第一师耕地土壤养分现状及变化趋势分析

张 涛，卜东升，邵延慧，水 涌

（新疆生产建设兵团第一师农业科学研究所，新疆 阿拉尔 843300）

土壤养分是土壤提供给植物生长所必需的营养元素，是土壤肥力的重要指标[1]，土壤养分的丰缺直接影响农作物的产量和质量[2]。SCHOENHOLTZ等[3]认为土壤的有机质、全氮、水解性氮、有效磷和速效钾等养分指标是评价土壤肥力的重要指标。新疆生产建设兵团第一师位于阿克苏地区，该师农业为主要产业，由于该地区地势平坦，光照资源丰富，为当地现代农业的高速发展提供了有利条件。自1983年全国第2次土壤普查之后，当地的耕作制度、作物品种、种植结构、产量水平、肥料使用等情况均产生巨大变化。本文通过对第一师耕地土壤养分现状及变化趋势进行分析，探讨当地耕地土壤养分变化原因，为今后农业生产中培肥地力、提高肥料利用率、补充作物所需营养元素等提供科学依据，为实现精准施肥、化肥减量增效、测土施肥技术的应用推广提供有利条件，对当地农业可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 采样点、采样时间及采样方法

采样点：于第一师管辖下的15个团场，选取每个团场能覆盖作物高、中、低产的代表性条田进行定点监测；采样时间：分别于2007、2013、2019和2020年作物收获后；采样方法：以S型布点方式在条田中进行土壤样品混合采集，每个混合样采样点不少于10个，采样深度0～25cm，混合土样按四分法留取0.5kg左右作为待测样品。

1.2 土壤样品测定项目及方法

测定项目：有机质、全氮、水解性氮、有效磷、速效钾、全盐量、有效铜、有效锌、有效铁、有效锰、有效硼；检测方法：参照林业行业标准《森林土壤分析方法》和现行有效的农业标准。

1.3 土壤养分分级

土壤养分分级参考全国第二次土壤普查土壤养分分级标准[4]。

1.4 数据处理

用Excel 2010进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 土壤有机质含量现状及变化趋势

如图1所示可知，2020年第一师土壤有机质含量为12.12g·kg-1，属4级水平，较1983年增加2.38g·kg-1，增幅为24.44%。1983—2020年有机质含量呈现小幅上升趋势，其提高原因可能与近年来测土配方施肥技术的推广、农民增施有机肥、秸秆还田技术等措施有关。

图1 土壤有机质含量变化趋势Figure 1 Variation trend of soil organic matter content

2.2 土壤全氮含量现状及动态变化趋势

如图2所示可知，2020年第一师土壤全氮含量为0.69g·kg-1，属5级水平，较1983年时增加0.15g·kg-1，增幅为27.78%。1983—2020年土壤全氮含量呈小幅上升趋势，前人研究表明，土壤全氮和有机质有显著的相关性[5]，因而推测土壤全氮的提高可能与土壤有机质含量的提高有关。

图2 土壤全氮含量变化趋势Figure 2 Variation trend of soil total nitrogen content

2.3 土壤水解性氮含量现状及动态变化趋势

如图3所示可知，2020年第一师土壤水解性氮含量为68.60mg·kg-1，属4级水平，较1983年时增加30.6mg·kg-1，增幅达80.5%。1983—2020年土壤水解性氮含量呈先上升再下降然后再小幅上升的波状趋势，其原因可能是过去农民注重作物产量而盲目大量施用氮肥，造成土壤中水解性氮的过度积累，随着测土配方施肥技术的应用推广和农民传统施肥观念的改变，土壤中水解性氮含量有所下降而后又有略微提高。

图3 土壤水解性氮含量变化趋势Figure 3 Variation Trend of soil hydrolytic nitrogen content

2.4 土壤有效磷含量现状及动态变化趋势

如图4所示可知，2020年土壤有效磷含量为32.64mg·kg-1，属2级 水 平，较1983年 时 增 加24.84mg·kg-1，增幅达318%。1983—2020年土壤有效磷含量呈快速上升趋势，分析认为可能与测土配方施肥技术应用中提高磷肥比重和农民早期“重氮肥，轻磷肥”传统观念的转变有关。

图4 土壤有效磷含量变化趋势Figure 4 Variation Trend of soil available phosphorus content

2.5 土壤速效钾含量现状及动态变化

如图5所示可知，2020年土壤速效钾含量为167mg·kg-1，属2级水平，较1983年时减少170mg·kg-1，降幅达50.45%。1983—2007年土壤速效钾含量呈快速下降趋势，2013—2020年又呈小幅上升趋势，分析认为钾元素含量的下降可能是连年耕作和农民轻钾肥的传统施肥观念，导致土壤中钾元素被吸收后得不到及时有效的补充造成的。

图5 土壤速效钾含量变化趋势Figure 5 Variation trend of soil available potassium content

2.6 土壤盐分含量现状及动态变化趋势

如图6所示可知，2020年土壤盐分含量为4.22g·kg-1属3级。2007—2013年土壤盐分含量呈下降趋势，2013—2020年土壤盐分呈上升趋势，造成这种情况的原因可能是随着农业的快速发展，水资源日益紧缺，灌溉方式也随之发生转变，耕地不能进行大面积的冬春灌水再加上种植户过量使用化肥，从而导致盐分不断累积，土壤含盐量随之升高。

图6 土壤全盐量变化趋势Figure 6 Variation trend of soil total salt

2.7 土壤有效微量元素含量现状及动态变化趋势

如图7所示可知，2020年第一师耕地土壤有效铜1.62mg·kg-1，属2级水平；有效锌0.95mg·kg-1，属3级水平；有效铁28.53mg·kg-1，属1级水平；有效锰3.87mg·kg-1，属4级水平；有效硼0.71mg·kg-1，属3级水平。微量元素中有效铁变化不大，其他元素总体呈下降趋势，其中有效硼降幅较大达68.3%。土壤微量元素的下降可能与过去农民“重大量元素肥，轻微量元素肥”的传统施肥观念造成土壤中微量元素被作物吸收后得不到有效补充有关。针对这样的情况应引导农民改变传统施肥观念，科学施肥，来均衡土壤微量元素的供给。

图7 土壤微量元素含量变化趋势图Figure 7 Variationtrend of soil trace element content

3 结论

通过对第一师耕地土壤养分现状和变化趋势进行分析可知，当地耕地土壤现状为：有机质12.12g·kg-1属4级、全氮0.69g·kg-1属5级、水解性氮68.60mg·kg-1属4级、有效磷32.64mg·kg-1属2级、速效钾167mg·kg-1属2级、全盐量4.22g·kg-1属3级、有效铜1.62mg·kg-1属2级、有效锌0.95mg·kg-1属3级、有效铁28.53mg·kg-1属1级、有效锰3.87mg·kg-1属4级、有效硼0.71mg·kg-1属3级。1983—2020年养分变化趋势为：有机质、全氮、有效磷含量呈上升趋势，其中有效磷含量增幅较大达到318%；水解性氮含量呈先上升再下降然后小幅上升的波状趋势；速效钾含量呈先快速下降再小幅上升的趋势；微量元素中有效铁变化不大，其他元素含量总体呈下降趋势，其中有效硼降幅较大达68.3%。

针对第一师土壤养分现状，提出以下培肥地力建议措施：（1）增施有机肥和加大作物秸秆还田力度。该措施可提升土壤有机质含量、改善土壤团粒结构、培肥地力、提高耕地质量。（2）加强测土配方施肥技术的推广。根据土壤肥力水平和作物生育期需肥规律合理配肥、精准施肥，从而提高肥料利用率及作物产量。（3）优化施肥结构。提高有机肥的施用量，适当减少磷肥施用量，补充微量锌、锰和硼肥配比。保证作物养分均衡供应，从而提高作物产量和品质。（4）轮作倒茬。合理调整农作物轮作倒茬，做到用地养地相结合，不仅能充分利用土壤养分、改善土壤理化性质，还可减少或降低土壤病、虫、草的危害。