布隆迪土壤肥力关键参数空间分布图谱：农业可持续生产的科学基础与决策支持

（推荐语）本研究通过1377个土壤样本的系统分析，采用逆距离加权法（IDW）构建了布隆迪六大农业生态区（AEZs）的土壤肥力参数空间分布图谱，揭示了73%土壤呈强酸性、99%缺磷、53%低钾的严峻现状，为热带地区酸性土壤改良和精准施肥提供了重要科学依据。

　　

土壤肥力危机现状

布隆迪全境73%的土壤呈现强酸性（pH<5.5），其中刚果-尼罗山脊区（Congo-Nile Crest）酸化最严重（91%土壤pH<5.5）。通过1377个采样点（密度0.25个/km²）的网格化分析发现，99%的土壤存在磷缺乏（Olsen-P<10 mg/kg），53%的土壤交换性钾（K⁺）低于0.2 cmol/kg。刚果-尼罗山脊区虽具有最高土壤有机碳（SOC 4.53%）和氮（N 0.33%），但其钙（Ca²⁺ 1.28 cmol/kg）、镁（Mg²⁺ 0.50 cmol/kg）含量均为全国最低。

关键限制因子解析

主成分分析（PCA）显示，pH、K、P、Mg、Ca间存在显著正相关（R²=0.55），而SOC与N高度共变。酸性环境导致铝（Al³⁺）毒性加剧，抑制根系发育。刚果-尼罗山脊区的低温（年均<18°C）和低pH（5.02）通过抑制微生物活性（细菌丰度与pH正相关），导致有机质矿化速率降低，形成高碳氮比（C/N>15）的"低质量有机质"。

空间异质性特征

逆距离加权（IDW）制图揭示：磷缺乏呈现全域性（Imbo平原89%缺磷），而钾缺乏存在明显区域差异（北部洼地区30%土壤钾丰富）。阳离子分布受降水驱动，沉积作用使Imbo平原的交换性钙（5.96 cmol/kg）、镁（2.82 cmol/kg）含量显著高于其他区域。香蕉种植导致的年养分输出（70 kg N/ha、200 kg K/ha）与微剂量施肥（仅补充作物需求量的20-30%）加剧了土壤库耗竭。

改良策略建议

针对酸化问题，推荐使用当地白云石（含CaO 30%、MgO 21%）进行pH校正；磷缺乏可通过直接施用磷矿粉（与绿肥协同效率提升40%）解决。建立作物残茬循环系统（覆盖量≥5 t/ha）可提高水分渗透率2-4倍。值得注意的是，肥力地图显示参数空间变异系数达63.5%，需制定农场级（而非区域级）精准施肥方案。

地图应用价值

本研究构建的0.25个/km²精度肥力图谱，可实现三大功能：

1. 动态监测（通过GPS定位复采样）

2. 政策支持（量化全国缺磷面积达22,677 km²）

3. 营养干预（土壤锌、铁含量与作物维生素含量正相关）

   后续研究建议整合产量数据，开发基于机器学习的分区推荐系统。