李贵宝¹ 尹澄清¹ 孙克刚² 焦有² 白乐高²

（1．中国科学院 生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室，北京 100085；
2．河南省农业科学院 土壤肥料研究所，河南 郑州 450002）

提　要　通过对河南省 1995 年取得的 1130 个土样进行了土壤全钾、速效钾和缓效钾的测定，并同第二次土壤普查（1985 年）的结果进行了比较。表明河南省土壤速效钾含量平均为 102.6mg/kg，与第二次土壤普查相比下降了 30.4mg/kg，年平均下降 3.04mg/kg；以豫东区土壤速效钾含量下降最多，为 46.5%，豫中区下降最少，仅为 6.8%。土壤缓效钾含量低的仅为 177.5mg/kg，高的达 2553mg/kg，平均为 863mg/kg。土壤全钾平均含量为 17.2g/kg，也下降了 10.4%；下降幅度最大的为潮土达 16.9%，褐土下降最低为 0.5%。

关键词　河南省；土壤；钾素资源

中图分类号　S153.6

文献标识码　A

文章编号　1000-3037(2000)02-138-05

　　近年来，我国北方地区随着农作物产量和氮、磷化肥用量的不断提高，作物从土壤中移走的钾量逐年增加，而以有机肥、秸秆还田和施用含钾化肥等形式归还土壤的钾量未能补足作物的移走量，致使土壤钾素长期处于亏缺状态^[1、2]。因此，对我国北方土壤钾素状况，钾资源亏缺的发展趋势以及钾肥应用前景做一个全面的估计，对于及早采取措施，科学地管理和利用土壤钾素资源，保证农业生产的持续稳定发展，具有重要的意义。本文从土壤钾素资源状况的分析入手，探讨河南省土壤钾素资源演变的特征，为钾素养分资源的综合评价和管理以及生态区划提供科学依据。

1 研究区域与方法

1.1 研究区域

　　研究区域为河南省，河南省处于黄河中、下游，位于东径
110°21′～116°39′与北纬 31°31′～36°22′之间，土地面积 16.7万km²，耕地面积 679万hm²；地处我国北亚热带与暖温带两个生物气候带的过渡地区，年均温 12℃～15℃，无霜期 190～230d，干湿冷暖四季分明，生物气候条件及土壤风化发育程度具有我国南北方的过渡特征，母质类型和土壤类型多样^[3]。在该研究中按 1985 年的第二次土壤普查，把河南全省分为 5 个地理区域，即豫北区、豫西区、豫中区、豫东区、豫南区，以便比较。

　　豫北区土壤母质多为残坡积物、洪积物与冲积物，主要种植制度为小麦—玉米/棉花，可灌溉面积大，生产条件好，秸秆还田面积大，是全省单产和产值最高的区域；豫西区土壤母质多为黄土母质与红土，主要种植制度为春玉米—冬小麦—夏玉米，可灌溉面积少，生产条件差，是全省单产和产值最低的区域；豫中区土壤母质多为洪积物与冲积物，主要种植制度为小麦—玉米/烟叶，灌溉条件良好，单产和产值在全省处于较高水平；豫东区土壤母质多为冲积物与湖相沉积物，主要种植制度为小麦—玉米/大豆/棉花/花生，地势平坦，增产潜力大；豫南区土壤母质多为冲积物、洪积物与湖相沉积物，主要种植制度为小麦/油菜—玉米/水稻/棉花/芝麻，土壤耕性差，时旱时涝，生产条件较差，是全省单产和产值较低的区域。

1.2 土壤取样与测定方法

　　在河南全省于 1995 年小麦播种前共采集 1130 个耕层土壤样品 (0～20cm)，其分布在全省 18 个地（市）110 个县的农田耕地中，每个土壤样品至少由 15 个土壤取样点的土壤混合而成。所采的土壤样品类型包括了河南省耕地土壤的所有土类，代表性广。土样取回后风干，过 2mm 孔径的筛，留作分析测定用。1985 年第二次土壤普查土壤速效钾含量的土壤样品统计数为 74000 个，土壤全钾含量的土壤样品统计数为 841 个，土壤缓效钾含量未测定。每个土壤样品也至少由 15 个土壤取样点的土壤混合而成。

　　对所有土样进行土壤全钾、速效钾和缓效钾的测定，测定方法与第二次土壤普查测定方法相同，即土壤速效钾的测定用 1mol/L NH₄OA_c浸提—火焰广度法，土壤全钾的测定用 NaOH 熔融—火焰广度法，土壤缓效钾的测定用 1mol/L HNO₃煮沸浸提—火焰广度法。

2 结果与讨论

2.1 土壤速效钾含量状况及其分区评价

2.1.1 河南全省总评

　　对全省 1130 个耕层土样的分析化验表明，土壤速效钾平均含量为 102.6mg/kg，比第二次土壤普查（1985 年）时的 133mg/kg 下降了 30.4mg/kg，年平均下降 3.04mg/kg。根据全国土壤普查养分分级标准统计^[3]全省各级土壤速效钾含量的耕地面积（表 1），可以看出河南省耕地的土壤速效钾含量主要集中于Ⅲ、IV 级内，分别占总耕地面积的 35.47% 和 49.68%。土壤速效钾含量低于 100mg/kg 的耕地面积占 54.6%，可见缺钾土壤面积较大。

表 1　土壤速效钾含量分级统计表 (mg/kg)
Table 1 The grade of soil readily-available K (Ka) content

　　土壤速效钾含量的丰缺程度及其分布状况除与土壤本身含钾矿物类型及数量有关外，与土壤所处的地理位置、土壤母质、土壤发育程度、土壤质地及利用方式、培肥程度等因素有密切关系。从全省看，土壤速效钾总的分布特征具有北、西高，南、东低的变化趋势。其含量高低的一般分布规律是：豫西、豫西北及豫南山地土壤，生物富集现象明显，速效钾含量较高，其中中山、山间盆地和山前洪冲积扇又高于低山和石质丘陵的上部；淮北及豫西南南阳盆地低洼区和豫西黄土丘陵区土壤速效钾含量次之，豫东、豫东北黄淮海冲积平原最低。其中黄淮海冲积平原因土壤质地类型不同，土壤速效钾含量有较大差异，粘质土速效钾含量较高，壤质土次之，砂质土含量较低；淮南垄岗区速效钾含量较低。

2.1.2 不同地理区域变化特征

　　按第二次土壤普查的区域划分，对全省 5 个地理区域的土壤速效钾含量进行了统计，其分布特点以豫西区、豫北区土壤速效钾含量较高，豫东区最低（图 1）。现分述如下：

图 1 不同区域土壤速效钾的动态变化
Fig.1 The change of soil available K in different regions

　　豫北区：系指黄河以北地区，包括安阳、濮阳、鹤壁、焦作和新乡 5 市，土壤速效钾含量平均为 108.5±49.5mg/kg(n=210)，略高于全省平均水平，以焦作最高，为 140.9mg/kg，居全省各地、市第 3 位，新乡次之，为 108.2mg/kg，鹤壁、安阳和濮阳较低，分别为 96.6mg/kg、89.2mg/kg 和 88.9mg/kg。从分级上看，主要集中于 III、IV 级，占 88.05%。该区土壤速效钾含量比 1985 年下降了 34.6mg/kg，相对下降 24.2%。

　　豫西区：包括三门峡和洛阳两市，土壤速效钾含量平均
144.9±54.6mg/kg(n=130)，是全省最高的区域，分别为 157.4mg/kg 和 141.7mg/kg，主要集中于 II、III 级，I～IV 级各级比例分别为 8.47%、27.97%、52.54%、11.02%。该区土壤速效钾含量比 1985 下降了 57.4mg/kg，相对下降 35.9%。

　　豫中区：包括郑州、许昌、漯河、平顶山 4 市，该区土壤速效钾含量平均
93.7±38.8mg/kg (n=176)，居全省第 3 位。本区速效钾含量，以郑州最高 100.4mg/kg，平顶山、漯河、许昌依次为 91.6mg/kg、91.1mg/kg、90.8mg/kg。分级上 I、II 级很少，只占 3.07%，III 级最多，占 60.09%。该区土壤速效钾含量比 1985 下降了 6.8mg/kg，相对下降 6.8%。

　　豫东区：包括开封、商丘和周口 3 市，是全省最低的区域，土壤速效钾含量平均为 83.4±46.7mg/kg(n=240)，以周口最高 (111.0mg/kg)，商丘次之 (82.1mg/kg)，开封是全省各地市最低的，平均只有 73.4mg/kg。该区土壤速效钾含量比 1985 下降了 72.4mg/kg，相对下降 46.5%。该区由于冲积母质质地类型的水平分布有区域性差异，近河道处以砂质土为主，远河道处以粘质土为主，二者中间以壤质土为主。所以不同地市土壤速效钾含量水平差异较大。周口距河道较远，粘质土分布面积较大，土壤速效钾含量居豫东区之冠；商丘次之；开封由于砂质土面积较大，其土壤速效钾含量最低。

　　豫南区：包括南阳、信阳和驻马店地区，土壤速效钾含量平均
89.5±38.4mg/kg(n=300)。其中以南阳土壤速效钾含量最高，为 104.3mg/kg；驻马店次之，为 86.4mg/kg；信阳最低，为 83.7mg/kg。该区土壤速效钾含量比 1985 下降了 39.0mg/kg，相对下降 30.4%。

　　河南省土壤速效钾含量的分布状况在时间和区域间的差异，一方面是土壤速效钾原来的本底值与不同的土壤母质和土壤类型分布的复杂性所致，另一方面是不同地区农业生产水平与土壤利用方式和培肥程度不同所致。豫东区土壤速效钾原来的本底值在 5 个区域中排第二，农业生产水平低下，投入亦低，靠掠夺式经营土地，因而下降最多；豫西区土壤母质多为黄土，土壤速效钾和缓效钾含量均很高，但农业生产条件差，干旱缺水，导致农作物产量水平低，作物带走的强度不大，因而尽管土壤速效钾下降幅度较高（下降幅度低于豫东区），但由于本底值高，目前仍是全省土壤速效钾较丰富的地区。豫北区土壤母质西北部为黄土，东北部为黄河冲积物，农业生产条件好，灌溉面积大，有机肥施用量特别是秸秆还田面积逐年增加，属于高投入高产出地区，土壤速效钾含量相对下降幅度较低，为 24.2%；豫中区土壤速效钾原来的本底值在 5 个区域中最低，加之农业生产条件好，投入水平亦高，因而下降最少。从图 1 可看出 5 个区域土壤速效钾含量排序的变化状况，1985 年普查时，顺序为豫西区>豫东区>豫北区>豫南区>豫中区；而现在变为豫西区>豫北区>豫中区>豫南区>豫东区。

2.1.3 主要土类土壤速效钾的含量及其动态变化特征

　　河南省共有 19 个土类，其中耕作土壤主要有潮土、褐土、砂姜黑土、水稻土、黄褐土和红粘土等。表 2 表明，土壤速效钾含量最高的土类是红粘土，平均含量 138.8mg/kg，几乎全部分布在豫西山地地区，其含量较高的原因与成土母质（第三纪和第四纪红土）有很大关系，土质粘重。褐土土壤速效钾平均含量 127.4mg/kg，居第二位，主要分布在京广线以西地区，从分级上主要集中在 III 级，占 51.50%，V 级极少，土壤母质多为黄土，这是形成褐土速效钾整体水平较高的原因之一。第三位是砂姜黑土，土壤速效钾含量为 110.5mg/kg，主要分布在南阳、驻马店和周口地区。分布最广泛的是潮土，土壤速效钾含量平均为 99.2mg/kg，接近全省平均水平，以豫东地区面积最大。水稻土土壤速效钾含量平均 88.9mg/kg，分布于信阳和黄河沿岸地区。黄褐土和黄棕壤土壤速效钾含量分别为 81.5mg/kg 和 71.8mg/kg。盐碱土是全省土壤速效钾含量最低的土类，平均 57.8mg/kg。

表 2　主要土类土壤速效钾、缓效钾和全钾含量的变化
Table 2 Change of soil readily-available K (Ka), slow-release K (Ks) and
total K content of soil type

　　自 1985 土壤普查以来，不同土类的土壤速效钾含量有较大幅度的下降，从表 2 可以看出，1985 年普查时，主要耕作土壤的速效钾除盐碱土低于 100mg/kg 外，其余各土类均高于 104.4mg/kg；1995 年测定表明，低于 100mg/kg 的有 5 个土类，占全省耕地面积的 62.3%。每个土类土壤速效钾下降速度不一，下降速度最快的为砂姜黑土和潮土，平均每年下降 5.6mg/kg 和 5.2mg/kg；水稻土下降较慢为 1.6mg/kg；褐土、黄褐土、盐碱土下降速度相近，为 2.5～2.9mg/kg。

2.2 土壤缓效钾和土壤全钾状况

2.2.1 土壤缓效钾

　　全省土壤缓效钾含量低的仅为 177.5mg/kg，高的达 2553mg/kg，平均值为 863mg/kg。土壤缓效钾小于 500mg/kg 的土壤样品数占取样数的 12.3%，500～750mg/kg 间的土壤样品数占 27.5%，750～1150mg/kg 间的土壤样品数占 45.8%，而大于 1150mg/kg 的土壤样品数占 14.4%，可见土壤的供钾潜力是较高的。由于 1985 年土壤普查没有测定土壤缓效钾，与河南省 1980～1982 年所取土样的分析结果
比较^[4]，土壤缓效钾下降了 55mg/kg，相对下降 6.0%，明显低于速效钾的下降幅度。

　　从表 2 可以看出各土类的土壤缓效钾含量状况同土壤速效钾基本一致。需要指出的是砂姜黑土土壤缓效钾含量低于黄褐土、黄棕壤、盐碱土、潮土，而其土壤速效钾含量高于这 4 个土类。另外，水稻土土壤缓效钾含量最低，而其土壤速效钾并不最低。因此，虽然土壤速效钾和缓效钾间存在着良好的相关性，但由于土壤速效钾含量易受耕作、施肥、作物吸收等影响而变化^[5、6]，所以在评价土壤钾养分状况时要具体问题具体分析。

2.2.2 土壤全钾

　　对土壤全钾重点进行了不同土类的测定（表 2），全省平均含量为 17.2g/kg，相对下降 10.4%。下降幅度最大的为潮土、砂姜黑土与黄棕壤，分别相对下降 16.9%、14.4% 与 14.4%；其次为黄褐土、红粘土与水稻土；褐土下降最低为 0.5%。与土壤速效钾和缓效钾状况相比较，潮土、砂姜黑土与黄棕壤速效钾下降的速度或百分比与全钾的变化相似，反映了这 3 种土壤速效钾多年来的下降，仅依靠缓效钾的释放与补充不够（缓效钾含量处于中下水平），因而需要矿物结构钾慢慢释放，以补充不断消耗的缓效钾和速效钾的降低。褐土虽然土壤全钾下降最低，但土壤速效钾下降较多 (19.8% )，由于未能计算土壤缓效钾下降速度，推想该土壤上速效钾较多的下降后，土壤缓效钾也有较大幅度下降（褐土缓效钾含量达 1036mg/kg）。

3 小结

　　(1)10 年来，河南省土壤库中钾养分资源发生了较大变化，土壤速效钾含量从 1985 年的 133mg/kg 降到了 1995 年的 102.6mg/kg，相对下降 29.6%，平均年下降 3.04mg/kg。土壤速效钾含量的降低与土壤速效钾原来的本底值、土壤母质和农业利用状况、投入强度密切相关。土壤全钾含量从 1985 年的 17.9g/kg 降到了 1995 年的 17.2g/kg，相对下降 10.4%。

　　(2) 从不同土类来看，潮土、砂姜黑土土壤速效钾与全钾含量下降幅度均在各土类前列；水稻土土壤速效钾含量、褐土土壤全钾含量下降幅度最低。红粘土、褐土土壤全钾、速效钾与缓效钾含量最高；土壤缓效钾含量以水稻土、砂姜黑土最低；土壤速效钾含量以盐碱土、黄棕壤最低。

参考文献

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第一作者简介

李贵宝 (1963－)，男，山西方山人，副研究员，博士后。主要从事养分资源管理与废弃物的资源化研究工作。

基金项目：中国—加拿大钾肥农学合作三期项目；中国科学院资源与生态环境项目 (KZ951－B1－208)。