地力分析在耕地土壤监测中的应用

黄满洪

(广州市花都区农业技术管理中心,广东 广州　510806)

1　建立长期耕地定位监测点的意义

长期定位地力肥力和质量监测，对土壤在不同施肥条件下肥力演变和作物的增产效应、养分供给能力有较大作用，并为土壤的培育和合理施肥提供理论依据。通过每年连续性样品采集，分析土壤养分数据及其变化趋势，将为农田耕地地力和环境质量的探索研究打好基础，对生态环境和促进农业可持续发展具有积极和深远的意义。

2　监测与分析基本情况

选取花都区耕地地力监测点17个，监测了土壤酸碱度（pH）、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾等常规6项指标，收集了17个监测点的农户施肥和耕种情况记录。监测结果及其分析如下。

2002年至2016年花都区耕地土壤常规监测结果列于表1，并作图示。

表1　花都区耕地土壤常规指标监测结果

从图示可见，土壤酸碱度（pH）和全氮的监测结果虽有轻微起伏变动，但仍维持直线状态，基本稳定在一定水平，而土壤有机质含量最近几年下滑趋势明显。土壤有效氮、磷、钾养分含量则年度波动较大，土壤速效养分含量通常受田块的耕种结构和施肥水平影响较大，起伏不定含量变化趋势表明不同年份的肥料施用量有较大差异。

2.1　耕地土壤的阳离子交换性能

土壤胶体表面所能吸附的各种交换性阳离子，包括交换性盐基和交换性酸的总量，称为阳离子交换量（CEC），其表示单位为cmol(+)/kg。阳离子交换量的大小，可以作为评价土壤保水保肥能力的指标，是改良土壤和合理施肥的重要依据之一，也是高产稳产农田肥力的重要指标。土壤阳离子交换性能是土壤具有的基本属性，取决于土壤胶体的种类和数量，其中腐殖质含量和粘土矿物特别是2∶1型黏土矿物含量愈高，阳离子交换量愈大。我国北方土壤黏粒以蒙脱石及伊利石为主，所以阳离子交换量大，其数值一般大于20 cmol(+)/kg，高的可达50cmol(+)/kg以上。而南方红壤，一方面因为它含有机胶体较少，同时其黏粒以高岭石及铁铝水合物为主，所以阳离子交换量一般较小，通常在20 cmol(+)/kg以下。花都区耕地土壤阳离子交换量的平均值为7.99cmol(+)/kg，比广州市平均值低（表2）。 变幅为 5.72～10.02cmol(+)/kg，变化幅度相对较小，但几乎都在弱保肥性能等级范围。

表2　花都区耕地土壤阳离子交换量（CEC）

2.2　耕地土壤中量元素和盐分监测结果与分析

花都区耕地土壤有效钙、镁、硫等中量元素和盐分于2004年进行过一次监测，2011年再次进行监测，两次结果见表2。2011年监测结果，土壤有效钙含量平均1860.8mg/kg，属极丰富水平；有效镁89.3mg/kg，缺少水平；有效硫88.4mg/kg，丰富水平；盐分含量0.118%，有轻度盐化迹象。与2004年的监测结果比较，有效钙含量增加一倍多，由丰富变为极丰富；有效镁含量增加了一半，但仍然缺乏；有效硫变化不大，处于丰富水平；土壤盐分含量减少了四分之一，但还是有轻度盐化的风险。花都区位于珠江三角洲地区，灌溉频繁，降雨丰富，但蔬菜、甜玉米等经济作物种植面积较大，耕种频繁、化肥用量大是土壤出现轻度盐化的原因。

表3　耕地土壤中量元素和盐分监测结果

2.3　耕地土壤有效硅、有效硼监测结果与分析

花都区耕地土壤有效硅、有效硼含量分析结果列于表2。花都区土壤有效硅含量平均49.5mg/kg，属缺少水平，比广州市平均值高。土壤有效硅缺乏对需要较多硅元素的农作物例如水稻、甘蔗的产量和品质有一定影响，可通过施硅肥或施用含硅的中微量元素肥料进行平衡补给。花都区土壤有效硼含量0.55mg/kg，属中等水平，比广州市平均值高。由于多种因素的影响，广东省耕地土壤大部分低于0.5mg/kg的缺硼临界值，花都区例外，可能与该区土壤pH值较高有一定关系。

表4　花都区耕地土壤有效硅、有效硼含量

2.4　土壤有效铁、锰、铜、锌含量

花都区耕地土壤有效铁、锰、铜、锌含量分析结果列于表2。花都区土壤有效铁含量平均139.1mg/kg，属极丰富水平。花都区土壤有效锰含量10.09mg/kg，属中等水平，比广州市平均值低。有效铜含量2.84mg/kg，极丰富，但比广州市平均值低。有效锌含量6.50mg/kg，属极丰富水平，且比广州市平均值高。

表5　土壤有效铁、锰、铜、锌含量

2.5　土壤有效钼含量

在土壤与植物营养领域，微量元素钼能否满足作物生长的需要，一般通过化学分析方法测定土壤有效钼含量的高低来衡量。土壤有效钼含量及对作物的影响分为五级：＜0.10mg/kg 为一级（极缺）；0.10～0.15mg/kg为二级 （缺少）；0.15～0.20mg/kg为三级 （中等）；0.20～0.30mg/kg为四级 （丰富）；＞0.30mg/kg 为五级（极丰富）。花都区耕地土壤有效钼含量分析结果列于表2。花都区土壤有效钼含量平均值为0.188mg/kg，属三级中等水平，变幅为0.022～0.390mg/kg，比广州市平均值低。

表6　花都区耕地土壤有效钼含量

2.6　土壤缓效钾含量

土壤钾素形态分为矿物钾、缓效钾和速效钾三种。土壤钾素养分是否充分，主要决定于土壤速效钾的含量，但当速效钾含量接近或低于当季作物所需的钾量时，潜在性钾的及时释放就很重要。缓效性钾含量可以反映土壤的供钾潜力。谢建昌等根据我国主要土壤缓效钾含量情况，将土壤供钾潜力划分为7个等级：＜70mg/kg为 1级 （供钾潜力极低）；70～170mg/kg为2级（供钾潜力低）；170～330mg/kg为 3级（供钾潜力中下）；330～500mg/kg为 4级 （供钾潜力中等）；500～750mg/kg 为 5 级（供钾潜力中上）；750～1160mg/kg为6级（供钾潜力高）；＞1160mg/kg为7级（供钾潜力极高）。

对花都区耕地土壤缓效钾的监测于2005年开展过一次，平均值为204.3mg/kg；2015年为第二次，平均值为 89.3mg/kg（表2）。 结果表明：（1）花都区耕地土壤缓效钾的变化与广州市一致，即缓效钾含量降低，且降幅较大，土壤供钾潜力减弱，原因未明应给予重视。（2）土壤供钾潜力虽然下降，但土壤速效钾含量一直比较高，并超过缓效钾含量，因此供钾能力整体来看比较好，而维持这种良好状态是长期注重平衡施用钾肥的结果。

表7　花都区耕地土壤缓效钾含量变化

2.7　耕地土壤水稳性团聚体变化

花都区土壤水稳性团聚体的监测于2006年开展过一次，2016年为第二次（表2），经历10年后结果表明：＞0.25 mm水稳性团聚体，即具有团粒结构的土壤颗粒，其含量降低与广州市一致，且降幅较大，对土壤通透性和持水性有一定影响，甚至降低土壤保水保肥能力和肥力水平。土壤水稳性团聚体的数量受种植制度、耕种强度、施肥及土壤有机质含量和pH值等诸多因素的综合影响，出现剧烈变化应给予重视，并采取有效措施阻止继续下滑。

表2　花都区耕地土壤水稳性团聚体变化

3　结论与建议

花都区耕地主要种植蔬菜及其他经济作物，农民一贯采用传统的施肥方式。施肥结构以化肥为主，有机肥施用比例和施用量很低。长期大量施用化肥不利于土壤肥力提高，也被认为是造成土壤酸化的主要原因。大量化肥投入使土壤有效磷盈余，磷素过剩累积可引发土壤养分不平衡。因而由施肥数量、施肥时期、施肥方法不合理造成了一系列不合理施肥现象。致使施肥不合理现象长期以来普遍存在，过量施肥及养分配比不科学等施肥问题不仅降低了肥料资源利用效率，增加了生产成本。也造成耕地理化性状劣变、养分失衡，直接影响耕地综合生产力提高。有鉴于此，对花都区耕地施肥有如下建议：

一是大力推广优质有机肥，提高有机肥施用比例、施用范围和施用量。有机肥不仅能为农作物提供全面营养，而且肥效长，可增加和更新土壤有机质，促进微生物繁殖，改善土壤的理化性质和生物活性，全年有机肥用量以300～400kg/亩为宜。二是减少通用型（15-15-15）复合肥施用，推广具有针对土壤、作物的专用肥，单质肥料配施时减少磷肥用量和比例，以氮、磷、钾肥施用比例 1∶0.3∶0.7～0.8 为宜。 三是充分利用测土配方施肥技术成果，把测土配方施肥技术推广到千家万户。花都区农业技术管理中心已研究出针对我区水稻、蔬菜的营养特性和土壤养分状况的测土配方施肥技术指导系统，它可以根据土壤养分检测值，估算出本地块的目标产量。精准地给出本地块最佳氮、磷、钾的总施用量，并详细给出每个施肥时期的最佳施肥量。只有这样，才能及时了解土壤养分的动态变化以调整施肥结构。