韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分豐缺狀況分析與評價

高紅兵+李小婭+張權(quán)峰

摘要 以2013年陜西省韓城市農(nóng)業(yè)土壤為研究對象，并與1982年的土壤養(yǎng)分進行對比，再利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和處理。結(jié)果表明，該區(qū)農(nóng)業(yè)土壤主要是堿性土，有機質(zhì)、全氮和堿解氮都位于適量狀態(tài)，而有效磷位于缺乏狀態(tài)，速效鉀達到非常豐富的狀態(tài)。與1982年比較，2013年韓城市農(nóng)業(yè)土壤中各養(yǎng)分含量都有大范圍提高。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分；評價分析；豐缺指標；陜西韓城

中圖分類號 S158 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0188-02

Abstract Taking agricultural soil of Hancheng City in Shaanxi Province in 2013 as the research object，compared with the soil nutrients in 1982，and then used the Excel software to analyze the data.Results showed that the agricultural soil in this area was mainly alkaline soil.Organic matter，total nitrogen and alkali hydrolyzed nitrogen all reached the appropriate level，but the available phosphorus was lack，available potassium achieved an extremely rich level. Compared with 1982，organic matter，total nitrogen，alkali solution nitrogen，available phosphorus，available potassium content of agricultural soil in Hancheng City in 2013 had a significant increase.

Key words agricultural soil nutrients；evaluation and analysis；index of abundance and deficiency；Hancheng Shaanxi

土壤養(yǎng)分狀態(tài)是土壤肥力的重要參考指標，土壤養(yǎng)分的含量決定了土壤肥力的質(zhì)量[1]。有許多學(xué)者在這方面做了相關(guān)研究，例如1843年英國的洛桑學(xué)者對小麥連續(xù)耕作的研究、1888年美國學(xué)者在密蘇里州的Sanbornfield研究[2]以及在1878年德國學(xué)者Halle的EternalRye研究[3]。另外在國內(nèi)，1933—1936年丁穎教授進行了水稻施肥試驗，20世紀20—30年代王政教授對華北地區(qū)小麥和玉米進行了施肥試驗研究。大量研究數(shù)據(jù)表明，土壤肥力及耕作方式對土壤養(yǎng)分含量豐缺有極大的影響。韓城地區(qū)水熱條件比較適中，一直以來以灌溉農(nóng)業(yè)為主，由于長期受到耕種以及土壤肥料的影響，土壤養(yǎng)分的利用率和分布情況稍有改變。

通過對韓城市1 105個農(nóng)戶農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分豐缺狀況的測定、分析與評價，了解農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分豐缺狀況，以及通過1982年與2013年研究地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分對比，了解土壤養(yǎng)分在研究區(qū)域不同時間的分布現(xiàn)狀，以便于分析農(nóng)耕土壤施肥存在的問題，并對土壤肥力存在的問題提供有效措施，使人們能充分利用土地資源、合理施肥、提高農(nóng)業(yè)土壤肥力的利用率，從而增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

1 研究區(qū)概況及分析方法

1.1 研究區(qū)概況

韓城市的地理位置為陜西省關(guān)中平原東北隅，陜西省東部，黃河西岸，所在的地理位置是北緯35°00′～35°83′、東經(jīng)110°00′～110°54′，總面積約1 621 km2，耕種面積約267 km2。研究區(qū)屬于暖溫帶半干旱、大陸性季風(fēng)氣候，四季明顯，氣候溫暖。年平均氣溫為13.5 ℃，年均降雨量約為559.8 mm。

1.2 樣品采集與處理

1.2.1 樣品采集。數(shù)據(jù)來自于國家實施測土配方施肥補貼項目在2013年對韓城市農(nóng)業(yè)土壤的測試數(shù)據(jù)。該項目對韓城市農(nóng)業(yè)土壤采樣的處理方法為采集耕作代表性土樣1 105個（有些指標不滿足），土層深度為0～20 cm，每塊地取15～20個樣點混合，然后將土樣帶回試驗室內(nèi)進行風(fēng)干、篩選處理。

1.2.2 樣品的處理。土壤各養(yǎng)分的處理方法都不相同，pH值的測定采用了電位法，有機質(zhì)的測定采用了油浴加熱重絡(luò)酸鉀氧化容量法，全氮的測定采用了消化—凱氏蒸餾法，堿解氮的測定采用了堿解擴散法，有效磷的測定采用了0.5 mol/L NaHCO3浸提—鉬銻抗比色法，速效鉀的測定采用了1 mol/L中性乙酸銨浸提—火焰光度法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分分級指標，利用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理并制定表格，對韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分含量豐缺狀況進行分析與評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分含量概況

通過對2013年韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分測定的數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理得出：韓城市農(nóng)業(yè)土壤土性為堿性土，pH值為7.5～8.5（堿性）的土壤所占比例超過99%；有機質(zhì)、全氮和堿解氮的含量偏向適量水平，在所采集的樣本中有機質(zhì)在15～30 g/kg范圍內(nèi)、全氮在0.8～1.6 g/kg范圍內(nèi)、堿解氮在60～90 mg/kg之間所占比例分別為67.69%、81.56%、40.62%。堿解氮極缺乏比例相對較低，另外缺乏區(qū)土壤占到全市農(nóng)業(yè)土壤的12.51%，需要十分重視并改善；有效磷比較缺乏，缺乏區(qū)土壤占據(jù)全市農(nóng)業(yè)土壤的32.49%，適量區(qū)占的比例為28.87%，也需要多關(guān)注和改善；速效鉀的含量較為豐富，極豐富區(qū)土壤占全市農(nóng)業(yè)土壤比例超過45%，只需稍微改善即可（表1、2）。

2.2 農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分含量現(xiàn)狀分析

由2013年農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分化驗結(jié)果顯示，并根據(jù)表2、3可以得出韓城市農(nóng)業(yè)土壤pH值介于0.1～8.1之間，農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀等各養(yǎng)分含量的變化范圍分別是3.10～101.00 g/kg、0.02～2.94 g/kg、9.8～444.0 mg/kg、1.10～174.80 mg/kg、21.00～1 312.00 mg/kg。

2.2.1 土壤pH值現(xiàn)狀與分析。韓城市農(nóng)業(yè)土壤平均pH值為7.89，其中pH值<4.5的土壤樣品只有1個，占所采集樣品總數(shù)的0.09%；而pH值在7.5～8.5之間的土壤樣品有1 104個，占總采樣土壤的99.91%。另外，pH值在4.5～6.5之間的土壤樣品數(shù)為0個，pH值在6.5～7.5之間（中性）和>8.5（極堿）的土壤樣品數(shù)也為0。由此可知，韓城市農(nóng)業(yè)土壤以堿性土為主。

參考農(nóng)業(yè)技術(shù)網(wǎng)對作物生長適宜的土壤pH值范圍的研究試驗結(jié)果表明，適合農(nóng)作物生長的土壤酸堿性為中性或接近中性，大多數(shù)作物在土壤pH值為6.5左右時各營養(yǎng)元素的吸收效率最高，養(yǎng)分在pH值為6.5～7.0之間時見效性最好，對作物的生長發(fā)育最有利。經(jīng)過多次觀察和對所采集樣本所在研究區(qū)經(jīng)緯度進行分析排序以及統(tǒng)計計算發(fā)現(xiàn)，在不同的經(jīng)緯度中不同pH值土樣個數(shù)都不相同；在1 105個農(nóng)戶采樣土壤樣品的分析過程中發(fā)現(xiàn)，韓城市堿性土越是往東部、北部區(qū)，pH值越高，堿性越明顯。

2.2.2 農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)含量現(xiàn)狀與分析。由表2、3可知，韓城市農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)含量均值是20.66 g/kg，中位數(shù)（18.90 g/kg）比均值小，但差距不是很大，標準差、變異系數(shù)分別是7.69 g/kg和0.37，變異系數(shù)在0.1～1.0之間，說明有機質(zhì)的變異情況屬于適當(dāng)變異。由有機質(zhì)的變化范圍（3.10～101.00 g/kg）可知，有機質(zhì)跨越程度較大，其中有機質(zhì)含量 <5 g/kg的樣品只有1個、含量在5～15 g/kg之間的樣品有226個、含量在15～30 g/kg之間的樣品有748個、含量在30～50 g/kg之間的樣品有125個、含量>50 g/kg的樣品有5個。其中，有機質(zhì)含量位于適量水平的占土樣總數(shù)的67.69%。由此得知，韓城市農(nóng)耕土壤有機質(zhì)含量屬于適宜狀態(tài)。

有機質(zhì)是土壤成分中必不可少的元素，也是土壤肥力好壞的象征，土壤有機質(zhì)含量越高說明土壤肥力越好，相反則越差。由于韓城市屬暖溫帶半干旱氣候，有適宜的溫度和濕度，年均降水量相對適中，土壤微生物的數(shù)量與活性相對較高，有利于土壤有機質(zhì)的形成與積累。另外，在沈陽市20年的研究[4]和河北省幾種必要耕作農(nóng)業(yè)土壤肥力的定點測定中[5]，也說明了施用化肥對農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)含量的增加有很大的幫助。因此，適當(dāng)施用有機肥是韓城市農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)含量提高的重要原因之一，土壤有機質(zhì)含量的增加使植物在生長過程有充足的營養(yǎng)，從而快速生長，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

2.2.3 土壤全氮含量現(xiàn)狀與分析。韓城市農(nóng)業(yè)土壤全氮均值為1.00 g/kg，變幅在0.02 ～2.94 g/kg之間，中位數(shù)與均值相當(dāng)，標準差為0.27 g/kg，變異系數(shù)為0.27。土壤全氮含量為<0.3 g/kg（極缺乏）、0.3～0.8 g/kg（缺乏）、0.8～1.6 g/kg（適量）、1.6～3.0 g/kg（豐富）和>3.0 g/kg（極豐富）的土樣總個數(shù)分別15、179、898、9和0個。土壤全氮含量為適量偏缺乏水平，適宜量占土樣總數(shù)的81.56%，由此可得，韓城市農(nóng)業(yè)土壤全氮含量屬于適量水平。

由表2可知，韓城市農(nóng)業(yè)土壤的全氮和有機質(zhì)含量都位于適量偏向豐富的水平。土壤有機質(zhì)與全氮兩者之間有密切的相應(yīng)關(guān)系，有機質(zhì)含量高的地區(qū)隨之全氮含量也高，有機質(zhì)含量低的地區(qū)相對應(yīng)的全氮含量也同樣變化。由張緒美等[6]的研究數(shù)據(jù)再結(jié)合韓城市農(nóng)業(yè)土壤研究進行推斷，韓城市農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)含量增多是該市農(nóng)業(yè)土壤全氮含量增加的因素之一，若有機質(zhì)含量較為適量，則全氮含量也位于適量水平。土壤的全氮和有機質(zhì)是土壤肥力各因素中必不可少的2個參數(shù)。因此，在從事農(nóng)耕活動中給作物施氮肥也提高了全氮的含量，以上因素對韓城市農(nóng)業(yè)土壤全氮的含量增加有積極的影響。

2.2.4 土壤堿解氮含量現(xiàn)狀與分析。由表2、3可知，韓城市農(nóng)業(yè)土壤堿解氮均值為91.355 mg/kg，已達到豐富的程度，最小值和最大值分別是9.8 mg/kg和444 mg/kg，中位數(shù)為87 mg/kg，與平均數(shù)相差不是很突出，標準差為36.65 mg/kg，而變異系數(shù)等于0.40，屬于適當(dāng)變異情況。其中堿解氮含量<30 mg/kg的土樣總個數(shù)為6個，在30～60 mg/kg之間的土樣總個數(shù)為138個，在60～90 mg/kg之間的土樣總個數(shù)為448個，在90～120 mg/kg之間的土樣總個數(shù)為357個，而 >120 mg/kg的土樣總個數(shù)為154個。堿解氮分布在適量和豐富水平上的較多，分別占土樣總數(shù)的40.62%和32.37%。由此可得，韓城市農(nóng)業(yè)土壤堿解氮的含量已達到適量偏向豐富的水平。

由表2、3可知，土壤有效態(tài)氮豐缺情況相比全氮好得多，土壤的全氮含量意味著土壤氮素的總儲存量和供氮強弱程度，而堿解氮含量的高低直接說明土壤的供氮強弱程度，該區(qū)的堿解氮平均水平已達到豐富的水平，說明韓城市農(nóng)業(yè)土壤供氮能力極強。大多數(shù)的土壤氮素來源于有機質(zhì)，由表2可知，土壤有機質(zhì)與全氮之間有相應(yīng)的聯(lián)系，全氮與有機質(zhì)又是土壤肥力的主要指標。該地農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)和全氮含量都為適量情況，兩者對土壤堿解氮含量高低有一定的作用。因此，提高有機質(zhì)含量和增施氮肥對提高農(nóng)業(yè)土壤堿解氮含量起到非常重要的作用。

2.2.5 土壤有效磷含量現(xiàn)狀與分析。韓城市農(nóng)田土壤有效磷的均值為21.158 mg/kg，有效磷的最小值和最大值分別為1.1 mg/kg和174.8 mg/kg，其中有效磷含量<5.0 mg/kg的土樣總數(shù)為96個，在5～10 mg/kg之間的土樣總數(shù)為359個，在10～20 mg/kg之間的土樣總數(shù)為319個，在20～40 mg/kg之間的土樣總數(shù)為183個，>40 mg/kg的土樣總數(shù)為148個。各水平占總采樣土壤的比例分別是8.69%、32.49%、28.87%、16.56%和13.39%。由此可得，韓城市農(nóng)耕土壤有效磷含量屬于中等偏向缺乏狀態(tài)。

由表3可知，韓城市農(nóng)田土壤有效磷均值已達到豐富水平，中位數(shù)為12.4 mg/kg，比均值小，而且相差也比較大，標準差為24.49 mg/kg，變異系數(shù)已超過100%，已達到1.16，表明該研究區(qū)有效磷離散程度有較強的變異性。又因地殼中磷元素含量較低導(dǎo)致我國部分地區(qū)土壤磷素供應(yīng)不足。綜上所述，韓城市農(nóng)業(yè)土壤處于缺磷狀態(tài)。

2.2.6 土壤速效鉀含量現(xiàn)狀與分析。韓城市農(nóng)業(yè)土壤速效鉀的均值是209.63 mg/kg，已到極其豐富的狀態(tài)，采樣樣品中速效鉀含量在21～1 312 mg/kg之間來回變動，其中速效鉀 <50 mg/kg的土壤樣本總數(shù)有1個，在50～80 mg/kg之間的土壤樣本總數(shù)是7個，在80～150 mg/kg之間的土壤樣本總數(shù)是158個，在150～200 mg/kg之間的采樣土壤樣本總數(shù)是437個，>200 mg/kg的采樣土壤樣本總數(shù)是502個。土壤速效鉀含量各水平占總采樣土壤的比例分別是0.09%、0.63%、14.30%、39.55%和45.43%。從最小值和最大值可知，采樣土壤速效鉀含量跨度范圍較大，平均水平較高，均值已達到極其豐富的水平，中位數(shù)比均值小但差距不大，變異系數(shù)為0.36，屬于適中變異。由此可得，韓城市農(nóng)田土壤速效鉀含量屬于極豐的狀態(tài)。

韓城市農(nóng)業(yè)土壤的速效鉀含量比較豐富，各比例中大概有15%偏于中低水平，加上適當(dāng)?shù)亟o農(nóng)田施鉀肥，對喜鉀性的農(nóng)作物的生長有很大的幫助，從而提高韓城市農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。

2.3 研究區(qū)土壤養(yǎng)分差異分析

表4為1982年與2013年韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分含量的最低值、最高值與平均值的對比情況。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以看出，2013年各土壤養(yǎng)分含量的最高值與平均值均比1982年高，另外2013年土壤有機質(zhì)與有效磷的最低值比1982年高。2013年土壤有機質(zhì)的平均水平比1982年增加了8.17 g/kg，土壤全氮比1982年增加了0.37 g/kg，土壤速效鉀比1982年提高了38.7 mg/kg，而堿解氮平均提高了41.36 mg/kg，有效磷變化更加突出，大約增多了15.5 mg/kg。

結(jié)合表2、3，從2013年對韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分的研究結(jié)果可以看出，韓城市農(nóng)田土壤有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀相比1982年皆有大幅度提升，特別是速效鉀增加最為明顯，均值已經(jīng)達到極其豐富的程度。2013年韓城市各土壤養(yǎng)分平均值提高的幅度說明了當(dāng)?shù)卦谶@30余年耕作中更注重土壤肥力的提高，從而改善了韓城市農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分在1982年缺失的狀況。

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，韓城市農(nóng)業(yè)土壤以堿性土為主；土壤有機質(zhì)、全氮和堿解氮的含量都達到適量狀態(tài)；而有效磷的含量較為缺乏；速效鉀含量已達到相當(dāng)豐富的狀態(tài)。與1982年相比，2013年韓城市農(nóng)業(yè)土壤各養(yǎng)分都得到大幅度的提高。有機質(zhì)、全氮等5種土壤養(yǎng)分中有效磷的變異系數(shù)相對比較大，離散情況較突出。

4 參考文獻

[1] 鄭立臣，宇萬太，馬強，等.農(nóng)業(yè)土壤肥力綜合評價研究進展[J].生態(tài)學(xué)雜志，2004，23（5）：156-161.

[2] MITCHELL C C，WESTERMAN R L，J R，et al.Overview of long-term agronomic research[J].Agron J，1991，83：24-29.

[3] SCHJONNING P，CHRISTEN SEN B Y，CARSTENSEN B.Physical and chemical propertfes of sandy loam Receiving animal manure，mineral fertileizer or no feytilizer for 90 years[J].European J Soilsci，1994，45：257-268.

[4] 李紀柏，崔永峰，余玉佩.沈陽市土壤養(yǎng)分變化趨勢與原因分析[J].中國農(nóng)村小康科學(xué)，2005（10）：49-50.

[5] 劉克桐.河北省主要農(nóng)田土壤肥力變化趨勢[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，9（3）：29-35.

[6] 張緒美，王霞.太倉市農(nóng)業(yè)土壤有機質(zhì)與全氮含量關(guān)系分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2013，20（19）：123-131.