石家庄市鹿泉区褐土基本性质变化分析

□文/孙育强 刘胜蓝 方竹 肖辉 王贺

土壤pH、有机质和CEC，影响着土壤中许多化学反应和化学过程，间接影响到植物和微生物对所需养分的化学分解和吸收利用过程，在土壤生态系统物质循环、能量流动、土壤质量及生产力的维持和保育以及土地资源持续利用方面具有重要作用[1］。有机质及氮、磷、钾等土壤养分是土壤肥力的物质基础，其供给能力是衡量土壤供肥水平的重要指标[2］。本文以鹿泉区褐土为研究对象，探讨其重要理化性质及土壤养分的时空变化，为该区土壤的综合评价及合理利用提供基础数据与理论依据，并保证农业生产的持续稳定发展。

一、研究区概况与研究方法

（一）研究区概况

鹿泉区地处太行山中段低山丘陵和山前倾斜平原，属于暖温带半湿润半干旱季风气候区，年均气温12.3～13.2℃，≥10℃年均积温4507℃，年均降水量530 毫米，降水主要集中7～8 月份，降雨量为全年降雨量的59%，年蒸发量为2101.2 毫米。鹿泉区地势自西北向东南倾斜，根据地质地貌特点，可分四个地貌单元，即西部低山丘陵区、中部丘陵台地山洪冲积区、山前倾斜平原山麓冲积扇的上部、滹沱河河漫滩交接洼地。从低山、丘陵到山麓平原主要母质（母岩）类型包括残（坡）积物、黄土状物质、洪（冲）积物、人工堆垫母质等。

（二）土壤样品的采集与分析

2022年8～9月，以第二次土壤普查鹿泉区土壤图为基础，考虑地貌类型、土地利用状况等因素，选取8 个褐土剖面（大致对应有代表性的土壤亚类典型剖面位置）作为典型剖面（图1）依据《第三次全国土壤普查外业调查与采样技术规范》[3］进行土壤剖面挖掘，每个剖面挖掘深度在120 厘米以上，并根据土壤剖面形态差异给每个剖面划分出3～5个发生层次，采集各层土壤样品，同时观察记录剖面的环境景观、形态、母质、土地利用状况等信息（表1）。野外采样工作完成后，土壤基本理化性质分析依据《第三次全国土壤普查土壤样品制备与检测技术规范》[4］进行。

表1 供试土壤成土环境

图1 供试样点分布及剖面图

二、结果与分析

鹿泉区褐土表层颗粒组成与质地名称如表2 所示，土壤质地以砂质黏壤土和砂质壤土为主，土壤颗粒大小以2～0.02 毫米的砂粒为主。其中LQ-2 前东毗村剖面黏粒（＜0.002 毫米）最高，达到21.5%；LQ-8 南寨村剖面砂粒（2～0.02 毫米）最高达到71.8%，LQ-2 前东毗村的砂粒含量最低仅为47.0%。

表2 鹿泉区褐土机械组成与质地

（一）土壤性质的时间变化

由表3可知，1982～2022年，褐土表层pH平均值由8.5变为8.4减少0.1，碱性程度缓慢降低。有机质平均含量由5.57 克/千克上升至9.64 克/千克，上升幅度显著，有机质含量增加直接提高了土壤氮素供应水平和保肥供肥性能，鹿泉区40年来有机质含量一直呈上升趋势，直接反映了土壤供肥能力的持续增长。CEC 的平均值为11.60cmol/千克，比1982 年略有增加，反映了褐土区土壤保持养分的能力增加不明显。全氮含量由0.53克/千克上升到0.61克/千克，含量虽有升高，但与有机质含量上升幅度不匹配。有效磷平均值由3.55 毫克/千克上升到7.85 毫克/千克，增幅121.13%，上升幅度显著。速效钾含量由75.83 毫克/千克上升至81.90 毫克/千克，增幅8.00%，土壤速效钾含量与CEC呈显著的正相关。

表3 鹿泉区褐土基本性质随时间变化

（二）土壤性质的空间变化

1.不同地貌类型地区的褐土性质变化

由表4 知，在所采集样本中，LQ-8 号剖面pH 最高为8.78，LQ-3 号剖面pH 最低为8.37，可见鹿泉区不同地貌类型上褐土均呈弱碱性；LQ-6 号剖面有机质含量最高达19.8 克/千克，LQ-2 号剖面有机质含量最低只有4.85 克/千克，不同地貌类型区褐土有机质含量差异很大；除LQ-1 号剖面CEC 最低为9.85cmol/千克外，其余剖面CEC 均超过10cmol/千克，LQ-7 号剖面CEC 最高为15.25cmol/千克；LQ-6 号剖面的有效磷含量最高，为9.4毫克/千克，与有机质含量成正相关；LQ-7 号剖面速效钾含量最高，为117毫克/千克，与CEC数值成正相关。

表4 鹿泉区不同地貌类型褐土土性质变化

2.褐土不同剖面层的性质变化

土壤性质在剖面上下层间的变化如表5 所示。鹿泉区褐土的pH、CEC及速效钾受剖面深浅影响不大，变化无规律；全氮、有效磷与有机质在剖面由上到下不断下降的趋势基本一致，且在由耕作层向犁底层过渡时快速下降，耕作层以下则缓慢下降。

表5 鹿泉区褐土各层次基本性质

三、结论与讨论

鹿泉区褐土的表层pH 平均值40 年来由8.5 降为8.4，小幅度下降；表层有机质、全氮、有效磷平均含量均随时间变化呈现上升趋势，其中有机质及有效磷显示较大增幅，分别为73.07%和121.13%；CEC 及速效钾均呈现微小上升趋势，分别由原来的10.83cmol/千克、75.83 毫克/千克上升为11.60cmol/千克、81.90 毫克/千克。褐土不同地区土壤剖面pH、CEC、有效磷随剖面的下降变化趋势不规律；全氮、有效磷含量与有机质含量随剖面由上到下不断下降的趋势明显。