耕层土壤速效钾丰度变化趋势分析

摘要 为调研0～20 cm耕层土壤中速效钾的空间分布和动态变化特征，服务地方农业生产。本文根据2007—2022年L县采集的15 393份耕层土壤样本的速效钾含量，分析该地区土壤速效钾丰度变化趋势及区域差异。采样点数据分析结果显示，2007—2022年研究区耕层土壤速效钾含量整体呈增长趋势，平均每年增加4.99 mg/kg，处于较丰富状态；不同地区、不同土质类型的土壤速效钾含量存在差异，分布不均匀。生产上，继续推广测土配方施肥，提升钾素利用效率，是开展化肥减量增效、保障粮食稳产增产及缓解环境压力的优势选择。

关键词 耕层土壤；速效钾；相对丰度；测土配方施肥

中图分类号 S158" "文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2024）11-0074-05

Analysis of trends in the changes of available potassium abundance in the cultivated soil layer

LU Dong

（Lingbi County Agricultural Technology Extension Center， Lingbi 234200， China）

Abstract To investigate the spatial distribution and dynamics of available potassium in the 0-20 cm plow layer soil， serving local agricultural production. The trends and regional differences in soil available potassium abundance in L County were analyzed， based on the available potassium content in 15 393 soil samples collected from the plow layer from 2007 to 2022. The results showed that from 2007 to 2022， the available potassium content in the plow layer soil of the study area showed an overall increasing trend， with an average annual increase of 4.12 mg/kg， being in a relatively rich state; there were differences in soil available potassium content between different regions and different soil types， with uneven distribution. Continuing to promote soil testing and formula fertilization to enhance potassium use efficiency is an advantageous choice for reducing chemical fertilizer application， ensuring stable and increased grain production， and alleviating environmental pressure.

Keywords topsoil; available potassium; relatively abundant; soil testing and formulated fertilization

土壤养分在一定程度上可以反映耕地生产力，影响农作物长势和粮食产量[1]。钾元素主要参与植物的光合作用和蛋白质合成，是农作物所需的重要元素之一[2-3]，也是主要的土壤养分之一。速效钾丰度是土壤肥力评价的重要指标之一[4]，对作物产量和品质具有直接影响[5-6]。2016年，L县土壤速效钾含量145 mg/kg，整体含量水平与第二次土壤调查时的水平相当，按照安徽省耕地土壤养分等级划分标准，属于中等丰度水平，部分耕地处于速效钾缺或极缺状态[7]。因此，补充钾元素、培肥地力对促进区域农业发展具有重要意义。相关研究显示，过量使用钾肥则不利于粮食产量和品质提升[8-10]，会增加种植成本，并可能带来环境问题。吴亭等[11]研究表明，过量使用肥料会使土壤酸化，小麦产量下降[12]。因此，提升钾元素利用效率是增加粮食产量，降低种植成本，缓解环境压力和钾肥供给压力的有效途径之一。

了解耕层土壤速效钾的空间分布和变化动态是实现精准施肥与农业可持续发展的基础，本文调查分析了2007—2022年L县0～20 cm耕层土壤中速效钾含量的变化趋势，以及当下该县各区域土壤速效钾含量情况，为实施化肥减量增效、培肥地力和保障粮食稳产增产提供参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

试验数据来源于L县测土配方施肥和耕地质量保护与提升项目的15 393份土壤样品养分化验结果。土壤样品采集时间2007—2022年，采集地点为全县域，采样方法为5点布局法，采样单元面积10 m×10 m，共采集0～20 cm层耕土壤样本15 393份。土壤速效钾含量测定按照NY/T 2911—2016《测土配方施肥技术规程》，采用乙酸铵溶液浸提—火焰光度计法测定。其中2012、2017年无数据。

1.2 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2013软件统计分析2007—2022年研究区耕层土壤速效钾含量变化趋势、不同类型土壤速效钾含量的差异，以及2022年速效钾含量分布情况。土壤速效钾丰缺度等级按照安徽省耕地土壤养分等级划分标准划分（表1）。

2 结果与分析

2.1 采样点土壤速效钾含量的变化趋势

由表2可知，2007—2022年研究区共采集土样15 393份（次），其中2008年样本数量最多，有4 143份，2007年样本数量最少，有27份。样本速效钾检测结果显示（表2，图1），2007—2022年研究区土壤速效钾平均含量整体呈上升趋势，平均每年增加4.99 mg/kg。速效钾平均值含量最高的年份是2015年，为230.99 mg/kg，平均含量最低的年份是2007年，为104.04 mg/kg。2008—2018年，采样点间的变异系数呈逐年减小趋势，说明这一时间段内各采样点间速效钾含量差异在逐年缩小；2019年之后，年度间采样点间的变异系数波动较大且有上升趋势，说明各采样点间速效钾含量差异有扩大趋势。采样点间速效钾含量变异系数最大的是2021年，为64.26%，最小的是2007年，为16.57%（图2）。

2.2 采样点不同类型土壤的速效钾含量

研究区耕地土壤类型主要有白姜土、黑姜土、石灰性潮壤土、石灰性潮黏土和石灰性潮砂土5个土属。2020—2022年采集的1 405份土壤样本中以上5个土属的样本有1 374份，占比97.79%。其中，样本数最多的是石灰性潮砂土，443份；最少的是石灰性潮壤土，109份。以2020—2022年的数据分析各土属土壤速效钾含量情况，结果显示，5种类型土壤的速效钾平均值含量从高到低依次为石灰性潮黏土、黑姜土、石灰性潮砂土、石灰性潮壤土和白姜土。其中，速效钾平均值含量最丰富的是石灰性潮黏土，其平均含量达到276.27 mg/kg，是平均含量唯一达到Ⅰ级（丰富）丰度的土壤类型，而其他4种类型土壤的速效钾平均含量为141.02～159.82 mg/kg，丰度等级主要为Ⅱ级（较丰富）或Ⅲ级（中等）。各类型土壤内不同点位间速效钾的含量差异较大，其变异系数最小的是白姜土，为29.53%（表3）。

2.3 采样点耕层土壤速效钾的分布情况

根据2022年的土壤速效钾数据，分析研究区19个乡镇的采样点土壤速效钾含量分布情况。如图3所示，有4个乡镇的土壤速效钾含量超过200.00 mg/kg，达到Ⅰ级（丰富）丰度；有5个乡镇的土壤速效钾含量为Ⅱ级（较丰富）丰度；有10个乡镇的土壤速效钾丰度等级为Ⅲ级（中等）丰度，没有处于Ⅳ级（缺）和Ⅴ级（极缺）丰度的乡镇（图3）。不同乡镇的土壤速效钾含量差异较大，变异系数为38.77%。

2022年，研究区采样点内土壤速效钾平均含量178.93 mg/kg，整体丰缺等级为Ⅱ极，处于较丰富状态。在采集的该年度的390份土壤样本中，处于Ⅲ级（中等）丰度的样本最多，有163个；有354份样本速效钾含量达到Ⅲ级（中等）丰度以上水平，占90.77%；有36份样本速效钾含量为缺或极缺等级，占9.23%，低于2016年的占比[7]（表4）。

3 结论与讨论

3.1 采样点耕层土壤速效钾含量增长原因

2007—2022年，研究区耕层土壤速效钾含量呈增长趋势，这与王乐[13]的研究结果一致，与全国耕层土壤速效钾含量变化趋势基本一致[14]。研究表明，改变种植习惯可以有效提升土壤供钾能力。一是化肥投入。张国印等[15]对华北平原褐土土壤肥力的研究表明，长期使用钾肥可以有效增加土壤速效钾含量，而多年不使用钾肥，则土壤中的钾耗损较严重，林葆等[16]、王磊[17]研究也得出类似的结论。在研究区，种植小麦一般施用钾肥（K2O）93.0 kg/hm2，种植玉米一般施用钾肥（K2O）60.0 kg/hm2 [18]，仅小麦一季[19]，化肥大量投入，是该地区土壤速效钾含量提高的重要原因之一。二是秸秆还田。秸秆中含有丰富的氮、磷和钾等元素，秸秆还田在一定程度上可以改善土壤结构，增加土壤养分，提高粮食产量[20-21]。研究区自全面推行小麦秸秆全量还田以来，在一定程度上增加了土壤供钾能力[22]。三是测土配方施肥。2020年，研究区实施测土配方施肥的耕地面积达91%[23]，针对性的对耕地肥力进行补充，有效减少了速效钾缺、极缺的耕地比例，保障了土壤供钾能力。可能是以上因素共同作用，使得土壤速效钾含量逐渐提高。

3.2 采样点耕层土壤速效钾的分布特点

2022年，研究区采样点耕层土壤速效钾含量平均为178.93 mg/kg，属于较丰富等级，比全国平均水平高31.93 mg/kg[14]。实践中，受地形、土壤类型、施肥和种植习惯等影响，各地区耕层土壤速效钾含量存在差异，分布不均匀。从土质上看，石灰性潮黏土速效钾含量276.27 mg/kg，远高于其他土壤类型，这与张宝光等[5]、丁琪洵等[23]研究结果有相似之处。从地区上看，有4个乡镇的速效钾含量超过200.00 mg/kg，可能与这几个乡镇位于耕地地力提升项目区内且靠近河流，土壤有机质含量较高有关。研究区土壤速效钾平均丰度均在中等水平以上，2022年的390个取样点中，超90%的取样点土壤速效钾含量达到中等以上水平，但应当注意的是，暂有36个取样点土壤速效钾含量不足100.00 mg/kg，处于缺或极缺钾素状态，需要进一步分析。

3.3 提升钾素利用效率的措施

针对研究区土壤速效钾总体含量丰富，部分区域分布不均匀的特点，应在因地制宜，实施化肥减量增效，兼顾经济效益与环境保护的原则下进一步提升钾素利用效率，保障耕地供钾能力。一是加强测土配行施肥检测，科学决策。自开展测土配方施肥工作[24]以来，对提高粮食产量、降低农业生产成本、节约肥料资源及保护生态环境发挥了积极作用[25]。采取测土配方施肥策略是针对性补充土壤养分的关键环节，应在今后的农业生产中继续加大推广应用力度。二是在石灰性潮黏土集中的地区，尤其是速效钾含量高于200.00 mg/kg的富钾区，继续大量补钾对于农业生产的促进作用不明显，应以稳钾技术措施为主，根据作物目标产量确定钾肥使用量，例如，小麦产量为10 000～11 000 kg/hm2时，大约从土壤中摄取钾素210.00～262.00 kg/hm2 [26]。三是对于速效钾含量不足的地区，应继续坚持补充钾肥、实施秸秆粉碎还田和有机肥替代化肥等策略，提升土壤供钾能力。同时，正确施用钾肥，把钾肥作为基肥施入较深的土层中，可以减少被土壤固定，更容易被农作物吸收，发挥肥效。

综上，本文根据2007—2022年L县采集的15 393份耕层土壤样本速效钾含量，分析研究区土壤速效钾丰度变化趋势及地域间差异。结果显示，2007—2022年研究区采样点耕层土壤速效钾含量整体呈增长趋势，平均每年增加4.99 mg/kg。不同土质类型的速效钾含量存在差异。2022年研究区采样点速效钾含量整体在中等以上水平，全区速效钾含量整体处于较丰富等级，处于缺和极缺等级的采样点明显减少，仅占9.23%，而地域间耕层土壤速效钾含量分布存在不均匀现象。针对研究区土壤速效钾总体含量丰富，但分布不均匀的特点，应在因地制宜，实施化肥减量增效，兼顾经济效益与环境保护的原则下进一步提升钾素利用效率，保障耕地供钾能力。

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（责编：何 艳）