南陵县奎湖周边数村土壤养分变化及施肥对策

2014-04-29 10:03董中华王泽松
安徽农业科学 2014年26期
关键词:土壤养分变化

董中华 王泽松

摘要 对南陵县奎湖周边数村自20世纪80年代第二次全国土壤普查以来至2008年这25年稻田土壤养分变化情况进行了分析,结合农业生产实际,提出科学、合理施肥的对策。

关键词 土壤养分;变化;施肥对策

中图分类号 S158.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2014)26-08967-03

奎湖是南陵县也是芜湖市境内最大的淡水湖,南北纵向长,东西横向较窄,南起N 31°6′18.9″,北至N 31°9′7.2″,跨幅2′48.3″,合5 158 m,西起E 118°22′34.0″,东至E 118°25′48.5″,跨幅3′14.5″,合3 925 m;水面面积冬春不一,春夏水盛,秋冬水枯,平均约475 hm2,平均水深约2 m。湖内有7个大型土墩,状如夜空奎星布列,故名“奎湖”。周边有奎湖、文阁、东胜、建福、池湖、黄塘、高桥等6个行政村。这些村是南陵县离芜湖市区最近的地方。该地区地势平坦,土质肥沃,盛产双季稻,平均产量可达15 000 kg/hm2以上,是“芜湖米市”稻米供应的重要基地之一。但是,近年来,这里有不少农户反映,当水稻接近成熟时,容易倒伏,其秸秆呈浓绿色;有些水稻籽粒不易饱满[1-2]。笔者根据近年开展的测土配方技术项目的取土化验结果发现了一些问题。围绕奎湖周边这些村庄土壤养分状况,将该次化验结果与20世纪80年代的化验结果[3]进行对照,试图探讨土壤养分变化情况,并且据此提出种植与施肥对策。

需要说明的是,第二次全国土壤普查项目于1981~1985年期间实施,南陵县的土壤养分化验数据大部分于1983年产生,故该文和表格中均以“1983”标识;同样,在21世纪初开始实施的全国测土配方施肥项目,南陵县自2007年开始一直到现在还在进行,但大部分化验结果产生于2008年,故该文和表格中均以“2008”标识。

在进行对照时需要具有可比性,而具有可比性必须以同一地点的土壤状况进行比较,故该文选点的依据是:

①围绕奎湖周边的行政村;

②先从1980年份实施土壤普查项目时表格中选取记载的村民组,然后从2007年份实施测土配方施肥项目记载的汇总表中找出与之相對应的村民组,以保证可比性。

根据上述2点选点依据,笔者选取6个行政村的45个村民组。各村民组土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾含量的变化情况见表1。

关于土壤养分耕(表)层养分分级标准,是根据20世纪80年代《南陵土壤》[1]中的阐述,即“对于各级指标的确定,一是考虑与全国和本省指标相对一致性,二是考虑不同地类的生产水平,三是考虑生产上的指导性,即合理施肥的科学性与适用性”,将土壤养分划分为“丰、平、缺”3个级别,延用至今。

1 土壤养分含量的变化

1.1 土壤有机质含量的变化

根据划分标准,土壤有机质含量超过25.0 g/kg(指水稻土,下同)即达“丰富”级别,“缺”为20.0 g/kg以下,“平”级为20.1~25.0 g/kg。

从表1可以看出,历经25年,奎湖周边各村的土壤有机质含量大幅度提高,也就是说,土壤“变肥沃”了。45个村民组有43个的有机质含量上升,占99.55%,仅有2个略有下降。在43个村民组中,以建福村六甲村民组土壤有机质含量增加最多,从1983年的22.6 g/kg上升到2008年的40.87 g/kg,增加了18.27 g/kg,增幅达80.84%;土壤有机质含量较高的还有文阁盛村、东胜上石门、东胜下石门、奎湖埂谢、奎湖后叶等,含量为35.1~39.6 g/kg;绝对值增加较多的有东胜下石门、文阁上蔡、奎湖埂谢、东胜邓湾、文阁盛村、建福六甲,增量在13.8~18.3 g/kg;相对值增加较高的有文阁上蔡、奎湖埂谢、文阁孟庄、建福六甲、东胜邓湾、文阁盛村等,增幅在67.08%~81.87%,以盛村最高。从平均值来看,2008年土壤有机质含量为31.87 g/kg,而1983年则为23.48 g/kg,25年上升了8.39 g/kg,平均每年上升了0.335 6 g/kg,相对值增加了37.35%。

1.2 土壤全氮含量的变化

《简明农业词典》[4]中关于土壤“全氮”的释义,是指土壤所含有机态氮和无机态氮的总和。其中,有机态氮约占99%,主要存在于腐殖质和动植物残体中,还有少量的氨基酸态氮和酰胺态氮。其中,无机态约占1%,包括硝态氮和铵态氮。这部分是可以直接被植物吸收的。氨基酸态氮和酰胺态氮必须经过分解才能被植物吸收利用。这就是说,土壤全氮指标是指对植物供应的强度。含量高的,对植物养分供应“能力”强且持久,反之则弱且短暂。

同样,根据有关水稻土全氮“丰、平、缺”的级别划分,含量大于1.50 g/kg的即为“丰”,小于1.00 g/kg的即为“缺”,介于二者之间的则为“平”。

相对上述土壤有机质含量普遍增加的现象,全氮含量的变化则不容乐观,在45个村中有17个下降,占37.78%。土壤有机质含量最多的是文阁孟庄,达2.16 g/kg;含量较高的还有建福河口俞、奎湖鸭谢塘、东胜下石门、文阁章溪、池湖四甲崔等,含量在1.86~2.06 g/kg;含量低的6个村民组仅在1.08~1.34 g/kg之间,下降最大的自然村土壤全氮含量从1.60 g/kg降至1.08 g/kg,下降幅度为32.50%,其余16个村民组下降幅度介于1.33%~18.67%。

1.3 土壤有效磷含量的变化

相对而言,在25年中,奎湖周边45个村民组的有效磷含量增加幅度是最大的,增幅最大的竟然比25年前高14.7倍(东胜王家咀),增幅100%以上的村共有34个。根据当时划分标准,土壤有效磷含量高于10 mg/kg为“丰”,低于6 mg/kg即为“缺”,介于二者之间的则为“平”。当时,还有一个划分标准,即低于3 mg/kg的为“极缺”,因为当时有不少田块有效磷含量真是微乎其微,≤3 mg/kg的竟然有33个村民组,超过70%;而现在达到和超过10 mg/kg的村民组有22个,接近50%;介于6~10 mg/kg的有19个。虽然有1个村民组下降,但那也是从原来的较高位回落到高位。

1.4 土壤速效钾含量的变化

根据土壤养分关于速效钾级别的划分,超过100 mg/kg的为“丰”,低于50 mg/kg的为“缺”,介于二者之间的为“平”。

历经25年,与有效磷含量成百分之几百增幅相比,土壤速效钾含量的变化却是喜忧参半。这是因为竟然有将近一半的村民组(22个)土壤速效钾含量发生不同程度的下降;超过100 mg/kg的仅有3个村民组,占6.66%,而低于50 mg/kg的有13个,接近30%。绝对值下降最多的6个村民组下降了17~33 mg/kg,含量最低的仅有28 mg/kg;相对值下降最多的6个村民组下降了25.86%~53.33%。当然,令人欣慰的数据也有:池湖的四甲崔,土壤速效钾含量达106 mg/kg,增量达64 mg/kg,增幅达152.38%,总含量、绝对值和相对值都居第一。其余绝对值增加的5个村分别是高桥薛坝、东胜邓湾、文阁章溪、池湖郑村北和高桥北埂,含量在90~104 mg/kg,增量在37~60 mg/kg,增幅在64.86%~136.36%。

2 综合分析

2.1 有机质含量增加

土壤有机质含量增加是一个了不起的成就。由许多媒介宣传报道得知,我国许多地方土壤在变“贫瘠”,即土壤有机质含量在下降,造成“饭不香,果不甜,菜无味”的结果,而这里的土壤有机质含量有较大幅度的增加。这主要得益于这些村的农民在庄稼收获后将秸秆还田,还有不少农民种植了豆科植物紫云英(俗称“红花草”)。有机质含量的增加是取得高产、优质、高效的基础。

2.2 全氮含量有所增加

土壤全氮含量总体来说是增加了,增幅为9.27%。部分村土壤全氮含量下降的原因,笔者认为有以下几个原因:一是复种指数高,导致土壤供氮能力削弱,这些村民组一般年份都是一年种植两季稻外加一季午季作物如小麦、油菜等,对土壤氮的消耗量较大;二是土种原因,这些农田水稻土的土种是泥骨田。《南陵土壤》对这类土种进行如下描述。

①形态特征。泥骨田剖面构型为APB1B2(即耕作层-犁底层-淀积层1-淀积层2),土层深厚,发育良好。耕层厚度一般在12~18 cm,平均13.3 cm,块状结构,质地轻黏,紧实,锈纹斑较多。淀积层厚度50 cm以上,棱块状结构,少量绣纹斑和铁锰结核。土壤颜色由上而下渐暗,全剖面呈微酸-中性反应,pH 5.5~7.0。同时,以奎湖乡85号剖面为例,详述其理化性质和生产性能。

②理化性质。泥骨田质地轻黏,土壤物理黏粒含量高达62%以上,土壤黏重板结。耕层容重1.37 g/cm3,孔隙度48.74%。土壤潜在养分含量高,有机质含量24.2 g/kg,全氮含量1.52 g/kg,有效磷含量3.4 mg/kg,速效钾含量54.6 mg/kg。

③生产性能。泥骨田耕性差,土壤板结,坚实难耕,湿时耕作裹犁,易起“僵皮条”。土壤保水性能、保肥性能良好,养分分解稍慢,秧苗根系生长受阻,返青慢,但长势较稳,千粒重高。农民形容为“发老苗不发小苗”。农业利用方式為肥—稻—稻。

2.3 有效磷含量大幅度增加

土壤有效磷含量大幅度增加。笔者认为有以下几个原因。

①当初在第二次全国土壤普查以后,对土壤缺素的宣传力度较大。农民在种植过程中吃过缺磷的亏,如秧苗叶片呈灰绿色,生长停滞,因而增施磷肥的意识增强。对于极度缺乏磷元素的土壤,在增施磷肥以后会取得明显效果。

②磷肥价格相对比较便宜,单位面积施用磷肥所需费用只相当于尿素或钾肥的1/3左右。

③磷元素在土壤中易被吸附或被固定,日积月累,土壤中磷元素的积累自然就越来越多了;与旱地土壤有所不同的是,水稻土中被固定或吸附的磷元素在水稻秧苗生产过程中会因水溶液含磷浓度降低而释放出来。这对水稻秧苗生长很有好处。

2.4 速效钾含量喜忧参半

虽然这45个村民组土壤速效钾含量总体增加了,但是含量下降的数量和幅度也不容忽视。当前,土壤钾含量问题已成为影响水稻生产的制约因子。造成土壤钾含量下降,大致有以下几个原因。

首先是部分农民认识不足。农作物缺钾,不像缺氮、缺磷那样会直接显现,施用钾肥也不像施用氮肥、磷肥那样很快见到成效,因而人们不重视施用钾肥;同时,部分农民还认为土壤施用钾肥后会造成土壤板结。

其次是舍不得投入,这是因为在相同面积作物上施用的钾肥往往比氮、磷肥费用高不少。

第三是钾元素消耗量增加。该地区复种指数较高,农作物对钾的消耗量较大,在未能适量增施钾肥的情况下,土壤中原有的钾元素被大量消耗,导致土壤钾元素含量下降。

第四是K+本身活性较强,在稻田水溶液条件下,除非被稻根吸收,极易随水流失。

3 施肥对策

奎湖周边各村稻田土壤的有机质、全氮、有效磷、速效钾是对水稻生长影响最明显的因子。在近25年中这些因子发生了不小的变化,水稻单产也比25年前有明显的提高,因而施肥技术应有所提高,施肥对策也应有所改变——主要应从整体出发,一体化考虑,实施配方施肥技术。该研究所述地区以种植双季稻为主,部分种植一季稻,因而以下所述施肥对策以双季稻施肥为主,兼顾一季稻。

3.1 传承使用有机肥的优良传统

奎湖周边各村农民历来有注重施用有机肥的传统,主要表现在:种植豆科植物紫云英;注意秸秆还田,特别是在早稻、油菜、小麦收获后会将这些秸秆及时翻耕还田,其结果是增加土壤有机质含量,而且可以减少无机氮肥的施用量。因此,应继续将这样的优良传统发扬光大,且在晚稻收获后将秸秆翻耕还田,冬天晒垡还有利于钾离子的释放,对农作物对钾元素的吸收利用很有好处。

3.2 掺入客土

在泥骨田土壤中掺入适量“客土”如灰土粪、土杂肥、细砂土之类,可以增加这些土壤的孔隙度,降低土壤容重,调节土壤质地,改善土壤通透性,以利于土壤养分——特别是氮、磷的释放。同时,要不断增施有机肥,合理轮作,培肥地力。

3.3 推广配方施肥技术

对于种植两季稻地区,在早稻直播田块,首先应施入约15 000 kg/hm2以上的农家肥料,再施用氮

素化肥。在施用尿素总量300 kg/hm2左右的前提下,基肥∶促蘖肥∶壮秆肥∶穗粒肥按4∶3∶2∶1比例施用。早稻育苗移栽施用則按基肥∶返青分蘖肥∶穗粒肥5∶3∶2比例施用。

磷肥(目前基本上全是过磷酸钙)全部用作基肥。对于土壤有效磷含量10 mg/kg以上的田块,施用磷肥75 kg/hm2以维持平衡即可;对于含量6~10 mg/kg之间的田块,施用磷肥150~225 kg/hm2;对于含量3~6 mg/kg之间的田块,施用磷肥225~300 kg/hm2;对于含量低于3 mg/kg的田块,施用磷肥375 kg/hm2左右。对于双季晚稻,可以不再施用磷肥,土壤原有的磷元素可以在晚稻生长期间气温较高的条件下释放出来,以满足晚稻生长需要。

钾肥(目前基本上使用的是氯化钾)的使用量则根据土壤速效钾含量的不同而分类施入。对于土壤速效钾含量超过100 mg/kg的,施用氯化钾总量45~75 kg/hm2;对于土壤速效钾含量50~100 mg/kg的,施用氯化钾总量约150 kg/hm2;对于土壤速效钾含量低于50 mg/kg的,施用氯化钾总量225 kg/hm2左右。施用时间与施用尿素相同,施入比例也与施用尿素相同。

对于双季晚稻,因现在所用品种的单产一般比早稻高,因此施肥总量也应比早稻高,一般要提高20%左右。基肥、分蘖肥、穗粒肥的施用比例与早稻相同。

对于一季稻,因其全生育期较长,且单产较早稻更高,因此施肥对策是根据不同品种的需肥量的不同总量较早稻高30%~50%,尿素与氯化钾作为基肥、分蘖肥、促花肥、保花肥按4∶3∶2∶1进行,磷肥全部做基肥。

另外,抽穗期可根外追肥,用磷酸二氢钾1 500~3 000 g/hm2,酌情加尿素7 500~15 000 g/hm2对水750 kg喷雾2次,间隔7~10 d。

上述肥料是由农户自己将单质肥料进行配方施用。另外,基肥还可以购买氮、磷、钾养分齐全的配方肥料,再根据自己所种田块和水稻季别,酌情添加氮、钾肥料,磷肥基本可以无需添加。

需要强调的是,在配方施肥的同时,也要相应做好水浆运筹、病虫草害防治等综合管理措施,从而取得良好效果。

参考文献

[1] 南陵县土壤普查办公室,南陵县土壤肥料工作站.南陵土壤[Z].1986.

[2] 南陵县农业技术中心,安徽农业大学.安徽省南陵县耕地地力评价与应用[M].北京:中国农业出版社,2013.

[3] 南陵县地方志编纂委员会.南陵县志[M].合肥:黄山书社,1994.

[4] 北京农业大学.简明农业词典[K].北京:科学出版社,1983.

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