點(diǎn)、形成條件、以及還原物質(zhì)積累等方面的研究有不少報(bào)道[2,3,6～9],本文依據(jù)土壤剖面調(diào)查和分析資料,側(cè)重討論四湖地區(qū)潛育化水稻上的肥力狀況及其養(yǎng)分障礙,為該區(qū)潛育化土壤改良利用提供依據(jù)。1研究項(xiàng)目和方法土壤剖面調(diào)查于11月初晚稻收割后進(jìn)行,調(diào)查路線為“三橫一縱”,“一縱”即沿四湖地區(qū)中心地帶的內(nèi)荊河沿岸,“三橫”位于內(nèi)荊河與長江之間、與內(nèi)荊河相垂直的3條路線即:潛江、監(jiān)利和洪湖。調(diào)查項(xiàng)目包括土地利用狀況、土壤類型、地形部位、剖面構(gòu)型、地下水位、亞鐵反應(yīng)和石灰反應(yīng)等(表1)。調(diào)查不同潛育化程度的土壤剖面共12個(gè)。剖面土樣風(fēng)干、磨碎、過篩,用常規(guī)方法測定土壤養(yǎng)分含量,部分樣品在風(fēng)干前測定了還原性物質(zhì)的含量。2潛育型土壤條件2.l不同潛育化程度土壤的剖面調(diào)查特征土壤剖面調(diào)查包括12個(gè)樣點(diǎn),依潛育程度可分為潴育型、中度潛育型及重度潛育型3種類型(表1)。從調(diào)查地點(diǎn)的地形部位看,重度潛育型土壤剖面主要位于內(nèi)荊河沿岸一線的湖濱地帶或湖垸底部,潴育型土壤剖面多在湖垸緩坡平原的中上部,中度潛育型剖面位于兩者之間。不同潛育化程度土壤除剖面構(gòu)型差異外,母質(zhì)、地下水位、亞鐵反應(yīng)和石灰反應(yīng)亦有明顯的差異。隨潛育化程度加重,地下水埋深變淺,亞鐵反應(yīng)加強(qiáng),而石灰反應(yīng)漸弱。在土地利用方面,隨潛育化程度加重,水旱輪作適宜性降低,復(fù)種指數(shù)漸小。2.2人工林土壤全氮含量指標(biāo)分別按耕作層、犁底層和心土層比較了不同潛育化程度土壤的養(yǎng)分狀況(表2),表明不同潛育化程度土壤的養(yǎng)分狀況存在明顯的差異。土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量隨潛育化程度加重而顯著增加。從潴育型到重度潛育型,耕層有機(jī)質(zhì)的平均含量從26.5g/kg增加到61.4g/kg,增幅達(dá)132%;全氮平均含量從1.14g/kg增至2.40g/kg,增幅110%。犁底層和心土層的趨勢相似。土壤全磷含量多在0.80g/kg以下,以耕層為例,重度潛育型的全磷含量明顯較低,而潴育型和中度潛育型之間無明顯差異,犁底層和心土層的趨勢類似。土壤有效磷含量以重度潛育型為最低,以土壤耕層為例,重度潛育型的有效磷含量較潴育型或中度潛育型低近40%。重度潛育型土壤各剖面層次的速效鉀含量顯著高于潴育型和中度潛育型土壤,相差幅度在30～50%,耕層、犁底層和心土層的趨勢基本一致。而緩效鉀含量在不同潛育化程度土壤之間沒有表現(xiàn)出明顯的差異。潛育化土壤較高的有機(jī)質(zhì)和全氮含量表明其潛在肥力豐富;而速效養(yǎng)分中,速效鉀含量也相對較高,有效磷含量則顯著偏低;從養(yǎng)分角度反映了潛育化程度對土壤肥力的影響。2.3影響土壤潛積量的因子分析2.3.1不同潛育型地下水位以平原湖區(qū)地下水位的動(dòng)態(tài)變化來反映水稻土剖面的水分狀況。據(jù)我們在監(jiān)利新興垸和洪湖小港農(nóng)場的地下水觀測資料,農(nóng)田地下水位主要由微地貌類型所控制,受灌溉、降水、排水和蒸發(fā)等過程所影響,有明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化,且動(dòng)態(tài)與土地利用方式有關(guān)。潴育型土壤地勢較高,常雙季稻作,植稻期間地下水位常常與地表水相連,曬田、落干時(shí)水位才顯著下降,稻作期間外地下水位較低;中度與重度潛育型土壤地勢較低,以中稻為主,稻作期間地下水位常高于地表,冬春季節(jié)常因積水難排而仍維持較高的地下水位。稻作期間外的過高地下水位是潛育化土壤肥力特征形成的重要條件。不同潛育化程度土壤的還原性物質(zhì)含量有明顯差異。依我們對洪湖小港農(nóng)場不同潛育化程度土壤剖面還原物質(zhì)狀況的測定,隨潛育化程度加重,氧化還原電位不斷降低,活性還原物質(zhì)和亞鐵含量顯著增加(表3)。較強(qiáng)的還原反應(yīng)和還原物質(zhì)積聚是潛育化土壤肥力的特征之一,也是該類土壤養(yǎng)分肥力狀況形成的條件。2.3.2不同潛育型土壤養(yǎng)分輸出情況由于潛育化現(xiàn)象對土壤利用多宜性影響,不同潛育化程度土壤的利用方式、復(fù)種指數(shù)和施肥水平有明顯的差異。據(jù)我們在四湖地區(qū)監(jiān)利、洪湖的調(diào)查,重度潛育型土壤常以一季中稻為主,復(fù)種指數(shù)僅120%;中度潛育型土壤以兩季為主,復(fù)種指數(shù)為180%左右;而潴育型土壤常作3季,復(fù)種指數(shù)近250%。土地利用方式和復(fù)種指數(shù)的區(qū)別直接影響了不同潛育化程度土壤的施肥水平和養(yǎng)分平衡,使土壤養(yǎng)分的輸入輸出狀況形成差異(表4)。養(yǎng)分盈虧的長期積累,進(jìn)而影響土壤肥力。2.4湖地區(qū)改善土壤理化性狀的措施潛育化土壤肥力具有地下水位高、還原反應(yīng)強(qiáng)、還原性物質(zhì)多、有機(jī)質(zhì)全氮等潛在養(yǎng)分豐富、速效鉀相對較高、有效磷含量偏低等特征(以重度潛育型為例),還存在著易澇、土地利用多宜性不足、復(fù)種指數(shù)低和單產(chǎn)水平低等問題?？舍槍ν寥罎撚潭?以綜合措施,合理利用潛育化土壤資源。(1)退田還水:對漬澇頻繁的重度潛育型土壤,宜改種水生經(jīng)濟(jì)植物或改為池塘養(yǎng)殖。以減輕災(zāi)害和排澇壓力、提高澇漬田的經(jīng)濟(jì)效益,克服植稻時(shí)的不利因素。該措施受投入的制約。(2)整治水系,清淤溝渠:四湖地區(qū)大片的低洼地,依靠以湖垸為單元的水利設(shè)施排澇治漬;近20年來日益嚴(yán)重的水系不暢、溝渠淤塞問題造成了土壤潛育