山西主要耕作土壤肥力現(xiàn)狀及變化規(guī)律

劉蝴蝶，李曉萍，趙國平，尹林紅

（運(yùn)城市農(nóng)業(yè)局，山西運(yùn)城044000）

隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，農(nóng)業(yè)種植作物種類、產(chǎn)量、耕作方式、農(nóng)民施肥觀念、土壤及土壤肥力均發(fā)生了巨大的變化。

為了摸清山西省主要耕作土壤的肥力現(xiàn)狀及其變化規(guī)律，結(jié)合近年來的工作，本研究對主要土壤種類肥力進(jìn)行了調(diào)查，旨在為加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)與管理提供科學(xué)的決策依據(jù)[1]，更好地指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收以及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 樣品采集原則

調(diào)查樣品采集的基本原則是以第二次土壤普查時的主要土種為單位，主要作物種植面積不少于1.33萬hm2，并在原采樣點(diǎn)位上采樣，以確保數(shù)據(jù)的可比性。

1.2 樣品的采集

1.2.1 采集時間 在秋作物收獲后、土壤封凍前進(jìn)行采集。

1.2.2 采集深度 樣品均采集于耕層土壤0～20 cm土層。

1.2.3 采樣點(diǎn)數(shù)量 按照一定的采集路線（S路線）隨機(jī)、等量和多點(diǎn)采樣，然后混合，每個樣品都是由15個以上采樣點(diǎn)組成的混合土樣，均為1 kg 左右[2]。

1.3 樣品測試項目及方法[1]

機(jī)械組成：比重計法；pH：酸度計法；有機(jī)質(zhì)：重鉻酸鉀容量法；陽離子代換量：乙酸銨交換蒸餾法；全氮：凱氏定氮法；堿解氮：堿解擴(kuò)散法；全磷：氫氧化鈉熔融，鉬銻抗比色法；有效磷：碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法；速效鉀：1 mol/L中性醋酸銨浸提，火焰分光光度計法。

2 山西省主要耕作土壤肥力現(xiàn)狀及評價

2.1 主要耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及評價

通過統(tǒng)計，山西省主要耕地土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果列于表1。

從表1可以看出，有機(jī)質(zhì)含量變化范圍為4.7～48.6 g/kg，平均值為 17.2 g/kg，依據(jù)山西省耕地土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價[3]，屬3級水平，變異系數(shù)49.88%，相對較大，說明不同的土壤有機(jī)質(zhì)含量差異較大。全氮含量變化范圍為0.16～1.62 g/kg，平均值為0.80 g/kg，依據(jù)山西省耕地土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價，屬4級水平，變異系數(shù)40.00%，相對較大，說明不同的土壤氮含量差異較大。土壤堿解氮含量的變化范圍為13.2～201.0 mg/kg，平均值為61.5 mg/kg。土壤全磷含量變化范圍為0.35～1.41 g/kg，平均值為0.61 g/kg，變異系數(shù)33.33%，相對較小，說明不同的土壤全磷含量差異不大。有效磷含量變化范圍為4.8～136.5 mg/kg，平均值為21.4 mg/kg，依據(jù)山西省耕地土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價，屬2級水平，變異系數(shù)117.76%，很大，說明不同的土壤有效磷含量差異較大。有效鉀含量范圍為60.0～338.0 mg/kg，平均值為150.2 mg/kg，依據(jù)山西省耕地土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價，屬3級水平，變異系數(shù)48.42%，相對較大，說明不同的土壤有效鉀含量差異較大。pH含量變化范圍為7.76～9.01，平均值為8.42。陽離子代換量的變化范圍為5.36～30.97 cmol/kg，平均值為 12.84 cmol/kg，依據(jù)山西省耕地土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)評價，屬3級水平，變異系數(shù)41.41%，相對較大，說明不同的土壤陽離子代換量含量差異較大。

表1 山西省耕地土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果

2.2 主要土壤亞類養(yǎng)分現(xiàn)狀

根據(jù)山西省第二次土壤普查結(jié)果統(tǒng)計，山西省土壤總面積1 454萬hm2，劃分為17個土類、40個亞類、127個土屬、351個土種[4]。本次研究涉及到其中的10個土類、15個亞類、52個土種。經(jīng)統(tǒng)計，目前主要耕地土壤亞類養(yǎng)分測定結(jié)果如表2所示。

表2 山西省土壤亞類養(yǎng)分測定結(jié)果統(tǒng)計

從表2可以看出，有機(jī)質(zhì)褐土性土含量最高，為22.85 g/kg；紅黏土次之，含量為21.11 g/kg；草原風(fēng)沙土最低，含量為6.65 g/kg；全氮紅黏土含量最高，為1.14 g/kg，褐土性土次之，為1.00 g/kg，草原風(fēng)沙土最低，含量為0.33 g/kg；有效磷潮土含量最高，為32.9 mg/kg，淡栗鈣土次之，為26.1 mg/kg，草原風(fēng)沙土最低，為 4.8 mg/kg；速效鉀褐土含量最高，為222 mg/kg，石灰性褐土次之，為 216 mg/kg，鹽化潮土最低，為 89 mg/kg；全磷淡栗鈣土含量最高，為0.96 g/kg，潮土次之，為0.72 g/kg，草原風(fēng)沙土最低，為0.46 g/kg；陽離子代換量紅黏土含量最高，為25.06 cmol/kg，淡粟鈣土次之，為15.96 cmol/kg，草原風(fēng)沙土最低，為5.36 cmol/kg。

3 山西省主要耕作土壤理化性質(zhì)變化情況

3.1 主要耕地土壤理化性質(zhì)變化情況

通過對調(diào)查點(diǎn)位土壤普查數(shù)值與現(xiàn)測值的統(tǒng)計分析（表3），土壤有機(jī)質(zhì)提高了6.97 g/kg，增幅為67.4%；土壤全氮提高了0.15 g/kg，增幅為22.7%；土壤全磷提高了0.01 g/kg，增幅為1.6%；土壤有效磷提高了16.57 mg/kg，增幅為303.4%；土壤速效鉀降低了34.49 mg/kg，降幅為18.4%；陽離子代換量提高了1.95 cmol/kg，增幅為17.9%；機(jī)械組成中，＞0.02 mm土粒降低4.11%，降幅為7.4%，0.02～0.002 mm土粒提高3.33%，增幅為11.3%，＜0.002 mm土粒提高了1.14%，增幅為7.3%。

表3 山西省主要耕地土壤理化性質(zhì)變化比較

3.2 主要耕地土壤亞類理化性質(zhì)變化情況

從表4可以看出，山西省主要耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量除沖積土降低外，均有所提高；全氮含量除沖積土、黃綿土、淡栗褐土、褐土降低外，均有所提高，平均提高幅度為22.7%；全磷含量變化有增有減，總體變化基本持平；有效磷含量均為提高且幅度較大，平均提高303.4%；速效鉀含量除褐土和石灰性褐土提高外，均為降低，且降低幅度較大，平均為18.4%；pH除草原風(fēng)沙土和鹽化潮土降低外，均有所提高；陽離子代換量降低的有5個土壤亞類，提高的有10個亞類，總體為提高，增幅為17.9%；機(jī)械組成中相對來講，0.02～0.002 mm土粒提高較為明顯，草原風(fēng)沙土、脫潮土和鹽化潮土變化較為明顯，＞0.02 mm和＜0.002 mm土粒有所降低，其物理性狀朝好的方向發(fā)展。

表4 主要耕地土壤亞類理化性質(zhì)

續(xù)表4

4 影響山西省主要耕作土壤肥力變化的因素

4.1 秸稈還田數(shù)量

據(jù)調(diào)查點(diǎn)位基本情況統(tǒng)計，雖目前有機(jī)肥施用和土壤普查時相比，無論是施肥點(diǎn)位還是平均施肥量均減少，但是作物產(chǎn)量是土壤普查時的3.5倍，大幅度提高；隨著產(chǎn)量的增加，生物學(xué)產(chǎn)量也明顯增加，作物根、茬歸還于土壤中的數(shù)量大大增加[6，7]。另外，從全省土肥工作總結(jié)中看出，近年來作物秸稈還田方式、面積和數(shù)量逐年增加，2008年全省各種作物秸稈的還田面積占總面積的85%，還田的作物秸稈從1998年的小麥到目前的小麥、玉米、棉花、高粱等多種作物，秸稈還田面積和根茬還田數(shù)量的增加，使土壤中有機(jī)質(zhì)積累大于分解，因此，在有機(jī)肥施用量不增加的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了土壤有機(jī)質(zhì)提高現(xiàn)象。

4.2 施肥量

通過對調(diào)查點(diǎn)基本情況的統(tǒng)計可知，有機(jī)肥施用量相對減少，作物產(chǎn)量大幅度提高，各種肥料施用量與土壤普查時相比都有提高，在這種情況下，土壤養(yǎng)分的變化主要取決于養(yǎng)分投入量和農(nóng)作物吸收量之差。

表5 作物吸收量與肥料施入量統(tǒng)計（運(yùn)城）

從表5可以看出，3年氮、磷的施入量和作物吸收量的比值均大于1，說明氮、磷的施用量大于作物的吸收量，特別是磷的施用量超出了作物對磷的吸收量，使施入土壤的有效態(tài)磷含量在滿足作物生長需求的同時，在土壤中積累，使土壤速效磷明顯提高。鉀的施入量與作物吸收量的比值3年中有2年小于1，1年為1.1，說明鉀的施用量小于或等于作物的吸收量，也就是說在作物產(chǎn)量大幅度提高，氮、磷用量增加的情況下，施鉀量相對較少，造成了作物對土壤鉀素吸收數(shù)量的增加，在鉀素補(bǔ)充不足的情況下，造成土壤鉀素虧損，鉀素含量下降。

4.3 作物產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)的多元化生產(chǎn)及管理

土壤理化性狀對土壤水分、養(yǎng)分、空氣和熱量具有直接或間接的影響，提高土壤肥力可以改善土壤理化性狀。第二次土壤普查時，山西省耕地土壤基本上是缺磷、少氮，多數(shù)鉀豐富。1988年統(tǒng)計，全省農(nóng)作物總播種面積為399.93萬hm2，其中糧食作物播種面積為320.32萬hm2，占播種總面積的80.1%，糧食作物產(chǎn)量81.83億kg，平均產(chǎn)量2 550 kg/hm2?，F(xiàn)在全省農(nóng)作物總播種面積為344.53萬hm2，其中糧食作物播種面積為316.07萬hm2，占播種總面積的91.7%；平均產(chǎn)量8964.6 kg/hm2，比第二次土壤普查時增加2.5倍。

從調(diào)查點(diǎn)基本情況統(tǒng)計情況（表6）看，復(fù)種指數(shù)由1986年普查時的103%提高到2007年的109%；平均產(chǎn)量由2 550.0 kg/hm2提高到8 518.5 kg/hm2，2007年平均產(chǎn)量是1986年的3.34倍；灌溉方式也由井水、自然降水到畦灌、噴灌、滲灌、滴灌等節(jié)水灌溉方式。在種植作物上，也由以前的單一生產(chǎn)變成了多元化生產(chǎn)；施肥由以有機(jī)肥為主、化肥施用量較少或不施化肥變?yōu)樽魑锝斩掃€田及配方施肥等配套技術(shù)。經(jīng)過種植制度及管理技術(shù)的不斷發(fā)展，土壤有機(jī)質(zhì)和作物產(chǎn)量的提高，使土壤中有機(jī)無機(jī)復(fù)合體的團(tuán)聚程度和穩(wěn)定性不斷提高，土壤陽離子代換量和土壤吸水性能提高，同時土壤中0.02～0.002 mm土粒明顯提高，因此改善了土壤理化性狀[7]。

表6 復(fù)種指數(shù)及農(nóng)作物產(chǎn)量情況

5 培肥對策

5.1 增施有機(jī)肥

山西省土壤有機(jī)質(zhì)與第二次土壤普查時比較，雖然有不同程度的增加，但總體來說不是很高，并且變異系數(shù)較高，有發(fā)展不平衡的現(xiàn)象。因此，應(yīng)實施沃土工程，增加有機(jī)肥投入，增施農(nóng)家肥，加大秸稈還田力度，以提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤保肥保水性能[8]。

5.2 合理施用化肥

從山西省土壤養(yǎng)分狀況看，土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分間存在發(fā)展不平衡。據(jù)此，應(yīng)根據(jù)土壤養(yǎng)分實際情況、種植農(nóng)作物種類及目標(biāo)產(chǎn)量，做到因地制宜實施配方施肥，以保持土壤養(yǎng)分的平衡。對有效磷含量較高的土壤，特別是一些蔬菜地應(yīng)控制磷肥的施用量，以減少其對某些微量元素的拮抗作用和土壤對有效磷的固定，做到科學(xué)、平衡、經(jīng)濟(jì)、合理施肥，從而提高肥料的利用率，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)、增收[9]。

5.3 秸稈還田

由于作物秸稈含有大量的纖維素、木質(zhì)素及氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素，它能增加土壤中水溶性團(tuán)聚體，協(xié)調(diào)土壤中的水、肥、氣、熱等因素，改善土壤的環(huán)境條件。由于有機(jī)肥料施用量的不足，土壤有機(jī)質(zhì)含量增加緩慢，要想達(dá)到用地養(yǎng)地相結(jié)合，達(dá)到培肥改土的目的，必須以秸稈作為重要肥源來補(bǔ)充。

［1］ 魯如坤.土壤農(nóng)化分析方法[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1999.

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［3］ 劉銀忠.聞喜縣耕地資源評價與利用[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005：57.

［4］ 劉耀宗，張經(jīng)元.山西土壤[M].北京：科學(xué)出版社，1992：45-56.

［5］ 劉耀宗，張經(jīng)元.山西土種志[M].太原：山西科學(xué)出版社，1992：25-684.

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［8］ 劉敬娟，陳中赫，徐濤，等.遼寧昌圖旱田土壤養(yǎng)分狀況分析[J].土壤通報，2007，38（3）：610-612.

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