近30年中國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

楊 帆 徐 洋 崔 勇 孟遠(yuǎn)奪 董 燕 李 榮 馬義兵

（1 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125）

（2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

近30年中國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量變化

楊 帆1徐 洋1崔 勇1孟遠(yuǎn)奪1董 燕1李 榮1馬義兵2

（1 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125）

（2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響土壤肥力水平的重要指標(biāo)，也是開展耕地質(zhì)量建設(shè)、科學(xué)施肥工作的基礎(chǔ)。利用2005—2014年測(cè)土配方施肥項(xiàng)目數(shù)據(jù)與全國(guó)第二次土壤普查數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分析了近30年來中國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)的變化趨勢(shì)。結(jié)果顯示，30年來我國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量呈整體上升趨勢(shì)，目前，全國(guó)耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為24.65 g kg-1，較全國(guó)第二次土壤普查時(shí)期提高4.85 g kg-1，提高24.49%。其中，30～40 g kg-1等級(jí)比例增加3.64個(gè)百分點(diǎn)，20～30 g kg-1等級(jí)比例增加5.68個(gè)百分點(diǎn)，10～20 g kg-1等級(jí)比例增加5.36個(gè)百分點(diǎn)。需要引起注意的是，大于40 g kg-1等級(jí)比例減少了1.38個(gè)百分點(diǎn)。

土壤有機(jī)質(zhì)；土壤普查；耕地；測(cè)土配方施肥項(xiàng)目；中國(guó)

土壤有機(jī)質(zhì)含量不僅代表土壤碳儲(chǔ)量，也是土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力和肥力的重要指標(biāo)之一，在耕地質(zhì)量、環(huán)境保護(hù)、氣候變化和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面均有著至關(guān)重要的作用。近年來，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展環(huán)境的變化，資源環(huán)境約束逐漸趨緊，土壤肥力特別是土壤有機(jī)質(zhì)成為世界關(guān)注的焦點(diǎn)。Ladha等［1］指出全球農(nóng)田有機(jī)質(zhì)含量呈總體下降趨勢(shì)。黃耀和孫文娟［2］在綜合了兩百余篇文章后提出，1980—2000年，占中國(guó)大陸農(nóng)田面積53%～59%的土壤有機(jī)質(zhì)呈明顯增加趨勢(shì)，華東和華北地區(qū)增加最為明顯，東北地區(qū)呈總體下降趨勢(shì)。Sun等［3］的研究表明，中國(guó)東部在1980—2000年，農(nóng)田表層土壤有機(jī)質(zhì)增加了9.96t hm-2。楊學(xué)明等［4］根據(jù)土壤志中采樣點(diǎn)的記錄，在調(diào)查了吉林省27個(gè)采樣點(diǎn)后提出，有機(jī)質(zhì)含量有增有減，但平均水平無明顯變化。Liao等［5］分析了1982—2004年江蘇省土壤數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田表土有機(jī)質(zhì)從1982年的16.29 g kg-1增加至2004年的18.79g kg-1。目前，著眼于區(qū)域或點(diǎn)位的土壤有機(jī)質(zhì)含量變化的研究較多，而對(duì)于國(guó)家尺度的研究甚少，這與國(guó)家尺度的數(shù)據(jù)支撐不足有關(guān)。

2005年我國(guó)開始實(shí)施的測(cè)土配方施肥項(xiàng)目將土壤采集和基本性質(zhì)檢測(cè)列為基礎(chǔ)性工作之一。在2005—2014年的10年間，全國(guó)2 948個(gè)農(nóng)業(yè)縣（農(nóng)場(chǎng)、單位）的土肥部門根據(jù)農(nóng)業(yè)部制訂的《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》［6］，在當(dāng)?shù)丶Z田、菜田和果園采集了大量土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試項(xiàng)目包括土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和pH等基礎(chǔ)五項(xiàng)指標(biāo)。2014年，全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織專家對(duì)測(cè)土配方施肥土壤基礎(chǔ)五項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進(jìn)行審核后編輯出版了《測(cè)土配方施肥土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集》（2005—2014年）［7］。本文利用該數(shù)據(jù)集中的土壤有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)與全國(guó)第二次土壤普查（1979—1985年）相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以期了解全國(guó)第二次土壤普查以來，中國(guó)耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量變化情況，為今后開展耕地質(zhì)量建設(shè)和指導(dǎo)科學(xué)施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文涉及的全國(guó)第二次土壤普查耕地有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)土壤普查數(shù)據(jù)》［8］和《中國(guó)土壤肥力》［9］，代表面積13 162.7萬hm2。測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)來源于《測(cè)土配方施肥土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集》，數(shù)據(jù)點(diǎn)共8 467 083個(gè)，由于全國(guó)的農(nóng)業(yè)縣（區(qū)、市）、農(nóng)場(chǎng)均實(shí)施了測(cè)土配方施肥項(xiàng)目，共計(jì)2 948個(gè)農(nóng)業(yè)縣（農(nóng)場(chǎng)、單位），因此，代表面積按國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最近一次公布的2008年底耕地面積計(jì)［10］，共12 171.6萬hm2。測(cè)土配方施肥樣本分布與2008年底耕地面積分布基本一致。

為了與全國(guó)第二次土壤普查數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了與全國(guó)第二次土壤普查相同的土壤檢測(cè)方法，土壤有機(jī)質(zhì)均采用油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法檢測(cè)［11］。

1.2 土壤有機(jī)質(zhì)含量等級(jí)劃分

全國(guó)第二次土壤普查耕層有機(jī)質(zhì)含量數(shù)據(jù)曾按大于40 g kg-1、30～40 g kg-1、20～30 g kg-1、10～20 g kg-1、6～10 g kg-1、小于（等于）6 g kg-1標(biāo)準(zhǔn)劃分成6個(gè)等級(jí)，本文按照該標(biāo)準(zhǔn)將全國(guó)各省測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

全國(guó)第二次土壤普查以成土條件、成土過程及其屬性為分類依據(jù)，根據(jù)不同土壤類型將各地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了分級(jí)，《中國(guó)土壤肥力》［9］一書中利用各省各級(jí)別土壤有機(jī)質(zhì)含量的中值與該級(jí)別耕地面積比例加權(quán)平均后得到該省土壤有機(jī)質(zhì)平均含量。本文引用這組數(shù)據(jù)作為全國(guó)第二次土壤普查各省（區(qū)、市）農(nóng)田土壤耕層有機(jī)質(zhì)平均含量。

式中，Ea為a省土壤有機(jī)質(zhì)平均含量，g kg-1；Mj為a省份土壤有機(jī)質(zhì)j等級(jí)下的中值，g kg-1；Aj為a省份土壤有機(jī)質(zhì)含量在j等級(jí)內(nèi)的實(shí)際面積，104hm2。

測(cè)土配方施肥項(xiàng)目覆蓋了全國(guó)所有農(nóng)業(yè)縣（場(chǎng)、單位），根據(jù)土壤類型、土地利用方式和行政區(qū)劃，將土壤采樣區(qū)域劃分為若干個(gè)采樣單元，每個(gè)采樣單元面積和采樣地塊面積均按照《測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行，代表面積相近，因此，在計(jì)算各省土壤有機(jī)質(zhì)平均含量時(shí)，采用了該省各取樣點(diǎn)土壤有機(jī)質(zhì)含量的算術(shù)平均值。

式中，F(xiàn)a為a省土壤有機(jī)質(zhì)平均含量，g kg-1；Mh為a省采樣點(diǎn)h土壤有機(jī)質(zhì)含量，g kg-1；N為a省樣本個(gè)數(shù)。

2 結(jié) 果

2.1 耕層有機(jī)質(zhì)平均含量及變化

目前，全國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為24.65 g kg-1（表1），仍以黑龍江最高，達(dá)到了40.43 g kg-1。寧夏土壤有機(jī)質(zhì)平均含量最低，僅為13.61 g kg-1。黑龍江、江西、湖南、廣西、云南和貴州6省區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)平均含量均在30.00 g kg-1以上。內(nèi)蒙古、吉林、上海、江蘇、浙江、安徽、福建、湖北、廣東、四川、西藏和青海等12省區(qū)的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量在20.00～30.00 g kg-1之間。北京、天津、河北、山西、山東、河南、遼寧、海南、重慶、陜西、甘肅、寧夏和新疆的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量均小于20.00 g kg-1，其中，北京、山西、山東、陜西、甘肅和寧夏6?。▍^(qū)、市）土壤有機(jī)質(zhì)平均含量均未達(dá)到15.00 g kg-1。

全國(guó)第二次土壤普查30多年來，我國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量整體上升了4.85 g kg-1。從各省情況來看，與第二次土壤普查相比，全國(guó)有22個(gè)?。▍^(qū)、市）的耕層有機(jī)質(zhì)平均含量增幅超過1.0 g kg-1，其中，安徽的增幅最大，達(dá)到了5.54 g kg-1。此外，湖南、貴州、四川、江西、廣西、江蘇和內(nèi)蒙古的土壤有機(jī)質(zhì)平均含量的增幅也超過了4.00 g kg-1。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量基本穩(wěn)定的有湖北、浙江、西藏、新疆、海南、吉林和甘肅，變化幅度均在-1.00～1.00 g kg-1。土壤有機(jī)質(zhì)平均含量顯著下降的僅有北京和青海，分別下降1.02 g kg-1和1.06 g kg-1。其中，北京主要是因?yàn)橥恋乩梅绞降木薮笞兓?，城市擴(kuò)張占用了原市區(qū)周邊肥沃的耕地，全市耕地面積從全國(guó)第二次土壤普查時(shí)期的50.69萬 hm2下降至2008年底的23.20萬 hm2，現(xiàn)有的耕地均位于原來的遠(yuǎn)郊區(qū)，土壤肥力水平較低。除了與北京相似的原因外，青海土壤有機(jī)質(zhì)平均含量下降，則還可能與肥料投入不足及風(fēng)蝕作用等惡劣的自然條件有關(guān)。寧夏土壤有機(jī)質(zhì)平均含量雖然最低，但與第二次普查時(shí)期相比仍提高了3.81 g kg-1。

2.2 耕層有機(jī)質(zhì)分級(jí)含量及變化

從全國(guó)層面看，我國(guó)農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)含量仍

集中在10～30 g kg-1區(qū)間，不同的是，全國(guó)第二次土壤普查時(shí)處于該區(qū)間的比例為58.27%，測(cè)土配方施肥項(xiàng)目時(shí)處于該區(qū)間的比例上升至69.31%，同時(shí)，處于10 g kg-1以上等級(jí)的比例增加了13.31個(gè)百分點(diǎn)，達(dá)到91.66%。分等級(jí)看，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量＞40 g kg-1和≤10 g kg-1的比例分別占7.80%和8.34%，14.55%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在30 g kg-1～40 g kg-1之間，27.31%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在20～30 g kg-1之間，42.01%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在10 g kg-1～20 g kg-1之間。

表1 各?。▍^(qū)、市）農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)平均含量Table 1 Average contents of soil organic matter（SOM）in each province，autonomous region，and municipality

與全國(guó)第二次土壤普查時(shí)相比，＞40 g kg-1等級(jí)比例全國(guó)平均減少了1.38個(gè)百分點(diǎn)，僅有內(nèi)蒙、安徽、湖南、廣西、四川和貴州6省（區(qū)）有所上升，平均上升6.66個(gè)百分點(diǎn)，其余均下降，平均下降3.4個(gè)百分點(diǎn)（表2）。30～40 g kg-1等級(jí)比例全國(guó)平均增加3.64個(gè)百分點(diǎn)，有19個(gè)?。▍^(qū)、市）該等級(jí)的比例有所上升，平均上升6.33個(gè)百分點(diǎn)，北京、河北、河南、廣東、海南、西藏、甘肅、寧夏、青海和新疆10省（區(qū)、市）有所下降，平均下降1.15個(gè)百分點(diǎn)。20～30 g kg-1等級(jí)比例全國(guó)平均增加5.68個(gè)百分點(diǎn)，除北京、內(nèi)蒙古、上海、湖南、廣西、云南下降（平均下降3.84個(gè)百分點(diǎn)）外，其余24個(gè)?。▍^(qū)、市）該等級(jí)的比例均有所上升，平均上升6.38個(gè)百分點(diǎn)。處于10～20 g kg-1等級(jí)的比例全國(guó)平均增加5.36個(gè)百分點(diǎn)，有18個(gè)省在該等級(jí)的比例有所上升，平均上升14.7個(gè)百分點(diǎn)，12個(gè)省在該等級(jí)的比例有所下降，平均下降8.65個(gè)百分點(diǎn)。6～10 g kg-1等級(jí)所占比例除吉林省上升了0.46個(gè)百分點(diǎn)外，其余均下降，平均下降9.98個(gè)百分點(diǎn)。≤6 g kg-1等級(jí)所占比例僅內(nèi)蒙古、四川分別上升了4.24和0.56個(gè)百分點(diǎn)，其余均下降，平均下降3.72個(gè)百分點(diǎn)。

造成以上現(xiàn)象的原因，一是＞40 g kg-1等級(jí)耕地所占比例大范圍下降，進(jìn)入40 g kg-1以下的等級(jí)。其中，青海省下降最多，達(dá)11.12個(gè)百分點(diǎn)，可能是由于城市擴(kuò)張，原城市周邊肥沃的耕地被占用，新開墾耕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量較低。此外，黑龍江、吉林兩?。?0 g kg-1等級(jí)的比例分別下降了9.07和1.29個(gè)百分點(diǎn)，反映出我國(guó)東北地區(qū)原先肥沃的耕地土壤，尤其是黑土地在退化，這一點(diǎn)必須引起足夠的重視。二是10 g kg-1以下等級(jí)耕地大范圍減少，上升至10 g kg-1以上等級(jí)，這主要?dú)w功于近30年來我國(guó)中低產(chǎn)田改造、秸稈還田、沃土工程等工作所取得的成績(jī)。

3 討 論

3.1 30年來中國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)變化

土壤有機(jī)質(zhì)是耕地地力最重要的性狀之一，被認(rèn)為是土壤質(zhì)量和功能的核心，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤有機(jī)質(zhì)是至關(guān)重要的決定因子［12］。30年來，我國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量呈整體上升趨勢(shì)，全國(guó)耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量較全國(guó)第二次土壤普查時(shí)期提高4.85 g kg-1，即提高24.49%，這與黃耀和孫文娟［2］及潘根興和趙其國(guó)［12］等的觀點(diǎn)相似。與第二次土壤普查相比，全國(guó)有22個(gè)省（區(qū)、市）的耕層有機(jī)質(zhì)平均含量顯著上升，尤其以安徽、湖南、廣西、四川、貴州5?。▍^(qū)）較為突出，＞30 g kg-1的各等級(jí)比例均有所上升，≤10 g kg-1的各等級(jí)比例均有所下降。

與全國(guó)第二次土壤普查時(shí)期相比，吉林、浙江、湖北、海南、西藏、甘肅、新疆7省（區(qū)）農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量變化不顯著，但是，北京、青海兩?。ㄊ校┏霈F(xiàn)顯著下降。必須引起重視的是，＞40 g kg-1等級(jí)比例全國(guó)平均減少了1.38個(gè)百分點(diǎn)，僅有內(nèi)蒙、安徽、湖南、廣西、四川、貴州6?。▍^(qū)）有所上升，其余均下降，平均下降3.4個(gè)百分點(diǎn)，尤其是擁有我國(guó)70%黑土地的黑龍江省，＞40 g kg-1等級(jí)比例下降了9.07個(gè)百分點(diǎn)。

由于中國(guó)農(nóng)田土壤的高強(qiáng)度利用，中國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量與國(guó)外相比仍然偏低［13］，如中國(guó)土壤和歐洲同類土壤相比，棕壤平均低1.5%～2.0%，褐土低1.0%，黑鈣土低5.0%左右［14］。

3.2 我國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)整體上升的原因

農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)主要來源于作物根茬、還田的秸稈、翻壓的綠肥以及人畜禽糞便、養(yǎng)殖廢棄物、某些輕工業(yè)副產(chǎn)品以及部分生活垃圾制成的堆肥等。在自然狀態(tài)下，影響土壤有機(jī)質(zhì)含量的因素包括氣候、植被、母質(zhì)、地形和時(shí)間，而在人類耕作活動(dòng)影響下，施肥狀況和耕作措施則成為短期影響農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量的主要原因。

秸稈還田技術(shù)的推廣是我國(guó)大部分地區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量增加的最主要原因。秸稈作為植物殘?bào)w是農(nóng)田有機(jī)物料來源的重要組成部分，還田后可

積累土壤有機(jī)質(zhì)，長(zhǎng)期施用秸稈的積累效果更明顯［15-17］。南方稻田連續(xù)兩年秸稈還田后，土壤有機(jī)質(zhì)含量平均增加2.4 g kg-1，增幅達(dá)到8.0%［18］。在安徽的砂姜黑土上，4年的小麥/玉米輪作定位試驗(yàn)顯示，秸稈還田較對(duì)照組土壤有機(jī)質(zhì)含量提高8.5%［19］。黑土區(qū)田間定位試驗(yàn)表明，玉米/大豆輪作體系連續(xù)秸稈還田8年后，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高了6.6%［20］。在黃褐土水旱輪作條件下，連續(xù)3年的水稻油菜秸稈還田后，土壤有機(jī)質(zhì)含量較無覆蓋秸稈的對(duì)照組提高6.3%，差異顯著［21］。自第二次土壤普查以來，江蘇大力推廣秸稈還田，至20世紀(jì)90年代末，全省秸稈還田面積達(dá)100多萬hm2，玉米秸稈干物質(zhì)還田量達(dá)10 t hm-2，稻麥干物質(zhì)還田量達(dá)8 t hm-2，使一般土壤每年增加有機(jī)碳達(dá)0.1～0.2 g kg-1［22］。

表2 測(cè)土配方施肥與全國(guó)第二次土壤普查農(nóng)田耕層有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)所占比例Table 2 The proportion of SOM rating in plow layer during the soil testing and formulated fertilization and the second national soil survey

20世紀(jì)80年代初以來，伴隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)投入的增加和科技發(fā)展，尤其是雜交水稻面積的推廣，我國(guó)糧食作物單位面積產(chǎn)量快速上升，由1980年的2 734.5 kg hm-2增加至2007年的4 748.3 kg hm-2［23］，作物產(chǎn)量的快速提升增加了農(nóng)作物秸稈數(shù)量和歸還土壤的根系生物量。1980年，我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源總量不到4.5億噸［24］，而到2008年已達(dá)到了8億多噸［25］，秸稈資源總量大幅增加。與此同時(shí)，我國(guó)秸稈還田的比例逐年上升，根據(jù)全國(guó)農(nóng)技中心對(duì)30個(gè)?。▍^(qū)、市）以及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的調(diào)研結(jié)果顯示，2008年我國(guó)農(nóng)作物秸稈還田比例為31.6%［25］，與20世紀(jì)90年代相比增加了16.4個(gè)百分點(diǎn)［26］，秸稈資源總量的增加與秸稈還田比例的上升共同促使更多的有機(jī)資源通過秸稈還田的方式歸還回土壤［2，12］。

免耕少耕技術(shù)的推廣也是近年來土壤有機(jī)質(zhì)含量提升的重要因素。免耕少耕使土壤不穩(wěn)定碳輸入增加，流失減少，意味著土壤匯集碳增加，而損失至大氣中的CO2減少，同時(shí)，免耕少耕使風(fēng)雨對(duì)土壤的侵蝕作用降低，起到減少土壤有機(jī)質(zhì)流失的作用［27］。潮土區(qū)小麥/玉米輪作體系下連續(xù)5年的田間定位試驗(yàn)表明，免耕措施能顯著降低土壤CO2排放，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，免耕處理土壤有機(jī)質(zhì)含量較初始提高了35%［28］。西北壤土區(qū)在研究深松耕、免耕、旋耕和翻耕4種耕作方式下土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，免耕處理土壤有機(jī)質(zhì)增加幅度較大，分別較深松耕、旋耕、翻耕提高32.3%、35.2%和36.9%［29］。南方稻田土壤上也有類似的結(jié)果，免耕1年后，0～5 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)含量較試驗(yàn)前增加0.07 g kg-1，較翻耕處理土壤有機(jī)質(zhì)含量增加1.22 g kg-1［30］。自1983年農(nóng)業(yè)部將免耕列入全國(guó)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)推廣技術(shù)以來，全國(guó)少耕免耕范圍不斷擴(kuò)大，2000年全國(guó)少耕免耕面積達(dá)260萬hm2，2006年全國(guó)少耕免耕面積增至2000多萬hm2［31］，我國(guó)農(nóng)田耕作方式正在向少耕、免耕及深耕方向發(fā)展，這也是農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量增加的重要原因。

堆肥和綠肥的施用是我國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)含量提升的另一個(gè)原因。堆肥含有豐富的有機(jī)物質(zhì)，當(dāng)被用于農(nóng)田或退化土壤時(shí)，可增加有機(jī)質(zhì)并改善土壤結(jié)構(gòu)［32］。長(zhǎng)期種植綠肥能豐富和平衡土壤中的養(yǎng)分元素，改善土壤理化性狀，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量［33］。四年的田間定位試驗(yàn)結(jié)果顯示，連年施用有機(jī)肥可增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，化肥配施雞糞較單施化肥的處理土壤有機(jī)質(zhì)含量平均提高8.1%［34］。根據(jù)全國(guó)綠肥試驗(yàn)網(wǎng)的聯(lián)合定位試驗(yàn)結(jié)果，無論是南方或北方，旱地或水田，平均每公頃壓入綠肥鮮草22 500～30 000 kg，連續(xù)5年，土壤有機(jī)質(zhì)增加0.1%～0.2%［35］。

從20世紀(jì)50年代開始，綠肥在全國(guó)各地迅速發(fā)展，至70年代中期進(jìn)入鼎盛，然而進(jìn)入80年代以來，綠肥播種面積逐年下降，至1992年綠肥播種面積下降至411.2萬hm2，資源量6 612萬t［36］。21世紀(jì)初，國(guó)家出臺(tái)了部分鼓勵(lì)綠肥種植的政策，至2008年我國(guó)綠肥播種面積恢復(fù)至437.1萬hm2，資源總量達(dá)到9 339萬t［25］。綠肥種植面積的逐年增加帶動(dòng)了有機(jī)肥施用量的增加，這種現(xiàn)象在南方水稻種植區(qū)尤為普遍［37］。近年來，隨著我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，畜禽糞便資源量逐年增加，加之城市化加速帶來的廚余垃圾，使我國(guó)堆肥數(shù)量整體呈上升趨勢(shì)，這也在一定程度上促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)含量的增加。

近年來，中央一號(hào)文件多次指出，要將耕地質(zhì)量建設(shè)當(dāng)作一項(xiàng)戰(zhàn)略措施抓緊抓好。進(jìn)入21世紀(jì)以來，國(guó)家先后啟動(dòng)了土壤有機(jī)質(zhì)提升、耕地質(zhì)量提升、優(yōu)糧工程、新增千億糧食生產(chǎn)能力建設(shè)以及黑土地保護(hù)試點(diǎn)等重大項(xiàng)目，推廣秸稈還田、綠肥種植、增施有機(jī)肥、土壤改良培肥和測(cè)土配方施肥等重大技術(shù)，正在有效促進(jìn)我國(guó)農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量穩(wěn)步提升。同時(shí)，仍需清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)需要加強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)的相關(guān)研究工作，如全國(guó)哪些地方土壤有機(jī)質(zhì)含量容易提升，哪些地方有可能下降，哪些地方會(huì)比較穩(wěn)定，有機(jī)質(zhì)含量是不是越多越好，不同區(qū)域的有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)處于什么水平比較適宜等。建議國(guó)家在繼續(xù)加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)的同時(shí)，加強(qiáng)相關(guān)方向的研究投入，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

4 結(jié) 論

目前，全國(guó)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為24.65 g kg-1。耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量＞40 g kg-1和≤10 g kg-1的比例分別占7.80%和8.34%，14.55%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在30～40 g kg-1之間，27.31%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在20～30 g kg-1之間，42.01%的耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量在10～20 g kg-1之間。30年來，我國(guó)大部分地區(qū)農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量上升，其主要原因是秸稈還田增加了有機(jī)養(yǎng)分的投入量，同時(shí)，也與少（免）耕及堆肥和綠肥的施用有關(guān)。部分地區(qū)耕層土壤有機(jī)質(zhì)下降的主要原因是耕地質(zhì)量保護(hù)與提升工作仍未得到應(yīng)有的重視，秸稈、堆肥和綠肥等有機(jī)肥用量仍偏少，同時(shí)，城市擴(kuò)張占用了原來肥沃的耕地，新開墾耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量低也是重要原因。

［1］ Ladha J K，Reddy C K，Padre A T，et al. Role of nitrogen fertilization in sustaining organic matter in cultivated soils. Journal of Environmental Quality，2011，40：1756—1766

［2］ 黃耀. 孫文娟. 近20年來中國(guó)大陸農(nóng)田表土有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì). 科學(xué)通報(bào)，2006，51（7）：750—763 Huang Y，Sun W J. Changes in top soil organic carbon of croplands in mainland China over the last two decades（In Chinese）.Chinese Science Bulletin，2006，51（7）：750—763

［3］ Sun W J，Huang Y，Zhang W，et al. Estimating topsoil SOC sequestration in croplands of eastern China from 1980 to 2000. Australian Journal of Soil Research，2009，47（3）：261—272

［4］ 楊學(xué)明，張曉平，方華軍，等. 20年來部分黑土耕層有機(jī)質(zhì)和全氮含量的變化. 地理科學(xué)，2004，24（6）：710—714 Yang X M，Zhang X P，F(xiàn)ang H J，et al. Changes of organic matter and total nitrogen content in topsoil of black soil in recent 20 years（In Chinese）. Scientia Geographica Sinica，2004，24（6）：710—714

［5］ Liao Q L，Zhang X H，Li Z P，et al. Increase in soil organic carbon stock over the last two decades in China’s Jiangsu Province. Global Change Biology，2009，15（4）：861—875

［6］ 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范. 2011 Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China. Technical specification for soil testing and formulated fertilization（In Chinese）. 2011

［7］ 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心. 測(cè)土配方施肥土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)集. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2015 National Agricultural Technology Extension Service Center. Soil nutrient data set of soil testing and formulated fertilization（In Chinese）. Beijing：China Agriculture Press，2015

［8］ 全國(guó)土壤普查辦公室. 中國(guó)土壤普查數(shù)據(jù). 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1997 National Soil Survey Office. China soil survey data（In Chinese）. Beijing：China Agriculture Press，1997

［9］ 沈善敏. 中國(guó)土壤肥力. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1998 Shen S M. Soil fertility in China（In Chinese）.Beijing：China Agriculture Press，1998

［10］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 2012年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒. 北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社，2013 China National Bureau of Statistics. China statistical yearbook 2012（In Chinese）. Beijing：China Statistics Press，2013

［11］ 張甘霖，龔子同. 土壤調(diào)查實(shí)驗(yàn)室分析方法. 北京：科學(xué)出版社，2012 Zhang G L，Gong Z T. Analytical methods of soil survey laboratory（In Chinese）. Beijing：Science Press，2012

［12］ 潘根興，趙其國(guó). 我國(guó)農(nóng)田土壤碳庫演變研究：全球變化和國(guó)家糧食安全. 地球科學(xué)進(jìn)展，2005，20（4）：384—393 Pan G X，Zhao Q G. Evolution of soil carbon pool in China：Global change and national food security（In Chinese）. Advances in Earth Science，2005，20（4）：384—393

［13］ 白由路. 國(guó)內(nèi)外耕地培育的差異與思考. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015，21（6）：1381—1388 Bai Y L. Difference and thinking of cultivated land cultivation at home and abroad（In Chinese）. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer，2015，21（6）：1381—1388

［14］ 黃鴻翔. 我國(guó)土壤資源現(xiàn)狀、問題及對(duì)策. 中國(guó)土壤與肥料，2005（1）：3—6 Huang H X. Present situation，problems and Countermeasures of soil resources in China（In Chinese）. Soil and Fertilizer Science，2005（1）：3—6

［15］ 趙其國(guó)，錢海燕. 低碳經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)發(fā)展思考. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2009，18（5）：1609—1614 Zhao Q G，Qian H Y. Low carbon economy and agricultural development（In Chinese）. Ecology and Environmental Sciences，2009，18（5）：1609—1614

［16］ 陳芝蘭，張涪平，蔡曉布，等. 秸稈還田對(duì)西藏中部退化農(nóng)田土壤微生物的影響. 土壤學(xué)報(bào)，2005，42（4）：696—699 Chen Z L，Zhang P P，Cai X B，et al. Effect of returning straws to field on microbes of degenerated soil in central Tibet（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，2005，42（4）：696—699

［17］ Li S M，Li J M，Li C S，et al. Testing the RothC and DNDC models against long-term dynamics of soil organic carbon stock observed at cropping field soils in North China. Soil and Tillage Research，2016，163：290—297

［18］ 楊帆，李榮，崔勇，等. 我國(guó)南方秸稈還田的培肥增產(chǎn)效應(yīng). 中國(guó)土壤與肥料，2011（1）：10—14 Yang F，Li R，Cui Y，et al. Effect of fertilization on yield of returning straw to field in South China（In Chinese）.Soil and Fertilizer Science，2011（1）：10—14

［19］ 李瑋，喬玉強(qiáng)，陳歡，等. 秸稈還田配施氮肥對(duì)砂姜黑土有機(jī)質(zhì)組分與碳庫管理指數(shù)的影響. 生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2014，30（4）：475—480 Li W，Qiao Y Q，Chen H，et al. Effects of straw returning and nitrogen application on organic matter composition and carbon pool management index（In Chinese）. Journal of Ecology and Rural Environment，2014，30（4）：475—480

［20］ 郝翔翔，楊春葆，苑亞茹，等. 連續(xù)秸稈還田對(duì)黑土團(tuán)聚體中有機(jī)碳含量及土壤肥力的影響. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013，29（35）：263—269 Hao X X，Yang C B，Yuan Y R，et al. Effects of continuous straw returning on soil organic carbon content and soil fertility in black soil aggregates（In Chinese）. Chinese Agricultural Science Bulletin，2013，29（35）：263—269

［21］ 武際，郭熙盛，魯劍巍，等. 水旱輪作制下連續(xù)秸稈覆蓋對(duì)土壤理化性質(zhì)和作物產(chǎn)量的影響. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（3）：587—594 Wu J，Guo X S，Lu J W，et al. Effects of continuous straw mulching on soil physical and chemical properties and crop yield under upland rotation system（In Chinese）. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer，2012，18（3）：587—594

［22］ 趙明松，張甘霖，吳運(yùn)金，等. 江蘇省土壤有機(jī)質(zhì)含量時(shí)空變異特征及驅(qū)動(dòng)力研究. 土壤學(xué)報(bào)，2014，51（3）：448—458 Zhao M S，Zhang G L，Wu Y J，et al. Spatial temporal variability of soil organic matter content and its driving forces in Jiangsu（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，2014，51（3）：448—458

［23］ 褚清河，強(qiáng)彥珍. 中國(guó)糧食作物單產(chǎn)增長(zhǎng)規(guī)律及其原理. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（10）：26—29 Chu Q H，Qiang Y Z. Law and principle of grain yield per unit growth in China（In Chinese）. Journal of Shanxi Agricultural Sciences，2010，38（10）：26—29

［24］ 畢于運(yùn)，王亞靜，高春雨. 中國(guó)主要秸稈資源數(shù)量及其區(qū)域分布. 農(nóng)機(jī)化研究，2010（3）：1—7 Bi Y Y，Wang Y J，Gao C Y. The number and regional distribution of main straw resources in China（In Chinese）. Journal of Agricultural Mechanization Research，2010（3）：1—7

［25］ 楊帆，李榮，崔勇，等. 我國(guó)有機(jī)肥料資源利用現(xiàn)狀與發(fā)展建議. 中國(guó)土壤與肥料，2010（4）：77—82 Yang F，Li R，Cui Y，et al. Present situation and development suggestion of organic fertilizer resources in China（In Chinese）. Soil and Fertilizer Science，2010（4）：77—82

［26］ 韓魯佳，閆巧娟，劉向陽，等. 中國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2002，18（3）：87—91 Han L J，Yan Q J，Liu X Y，et al. Crop straw resources and utilization status in China（In Chinese）.Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2002，18（3）：87—91

［27］ 楊景成，韓興國(guó)，黃建輝，等. 土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)農(nóng)田管理措施的動(dòng)態(tài)響應(yīng). 生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，23（4）：787—796 Yang J C，Han X G，Huang J H，et al. Dynamic response of soil organic matter to farmland management（In Chinese）. Acta Ecologica Sinica，2003，23（4）：787—796

［28］ 秦越，李彬彬，武蘭芳. 不同耕作措施下秸稈還田土壤CO2排放與溶解性有機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化及其關(guān)系. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，33（7）：1442—1449 Qin Y，Li B B，Wu L F. Dynamic changes of soil CO2emission and dissolved organic carbon under different tillage practices（In Chinese）. Journal of Agro-Environment Science，2014，33（7）：1442—1449

［29］ 張俊麗，Sikander Khan Tanveer，溫曉霞，等. 不同耕作方式下旱作玉米田土壤呼吸及其影響因素. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28（18）：192—199 Zhang J L，Sikander K T，Wen X X，et al. Effects of different tillage methods on soil respiration and its influencing factors in dryland maize fields（In Chinese）. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2012，28（18）：192—199

［30］ 吳建富，潘曉華，王璐，等. 雙季拋栽條件下連續(xù)免耕對(duì)水稻產(chǎn)量和土壤肥力的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（15）：3159—3167 Wu J F，Pan X H，Wang L，et al. Effects of continuous no tillage on rice yield and soil fertility under double cropping（In Chinese）. Scientia Agricultura Sinica，2010，43（15）：3159—3167

［31］ 劉芳，雷海霞，王英. 我國(guó)免耕技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，49（10）：2557—2562 Liu F，Lei H X，Wang Y. Development and application of no tillage technology in China（In Chinese）. Hubei Agricultural Sciences，2010，49（10）：2557—2562

［32］ 李季，彭生平. 堆肥工程實(shí)用手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011 Li J，Peng S P. Practical handbook of compost engineering（In Chinese）. Beijing：Chemical Industry Press，2011

［33］ 劉立生，徐明崗，張璐，等. 長(zhǎng)期種植綠肥稻田土壤顆粒有機(jī)碳演變特征. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2015，21（6）：1439—1446 Liu L S，Xu M G，Zhang L，et al. Evolution characteristics of soil organic carbon in paddy soil with long-term planting green manure（In Chinese）. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer，2015，21（6）：1439—1446

［34］ 王曉娟，賈志寬，梁連友，等. 旱地施有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)和水穩(wěn)性團(tuán)聚體的影響. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（1）：159—165 Wang X J，Jia Z K，Liang L Y，et al. Effects of organic fertilizer application on soil organic matter and water stable aggregates（In Chinese）. Chinese Journal of Applied Ecology，2012，23（1）：159—165

［35］ 全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心. 中國(guó)有機(jī)肥料資源. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999 National Agricultural Technology Extension Service Center. Organic fertilizer resources in China（In Chinese）. Beijing：China Agriculture Press，1999

［36］ 包雪梅. 中國(guó)有機(jī)肥資源與養(yǎng)分再循環(huán)研究. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002：22—23 Bao X M. Organic fertilizer resources and nutrient recycling in China（In Chinese）. Beijing：China Agricultural University，2002：22—23

［37］ 張育燦. 廣東省20年來肥料施用與耕地土壤養(yǎng)分變化.土壤與環(huán)境，2002，11（2）：194—196 Zhang Y C. Application of fertilizer and soil nutrients in Guangdong in recent 20 years（In Chinese）. Soil and Environment，2002，11（2）：194—196

Variation of Soil Organic Matter Content in Croplands of China over the Last Three Decades

YANG Fan1XU Yang1CUI Yong1MENG Yuanduo1DONG Yan1LI Rong1MA Yibing2
（1National Agricultural Technical Extension and Service Center，Beijing100125，China）（2Institute of Agricultural Resources and Regionl Planning，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing100081，China）

【Objective】Soil organic matter（SOM）is an important indicator of soil fertility，and also the basis for carrying on build-up of cropland quality and scientific fertilization. Based on the data of the project of soil test based fertilization and the Second National Soil Survey in 2005-2014，analysis was performed for variation of soil organic matter in top soils of the croplands of China. The objectives of the present study are（1）to report current status of SOM in the croplands of China；（2）to explore changes in SOM content in the croplands of China over the last three decades in nationwide；and（3）to discuss causes of the changes. 【Method】 In this paper，the data of SOM in croplands were cited from theSoil Survey Data of ChinaandSoil Fertility of China，covering a total of 131 627 000 hm2of croplands and the data of the national soil test based formulated fertilization project from the“Basic Nutrient Dataset of the Soils under the Project of Soil Test-Based Formulated Fertilization”covering a total of 8 467 083 data points. As a total of 2 948 agricultural counties（district or city）and farms participated in the project，covering a total of 121 716 000 hm2of croplands calculated according to the data of cropland area by the end of 2008 published by the National Statistics Bureau of China. The distribution of soil sampling sites of the project of soil testbased formulated fertilization was consistent with the data of cropland distribution at the end of 2008，covering 66 700 m2～133 400 m2（on average）in plain areas，20 010 m2～53 360 m2in hilly areas，and 6 670 m2～13 340 m2of vegetable land All soil samples were collected from topsoil（mainly 0～20 cm for crop field and 0～30 cm for vegetable field）in autumn after crops were harvested. Contents of soil organic matter were measured with the oil heating and potassium dichromate-volumetric method. A total of 8 467 083 soil samples were collected nationwide. The data of the soil-test-based formulated fertilization were mathematical means of the soil samples for each province. The massive data bases acquired from the project of soil testbased formulated fertilization and the second national soil survey were analyzed for variation of soil organic matter content in cropland of the country over the last three decades. Based on the data of soil organic matter contents in the croplands of the Second National Soil Survey，the croplands could be sorted into six grades，i.e.＞40 g kg-1，30 g kg-1～40 g kg-1，20 g kg-1～30 g kg-1，10 g kg-1～20 g kg-1，6 g kg-1～10 g kg-1and≤6 g kg-1【Result】Results show that the average content of soil organic matter in plough layer of the country is found to be 24.65 g kg-1，with the highest in Heilongjiang province being 40.43 g kg-1and the lowest in the Ningxia Hui Autonomous Region being 13.61 g kg-1，and 4.85g kg-1or 24.49% higher than the average of the second national soil survey. The content of soil organic matter in the croplands of the grade of 30 g kg-1～40 g kg-1increased by 3.64 percentage points，in those of the grade of 20 g kg-1～30 g kg-1by 5.68 percentage points，and in those of the grade of 10 g kg-1～20 g kg-1by 5.36 percentage points，but in those of the grade of ＞ 40 g kg-1decreased by 1.38 percentage points. In most provinces or regions，soil organic matter increased or remained almost unchanged in content over the past three decades，but in Beijing and Qinghai，it was found to have been decreased slightly. The increases in content of soil organic matter in the plough layers of the country could be attributed to the farming practices of straw incorporation，zero or minimum tillage，and application of organic and green manures. Also，leaving crop stubs in the field is an important practice increasing soil organic matter content.【Conclusion】The average content of soil organic matter in the plough layers of different croplands in China is found to be 24.65 g kg-1. Most of the croplands have been varying in the range from 10 to 30 g kg-1，and exhibiting a rising trend in soil organic matter content over the past three decades，although in some regions croplands originally high in soil organic matter content have decreased somewhat. So the content of soil organic matter in the plough layers will keep on increasing with increasing organic matter input into the croplands in future.

Soil organic matter；Soil survey；Cropland；The project of soil test-based formulated fertilization；China

S158

A

10.11766/trxb201703180633

楊 帆（1965—），女，廣東人，碩士，推廣研究員，主要研究肥料與施肥技術(shù)推廣和肥料管理。E-mail：yangfan@agri.gov.cn

2017-03-18；

2017-06-01；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-06-14

（責(zé)任編輯：陳榮府）