褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素

作者：申桐; 王恒飞; 杜文波; 周怀平; 王瑞; 张建杰; 靳东升; **岗^*

来源：中国农业科学, 2023, 56(21): 4259-4271.

• 土壤肥力
• 时空演变
• 褐土区
• 主控因素
• 寿阳县

【目的】探明褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素，为合理施肥及土壤培肥提供科学依据。【方法】基于山西省寿阳县1983、2007和2017年的土壤肥力(包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和pH值)数据，采用内梅罗指数法计算土壤肥力综合指数；通过随机森林(RF)方法定量土壤肥力演变的主控因素；利用GIS和地统计学相结合的方法，确定土壤肥力综合指数及其主控因素的时空演变特征和分布格局。【结果】(1)1983—2017年间寿阳县耕地土壤肥力水平总体呈上升趋势，肥力综合指数由1.16增至1.42，增加了0.26。土壤肥力指标变化具有明显的阶段性，1983—2007年，有机质、全氮和速效钾增幅明显，年均增加量分别为0.09 g·kg-1、0.0021 g·kg-1和1.61 mg·kg-1，而有效磷增幅不显著；2007—2017年，有机质、全氮和有效磷增幅明显，年均增加量分别为0.20 g·kg-1、0.01 g·kg-1、0.24 mg·kg-1，而速效钾增幅不显著。(2)RF分析结果显示，1983年寿阳县耕地土壤肥力的主控因素为全氮和有机质，贡献率分别为75.3%和17.8%;2007年土壤肥力的主控因素则为速效钾、有效磷和全氮，贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%;2017年变为全氮、速效钾和有效磷，贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%。(3)寿阳县耕地土壤肥力主控因素的变化存在显著的空间差异特征。1983—2007年，全域土壤有机质整体呈现增加趋势；全氮除在西北部和中部降低外，在其他区域均呈增加趋势；有效磷则呈现北部降低、南部增加的变化特征；速效钾在全域呈增加趋势。2007—2017年，有机质在东南部增加较快，其他区域增加较慢；全氮则呈现在县域中部减少、其他区域增加的变化趋势；有效磷在县域东部下降，其他区域上升；速效钾则呈现在东部和西部下降、中部上升的空间变化特征。【结论】34年以来，寿阳县耕地土壤肥力总体呈上升趋势，有机质、全氮、有效磷和速效钾是影响土壤肥力演变的主控因素，有机质、全氮和有效磷在南部增长较快，速效钾则在东部增长较快。未来建议寿阳县采取全区尤其是中部增氮，全区稳磷控钾的养分调控策略。

• 单位
  山西农业大学