李存玲 杨萍
摘 要:为全面摸清商洛市耕地土壤肥力状况和养分变化情况,进行科学合理地肥料运筹,对全市2020年445个耕地质量长期定位监测点土壤养分检测结果进行了分析,并对比了1980—1984年第二次土壤普查养分数据,以探明商洛市近40年来耕地土壤肥力变化情况。结果表明,当前商洛市耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾的平均含量分别为18.24g/kg、1.18g/kg、106.6mg/kg、23.34mg/kg、108.01mg/kg,较第二次土壤普查的土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷含量分别增加35.2%、37.2%、93.8%、27.5%,速效钾下降20.6%。因此,在今后的施肥中,应坚持“用地养地结合”“有机无机配施”“减氮稳磷增钾”的施肥原则,改变传统的施肥方式,增施有机肥,精准精量施用氮磷钾肥,分期分次施用,以实现商洛市耕地土壤肥力的均衡提升,防止农业面源污染。
关键词:商洛市;土壤肥力;肥力变化;施肥建议
中图分类号 S158 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2022)07-0105-04
土壤肥力是土壤质量变化最基本的表征和核心研究内容,与作物生产、粮食安全、生态环境及人类健康密切相关[1]。摸清商洛耕地土壤养分含量状况和变化情况,为科学合理制定施肥方案提供依据,对于保障全市粮食安全和生态环境具有重要意义。随着现代化农业的发展,土壤养分含量不仅受成土母质、地形、气候的影响,也受不同的土地利用方式、耕地管理措施影响,具有明显的时空变化特点[2-3]。杨帆等[4]研究表明,1985—2014年全国耕层土壤有机质较第二次土壤普查提高24.5%;赵小敏等[5]研究表明,1985—2012年江西省耕地土壤全氮水稻土提高7.2%,旱地增加43.9%;徐茂等[6]研究表明,江苏省环太湖区域22年间速效磷上升69.2%,速效钾上升10.0%。
目前,关于商洛市土壤肥力状况的研究甚少,特别是针对全市目前肥力水平下肥料运筹的研究更是少之又少。而商洛市作为我国南水北调中线水源涵养地,加强以化肥、农药为主的农业面源污染控制,确保“一江清水送津京”刻不容缓。为此,本研究应用商洛市2020年445个耕地质量长期定位监测点土壤养分检测数据,分析当前商洛市土壤养分含量状况,对照1980—1984年第二次土壤普查结果,探讨40年来养分变化情况及原因,并且提出针对性的肥料运筹方案,以期为提高土壤肥力,减少化肥投入和农业面源污染提供参考。
1 研究方法
1.1 研究区域概况 商洛市位于鄂尔多斯地台以南,系秦岭地槽北位秦岭地轴之中部,全区是一个复杂的大背斜构造,按地貌可分为河谷川塬区、低山丘陵区和中山区3个类型,耕地土壤主要有潮土、新积土、褐土、黄褐土、棕壤和黄棕壤[7]。境内沟壑纵横,农业基础设施薄弱,年平均气温7.8~13.9℃、无霜期210d、年均日照时数1860~2130h、年均降雨量710~930mm[8]。全市辖7县区98个镇(办),常年耕地面积1.997×105hm2,主要粮食作物有小麦、玉米,主要种植制度为二年三熟或一年一熟,主要种植模式有小麦纯种、小麦—玉米[9]。
1.2 数据来源 1980—1984年第二次土壤普查数据来源于《商洛土壤》。2020年土壤养分含量数据来源于全市445个耕地质量长期定位监测点土样检测数据。土壤养分分级标准依据测土配方施肥项目5级分类标准。
1.3 数据处理 严格按照测土配方施肥技术规范土壤养分检测方法,对全市7县区445个耕地质量长期定位监测点土样进行检测,获得有效检测数据2225个。
2 结果与分析
2.1 土壤有机质 从表1可以看出,当前商洛市耕地土壤有机质含量平均为18.24g/kg,变幅在0.7~31.06g/kg,7个县区土壤有机质含量差异较大,洛南縣土壤有机质含量最高,平均为23.7g/kg;商州区次之,平均为22.5g/kg;柞水县最低,平均为16.2g/kg。有机质含量呈自北向南逐渐递减趋势,主要原因是北部地区畜牧养殖企业规模大、数量多,带动了有机肥加工企业的发展;北方农民有机肥施用方便,且施用量大,使土壤有机质得到及时补充和积累,故北方土壤有机质含量较南部的高。目前,全市65.2%的耕地土壤有机质处于中等以上水平,34.8%的处于较低及以下水平(见表2)。与第二次土壤普查比,全市土壤有机质含量平均提高35.2%(见表3),高于全省0.7%。但从全国看,商洛市土壤有机质仍处于较低水平,比全国平均低6.2g/kg(见表4)。
2.2 土壤全氮 全市耕地土壤全氮含量平均为1.18g/kg,变幅在0.06~3.02g/kg。7个县区土壤全氮含量差异较大,其中商州区全氮含量最高,平均为1.46g/kg;洛南县次之,平均为1.26g/kg;镇安县最低,平均为0.39g/kg(见表1)。目前,全市土壤全氮含量在1g/kg以上的田块仅占46.3%,其余半数以上的田块土壤全氮含量处于较低水平(见表2)。与第二次土壤普查相比,全市土壤全氮含量平均增加0.32g/kg,增幅为37.2%(见表3)。与全省相比,全市土壤全氮含量较高,高于全省7.3%。但与全国相比,商洛土壤全氮处于较低水平,比全国平均低7.7%(见表4)。
2.3 土壤碱解氮 全市耕地土壤碱解氮含量平均为106.6mg/kg,变幅在1~301mg/kg。7个县区土壤碱解氮含量差异较大,其中商州区土壤碱解氮含量最高,平均为130.1mg/kg;洛南县次之,平均为125.4mg/kg;山阳县最低,平均为78.9mg/kg(见表1)。当前,全市有62.7%的耕地土壤碱解氮含量处于中等以上水平(见表2)。与第二次土壤普查相比,全市土壤碱解氮含量平均增加51.6mg/kg,增幅为93.8%(见表3)。
2.4 土壤有效磷 全市耕地土壤有效磷含量平均为23.34mg/kg,变幅为0.2~31.5mg/kg。7个县区土壤有效磷含量差异较大,其中丹凤县土壤有效磷含量最高,平均为26.4mg/kg;商州区次之,平均为25.1mg/kg;山阳县最低,平均为19.4mg/kg(见表1)。从表2可以看出,目前,全市80%以上耕地土壤有效磷含量处于中等以上水平,20%处于极低水平。与第二次土壤普查相比,全市土壤有效磷含量平均增加5.04mg/kg,增幅为27.5%(见表3)。与全省、全国土壤有效磷含量相比,我市土壤有效磷处于较高水平,高于全省平均5.1%,也高于全国平均4.1mg/kg,增幅21.4%(见表4)。
2.5 土壤速效钾 全市耕地土壤速效钾含量平均为108.01mg/kg,变幅在5~201mg/kg。7个县区土壤速效钾含量差异较大,其中洛南县土壤速效钾含量最高,平均为120.9mg/kg;柞水县次之,平均为117.9mg/kg;山阳县最低,平均为105.8mg/kg(见表1)。从表2可以看出,目前全市80%以上的耕地土壤速效钾含量处于中等偏上水平,20%处于极低水平。与第二次土壤普查相比,全市土壤速效钾含量40年间减少27.9mg/kg,减幅20.6%(见表3)。从全国、全省看,我市土壤速效钾含量处于较低水平,分别仅为全国、全省的89.6%和60%(见表4)。
2.6 土壤养分变化综合分析 目前,商洛市耕地土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾平均含量分别为18.24g/kg、1.18g/kg、106.6mg/kg、23.34mg/kg和108.01mg/kg,商洛市大部分耕地土壤养分含量处于中等偏上水平。与第二次土壤普查相比,全市土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷呈上升趋势,其中土壤有机质、全氮分别提升35.2%、37.2%,与中国农田耕层土壤有机质含量呈整体上升趋势的观点相似[6]。近年来,虽然全市已实施了测土配方施肥项目,但一些农户的传统施肥习惯还未彻底改变,氮、磷肥的大量施用,使土壤中碱解氮、有效磷分别增加93.8%和27.5%。而由于钾肥价格较高,加上农业比较效益低下,农民不愿施用或少用钾肥,致使土壤钾素未得到及时有效补充,导致全市土壤速效钾含量呈下降态势,降幅达20.6%。
2.7 土壤施肥建议 根据当前商洛市耕地土壤养分含量状况,结合近年来测土配方施肥项目成果,在今后的施肥中,应坚持“用地养地结合”“有机无机配施”“减氮稳磷增钾”的施肥原则。就小麦田块而言,建议目标产量在5250kg/hm2以上,每hm2施用生物有机肥45t、纯N150~180kg、P2O575~90kg、K2O 60~75kg;目标产量在3750~5250kg/hm2,每hm2施生物有机肥30t、纯N 135~150kg、P2O5 60~75kg、K2O 45~60kg;目标产量在3750kg/hm2以下,每hm2施生物有机肥30t、纯N 120~145kg、P2O5 60~75kg、K2O 45~60kg。施用时,60%氮肥和全部生物有机肥、磷钾肥作基肥一次施入,另外40%氮肥于小麦拔节前一次施入。对于玉米,建议目标产量在7500kg以上,亩施生物有机肥45t、纯N 180~210kg、P2O5 60~75kg、K2O 75~90kg;目标产量在6000~7500kg/hm2,每hm2施生物有机肥37.5t、纯N 150~180kg、P2O5 45~60kg、K2O 60~75kg;目标产量在6000kg/hm2以下,每hm2施生物有机肥30t、纯N 120~150kg、P2O5 30~45kg、K2O 45~60kg。施用时,1/3氮肥和全部生物有机肥、磷钾肥做种肥一次施入,另外2/3氮肥分别在玉米拔节前、玉米大喇叭口前施入。
3 结论与讨论
土壤养分含量与施肥水平、作物产量及其他农业措施的实施有着很大的关系,尤其与施肥的关系更为密切[10]。从检测结果看,尽管商洛市近40年间土壤有机质含量呈上升趋势,但目前仍有近35%的耕地土壤有机质含量处于较低水平。提高土壤有机质含量要经历一个长期过程,对耕作土壤培肥来说,应注重加大有机肥的投入[11]。因此,商洛市应大力推广秸秆粉碎还田、秸秆堆沤还田、增施生物有机肥等技术,开展生态施肥,不断提高土壤有机质含量和土壤健康水平。
大量研究表明,单施化肥以及化肥有机肥配施均能够提高土壤碱解氮、有效磷含量[12-13]。商洛市耕地土壤全氮、碱解氮和有效磷含量较第二次土壤普查都有了较大水平的提高,速效钾有一定下降,这与长期以来全市农民“重氮、磷轻、钾肥”的施肥习惯有很大的关系。商洛处于南水北调中线水源涵养区,改变传统的施肥方式,合理精量配施氮磷钾肥,分期分次施用,有利于降低农业面源污染风险,减少农业生产成本,实现经济效益、环境效应双赢。
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(责编:张宏民)
Analysis of Soil Fertility Change over 40 Years in Shangluo Cultivated Land and Fertilization Suggestion
LI Cunling YANG Ping
(1Shangluo Agricultural Technology Extension Station, Shangluo 726000, China; 2Shangluo City Plant Protection and Quarantine Station, Shangluo 726200, China)
Abstract: To find out the soil fertility status and nutrient changes of the cultivated land in Shangluo, and to work out a scientific and reasonable fertilizer operation plan. The results of soil nutrient testing in 445 long-term monitoring sites of cultivated land quality in the city in 2020 were analyzed, and compared with the nutrient data of the second soil census from 1980 to 1984, the change of soil fertility of cultivated land in the past 40 years in Shangluo was found out. The results showed that the average contents of soil organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolyzed nitrogen, available phosphorus and available potassium was 18.24g/kg, 1.18g/kg,106.6mg/kg, 23.34mg/kg,108.01 mg/kg, Compared with the second soil census, soil organic matter, total nitrogen, available nitrogen and available phosphorus increased by 35.2%, 37.2%, 93.8% and 27.5% respectively, and available potassium decreased by 20.6%. Therefore, in the future fertilization, we should adhere to the principle of “Combining land use with land conservation”, “Combining organic with inorganic”, “Reducing nitrogen, stabilizing phosphorus and increasing potassium”, that is to say, we should change the traditional way of fertilization, apply more organic fertilizer, apply nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer precisely and precisely, application in stages and stages to achieve balanced improvement of soil fertility and prevent agricultural non-point source pollution in Shangluo.
Key words: Shangluo City; Soil Fertility; Fertility change; Fertilization recommendations
基金项目:陕西省农业专项资金支持种植业发展项目(項目编号:2019-159)。
作者简介:李存玲(1975—),女,陕西丹凤人,农艺师,从事农技推广工作。 通讯作者:杨萍(1972—),女,农艺师,从事植物保护工作。
收稿日期:2021-11-22