解释土壤肥力异质性在埃塞俄比亚南部的小农场

文摘

土壤空间异质性和需要特定站点的管理。然而,在大规模土壤养分信息在大多数情况下是缺乏的。因此,肥料咨询服务成为依赖于毛毯推荐方法。随后,它会影响产量和利润。本研究旨在解释Wolaita区土壤肥力异质性,埃塞俄比亚南部。大约789个土壤样本收集评估土壤物理(颜色、粒度和容重)和化学性质(pH值,OC, N, P, K,钙、镁、B,铜、铁、锰、锌、PBS,和CEC)。土壤颗粒和中红外激光衍射方法扩散反射(MIR)光谱分析OC, TN和CEC的决心了。Mehlich-III提取和电感耦合等离子体(ICP)光谱仪测量被用于其余的元素。基于主成分分析的结果显示,52%的总变化解释了可交换的基地、CEC, pH值,可用P,铜、B,粒子大小。粘土结构和酸性土壤反应占主导地位。 Soil parameters with the following ranges were found at low status: soil OC (0.2–6.9%), total N (0.01–0.7%), available P (0.1–238 mg/kg), S (4–30 mg/kg), B (0.01–6.9 mg/kg), and Cu (0.01–5.0 mg/kg). Besides, low levels of exchangeable Ca, Mg, and K (Mg-induced K deficiency) on 22, 34, and 54% soil samples, respectively, were recorded. The soil contained sufficient Fe, Zn, and Mn. In conclusion, the study aids in developing practical decision for optimum soil management interventions and overcomes lower productivity occurring due to fertilizer use that is not tailored to the local conditions. Overall, continuous cropping, low return of crop residues, and low and/or no fertilizer application might have caused the low status of N, P, K, S, B, and Cu. Therefore, application of inorganic fertilizers specific to the site, lime in acidic soils, and organic fertilizers are recommended to restore the soil fertility and improve crop productivity.

1。介绍

在这个星球上,土壤是重要的资源之一。健康的土壤是土壤养分的高效利用关键组件生产的食品以可持续的方式。在农田土壤性质不同或在景观尺度1,2]。空间变化的原因都是固有soil-landscape和人为在农场不同的资源和实践(3,4]。信息在农田土壤属性的空间异质性/景观是至关重要的在确定生产规模约束和采取适当的管理措施(3]。

埃塞俄比亚人口以农业为主的生活,因为它支持超过80%的埃塞俄比亚人口(5]。该行业仍以低投入、低收益率(5,6]。拥有健康的土壤可持续生计至关重要。然而,研究不同地区的埃塞俄比亚指出,soil-related侵蚀等问题(7)和连续培养没有添加外部输入(6- - - - - -9)提高农业生产率的主要约束,农民的生计。

由于侵蚀土壤流失在埃塞俄比亚高原高,不同42吨/公顷/年之间和175.5吨/公顷/年(7]。早期研究营养平衡的国家表示-122 N公斤氮(N)、磷(P), -13公斤,-82公斤/公顷每年钾(K) (10标志着大型的大量营养素消耗。此外,损失有机质(OM)、宏观和微量营养物质消耗,酸度,和土壤物理性质的恶化也报道(8]。这表明干预措施针对土壤肥力差必须旨在提高农业的成功。在这方面,最新的评估尺度土壤属性的相关的决策和管理,包括属性是动态的,因此改变管理,需要(11]。

由于农业地形的差异,土壤管理措施、土壤固有属性和生物物理和社会经济条件4)、土壤异质性在农场水平和大面积的农田将发生。然而,在当地规模、土壤养分含量和营养信息可用性是有限的。因此,土壤管理干预措施受到毯子推荐方法。这种方法并不像它不适合农民考虑足够的层的复杂性(4]。任何关于化肥的建议,尤其是资源贫乏的小农,需要考虑土壤条件在农场尺度为了最大化收益和盈利能力。因此,本研究旨在量化农田的土壤养分状况,解释与土壤的关系管理实践对提高效率的肥料咨询服务。

2。材料和方法

2.1。研究区域的描述

这项研究是在三个相邻的和潜在的地区进行Wolaita区,南部国家,民族,和人们的埃塞俄比亚地区国家(SNNPRS),即Damot盖尔Damot痛,和合情Zuria(图1)。037°35′之间的区域位于30 -037°58′36 E和06 20°57′N“-07°04′31日”。总共有82自治街坊联合会调查:31从Damot盖尔18 Damot酸痛,33从合情Zuria区。整个研究区覆盖了84000公顷(ha)。该地区有一个双峰降雨模式,年平均降雨量1355毫米。月平均温度范围从17.7到21.7°C平均为19.7°C。海拔不同海拔1473至2873米(m.a.s.l)与mid-highland(1500 - 2300年m.a.s.l)农业生态学(图2)。饱和Nitisols与腐殖质Nitisols Wolaita区中最普遍的土壤(12]。这些土壤是深色的红棕色和深剖面(13]。农业主要是小型混合种植业和被雨养。连续培养没有休耕期加上作物残留物完全删除是一种常见的实践培养领域。

2.2。土壤采样过程和实验室分析

地理信息系统(GIS)是采用随机分配预定义的取样位置。总数789 preidentified采样点生成并显示研究区。调查工作期间,预定义的样品位置导航使用地理定位系统接收机(模型Garmin GPSMAP 60 cx)。

一旦采样点导航、采样深度是微软0-20厘米(Eragrostis微软(调查)。快步走的人)扁豆(菜豆l .)、小麦(小麦l .),玉米(玉米l)放牧对spp。等等,虽然它扩展到50厘米等多年生作物enset(象腿ventricosum)和咖啡(Coffea阿拉比卡l)。大约10到15次级样本被基于地形的复杂性和异构性的土壤类型使用土钻,然后一千克(公斤)复合是进行实验室分析。在样本收集、热点地区(粪便和农作物脱粒网站)被排除在外。减少潜在的问询污染,土壤钻和其他抽样工具清洗之前下一个样本在不同的位置。土壤容重的决心,原状土样品收集使用岩心取样器。

2.3。样品制备和土壤分析

土壤处理后(干燥、研磨和筛选),土壤理化性质如粒径分布(PSD), pH值,土壤有机碳(OC)、宏观和微量元素含量和阳离子交换量(CEC)进行了分析。粒度分布、pH值、OC、TN和国家土壤CEC分析测试中心(NSTC),亚的斯亚贝巴,埃塞俄比亚,而钙、镁、钾、钠,B,铜、铁、锰、锌和分析Altic BV, Dronten,荷兰。

土壤(干)是描述土壤利用孟塞尔颜色图表在中午时间(14]。土壤容重(BD)确定使用核心方法所描述的安德森和英格拉姆(15]。分析了PSD激光衍射方法用激光散射粒度分布分析仪(Horiba Partica la - 950 - v2) (16]。一茶匙的土壤(大约10 g)筛分2毫米被引入离散单元的激光粒子分析仪测量。土壤样本在湿模式下运行使用去离子水和1%六偏磷酸钠作为分散剂(Calgon)解决方案。保持悬浮粒子的随机取向,自动超声破碎法是应用。所有所需的操作是由个人电脑控制。洛杉矶- 950软件7.01版本Windows [17)是用于运行分析。对于每一个样品,连续四个阅读15分钟的时间内拍摄。数据被转换为%(沙子、淤泥和粘土),在R中使用适当的脚本语言和环境统计计算(18]。第四阅读后被连续搅拌的粒子被认为是最终的数据粒度分布。

土壤pH值(1:2:土壤水悬浮液)测量用一个玻璃电极(模型cp - 501) [19]。对土壤pH值< 5.5,可交换的酸度测定使用Sahlemedhin和意甲[描述的方法20.]。可用P,可用的年代,基本可交换的阳离子(钙、钾、镁、钠(Na)),并可榨出的微量元素(铁、锰(Mn)、锌、铜、和B)测定使用Mehlich-III multinutrient萃取法(21]。上层清液中元素的浓度测量使用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)。可用土壤锰含量是决定使用锰活动指数(MnAI)作为描述Karltun et al。22]: 酸度是(H₂O)和Mn_soil Mehlich-III提取锰的浓度。

相同的样品用于湿法化学也受到米尔光谱分析来确定土壤OC,总N和CEC。米尔光谱分析,土壤样本地面使用Retsch砂浆磨床RM 200尺寸小于0.5毫米。土壤样品重量0.035克被装载在一个,和一个示例加载在连续四个井的铝制微型板块有96口井。样品表面轻轻按压,夷为平地,平滑使用microspatula(圆形,表面光滑玻璃棒)。扩散反射光谱的吸光度扫描使用HTS-XT Bruker-TENSOR 27光谱仪的配件。背景(即。,soil sample-free well) was scanned using roughened surface well of the aluminum microplate. Absorbance spectra of the entire soil samples were measured using OPUS version 7.0 software [23]32扫描和光谱范围为7400 - 600厘米⁻¹(波数),包括近红外(NIR)地区的一部分。每板频谱收购了一个小时。米尔地区的光谱波数范围4000 - 600厘米⁻¹(2500 - 16667η米)被用来预测土壤属性。光谱的定量分析是通过使用定量2评价函数的作品(软件版本7)预测OC的浓度,TN和CEC。连续四个扫描的每个参数的平均值作为预测数据报告。

2.4。统计分析

主成分分析(PCA)是集团相关土壤属性和解释的方差小的一组变量。Kaiser-Meyer-Olkin测量(KMO)抽样充足率PCA之前进行。描述性统计如平均值、标准偏差、最小、最大,中值,采用百分比。此外,方差分析测试,皮尔逊相关性和回归分析评估土壤属性之间的关系。土壤特性的变化是决定使用变异系数(CV)和评为低(< 20%),中度(20 - 50%)和高度变量(> 50%)根据Amuyou et al。24]。管理的目的,使用适当的评级的结果给出了解释。数据分析是使用Microsoft Excel和社会科学统计软件包(SPSS)软件版本20。

3所示。结果与讨论

3.1。主成分分析的土壤属性

Damot盖尔的KMO PCA的值分别为0.75,0.69 Damot酸痛,合情Zuria 0.69, 0.70。上面的值是0.6,表明样本容量足够运行PCA,表中给出的结果是1和数字3(一个)- - - - - -3 (d)。Damot盖尔地区,57%的总变差用PCA 1和PCA 2来解释。在Damot酸痛区,PCA 1和PCA 2在一起能够解释总变异的53%。在Damot酸痛区,PCA 1和PCA 2在一起能够解释总变异的53%。总体而言,前两个组件解释土壤属性之间的方差的52%,其中组件1 32%,而第二个解释20%解释道。

最重要的变量占土壤变化是可交换的基地(钙、镁、钾),CEC,土壤pH值,有效磷、铜、和土壤颗粒大小。这些变量可以与固有soil-landscape(如粘土矿物学和地形)和人为因素(如土壤管理措施和土地利用类型)(1,2,6,25,26]。

Nitisols研究领域中占主导地位的他们的粘土主要由高岭石组合13]。这些粘土矿物pH-dependent费用(27]。因此,土壤pH值,增加CEC之间的联系可能与pH-dependent罪名的存在,可能高岭石粘土矿物学[27]。土壤pH值在当前研究还共变影响CEC,换算单位(钙、镁、钾),可用的P,和铜。重要的(这是证明了这一点 )和土壤pH值之间的正相关和可用的P (r= 0.44),Ca (r= 0.66),Mg (r= 0.52)、K (r= 0.65)、铜(r= 0.27)、B (r= 0.33)和CEC (r= 0.53)。同样,玛丽亚和约斯特(28),若昂et al。29日)观察土壤CEC的变化以及土壤pH值。

不同粒度分布和土壤结构类可能出现的原因作为变异的重要来源。粘土含量被发现与砂(显示一个重要和逆关系r=−0.8)、淤泥(r=−0.98)、pH值(r=−0.3),P(可用r=−0.3),Ca (r=−0.3)。这将意味着更高的粘土含量可能与逐步积累酸性阳离子交换等,H,艾尔和铁的氧化物。这导致P固定和降低其可用性(2,30.]。此外,粘土和Ca之间的负相关,根据禁忌等。31日),表明低活性粘土矿物的优势使它容易浸出的可交换的基地。

3.2。土壤物理和化学性质

3.2.1之上。选择土壤物理性质

色调指数是2.5年,5年,7.5年,10年。大多数样品的价值指数是3和5之间而浓度之间(图3和44)。Damot大风区土壤占棕色而土壤Damot痛和合情Zuria区布朗,深色的红棕色、红棕色的颜色。结合指数,布朗,深色的红棕色、红棕色和灰色的土壤颜色观察。在棕色和红色的光反射往往会增加土壤颜色,导致增加的颜色值。同样,光谱纯度颜色反射导致增加而增加浓度的增加。

研究土壤的土壤颜色可能反映土壤OM的地位低,氧化菲的影响。较高含量的铁在Nitisols将导致红色或红棕色土壤颜色(13]。类似地,Desbiez et al。32]发现更高的值和色度红色和肥沃的土壤,和较低的值和色度深和肥沃的土壤。虽然需要谨慎,考虑到红色的颜色的看法不如深土农民的肥沃的土壤颜色也被Desbiez陈述等。32],英镑和Jonfa [33],Hailesilase et al。34]。

结果对土壤粒度分布,结构类和体积密度(BD)展示在表2。统计上显著差异( )土壤采样记录。平均粒径泥沙>粘土>砂(Damot Gale)淤泥和粘土> >砂(Damot酸痛和合情Zuria)。占主导地位的结构类粉砂质壤土(Damot Gale)和粘土(Damot酸痛和合情Zuria)(表2和图5)。淤泥和粘土比例高于0.8(表2)。根据年轻35],淤泥/粘土的比例大于0.15表示年轻的土壤,轻易不高度风化和抗寒耐热的矿物质。然而,土壤样本是来自Nitisols已知相对先进的风化(13]。这意味着上表面土壤的粘土可能被转移到更深层的层或被侵蚀导致淤泥/粘土比例更高。同意这个,马约的报告和Sheleme [36在合情Zuria区显示高泥沙/粘土比例与深度相对减少。

土壤容重(BD)随土壤结构类。土与粉砂壤土结构类BD值较低比粘土结构类。重要的(这是证明了这一点 )双相障碍的相关性与淤泥(r=−0.44)和粘土粒子(0.43)。土壤BD还显示显著( )与土壤OM(逆关系r=−0.33 ),在协议与Oguike Mbagwu [37)和Gajic et al。38]。

容重影响土壤物理性质,特别是水保运动,充气,根增殖。土壤BD土壤的粉砂质壤土纹理值从0.76变化到1.48克/厘米³而粘土的土壤上,从0.76到1.52克/厘米³。Hazelton和墨菲39]表示1.6和1.4克/厘米³关键为壤土BD值/粘壤土和粘土材质,分别。因此,土壤是限制植物生长和根满意因为压实不太可能发生。

3.2.2。土壤pH值和可交换的酸度

土壤pH值范围从4.5(强酸性)到8.0(中度碱性)较低的可变性之间土壤样本(CV < 20%)(表3)。大约21%的总样本有pH值< 5.5(强酸性反应),53.3%(中度酸性(5.6 - -6.5)),22.7%(中性(6.6 - -7.3)),和3.06%(中等碱性(7.4 - -8.4)]基于EthioSIS [40)的评级。大多数营养对田间作物在pH值在5.5和8.0之间(41],许多植物的最佳pH值没有自由交换Al是5.5到6.842]。然而,作物可以不同pH值低于或高于最优适应值。

一般来说,研究区分类在酸性土壤不同程度的反应。这可能是由于浸出基本的阳离子,切除基地作物收获,水解。各种研究结果表明,除基本的阳离子通过作物收获(30.,43,44),浸出由于过度降水、地形的坡度,无机肥料的应用(44,45),和矿化和腐殖物质的形成46)据报道作为土壤酸度的形成原因。Cardelli et al。47)和亚历山德拉et al。48)还表示,H⁺通过硝化NH离子释放₄⁺采购在耕地化肥也可能鼓励发展低pH值。

在强酸性土壤,铝的水解和急剧增加,预计可交换Al (49]。这个过程释放H⁺离子,进一步降低土壤pH值的水平严重影响某些营养元素的可用性,如P,和增加铝和铁毒性。重要的( )和积极的pH值之间的相关性和可用的P (r= 0.4)也记录(表4)。

可交换的酸度(cmol(+) /公斤)变化从零到5.1而酸饱和度(%)范围从0到21(表3)。可交换的酸度和酸饱和粘土粉砂壤土的土壤相比,变形,高和容许酸饱和(PAS)作物种植年度作物的宽容度在埃塞俄比亚的土壤是10% (50]。这个值是用来测定石灰率。一般来说,强酸性土壤应该管理使用石灰,而中度酸性土壤上石灰可以应用,但寻找耐酸作物品种也建议。

3.2.3。土壤OC、TN和可用的P和S

土壤OC(%)范围从0.2到6.9(表5)。这可能反映了有机质在管理上的差异。约为48%,51%,和1%的土壤样本含有很低(< 2%)、低(2 - 4%),和温和的(4 - 10%)OC基于评级由兰登(建议41]。非常低的低估计OC可能是因为完全删除的作物残留物和没有添加外部堆肥或粪便等有机物质输入。符合这一点,地上部生物量的完整切除,连续耕作,有机输入的应用不足,过度放牧是报告为极低的土壤OC的主要原因在埃塞俄比亚的土壤2,6,26,51]。

较低的土壤OC可能导致可怜的聚合稳定性,从而加剧土壤退化(38),也影响土壤宏观和微量营养物质储备。使用简单的聚合稳定性估计方程(% OM×100 / %粘土≤)(52),约62%的土壤OM采样字段不导致土壤团聚体的稳定性。这意味着土壤颗粒更容易分离与侵蚀。因此,农业活动,鼓励改善土壤OC。

总氮之间的不同(表0.01和0.7%5),但是大部分土壤含有很低(< 0.1)到低(0.1 - -0.15)TN基于EthioSIS[建议的评级40]。TN土壤OC的趋势。皮尔森相关矩阵表明,OC与TN(积极和显著相关r= 0.95)(表4)。土壤样品的C N比7 - 41(表5)的意思是比15暗示土壤OM分解进行的最大速度(如果C / N < 25) (39]。

较低的TN可能归因于作物残留物完全删除,更少的有机输入应用程序,和更多的精耕细作。频繁的耕作会加速土壤OM的高氧化率。一般来说,现有的输入使用实践不能弥补OM观察矿化和N损失。符合这一发现,Abreha et al。30.),吉尔马和Endalkachew53),Tsehaye和默罕默德(54]报道低土壤TN由于精耕细作,减少输入应用程序,并在埃塞俄比亚土壤矿化率较高。

有机质是土壤的主要供应商N, S, P在低投入的农业系统。铁军et al。55)和亚历山德拉et al。48)报道,土壤OM的变化可能导致的变化总N长期培养没有有机肥料导致土壤OC和减少总N内容因为有机物占95%以上的土壤N [48,55]。因此,逐步累积的土壤OM建议,以确保可持续的生产力。

土壤的速效磷(avon)含量变化从0.1到238.1毫克/公斤(表5)。样本中AvP含量的变化可能是由于不同的酸性,有机质含量,P在土壤施肥差异。然而,83.9%和7.3%的土壤样本中很低(< 15毫克/公斤)和低(15 - 30毫克/公斤)的P水平,分别基于EthioSIS [40)的评级。这可能归因于P固定在强酸性土壤30.,56]。皮尔森相关矩阵还显示显著( )和正相关(rP = 0.44)之间可用和土壤pH值(表4)。埃塞俄比亚的下降在大多数耕地土壤P造成低P施肥率的影响,通过完整的作物收获大量养分耗竭,低回报的作物残留物、和土壤侵蚀6,30.,51,53,57]。

在这项研究中,虽然小,但显著( )和正相关(r= 0.14)之间观察到的P和OC(表可用4)。有机材料可以用作土壤调节剂由于螯合铁、铝氧化物(水)和相应的释放哦⁻。除此之外,有机质土壤中也是一个池。其矿化可以导致可用P [56]。低土壤OM因此可能意味着低P如果没有其他来源。此外,可用的P被发现明显与Ca (r= 0.5),Mg (r= 0.4)、K (r= 0.6)、B (r= 0.4)、铜(r= 0.4)、锰(r= 0.2)和锌(r= 0.5)(表4)。这意味着他们没有敌对的影响这种营养素。低P状态在这一发现表明需要应用P的土壤肥料研究的领域。

研究区域的土壤含有可用低(< 30毫克/公斤)(表5基于EthioSIS[建议的评级40]。相关分析还表明显著( )负(r=−0.35)和积极的(r与pH = 0.25)的关系可用的年代和OC,分别(表4)。不同作者相关S含量较低的OM越低,因为它的主要来源是表层土壤中的总年代(58- - - - - -61年]。此外,所以₄²⁻吸附铝和铁氧化物在低pH值,增加种植密度(62年),和大S被作物吸收(58)表示。此外,不使用化肥(直到最近),清除作物残留物、浸出损失,降低有机肥料的应用程序(58)也报道称原因低水平的年代埃塞俄比亚农业土地。因此,维持充足的土壤水平OM和外部应用程序所需的可持续作物生产的研究领域。

3.2.4。可交换的基地、CEC和PBS

土壤中可交换的基地、CEC和PBS价值观研究的领域展示在表6。可交换的基地分布在交换复杂特征的钙>镁> K > Na。这可能与二价阳离子的电荷密度(Ca、Mg)有较高的亲和力比单价阳离子胶体网站(钾、钠)。类似的安排也报道了阳离子Tsehaye和默罕默德54),Teshome et al。51],Okubay et al。26]。

可交换的Ca (cmol(+) /公斤)在整个研究区域不同从1到31日和可交换的Mg介于0.2和9.5之间cmol(+) /公斤,而钾、钠可交换的变化从0.1到6.2和0.1到3.1 cmol(+) /公斤,分别(表6)。使用建议的评级兰德勒(4154),大约21日,23日,和1%的总样本表现出非常低(< 2)、低(2 - 5),中等(5 - 10),高(10 - 20),和高(> 20)可交换的Ca (cmol(+) /公斤),分别。数据交换毫克(cmol(+) /公斤)表示,0.5,33.6,60.8,4.8,0.3%的样本研究领域资格很低(< 0.3),低(0.3 - -1.0),中(1.0 - -3.0),高(3.0 - -8.0),和高(> 8.0)可交换的Mg,分别按照评级兰德勒(41]。根据建议对埃塞俄比亚土壤(40),跨地区土壤中可交换的比例K归类为很低(< 0.2)、低(0.2 - -0.5)、最优(0.51 - -1.5),高(1.51 - -2.3),和高(> 2.31)为0.1,14.7,57.7,14.8,和12.7%,分别。交换性钠此外,百分数跨地区被发现低于临界水平(15%)。

敌对的影响可能存在当不成比例的大量的土壤中可交换阳离子存在(63年]。钙/镁比在研究区使用埃克特的评级64年]显示Ca(1 - 4)在35%的低水平,平衡率(4 - 6)60%,低毫克(6 - 10)5%的样本。K /毫克比率一直在评估考虑土壤质地,它是1:1肥沃的土壤和0.7:1粘土土壤(65年]。Damot盖尔在沙壤土变形土壤,K / Mg比率变化从0.2到1.6,而粘土变形的比率介于0.1和1.5之间土壤Damot酸痛和合情Zuria区。因此,47岁的57岁和54%的粉砂质壤土土,粘土土壤,土壤和总样本,分别显示缺Mg-induced K的潜力。观察到的阳离子交换复杂秩序(Ca > Mg > K > Na)也可以支持Mg-induced K缺陷的存在63年]。因此,肥料含有K建议。

在目前的研究中,可交换的基地与OC无意义的和非常弱的相关性,表明土壤OM的贡献是这些元素的低。因此,中级到高级的内容可交换的基地可以与母体材料矿物学的变化(25,66年,67年]。Kibet [25)表示,Ca和K浓度的变化在很大程度上是与母岩的矿物学变化来源高钾长石其次是高岭石/ 1:1粘土,然后石英、斜长石。此外,Ca和K被假定是原始主要来自母体材料,即。,长石构成报道67年]和Kabata——Pendias和Murkhejee [66年]。

另一方面,较低的土壤OM、土壤侵蚀、酸性土壤的性质,连续去除作物丰收,和缺乏K含有肥料可以解释低水平的可交换的钙、镁、和K的土壤样本。此外,存在中度到高浸出土壤取样(39)也会导致较低的可交换阳离子。符合这一发现,Adesodun et al。68年)报道,连续种植导致减少,吸收,和可交换阳离子的淋溶,尤其是在热带土壤的酸性。此外,主要矿物的分解,特别是钾长石和斜长石(69年),或消耗在排水性良好的土壤的成土的长期风化72年)可能会导致较低的Ca和K。

由于土壤环境的差异、粘土和土壤有机质含量的变化阳离子交换量(CEC)内部和之间的地区被记录(表6)。然而,跨地区的平均值被发现几乎相似。土壤CEC的范围从3.3 cmol(+)公斤⁻¹的粉砂质壤土土Damot盖尔50.5 cmol(+)公斤⁻¹粘土土壤Damot酸痛。据兰德勒(41),土壤样本的比例(%)下降的非常低(< 5)、低(5 - 15),中等(15 - 25),和(批准)CEC含量高类别2,75年,19岁和4,分别。总的来说,绝大多数(83%)的跨地区的土壤样本中显示了媒介CEC值。

阳离子交换能力深受土壤pH值、OM、粘土颗粒。土壤CEC可以随土壤pH值,如果土壤pH-dependent电荷边缘(27]。不同的学者也报道增加土壤CEC的由于高OM和粘土含量(71年,44]。皮尔森相关矩阵表明,中国正与pH值显著相关(r= 0.5)和OC (r= 0.2)。CEC也显著( )与Ca (r= 0.9),Mg (r= 0.9)和K (r= 0.7)(表4)。然而,与粘土的数量是微不足道的。因此,粘土矿物学的类型和土壤OM的因素可能是导致土壤CEC值的研究。符合这一发现,玛丽亚,约斯特(28),若昂et al。29日]报道减少土壤CEC随着土壤pH值变得更低。一般来说,适度的CEC值意味着土壤对诱导适度的缓冲能力的变化。

比例基本饱和(PBS)在随后的本研究的趋势可交换的基地。合情Zuria土壤中从9%变化到88%的土壤Damot痛区(表6)。然而,根据提出的评级2845),15日,39岁,1%很低(< 20)、低(20 - 40)、中(-),高(60 - 80),和非常高的PBS(80 - 100%),分别为。值的记录表明,在研究区土壤中度强烈地被过滤(39]。

3.2.5。微量元素含量

微量元素内容的范围(毫克/公斤)如下:B(0.01到6.9),铜(0.01 - 5)、铁(392)22日,Mn(50 - 1138)和锌(0.3 - 117)(表7)。考虑到评级提出了由EthioSIS[埃塞俄比亚土壤40),57岁,30岁,跨地区,13%的样品已经很低(< 0.5)、低(0.5 - -0.8),和最优(0.8 - -2.0毫克/公斤)B的内容,分别。结果关于铜内容还透露,关于53岁,37岁,和整个土壤样本的10%合格很低(< 0.5)、低(0.5 - -0.9),和优化(1毫克/公斤),分别。铁是最佳的内容除了一些局部缺陷。总的来说,大约91年,2%的土壤样本低(60 - 80),最佳(80 - 300),和高铁(300 - 400毫克/公斤),分别。土壤锰(毫克/公斤)在所有样本高于25岁是最佳根据EthioSIS评级标准(40]。此外,目前的发现表明锌的充足。65年就比例而言,3日,26日和跨地区低6%的土壤样本(1 - 1.5),最优(-10 - 1.5),高(10 - 20),和高(> 20毫克/公斤)锌的水平,分别。

土壤微量元素的变化可能与土壤pH值、OM、和土壤管理的差异。土壤pH值有影响土壤微量元素的溶解性和可用性。这是明显的意义 )土壤pH值之间的相关性和B (r= 0.3)、铜(r= 0.3)、铁(r=−0.2)、锰(r= 0.4)和锌(r= 0.2)。土壤OC内容还表示一个重要的( )与B相关(r= 0.2)、铜(r= 0.3)、锰(r= 0.1)和锌(r= 0.3)(表4)。

总的来说,B和铜含量在所有采样的土壤被发现产量限制营养而铁、锰、锌含量满足作物生产。酸性pH值,通过浸出损失,低B吸收能力的土壤、母质包含低可能导致低B (72年]。土壤中可溶性B主要出现在硼酸B (OH)的形式₃。在研究区等高度风化的土壤,这种离子吸附在铝/铁氧化物和粘土矿物。因此,土壤常常显示B含量低,和在这些土壤作物可能遭受缺B (73年]。此外,密集耕作土壤,降低应用程序的速度肥料,不使用含有肥料也可以加重B不足(57,74年]。

缺铜可与低土壤OM、集约种植制度实践中,酸性土壤的性质,不使用铜含肥料。Chesworth [73年)和Bitondo et al。74年)报道,有机质复合物可以保留大部分的微量元素。这是明显的( )支持与B (OC的正相关r= 0.24)和铜(r= 0.34)(表4)。因此,低水平的土壤OM将有助于这些元素的低水平。相应地,研究委内瑞拉密集种植制度下罗德里格斯和拉米雷斯75年)报道,在酸性土壤铜缺乏症(pH值< 6.5),占土壤OM的低水平。报告还表示铜缺乏在某些Nitisols埃塞俄比亚(36,57,76年]:[53]。

铁和锰的足够的水平可以与酸性土壤的性质。与当前的研究结果,在协议Oyinlola和Chude72年]表示更高的溶解度和可用性等微量元素铁、锰、锌在酸性条件下(pH值5.0到6.5)。此外,高铁含量也可以解释为较高含量的原始矿物学[25]。此外,较高的锰水平往往发现土壤中富含铁(25]。锌是据报道通常与Al -和Fe-containing矿物质如长石组成,云母,辉石、角闪石69年]。

3.3。土壤参数变化比较多

农业土壤的土壤参数测量和跨地区内显示相当大的变化范围在10%和235%之间(表2,3,5- - - - - -7)。土壤pH值相对较少的变量,而P被发现是高度可变的。类似的趋势被Iticha报道,Takele [2]。根据Amuyou et al。24]土壤参数在CV < 20%显示低变异性,而那些20 <简历≤50%表现出温和的可变性。同样,土壤特性在简历> 50%显示高可变性相比他们的意思。变化参数之一是归因于(1)随机提取大量数据和(2)相当高的地形变化,管理、土地利用类型和固有的属性结构和博士同样,在土壤肥力调查研究,CV值从13(体积密度和pH值)到585%(矿物N) (77年),0.3(可交换的K)到118.64%(锌)78年),5.37 (pH)到100%(可交换的K) (79年据报道。

4所示。结论

低土壤OC;总N;可用P、K S;和微量元素(B和铜)被确定为该研究领域的一个主要限制因素。此外,在一些地方还有很强的酸性。固有soil-landscape(如粘土矿物学和地形)和人为因素(例如,不明智的土壤管理措施包括除渣,继续耕作,过度放牧,和肥料不足)可能导致的农田约束。土壤参数高度变量和具体位置。转折点来解决这个问题应该恢复,维护和增加土壤的肥力状况。这样的定位研究,提供关于一个特定领域的土壤的详细信息和可以用来精确施肥和李明做出明智的决定。因此,它克服了毯子推荐方法。 Therefore, soil management interventions such as soil conservation, application of sufficient organic and inorganic fertilizers, and lime in acidic soils are recommended to restore soil fertility and improve crop productivity.

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

FL收集、分析和解释数据,这是他的博士论文的一部分Haramaya大学土壤学,埃塞俄比亚。KK帮助起草的手稿。两位作者阅读和批准最终的手稿。

确认

作者要感谢教育部(MOE)奖学金和埃塞俄比亚的土壤信息系统(EthioSIS)农业转换机构(ATA)对金融支持。末也确认去教授Tekalign乳房对他感激的贡献,和作者希望和平,他的灵魂休息。作者感谢Ermiyas Elka,西蒙遗址上,后期Daninel Milkyas收集样品的过程中他们的支持。作者很感激所有帮助,知识和经验得到农民的Damot盖尔Damot酸痛,合情Zuria区。

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