李春雨, 加鵬華, 王樹濤, 李金鹿, 陳亞恒, 許 皞,3

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 河北 保定 071000; 2.河北省自然資源規(guī)劃院,石家莊 050000; 3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)土資源學(xué)院, 河北 保定 071000)

土壤是具有一定肥力的疏松層，供陸地植物生長(zhǎng)，受氣候、地形、人為活動(dòng)、時(shí)間等因素共同作用形成的空間連續(xù)體[1]，其中土壤養(yǎng)分是土壤最為精華的一部分，包含土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等植物生長(zhǎng)必須的元素，是組成土壤肥力的重要部分，還在一定程度上體現(xiàn)了土壤肥力水平的高低[2]，而土壤肥力的高低決定土壤生產(chǎn)能力的高低。耕地作為半人工半自然性質(zhì)的系統(tǒng)，人類活動(dòng)干擾以及農(nóng)事活動(dòng)在一定程度上影響著土壤養(yǎng)分的空間變異[3-4]。尤其在山地地區(qū)，由于山區(qū)垂直地帶性的緣故，局域小氣候所形成的土壤環(huán)境的差異，土壤養(yǎng)分的空間變異差異明顯，土壤理化性質(zhì)隨著山地高度上升呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律：海拔增加，土壤溫度降低，土壤水分狀況變?yōu)槌駶?rùn)，風(fēng)化程度下降，土壤中黏粒含量減少，土壤發(fā)育程度有較大的差異[5-6]。因此，在研究了解了耕地土壤養(yǎng)分的分布規(guī)律，才可以更好地保護(hù)耕地和提升耕地質(zhì)量。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，空間信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用[7-9]，在國(guó)內(nèi)學(xué)者研究中，嚴(yán)玉梅等[10]在對(duì)陜西省土壤養(yǎng)分分布特征研究中，在ArcGIS中運(yùn)用到克里金插值法，繪制出了陜西省全域耕地養(yǎng)分的分布圖，為陜西省耕地有效合理施肥提供依據(jù)。胡明等[11]在研究渭南市潼關(guān)縣耕地養(yǎng)分分布特征中，利用Arc GIS 9.3地統(tǒng)計(jì)分析模塊中的克里格插值法繪制土壤的養(yǎng)分空間分布變化圖，為當(dāng)?shù)睾侠硎┓省⑻岣呒Z食產(chǎn)量提供理論依據(jù)。劉合滿等[12]在探究西藏東南部色季拉山土壤氮素的空間分布中，采用地統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件GS+9.0進(jìn)行空間變異模型及局部克里金插值分析，探明了土壤氮素的空間分布，為其地區(qū)生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)。以上文獻(xiàn)中都運(yùn)用到了空間信息技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用可以直觀明了的了解土壤發(fā)育狀況和土壤養(yǎng)分分布及空間變異情況。這可以推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，提供精準(zhǔn)施肥是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心，根據(jù)耕地養(yǎng)分的分布狀況、作物需肥量以及產(chǎn)量，從而調(diào)節(jié)施肥量、施肥時(shí)間等，保證化肥利用的高效率，從而達(dá)到以合理的資源獲得最大產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和自然資源。這在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)耕地保護(hù)和管理中起到至關(guān)重要的作用。

阜平縣在其獨(dú)特的地理位置上，全域?yàn)樯絽^(qū)，垂直差異突出，有著“九山半水半分田”的稱謂，耕地資源稀少，耕地土壤養(yǎng)分含量的高低影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[13]，進(jìn)而影響農(nóng)民最基本的收入，關(guān)乎農(nóng)民最基本的生計(jì)問題，并且長(zhǎng)期以來農(nóng)民對(duì)于耕地土壤養(yǎng)分狀況認(rèn)知缺乏，從而盲目施肥，沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精準(zhǔn)施肥，不僅浪費(fèi)資源而且還引起農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染問題。因此，更好地了解和管理耕地成為阜平縣鄉(xiāng)村振興與扶貧攻堅(jiān)的重大任務(wù)。本研究利用2018年阜平縣農(nóng)業(yè)局耕地配方施肥項(xiàng)目土壤養(yǎng)分以及調(diào)查數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)和克里金插值方法研究阜平縣不同海拔梯度及各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕層土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀養(yǎng)分含量現(xiàn)狀及分布特征，為阜平縣耕地的管理保護(hù)以及科學(xué)合理施肥推動(dòng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 研究區(qū)域

阜平縣隸屬于河北省保定市，阜平縣全域面積249 396.95 hm2，隸屬河北保定市，位于北緯38°9′—39°7′，東經(jīng)113°45′—114°31′，地處河北省保定市西部，太行山中北部東麓，大清河水系沙河上游，是兩省四市九縣交匯處，北距首都北京275 km，南距省會(huì)石家莊110 km，西距山西佛教圣地五臺(tái)山78 km，東距古城保定140 km，域內(nèi)全為山區(qū)，屬太行山山系，境內(nèi)地形復(fù)雜，山巒綿亙，溝壑縱橫，地勢(shì)由東南(王快水庫，海拔200 m)向西北(歪頭山，海拔2 286 m)逐漸升高。主峰海拔在824.9 m以上的山峰有42座，其中歪頭山海拔2 286.2 m，為保定市最高峰。全縣耕地面積為16 451.23 hm2，根據(jù)阜平縣全域山區(qū)特點(diǎn)，以海拔高度劃分3個(gè)海拔分區(qū)即丘陵區(qū)(耕地占比為63.96%)、低山區(qū)(耕地占比為27.85%)和中山區(qū)(耕地占比為8.19%)，其中包含的鄉(xiāng)鎮(zhèn)及耕地面積見表1。

表1 阜平縣不同海拔梯度所包含鄉(xiāng)鎮(zhèn)

1.2 樣品采集

以《耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程(NY/T1119-2012)》為標(biāo)準(zhǔn)，以阜平縣農(nóng)業(yè)局發(fā)表文獻(xiàn)《2012年阜平縣13個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要農(nóng)作物配方施肥建議》為參考，因2012年農(nóng)作物配方施肥的采樣點(diǎn)坐標(biāo)位置點(diǎn)進(jìn)行了記錄，在原有點(diǎn)位進(jìn)行樣品采集，為保證兩期數(shù)據(jù)的可比性，此次采集也同上次采集時(shí)間、方法相對(duì)應(yīng)。于2018年10月份，在作物收獲后、施肥前進(jìn)行采集，按照阜平縣耕地分布、地形地貌以及土壤類型等特點(diǎn)，遵循全面性、客觀性、科學(xué)性原則均勻取樣；以田塊為單位，采取蛇形取樣法多點(diǎn)取樣，采樣田塊小于666.7 m2，取樣10份，666.7～2 666.4 m2取樣15份，大于2 666.4 m2取樣20份；樣點(diǎn)采取深度為耕層深度0—20 cm，并利用差分GPS儀確定樣點(diǎn)空間地理位置及海拔高度，將土壤樣品進(jìn)行四分法留取1.5 kg裝袋進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。

1.3 分析方法

采用李興民[14]文獻(xiàn)中土壤養(yǎng)分測(cè)定方法：土壤pH的測(cè)定采取電位法；土壤有機(jī)質(zhì)采取油浴加熱重鉻酸氧化——容量法測(cè)定；土壤堿解氮的測(cè)定為堿解擴(kuò)散法；有效磷的測(cè)定采用鉬銻抗比色法；土壤速效鉀測(cè)定采用乙酸銨浸提——火焰光度法。阜平縣土壤測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)經(jīng)Excel進(jìn)行匯總；以IBM SPSS Statistics 20軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)性描述分析以及相關(guān)性分析；采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)以ArcGIS 10中的地統(tǒng)計(jì)分析工具進(jìn)行克里金插值，繪制土壤養(yǎng)分分布圖。

1.4 耕地土壤養(yǎng)分含量等級(jí)劃分

在土壤養(yǎng)分狀況綜合評(píng)價(jià)過程中，以2018年測(cè)定的各指標(biāo)平均數(shù)作為依據(jù)，同時(shí)參照全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H土壤質(zhì)地情況，對(duì)土壤養(yǎng)分含量的等級(jí)進(jìn)行劃分，具體見表2。

表2 土壤養(yǎng)分等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 阜平縣耕地土壤不同養(yǎng)分含量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

阜平縣全域耕地土壤酸堿度平均值在7.08，其變化范圍在5.50～8.20，且變異系數(shù)為6.50%，處于10%以內(nèi)屬于弱變異。阜平縣全域土壤酸堿度主要集中在6.5～7.5，耕地土壤酸堿度屬于中性水平，占比65.42%；而不同海拔梯度下的酸堿性平均值也為7.08，全部屬于中性土壤水平，其中丘陵區(qū)、低山區(qū)以及中山區(qū)的變化范圍分別為5.8～8.0，5.5～8.1，6.5～8.2，變異系數(shù)除中山區(qū)(6.78%)其余均為6.50%，均屬于弱變異；丘陵區(qū)耕地土壤酸堿度大多集中在6.5～7.5，占比74.13%；低山區(qū)集中在6.5～7.5，占比68.02%；而中山區(qū)主要集中在6.5～7.5區(qū)間，占比為61.11%(表3—4)。

表3 農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量描述性統(tǒng)計(jì)

阜平縣耕地土壤酸堿度整體處于中性土壤水平，適宜作物的生長(zhǎng)，耕地土壤酸堿度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響不明顯。但是部分區(qū)域出現(xiàn)堿性土壤和酸性土壤，酸性土壤出現(xiàn)的原因可能是其在人類活動(dòng)頻繁區(qū)，受人為干擾導(dǎo)致的水土流失嚴(yán)重，使土壤發(fā)生鹽基溶脫現(xiàn)象，以及有機(jī)肥的施用量減少和化肥施用量的增多導(dǎo)致耕地土壤酸化[15]；而堿性土壤出現(xiàn)的原因可能是由于其海拔較高，腐殖質(zhì)積累較多形成的腐葉土，呈現(xiàn)出堿性耕地土壤，耕地土壤中并未出現(xiàn)強(qiáng)酸性和強(qiáng)堿性耕地土壤。

阜平縣全域耕地土壤有機(jī)質(zhì)的平均含量為21.84 g/kg，變化范圍為1.10～77.70 g/kg，變異系數(shù)為33.06%，處于10%～90%內(nèi)，屬于中等變異，阜平全域有機(jī)質(zhì)含量主要集中在中等含量10～20 g/kg和高等含量20～30 g/kg，分別占比為45.55%，42.34%。在不同海拔梯度分區(qū)的耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量中丘陵區(qū)、低山區(qū)和中山區(qū)有機(jī)質(zhì)均值分別為21.85 g/kg，21.92 g/kg，22.70 g/kg，變化范圍分別為1.10～77.70 g/kg，5.00～62.50 g/kg，12.70～52.60 g/kg，而變異系數(shù)分比為33.09%，33.12%，35.68%，均屬于中等變異。各海拔梯度耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量均值中，丘陵區(qū)集中在中等含量水平10～20 g/kg和高等含量水平20～30 g/kg，占比分別48.50%，42.05%，低山區(qū)集中在中等含量水平10～20 g/kg和高等含量水平20～30 g/kg，占比分別為38.92%，43.11%，中山區(qū)集中在高等含量水平20～30 g/kg，占比為43.06%。

阜平縣全域耕地堿解氮含量均值為70.53 mg/kg，變化范圍為4.10～266 mg/kg，變異系數(shù)為39.36%，屬于中等變異水平，其中堿解氮含量主要集中在中等含量水平60～90 mg/kg，占比為43.19%。在不同海拔梯度分區(qū)下，丘陵區(qū)、低山區(qū)與中山區(qū)耕地堿解氮均值含量分別為70.53 mg/kg，70.71 mg/kg，64.72 mg/kg，變化幅度分別為4.10～210 mg/kg，8.10～266 mg/kg，35.00～175.00 mg/kg，而變異系數(shù)分別為39.42%，39.44%，47.79%，均屬于中等變異水平。其中丘陵區(qū)耕地堿解氮主要集中在中等含量水平60～90 mg/kg，占比44.68%；低山區(qū)主要在中等含量水平60～90 mg/kg，占比40.00%；中山區(qū)集中在高等含量水平90～120 mg/kg與中等含量水平60～90 mg/kg，分別占比為31.94%，30.56%。

阜平縣耕地有效磷養(yǎng)分均值含量為22.43 mg/kg，變化幅度在1.30～135.80 mg/kg，變異系數(shù)為74.63%，屬于中等變異水平，其耕地有效磷含量主要集中在很高級(jí)別水平20～40 mg/kg和高等水平10～20 mg/kg，占比分別為29.63%，29.99%。在不同海拔梯度分區(qū)下，丘陵區(qū)、低山區(qū)與中山區(qū)耕地有效磷均值含量分別為22.38 mg/kg，22.41 mg/kg，26.41 mg/kg，變化范圍分別為1.30～135.80 mg/kg，2.40～112.40 mg/kg，4.10～88.10 mg/kg，而變異系數(shù)分別為74.71%，75.01%，68.27%，均為中等變異水平。其中丘陵區(qū)有效磷含量集中水平在高等含量水平10～20 mg/kg，占比為34.29%，低山區(qū)集中在很高等別水平20～40 mg/kg和極高水平>40 mg/kg，分別占比為38.92%，31.02%，而中山區(qū)集中在很高水平20～40 mg/kg和極高水平>40 mg/kg，分別占比34.72%，33.33%。

阜平縣全域耕地速效鉀養(yǎng)分含量均值為75.43 mg/kg，變化范圍在16.00～472.00 mg/kg，變異系數(shù)為52.09%，屬于中等變異水平，在阜平縣全域下的耕地速效鉀含量主要集中在中等含量水平50～100 mg/kg，占比為59.86%。而在不同海拔分區(qū)下的速效鉀含量情況有所不同，丘陵區(qū)、低山區(qū)和中山區(qū)耕地速效鉀含量平均值分別為75.21 mg/kg，74.75 mg/kg，83.73 mg/kg，變化幅度分別為16.00～360 mg/kg，21～472 mg/kg，46～367 mg/kg，而變異幅度分別為51.87%，52.66%，54.51%，均屬于中等變異。其中丘陵區(qū)耕地速效鉀含量主要集中在中等含量水平50～100 mg/kg，占比為62.45%，低山區(qū)主要集中范圍在中等含量水平50～100 mg/kg，占比為54.91%，而中山區(qū)集中在中等含量水平50～100 mg/kg，占比為44.44%。

由上述可知，土壤養(yǎng)分作為耕地土壤肥力的重要部分，能體現(xiàn)出耕地生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱，或通俗的表達(dá)為土壤上作物生長(zhǎng)的好壞以及作物果實(shí)產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的優(yōu)劣[16]，土壤養(yǎng)分是土壤肥力高低的內(nèi)部標(biāo)志指標(biāo)，是植物生長(zhǎng)過程中所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來源，它與土壤的質(zhì)量密切相關(guān)，能夠綜合反映土壤理化性質(zhì)[17]。當(dāng)前阜平縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷以及速效鉀含量均值分別為21.84 g/kg，70.53 mg/kg，22.43 mg/kg，75.43 mg/kg，在全國(guó)第二次土壤普查土壤養(yǎng)分含量等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)中分別處于高等級(jí)、中等級(jí)、很高等級(jí)以及中等級(jí)含量水平，由此可以了解到阜平縣耕地土壤養(yǎng)分達(dá)到中等偏上的水平，耕地土壤養(yǎng)分含量水平較高。

表4 不同海拔梯度養(yǎng)分分布占比 %

2.2 不同海拔梯度土壤養(yǎng)分空間分布特征

由圖1可以看出，阜平縣耕地土壤酸堿度從空間分布上呈現(xiàn)出不規(guī)則分布，全域大部分耕地土壤呈現(xiàn)中性，局部呈現(xiàn)出酸性或堿性土壤，其中大片的酸性土壤出現(xiàn)在吳王口鄉(xiāng)中部以及砂窩鄉(xiāng)中部，而堿性土壤分布在砂窩鄉(xiāng)西南部。從數(shù)據(jù)分析中可以從不同海拔梯度分區(qū)中尋找出一定規(guī)律性，隨海拔的升高堿性土壤、中性土壤和酸性土壤的占比有所改變，中性土壤的占比丘陵區(qū)(74.13%)>低山區(qū)(68.02%)>中山區(qū)(61.11%)，堿性土壤占比丘陵區(qū)(14.98%)<低山區(qū)(17.13%)<中山區(qū)(34.72%)，酸性土壤占比低山區(qū)(14.85%)>丘陵區(qū)(10.90%)>中山區(qū)(4.17%)。在海拔分區(qū)中可以看出中性土壤的占比隨著海拔的升高而逐漸降低，堿性土壤占比隨海拔的升高而增加，酸性土壤的占比隨海拔的升高呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢(shì)，表明海拔高度提升對(duì)阜平縣耕地土壤酸堿度有一定影響，需要根據(jù)其變化進(jìn)行土壤酸堿平衡處理，以保證耕地的良好性質(zhì)[18]。

圖1 阜平縣各養(yǎng)分空間分布

阜平縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量從空間分布上呈現(xiàn)出從東南向東北、西北以及西南方向輻射狀分布，其含量隨輻射方向呈現(xiàn)逐漸遞增的趨勢(shì)。其中耕地有機(jī)質(zhì)含量極高值區(qū)分布在吳王口鄉(xiāng)西南部、夏莊鄉(xiāng)西部以及大臺(tái)鄉(xiāng)北部，而有機(jī)質(zhì)含量較低區(qū)域位于史家寨鄉(xiāng)南部、王林口鎮(zhèn)北部、平陽鎮(zhèn)南部以及北果元鄉(xiāng)東北部。從海拔梯度分區(qū)數(shù)據(jù)角度來看，呈現(xiàn)出隨海拔的增加有機(jī)質(zhì)均值含量逐漸增加的趨勢(shì)，即丘陵區(qū)(21.85 g/kg)<低山區(qū)(21.92 g/kg)<中山區(qū)(22.70 g/kg)。結(jié)果表明，阜平縣耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量高海拔大部分地區(qū)不缺乏，但在低海拔和部分高海拔的區(qū)域需要注重結(jié)合配方施肥建議進(jìn)行有機(jī)肥的施用。

阜平縣耕地堿解氮含量從空間分布上呈現(xiàn)從東南到西北逐漸升高的趨勢(shì)，與海拔趨勢(shì)表現(xiàn)一致。其中堿解氮含量極高值區(qū)處于吳王口鄉(xiāng)南部、龍泉關(guān)鎮(zhèn)南部、砂窩鄉(xiāng)西南部以及大臺(tái)鄉(xiāng)北部；而低值區(qū)分布在夏莊鄉(xiāng)中東部、城南莊鎮(zhèn)東部、北果元鄉(xiāng)大部分區(qū)域以及天生橋鎮(zhèn)部分地區(qū)。從海拔梯度分區(qū)數(shù)據(jù)角度來看，耕地堿解氮的均值含量隨著海拔的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，即中山區(qū)(64.72 mg/kg)<丘陵區(qū)(70.53 mg/kg)<低山區(qū)(70.71 mg/kg)。該結(jié)果表明阜平縣東南部的耕地堿解氮含量偏低，需要適量施加氮肥。

阜平縣耕地有效磷含量在空間分布上呈現(xiàn)出東南低，向西北逐漸升高的趨勢(shì)。其中有效磷的極高值區(qū)出現(xiàn)在吳王口南部、砂窩鄉(xiāng)西南部、天生橋鎮(zhèn)南部、夏莊鄉(xiāng)南部、城南莊鎮(zhèn)西部以及臺(tái)峪鄉(xiāng)北部，而極低值區(qū)分布在王林口鎮(zhèn)的西南部。從海拔梯度分區(qū)可知，耕地有效磷含量的均值隨著海拔的升高呈現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)，即丘陵區(qū)(22.38 mg/kg)<低山區(qū)(22.41 mg/kg)<中山區(qū)(26.41 mg/kg)。該結(jié)果說明丘陵區(qū)，尤其是王林口鎮(zhèn)缺乏磷素，今后需重視磷肥的施用。

阜平縣耕地速效鉀含量的空間分布呈現(xiàn)出從東至西逐漸遞增的趨勢(shì)。其中速效鉀的極高值區(qū)出現(xiàn)在龍泉關(guān)鎮(zhèn)的西部以及夏莊鄉(xiāng)的西部，極低值區(qū)域出現(xiàn)在王林口鎮(zhèn)中部和大臺(tái)鄉(xiāng)南部。從海拔分區(qū)的角度，耕地速效鉀含量的均值呈現(xiàn)出隨著海拔升高先下降后升高的趨勢(shì)，即低山區(qū)(74.75 mg/kg)<丘陵區(qū)(75.21 mg/kg)<中山區(qū)(83.78 mg/kg)。表明阜平縣中山區(qū)部分地區(qū)速效鉀含量比較缺乏，需要結(jié)合精準(zhǔn)配方施肥措施來提高耕地土壤質(zhì)量。

綜上，可以看出阜平縣丘陵區(qū)和部分低山區(qū)、中山區(qū)存在土壤養(yǎng)分缺乏狀況，其可能由于阜平縣全域?yàn)樯降?，耕地分布較為零散，難以管理，施肥量無法跟進(jìn)以及耕地大多處于河流階地，土壤多為洪沖積土壤，沙粒較多，結(jié)構(gòu)性差、根系少及疏松多孔，受到雨水沖蝕嚴(yán)重，土壤中大多數(shù)有效養(yǎng)分易溶于水，可隨水土流失等[19]，影響耕地土壤養(yǎng)分含量。

2.3 土壤各養(yǎng)分與海拔的相關(guān)性

由表5可知，阜平縣耕地有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷以及速效鉀均與海拔呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，表明海拔要素對(duì)耕地土壤養(yǎng)分影響極為顯著，而土壤pH與海拔并沒有表現(xiàn)出顯著相關(guān)性，表明海拔的變化對(duì)土壤pH影響較小或無影響。

表5 土壤各養(yǎng)分與海拔相關(guān)性

從土壤各個(gè)養(yǎng)分與海拔的相關(guān)性分析中可以看出，阜平縣耕地土壤養(yǎng)分含量的空間分布特征主要是由于海拔的變化而導(dǎo)致的土壤環(huán)境發(fā)生變化而導(dǎo)致的。其原因可能為隨著海拔的升高，土壤的水熱環(huán)境發(fā)生變化，高海拔的降水量增加，溫度下降，并且阜平縣的中山區(qū)擁有著省級(jí)自然保護(hù)區(qū)——銀河山自然保護(hù)區(qū)。隨著海拔的升高腐殖質(zhì)的分解主要受到溫度的限制，低溫導(dǎo)致的腐殖質(zhì)分解較為緩慢，以及自然保護(hù)區(qū)大量的枯枝落葉的累積，以致有機(jī)質(zhì)的積累量高，而有機(jī)質(zhì)作為其他土壤養(yǎng)分的主要來源，堿解氮、有效磷和速效鉀的含量也隨之會(huì)增加，從而在阜平縣耕地土壤表現(xiàn)出有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量隨海拔的升高而增加，結(jié)果與趙超[20]一致。

2.4 土壤養(yǎng)分變化趨勢(shì)分析

由表6可知，當(dāng)前阜平縣耕地土壤養(yǎng)分與2012年測(cè)土配方施肥土壤養(yǎng)分相比，全縣域耕地有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量分別提升了1.11%，3.42%，0.13%，6.39%，其中速效鉀含量提升最為顯著，而有效磷含量提升不明顯，并且土壤養(yǎng)分等級(jí)均無變化。

表6 阜平縣2012-2018年土壤各養(yǎng)分變化趨勢(shì)

在各個(gè)鄉(xiāng)域下的土壤養(yǎng)分對(duì)比中，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高最顯著的是北果元鄉(xiāng)，提升17.29%，下降最顯著的為夏莊鄉(xiāng)，下降幅度為15.96%，養(yǎng)分等級(jí)變化的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為北果元鄉(xiāng)，從中等含量提升到高等含量；土壤堿解氮含量提升顯著的是北果元鄉(xiāng)、夏莊鄉(xiāng)和城南莊鎮(zhèn)，提升幅度分別為86.96%，47.80%，25.04%，下降最為顯著的為砂窩鄉(xiāng)，下降百分比為8.95%，養(yǎng)分等級(jí)變化的有北果元鄉(xiāng)、城南莊鎮(zhèn)和夏莊鄉(xiāng)，由低等含量上升到中等含量等級(jí)；土壤有效磷含量提升最為顯著的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有北果園鄉(xiāng)、史家寨鄉(xiāng)以及吳王口鄉(xiāng)，提升幅度分別為70.80%，40.18%，29.20%，下降幅度最為明顯的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有天生橋鎮(zhèn)和臺(tái)峪鄉(xiāng)，下降率分別為35.26%，20.04%，養(yǎng)分等級(jí)變化的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有阜平鎮(zhèn)、臺(tái)峪鄉(xiāng)兩者由很高等級(jí)降為高等級(jí)，而史家寨鄉(xiāng)、北果元鄉(xiāng)由高等級(jí)提升為很高等級(jí)；土壤速效鉀含量提升速率明顯的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有史家寨鄉(xiāng)和天生橋鎮(zhèn)，提升幅度分別為26.18%，21.85%，下降幅度明顯的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為平陽鎮(zhèn)，下降幅度為17.47%，并無養(yǎng)分等級(jí)變化的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

在2012—2018年這六年中，耕地土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀等養(yǎng)分均有所增加，可能由于阜平縣農(nóng)民這六年中重視把握精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，推崇耕地土壤的精準(zhǔn)配方施肥以及秸稈還田等措施。且當(dāng)?shù)剞r(nóng)民主要種植玉米、谷子等秸稈作物，秸稈來源充足，秸稈經(jīng)過人工粉碎，粉碎物經(jīng)過微生物礦化和腐殖化，產(chǎn)生豐富的有機(jī)質(zhì)和腐殖質(zhì)為農(nóng)作物提供大量的有機(jī)物料和養(yǎng)分，同時(shí)還可以提供作物需要的各種中、微量元素，有利于作物和土壤間養(yǎng)分的供需平衡，并且還具有一定的固氮功能[21-23]。秸稈還田還可以增加有機(jī)物料投入的同時(shí)還可以減少土壤水分的流失和減緩?fù)寥赖纳郴望}漬化[24]。在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中可了解到，同時(shí)在秸稈還田的過程中施加各種復(fù)合肥可以明顯增加土壤速效鉀含量和作物產(chǎn)量[25-26]，以上必然引起阜平耕地有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分的增加。

4 結(jié) 論

當(dāng)前阜平縣耕地土壤養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷以及速效鉀含量均值分別為21.84 g/kg，70.53 mg/kg，22.43 mg/kg，75.43 mg/kg，土壤pH均值為7.08。土壤pH值主要為中性水平，占比65.42%；土壤有機(jī)質(zhì)含量、堿解氮含量和速效鉀含量均表現(xiàn)為以中等含量水平為主，占比分別為45.55%，43.19%和59.86%，處于中等及以上的占比分別為98.76%，64.42%和75.96%；土壤有效磷含量主要處于高等含量水平，占比29.99%，而高等及以上水平占比74.15%，總體來看阜平縣耕地土壤養(yǎng)分狀況較為良好。

阜平縣耕地養(yǎng)分中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量在2012—2018年變化中增長(zhǎng)幅度分別為1.11%，3.42%，0.13%，6.39%，耕地土壤養(yǎng)分均有增加。并且耕地養(yǎng)分在空間分布上大體從東南向西北逐漸升高趨勢(shì)，在不同海拔分區(qū)的下的土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和速效鉀含量體現(xiàn)出的大致規(guī)律為隨海拔的升高而升高的趨勢(shì)。

阜平縣全域?yàn)樯絽^(qū)，海拔落差較大，不同海拔分區(qū)的耕地環(huán)境條件不同，因此需因地制宜的進(jìn)行合理配方施肥，其中丘陵區(qū)以及史家寨鄉(xiāng)南部和吳王口鄉(xiāng)北部需要注重有機(jī)肥的施用；北果園鄉(xiāng)、城南莊鎮(zhèn)、夏莊鄉(xiāng)以及天生橋鎮(zhèn)部分地區(qū)需要注重氮肥的施用；王林口鎮(zhèn)的有效磷低值區(qū)則需要注重磷肥的施用；王林口鎮(zhèn)中部和大臺(tái)鄉(xiāng)南部出現(xiàn)速效鉀低值區(qū)，其需注重鉀肥的施用；吳王口鄉(xiāng)中部以及砂窩鄉(xiāng)中部需要注重酸化土壤的治理，例如施加石灰、有機(jī)肥等措施，而砂窩鄉(xiāng)西南部則需要施用石膏、硫酸亞鐵等。

研究?jī)?nèi)容更新了阜平縣耕地土壤養(yǎng)分狀況，其中不足主要為耕地養(yǎng)分指標(biāo)選取不全面，缺少微量元素，不能準(zhǔn)確指導(dǎo)更加細(xì)化的作物需要養(yǎng)分的量。