哈密第十三師農(nóng)田土壤養(yǎng)分變化分析與肥力評(píng)價(jià)

王妙星，冶軍，孫建亭，蔣學(xué)國(guó)，李興宗，張萬(wàn)毅，金文萍，常翔

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資公司，新疆哈密 839000；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師紅星四場(chǎng)，新疆哈密 839000；4.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師農(nóng)業(yè)局，新疆哈密 839000)

哈密第十三師農(nóng)田土壤養(yǎng)分變化分析與肥力評(píng)價(jià)

王妙星1,2，冶軍1，孫建亭3，蔣學(xué)國(guó)4，李興宗4，張萬(wàn)毅4，金文萍2，常翔2

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832000；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資公司，新疆哈密 839000；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師紅星四場(chǎng)，新疆哈密 839000；4.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師農(nóng)業(yè)局，新疆哈密 839000)

【目的】調(diào)查哈密第十三師耕層土壤養(yǎng)分狀況，分析耕層土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，空間的分布特征及其演變趨勢(shì)，開展地力評(píng)價(jià)，為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和合理施肥提供理論依據(jù)?！痉椒ā繉?duì)2012～2015年哈密第十三師耕層土壤養(yǎng)分進(jìn)行采樣和分析，并與1984年全國(guó)第二次土壤普查及2007年土壤養(yǎng)分歷史資料進(jìn)行對(duì)比,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析第十三師耕層土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和演變趨勢(shì)。運(yùn)用層次分析法分析計(jì)算各評(píng)價(jià)因素組合權(quán)重，用特爾斐法開展地力評(píng)價(jià)，通過不同土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性和變異性分析，明確哈密第十三師土壤養(yǎng)分的分布特征?！窘Y(jié)果】哈密第十三師耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均值為14.5 g/kg，屬四級(jí)水平；堿解氮含量平均值為87 mg/kg，屬四級(jí)水平；有效磷含量平均值為15.39 mg/kg，屬于三級(jí)水平；速效鉀含量平均值為197 mg/kg，屬于二級(jí)水平；從1984～2015年，耕地土壤有機(jī)質(zhì)和有效磷含量呈下降趨勢(shì)。土壤堿解氮和有效磷含量是升高趨勢(shì)。土壤堿解氮和有效磷含量有升高的趨勢(shì)?！窘Y(jié)論】研究區(qū)土壤肥力整體狀況較好，農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮含量普遍中等偏低。速效磷含量中等偏上。速效鉀含量較為豐富。

耕層土壤；養(yǎng)分現(xiàn)狀；變化分析；肥力評(píng)價(jià)

0 引 言

【研究意義】第二次全國(guó)土壤普查，基本確定了第十三師土壤類型、分布情況以及土壤肥力狀況。30 a后，農(nóng)業(yè)快速發(fā)展已初步達(dá)到現(xiàn)代化水平，人口分布、資源數(shù)量、生態(tài)環(huán)境都發(fā)生了一系列的變化，農(nóng)作物種類、種植方式等也隨之有了改變，肥料、農(nóng)藥以及生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的施用方法、施用量、施用種類都發(fā)生了巨大變化。近年來(lái)，新疆兵團(tuán)陸續(xù)開展了土壤養(yǎng)分資源調(diào)查，對(duì)區(qū)域土壤養(yǎng)分狀況或空間變異特性進(jìn)行了一定的研究和實(shí)踐[1]。吳志勇[2]評(píng)價(jià)了新疆兵團(tuán)耕地土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀和演變規(guī)律，提出了施肥建議。而有關(guān)第十三師土壤肥力狀況的報(bào)道還相對(duì)較少。因此，在土壤耕地?cái)?shù)量不斷減少和耕地質(zhì)量不斷退化下，開展土壤養(yǎng)分狀況調(diào)查和肥力評(píng)價(jià)的研究，為哈密第十三師合理使用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，提高耕地質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來(lái),對(duì)土壤肥力質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)中運(yùn)用定量的數(shù)學(xué)方法倍受研究者的重視。由我國(guó)土壤學(xué)家何同康[3]提出的評(píng)分法就是將肥力因素按其對(duì)肥力貢獻(xiàn)的大小和本身的大小予以一定的分?jǐn)?shù),所有肥力因素得分之和便表示相應(yīng)地塊肥力的高低[4-5]。衡量土壤肥力的指標(biāo)眾多,直觀的圖表分析處理這些數(shù)據(jù)是很困難的,要想從多種因素的角度研究土壤肥力質(zhì)量狀況或?qū)ν寥婪柿|(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),則需引入一些新的數(shù)學(xué)分析方法。曹承綿等[6]提出了數(shù)值綜合評(píng)價(jià)法,該方法主要是以各肥力因素變量之間相關(guān)系數(shù)為基礎(chǔ),尋求各個(gè)單向肥力因素的貢獻(xiàn)值,求得肥力綜合指標(biāo)的總分?jǐn)?shù),確定各個(gè)地塊肥力水平。第十三師在20世紀(jì)80年代初進(jìn)行了第二次土壤普查，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了豐富的基礎(chǔ)資料,在指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物配方施肥方面等發(fā)揮了作用?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,作物種類、肥料投入的品種和數(shù)量的變化,農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)要求標(biāo)準(zhǔn)化,加上隨著時(shí)間的推移,土壤中的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變,土壤環(huán)境的保護(hù)和修復(fù)、可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)等提出的更多、更高的要求[6-10]。而第十三師土壤質(zhì)量狀況從第二次土壤普查到現(xiàn)在的變化狀況研究甚少。調(diào)查哈密第十三師耕層土壤養(yǎng)分狀況，分析耕層土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，空間的分布特征及其演變趨勢(shì)，開展地力評(píng)價(jià)?！緮M解決的關(guān)鍵問題】 以哈密第十三師墾區(qū)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)為研究對(duì)象，闡明第十三師農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量變遷及原因，篩選適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)土壤肥力進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，指導(dǎo)土壤合理施肥，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、養(yǎng)分資源綜合管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師位于新疆哈密地區(qū)，師屬八個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)分布在哈密市及伊吾、巴里坤兩縣境內(nèi)。地理坐標(biāo)為E92°36′～96°30′，N41°48′～44°37′。地形地貌特征為典型的“四山夾三盆”，海拔高度在500～4 000 m。全師各農(nóng)場(chǎng)均分布此戈壁的北部。沿天山的中、高山地帶為冷涼寒冷區(qū)，降水量較多，但熱量不足。在中山地帶的溝澗可種植喜涼作物，是牧業(yè)的主要基地。天山南麓至山區(qū)地帶為溫涼區(qū)，≥10℃的積溫為2 380～3 150℃，平均2 770℃；無(wú)霜凍期130～190 d，平均162 d，降水量62～180 mm，平均120 mm；年日照時(shí)數(shù)3 060～3 470 h，平均3 325 h；極端最高氣溫35℃，極端最低氣溫-27.9℃，這一帶主要種植各種喜涼作物。全師地域光照時(shí)間長(zhǎng)，光熱資源豐富，一年中太陽(yáng)總輻射量6 397.35 MJ/m2，632.85 KJ/cm2，其總輻射量居新疆之首，也是全國(guó)太陽(yáng)輻射量較大的地區(qū)之一，為第十三師提供了極為豐富的光熱資源。日照充足，年均日照時(shí)數(shù)3 357.6 h，全年日照時(shí)數(shù)大于6 h的天數(shù)多達(dá)320.4 d，居全國(guó)之首。土壤質(zhì)地以壤土、沙土面積最大。種植的作物種類主要有棉花、葡萄、大棗。及少量小麥、哈密瓜、蔬菜等。

1.2 方 法

以第十三師哈密墾區(qū)的七個(gè)主要農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)棉田土壤為研究對(duì)象，以耕層土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀為主要研究指標(biāo)，采用第二次土壤普查數(shù)據(jù)、2007年測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)及2012～2015年土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2012～2015年在棉花采摘棉田清理后，按照測(cè)土配方施肥土壤樣品采集規(guī)范的要求，對(duì)第十三師墾區(qū)火箭農(nóng)場(chǎng)、紅星一場(chǎng)、紅星二場(chǎng)、紅星四場(chǎng)、黃田農(nóng)場(chǎng)、柳樹泉農(nóng)場(chǎng)、紅山農(nóng)場(chǎng)等七個(gè)單位的耕層土壤采集土樣。結(jié)合第十三師農(nóng)田土壤現(xiàn)狀，采集土樣以條田為單元取一個(gè)混合樣本，取樣深度為0～25 cm耕層，采集的土樣捏碎土塊后，撿處根莖、落葉、石頭，采用四分法逐次減少樣品數(shù)量，保留1 kg土樣裝入布袋內(nèi)。采樣方式統(tǒng)一以蛇形或叫S形布點(diǎn)法為準(zhǔn)。取樣時(shí)間定為每年作物收獲后的10月15～25日。土壤采集后送化驗(yàn)室晾干、粉碎、過篩備用。

土壤測(cè)定方法采用全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心編寫的相關(guān)方法。表1

表1 幾種主要指標(biāo)的檢測(cè)方法及原理
Table 1 Method and the detection principle of several main index

養(yǎng)分元素Nutrientelements檢測(cè)方法Detectionmethod堿解氮 AvailableN速效磷 AvailableP速效鉀 AvailableK有機(jī)質(zhì) OM堿解擴(kuò)散法碳酸氫鈉浸提—分光光度法測(cè)定醋酸銨浸提—火焰光度法測(cè)定重鉻酸鉀容量法—外加熱法

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀

2012～2015年連續(xù)四年對(duì)哈密第十三師7個(gè)團(tuán)場(chǎng)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行調(diào)查表明,采集大量元素樣本數(shù)是1 401個(gè),土壤養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)結(jié)果為，第十三師耕地土壤養(yǎng)分含量相差較大,主要養(yǎng)分指標(biāo)的變異系數(shù)為49%～91.29%,屬于中等變異強(qiáng)度。其中,有效磷含量的變異系數(shù)最大,土壤有機(jī)質(zhì)含量的變異系數(shù)最小,其余各養(yǎng)分變異系數(shù)均在54%～89%。表2

表2 第十三師耕地土壤養(yǎng)分狀況
Table 2 The status of soil nutrient in farmland of Thirteen Division

項(xiàng)目Item最小值Max最大值Min平均值A(chǔ)verage標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)Variation級(jí)別Level有機(jī)質(zhì) OM(g/kg)1.035.414.60.7149四級(jí)中等堿解氮 AvailableN(mg/kg)1.63618877889.33四級(jí)中等有效磷 AvailableP(mg/kg)0.2163.215.3914.0591.29三級(jí)較高速效鉀 AvailableK(mg/kg)7.07704.7197106.9854.23二級(jí)高

2.2 耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量

研究表明，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行等級(jí)劃分,依據(jù)全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),有機(jī)質(zhì)含量變化在1.0～35.4 g/kg,平均為14.5 g/kg,屬4級(jí)(適量)水平。土壤有機(jī)質(zhì)變異系數(shù)為49%,是大量元素檢測(cè)指標(biāo)中最低的,表明第十三師土壤有機(jī)質(zhì)空間變異相對(duì)較小。依據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),第十三師耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量三級(jí)和四級(jí)水平的分別占21.39%和49.86%,無(wú)一級(jí)以上水平的耕地,六級(jí)水平的分別占11.39%,整體屬于中等水平。表2，表3

表3 土壤有機(jī)質(zhì)的等級(jí)劃分
Table 3 Grade of OM in cultivated soil

含量分級(jí)Cotentlevel標(biāo)準(zhǔn)Standar比例Percentage123456>4030～4020～3010～206～10<602.4621.3949.8616.8011.39

2.3 耕層土壤堿解氮、有效率、速效鉀含量

研究表明，土壤堿解氮、有效磷、速效鉀含量等級(jí),第十三師土壤堿解氮含量變化在1.63～618 mg/kg,平均為87 mg/kg,總體屬四級(jí)中等水平。由于氮易流動(dòng)的特性和人為施肥水平不同,墾區(qū)內(nèi)土壤堿解氮含量差異較大。堿解氮的變異系數(shù)較大,為89.33%。墾區(qū)土壤堿解氮含量四級(jí)、五級(jí)、六級(jí)水平的分別占24.16%、23.35%、18.70%，總計(jì)66.21%，占到大半，表明多數(shù)土壤堿解氮含量范圍在極低于適量之間。二級(jí)占比7.62，占比最少，其次為一級(jí)和三級(jí)，占比均為13.08%。整體屬于適量偏少水平。目前隨著高密度栽培和對(duì)產(chǎn)量的追求,某些團(tuán)場(chǎng)植棉耕地的氮肥投入呈現(xiàn)持續(xù)加大趨勢(shì),但由于肥料利用率低的原因，土壤中堿解氮含量并未增加，應(yīng)引起高度重視。土壤有效磷含量的變幅為0.2～163.2 mg/kg,平均含量15.39 mg/kg,總體屬于三級(jí)較高水平。其中,處于三、四級(jí)水平為56.5%,占比一半以上，一級(jí)水平占5.14%,占比最少，六級(jí)水平占8.29%，五級(jí)水平的占10.06%,二級(jí)水平的占19.95%。墾區(qū)有效磷整體屬于中等偏高水平。與第二次土壤普査時(shí)有了大幅度提高,有效磷變異系數(shù)為91.29%，為最大,說(shuō)明目前墾區(qū)內(nèi)有效磷變異性相對(duì)較大。土壤速效鉀含量變化在7.07～704.7 mg/kg平均為197 mg/kg總體屬二級(jí)較高水平,接近一級(jí)。一級(jí)、二級(jí)水平為63.5%，占到總體的大半，三級(jí)、四級(jí)占33.35%,五與六級(jí)之和僅占3.14%。速效鉀變異系數(shù)54.23%。第十三師土壤速效鉀目前仍處于較高水平,但與第二次土壤普查時(shí)比,已經(jīng)明顯下降，主要是因?yàn)樾陆寥利}堿含量較高，土壤速效鉀含量較高，不重視施鉀肥，造成土壤速效鉀快速下降。表4

表4 土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量的等級(jí)劃分
Table 4 Grade of available N, P and K in cultivated soil

含量分級(jí)Contentlevel堿解氮 AvailableN(mg/kg)有效磷 AvailableP(mg/kg)速效鉀 AvailableK(mg/kg)標(biāo)準(zhǔn)Standard比例Percentage標(biāo)準(zhǔn)Standard比例Percentage標(biāo)準(zhǔn)Standard比例Percentage1>15013.08405.14>20042.302120～1507.6220～4019.95150～20021.19390～12013.0810～2033.06100～15019.74460～9024.165～1023.4950～10013.61530～6023.353～510.0630～502.666<3018.70<38.29<300.48

2.4 耕地養(yǎng)分演變規(guī)律

結(jié)合全國(guó)第二次土壤普查(1984年)和2007第十三師土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)歷史資料,與2015年的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)做比較,研究耕地土壤養(yǎng)分的變化趨勢(shì)。為減少誤差,選擇三段時(shí)期基本都有資料的團(tuán)場(chǎng),分別是紅星一場(chǎng)、紅星二場(chǎng)、紅星四場(chǎng)、火箭農(nóng)場(chǎng)、黃田農(nóng)場(chǎng)、柳樹泉農(nóng)場(chǎng)、紅山農(nóng)場(chǎng)。大量元素樣本數(shù),剔除2個(gè)最大值,2個(gè)最小值后,1984年是1 574個(gè),2007年是1 428個(gè)，2015年是1 401個(gè)。

研究表明,土壤有機(jī)質(zhì)含量從1984的17.9 g/kg降到2007年的16.2 g/kg再降到2015年的14 g/kg,從分級(jí)上來(lái)看，一直處于四級(jí)中等水平，但從數(shù)據(jù)上可以看出，有機(jī)質(zhì)含量呈明顯下降趨勢(shì)，且下降速率在加快。土壤有機(jī)質(zhì)含量并未得到提升,應(yīng)注重加強(qiáng)有機(jī)肥的投入,培肥地力。

堿解氮含量是升高的總趨勢(shì),1984年處于5級(jí)較低水平，到2007年，比1983年增加了43 mg/kg，達(dá)到83 mg/kg,處于四級(jí)中等水平，2015年為87 mg/kg，2007到2015年8年間堿解氮變化趨勢(shì)不大，僅增加4 mg/kg。變異系數(shù)也是升高趨勢(shì),2007與1983年基本沒變，2015年又比2007年提高43%。說(shuō)明區(qū)域內(nèi)堿解氮的差異在增大。近8年表現(xiàn)為五、六級(jí)條田減少,一、二級(jí)條田增多。應(yīng)調(diào)低氮肥投入,提高氮肥利用率。

有效磷含量呈逐步升高的趨勢(shì)，從1984至2007年增加了 3.74 mg/kg,從四級(jí)升為三級(jí)。近8年平均含量基本維持穩(wěn)定,但仍在不斷升高,表現(xiàn)為不同級(jí)別出現(xiàn)的頻率發(fā)生了變化,表現(xiàn)為六級(jí)條田明顯減少,二、三級(jí)條田增加的趨勢(shì)。應(yīng)適當(dāng)控制磷肥的投入,充分利用磷肥殘效迭加的作用,減少高磷條田的出現(xiàn)。

速效鉀含量呈先下降又回升的分段趨勢(shì)。2007年比1984年減少100 mg/kg減少51.8%,2015年比2007年增加了 4 mg/kg，從不同級(jí)別出現(xiàn)頻率上可見,1983年有52%是含鉀高的條田;2007年18.16%的條田有效鉀含量大于200 mg/kg,處于1級(jí),處于2、3級(jí)的分別占18.36%和26.43%,處于4級(jí)的條田占27.37%,含鉀量低于50 mg/kg的條田占9.7%。2015與2007年比,一、二級(jí)條田增加,三、四級(jí)條田減少。其變異系數(shù)呈從高到低又到高的趨勢(shì),說(shuō)明目前有效鉀的分布存在較大的變異,要注重鉀肥的投入,尤其重視秸稈還田,留住植株從棉稈中吸取的鉀肥。表5

表5 耕地土壤大量元素養(yǎng)分含量變化
Table 5 Changes of soil macro-nutrient content in farmland

項(xiàng)目Item有機(jī)質(zhì)OM(g/kg)堿解氮AvailableN(mg/kg)有效磷AvailableP(mg/kg)速效鉀AvailableK(mg/kg)1984年2007年2015年平均17.94010.3293標(biāo)準(zhǔn)差8.423.29.4158.2變異系數(shù)47589254級(jí)別4級(jí)(中)5級(jí)(較低)4級(jí)(中)1級(jí)(極高)平均16.28314.04193標(biāo)準(zhǔn)差0.8138.1811.3792.81變異系數(shù)50468148級(jí)別4級(jí)(中)4級(jí)(中)3級(jí)(較高)2級(jí)(高)平均14.58715.39197標(biāo)準(zhǔn)差0.7178.0314.04106.98變異系數(shù)48.9589.3091.2954.23級(jí)別4級(jí)(中)4級(jí)(中)3級(jí)(較高)2級(jí)(高)

2.5 土壤養(yǎng)分空間變異

土壤在自然界中分布極其復(fù)雜多樣,即使是同一類型的土壤，它的物理特征、化學(xué)特性在同一平面或不同深度上分布也并不完全均質(zhì),存在很大的差異性[11-14]。 第十三師農(nóng)田從開墾到1984年,經(jīng)過30 a的耕作經(jīng)營(yíng),起初的土壤還不是高度熟化、高肥力的農(nóng)業(yè)土壤。再經(jīng)過30 a充分挖掘土壤的潛在生產(chǎn)力,不斷提高作物的單位面積生產(chǎn)力,積極補(bǔ)充土壤中作物必需的三大養(yǎng)分,使得土壤養(yǎng)分發(fā)生了很大的變化。第十三師99.87×104km2區(qū)域內(nèi)養(yǎng)分空間的變異受人為因素和自然條件因素的影響又各不相同,對(duì)此以團(tuán)場(chǎng)為單位,對(duì)其養(yǎng)分變化及變異系數(shù)展開研究,了解其空間變異。

2.5.1 土壤養(yǎng)分空間變異度

研究表明，目前第十三師各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序?yàn)橥寥懒?氮>鉀>有機(jī)質(zhì),有效磷變異系數(shù)最大,1984年達(dá)到92%。與2007年的81%和2015年的91.2%相差不大，2007年第十三師各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序?yàn)橥寥赖?鉀>磷>有機(jī)質(zhì),1984年是土壤磷>鉀>氮>有機(jī)質(zhì)。表6

2.5.2 各團(tuán)場(chǎng)土壤養(yǎng)分變異

收集1984和2015年第十三師內(nèi)7個(gè)農(nóng)牧團(tuán)場(chǎng)的養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù),計(jì)算平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù),并比較兩個(gè)階段各單位平均值和變異系數(shù)的差異。

研究表明,各團(tuán)場(chǎng)土壤中堿解氮、有效磷養(yǎng)分變化總體趨勢(shì)一致,2015年較1984年值都有所增加。有機(jī)質(zhì)、速效鉀變化總趨勢(shì)一樣，2015年較1984年值減少。具體來(lái)看,2015年各團(tuán)場(chǎng)土壤中有機(jī)質(zhì)含量較1984年均有所下降,其中紅星一場(chǎng)下降幅度最大，為8.4 g/kg,柳樹泉農(nóng)場(chǎng)下降了6.2 g/kg,黃田農(nóng)場(chǎng)下降了4.8 g/kg，紅星二場(chǎng)下降了3.5 g/kg，紅星四場(chǎng)下降了2.1 g/kg，紅山農(nóng)場(chǎng)下降了1.9 g/kg,火箭農(nóng)場(chǎng)的變化可忽略不計(jì)。堿解氮含量都大幅增加,其中火箭農(nóng)場(chǎng)及紅星二場(chǎng)兩個(gè)相鄰的團(tuán)場(chǎng)增加最多,分別達(dá)59.21和58.15 mg/kg。其次是黃田農(nóng)場(chǎng)和紅星四場(chǎng)兩個(gè)相鄰團(tuán)場(chǎng)，分別是47.24和40.85 mg/kg增加幅度較小的是紅星一場(chǎng)，增加了15.56 mg/kg,其次是柳樹泉農(nóng)場(chǎng)和紅山農(nóng)場(chǎng)，分別為18.76和26.82 mg/kg。有效磷含量紅星二場(chǎng)增加最多，為11.8 mg/kg，后面依次為紅山農(nóng)場(chǎng)9.32 mg/kg，柳樹泉農(nóng)場(chǎng)8.27 mg/kg，黃田農(nóng)場(chǎng)6.41 mg/kg，火箭農(nóng)場(chǎng)4.92 mg/kg，紅星四場(chǎng)3.24 mg/kg，紅星一場(chǎng)1.92 mg/kg。速效鉀下降的幅度很大,不同區(qū)域下降程度的變異也大。下降最多的是紅星一場(chǎng),下降了334.63 mg/kg，其次是火箭農(nóng)場(chǎng)128.76 mg/kg、紅山農(nóng)場(chǎng)65.54 mg/kg、紅星四場(chǎng)49.56 mg/kg、柳樹泉農(nóng)場(chǎng)22 mg/kg、紅星二場(chǎng)11.52 mg/kg。黃田農(nóng)場(chǎng)的變化可忽略不計(jì)。表6

從各養(yǎng)分的變異系數(shù)上看,有機(jī)質(zhì)及堿解氮含量變異系數(shù)，2015年各團(tuán)場(chǎng)之間的變異比1984年要大；有效磷、速效鉀含量變異系數(shù)，2015年各團(tuán)場(chǎng)之間的變異較1984年有增加有減少，說(shuō)明隨著耕種年限的延長(zhǎng),受人為因素的影響,有機(jī)質(zhì)、堿解氮的空間變異在增加,而有效磷、速效鉀的變異在減少。目前各團(tuán)場(chǎng)的有機(jī)質(zhì)含量較1984年都有不同程度的下降，變異較1984年相差不大，說(shuō)明團(tuán)場(chǎng)內(nèi)部條田間養(yǎng)分含量變化趨勢(shì)一致。紅星一場(chǎng)，柳樹泉農(nóng)場(chǎng)有機(jī)質(zhì)，速效鉀含量降低較多，紅星二場(chǎng)，黃田農(nóng)場(chǎng)堿解氮，速效磷提高較多，其他團(tuán)場(chǎng)各養(yǎng)分含量變化處于中等水平。表7

表6 第十三師各單位2015與1984年大量養(yǎng)分統(tǒng)計(jì)
Table 6 Statistics of soil nutrient content D-value between 2015 and 1984 for different production unit of thirteen division

單位名稱EntityName項(xiàng)目Item有機(jī)質(zhì)OM(g/kg)堿解氮AvailableN(mg/kg)有效磷AvailableP(mg/kg)速效鉀AvailableK(mg/kg)紅星一場(chǎng)HongXingYiChang19842015-X1.9452.2510.01511cv%53.7752.28118.848-X1.167.8111.93176.37cv%54.64109.6771.7855.59紅星二場(chǎng)HongXingErChang19842015-X1.9338.063.71257.1cv%40.5244.2863.0434.21-X1.5896.2115.51245.58cv%49.4268.2377.3746.21紅星四場(chǎng)HongXingSiChang19842015-X1.494613266cv%41.569.660.475.5-X1.2886.8516.24216.44cv%43.5987.8196.6053.83火箭農(nóng)場(chǎng)HuoJianNongChang19842015-X1.4218.2212.07308.9cv%44.9357.7186.8560.16-X1.4077.4316.99180.14cv%47.69105.2992.9552.18黃田農(nóng)場(chǎng)HuangTianNongChang19842015-X1.6332.5413.55153.45cv%80.6167.68145.7107.98-X1.1579.7819.96155cv%56.5496.0475.2466.65柳樹泉農(nóng)場(chǎng)LiuShuQuanNongChang19842015-X1.9251.9311.69177cv%37.1245.8489.8343.26-X1.370.6919.96155cv%46.71139.8170.7960.54紅山農(nóng)場(chǎng)HongShanNongChang19842015-X1.9453.539.33246.27cv%44.7349.71126.564.3-X1.7580.3518.65180.73cv%47.5774.0671.4853.41

表7 第十三師各單位2015與1984年養(yǎng)分差值統(tǒng)計(jì)
Table 7 Statistics of soil nutrient content D-value between 2015 and 1984 for different production unit of thirteen division

單位名稱Entityname項(xiàng)目Tem有機(jī)質(zhì)OM(g/kg)堿解氮AvailableN(mg/kg)有效磷AvailableP(mg/kg)速效鉀AvailableK(mg/kg)紅星一場(chǎng)HongXingYiChang兩年平均差-8.415.561.92-334.63兩年CV%差0.8757.39-47.027.59紅星二場(chǎng)HongXingErChang兩年平均差-3.558.1511.8-11.52兩年CV%差8.923.9514.3312紅星四場(chǎng)HongXingSiChang兩年平均差-2.140.853.24-49.56兩年CV%差2.0918.2136.2-21.67火箭農(nóng)場(chǎng)HuoJianNongChang兩年平均差-0.259.214.92-128.76兩年CV%差2.7647.586.1-7.98黃田農(nóng)場(chǎng)HuangTianNongChang兩年平均差-4.847.246.411.55兩年CV%差-24.0728.24-70.46-41.33柳樹泉農(nóng)場(chǎng)LiuShuQuanNongChang兩年平均差-6.218.768.27-22兩年CV%差9.5993.97-19.0417.28紅山農(nóng)場(chǎng)HongShanNongChang兩年平均差-1.926.829.32-65.54兩年CV%差2.8424.35-55.02-10.89

3 討 論

3.1 目前第十三師土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及分級(jí)是:有機(jī)質(zhì)含量變化在1.0～35.4 g/kg,平均為14.6 g/kg,屬4級(jí)水平。無(wú)一級(jí)水平的耕地,整體屬于中等水平。墾區(qū)土壤堿解氮含量變化1.63～618 mg/kg,平均含量為87 mg/kg總體屬三級(jí)較高水平;土壤有效磷含量的變幅為0.2～163.2 mg/kg,平均為15.39 mg/kg,有效磷整體屬于三級(jí)較高水平;土壤速效鉀含量變化在7.07～704.7 mg/kg,平均為197 mg/kg,總體屬二級(jí)較高水平。

3.2 從1984至2007年再到2015年,土壤有機(jī)質(zhì)含量一直處于四級(jí)中等水平，但從具體數(shù)據(jù)上可以看出，有機(jī)質(zhì)含量呈明顯下降趨勢(shì)，且下降速率在加快。堿解氮含量是一直升高的趨勢(shì),2007年達(dá)到最佳水平,比1984年增加了 43 mg/kg。至2015年又增加4 mg/kg達(dá)接近較高水平，近8年表現(xiàn)為五、六級(jí)條田減少,一、二級(jí)條田增多。主要原因是隨著近幾年隨氮肥使用量的增加，土壤中盈余的氮素提高了堿解氮的含量，建議調(diào)低氮肥投入,提高氮肥利用率。有效磷含量從1984至2007年增加了 1.97 mg/kg，從四級(jí)升為三級(jí)。2007至2015年增加了2.67 mg/kg，近8年有效磷平均含量增加較多,表現(xiàn)為不同級(jí)別出現(xiàn)的頻率發(fā)生了變化,四、五、六級(jí)條田減少,一、二、三級(jí)條田增加的趨勢(shì)。主要是80年代中期以來(lái)，由于大量施用磷肥，造成土壤中速效磷含量大幅增加。速效鉀含量呈下降又回升的趨勢(shì)。2007年比1984年減少100 mg/kg, 2015年比2007年增加了4 mg/kg從不同級(jí)別出現(xiàn)頻率上可見,一級(jí)條田減少,四、五級(jí)條田增加，主要原因是80年代以來(lái)長(zhǎng)期不施鉀肥，從而降低了土壤速效鉀的含量，近年重新重視土壤鉀肥的補(bǔ)充，土壤中鉀含量出現(xiàn)回升趨勢(shì)。

3.3 2015年第十三師各養(yǎng)分變異系數(shù)的大小順序?yàn)橥寥懒?氮>鉀>有機(jī)質(zhì),有機(jī)質(zhì)(除黃田農(nóng)場(chǎng)外)和堿解氮的變異系數(shù)比1984年的變異大,說(shuō)明隨著耕種年限的延長(zhǎng),受人為因素的影響,有機(jī)質(zhì)、堿解氮的空間變異在增加,而有效磷和速效鉀變異系數(shù)各團(tuán)場(chǎng)有增大有減少，但總體趨勢(shì)在減少，一方面是因?yàn)楦鲌F(tuán)場(chǎng)對(duì)土壤磷肥和鉀肥的補(bǔ)充都很重視，另一方面因?yàn)橥寥乐兴傩Я缀陀行р浭芡饨绺蓴_較小。具體來(lái)看，紅星四場(chǎng)、黃田農(nóng)場(chǎng)、紅星二場(chǎng)堿解氮和有效磷提高較多，速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量下降較少。紅星一場(chǎng)速效鉀和有機(jī)質(zhì)下降明顯，堿解氮和有效磷增加值很小，條田間變異系數(shù)也較小,說(shuō)明整個(gè)團(tuán)場(chǎng)的條田養(yǎng)分狀況趨勢(shì)基本一致。而黃田農(nóng)場(chǎng)和柳樹泉農(nóng)場(chǎng)由于取樣點(diǎn)地域跨度大、條田小、條田間養(yǎng)分變異度大。

4 結(jié) 論

4.1 目前，哈密第十三師耕地土壤肥力整體屬于中等偏高水平。其中，有機(jī)質(zhì)和堿解氮屬于四級(jí)中等水平，有效磷屬于三級(jí)較高水平，速效鉀屬于二級(jí)高水平。

4.2 從1984～2015年,第十三師整體土壤有機(jī)質(zhì)和速效鉀含量呈下降趨勢(shì)。土壤堿解氮和有效磷含量呈升高趨勢(shì)。其中紅星一場(chǎng)、火箭農(nóng)場(chǎng)、紅山農(nóng)場(chǎng)速效鉀含量下降明顯；紅星一場(chǎng)、柳樹泉農(nóng)場(chǎng)、黃田農(nóng)場(chǎng)有機(jī)質(zhì)含量下降明顯；火箭農(nóng)場(chǎng)、紅星二場(chǎng)、黃田農(nóng)場(chǎng)堿解氮含量提升較多，紅星二場(chǎng)、紅山農(nóng)場(chǎng)、柳樹泉農(nóng)場(chǎng)有效磷含量提升較多。

4.3 哈密第十三師養(yǎng)分含量變異系數(shù)的大小順序?yàn)橥寥烙行Я?堿解氮>速效鉀>有機(jī)質(zhì),其中有機(jī)質(zhì)(除黃田農(nóng)場(chǎng)外)和堿解氮的變異系數(shù)，2015年比1984年大；有效磷和速效鉀變異系數(shù)各團(tuán)場(chǎng)有增大有減少，但總體是減少的趨勢(shì)。

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YE Jun(1974-), male,associate professor, Master, new type of fertilizer and modern

Variation of Soil Nutrients and Fertility Evaluation of Hami 13th Division's Farmland

WANG Miao-xing1,2，YE Jun1，SUN Jian-ting3，JIANG Xue-gu4，LI Xing-zon4， ZHANG Wan-yi4，JIN Wen-ping2，CHANG Xiang2

(1.CollegeofAgronomy,ShiheziUniversity,ShiheziXinjiang832000,China; 2.ModernAgriculturalInvestmentCompanyofthe13thDivision,XPCC,HamiXinjiang839000,China; 3.RedSta4thFarmofthe13thDivision,XPCC,HamiXinjiang839000,China; 4.The13thAgriculturalBureau,XPCC,HamiXinjiang839000,China)

【Objective】 Through the study on soil nutrient status of Hami thirteenth division, the present situation of soil nutrients and the spatial distribution characteristics and evolution trend are analyzed. The evaluation of soil fertility to be carried out might provide theoretical basis for reasonable fertilization and high standard farmland construction. 【Method】In Hami thirteenth division between 2012 and 2015, the top layer soil nutrient went through sampling and analysis and the results were compared with the historical data of nutrients obtained by the second national soil survey in 1984 and 2007. Statistical methods were employed to analyze the current status and evolution trend of soil nutrients of the thirtennth division arable layer soil, analytic hierarchy process was used to calculate the weight of each evaluation factor; Delphi method was applied to carry out the evaluation of soil fertility. Based on the correlation and variability of soil nutrients, the distribution characteristics of soil nutrients in the thirteenth divisions of Hami were determined. 【Result】At present, Hami thirteenth division arable layer soil organic matter averaged 14.5 g/kg, belonging to the level of four; The average content of alkali hydrolyzable nitrogen was 87 mg/kg, belonging to the fourth level; The average effective phosphorus content was 15.39 mg/kg, belonging to the level of three; The average content of available potassium was 197 mg/kg, belonging to the level of two; From 1984 to 2015, the content of soil organic matter and available phosphorus showed a downward trend and the content of soil available nitrogen and available phosphorus displayed increasing tendency and the content of soil available nitrogen and available phosphorus had a tendency to rise.【Conclusion】The soil fertility in the study area is in quite good condition. The contents of soil organic matter and alkali-hydrolyzable nitrogenin in soil are generally of medium level or slightly lower level. Available potassium content is abundant.

the top layer of soil; nutrient status; chang analysis; fertility evaluation

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