方城縣土壤養(yǎng)分含量變化分析與評價

方城縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 馬翠云

20世紀(jì)80年代，方城縣開展了第2次土壤普查，查明了土壤類型、數(shù)量和分布情況及土壤養(yǎng)分含量，為農(nóng)業(yè)的綜合開發(fā)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了科學(xué)依據(jù)。20多年來，由于種植制度、耕作措施、施肥水平等都發(fā)生了較大的變化，導(dǎo)致全縣土壤養(yǎng)分狀況也發(fā)生了較大的變化。方城縣是糧食生產(chǎn)大縣，及時了解土壤養(yǎng)分的變化情況，分析其原因，對于提高土地生產(chǎn)能力具有重要的意義。因此，方城縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心結(jié)合1982年第2次土壤普查數(shù)據(jù)和 2006—2015年測土配方施肥項(xiàng)目所獲取的大量數(shù)據(jù)，對全縣土壤養(yǎng)分含量的變化進(jìn)行分析，通過調(diào)查分析基本查清了全縣的土壤肥力現(xiàn)狀，為科學(xué)用肥，培肥土壤，合理利用改良土壤提供了科學(xué)依據(jù)。

一、材料與方法

（一）調(diào)查區(qū)概況

方城縣位于南陽盆地東北部邊緣，地處北緯 33°04′～33°37′，東經(jīng) 112°38′～130°24′，地貌多姿，全縣山、崗、平地各占1/3。全縣轄16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，557個行政村，土壤類型比較復(fù)雜，主要有黃褐土、砂姜黑土、黃棕壤、粗骨土、潮土五大類，土壤質(zhì)地有重壤土、輕壤土、沙壤土、中黏土、中壤土、緊沙土。自2006年開始，方城縣開始實(shí)施國家測土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目，每年秋收后、種麥前都采集土壤樣品進(jìn)行養(yǎng)分化驗(yàn)，10年共取土壤樣品9400個。

（二）方法

1.樣品采集。根據(jù)農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》的要求，采用“S”形采樣法均勻隨機(jī)選取采樣點(diǎn)，每個土壤樣品采樣點(diǎn)不低于10個。用鏟刀或不銹鋼土鉆采樣，采樣土層深度為0～20cm，各采樣點(diǎn)土樣充分混勻后，四分法留取1.5kg 作代表樣；采用GPS定位，記錄經(jīng)緯度，精確到0.1″。

2.樣品化驗(yàn)分析。按照全國統(tǒng)一規(guī)定的項(xiàng)目和方法進(jìn)行了分析，土壤有機(jī)質(zhì)用油浴加熱重鉻酸鉀氧化—容量法；全氮用凱氏蒸餾法；有效磷用碳酸氫鈉提取—鉬銻抗比色法；緩效鉀用硝酸提取—火焰光度法；速效鉀用乙酸銨提取—火焰光度法；pH用電位法；有效銅、有效鐵、有效錳、有效鋅用DTPA浸提—原子吸收分光光度法；硫采用“氯化鈣浸提—梳酸鋇比濁法”；硼采用“甲亞胺—H比色法”；鉬采用“草酸—草酸胺浸提—極譜法”。

二、結(jié)果與分析

（一）土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀

1.全縣土壤養(yǎng)分整體狀況。根據(jù)2006—2015年方城縣土壤養(yǎng)分化驗(yàn)結(jié)果分析，土壤養(yǎng)分含量平均值為有機(jī)質(zhì)14.29g/kg，全氮0.94g/kg，有效磷13.79mg/kg，速效鉀105mg/kg，緩效鉀701mg/kg，pH值6.86，有效銅1.32mg/kg，有效鐵22.36mg/kg，有效錳20.72mg/kg，有效鋅1.78mg/kg，水溶態(tài)硼0.37mg/kg，有效硫21.1mg/kg，有效鉬0.14mg/kg（見表1）。

2.不同土壤類型養(yǎng)分現(xiàn)狀。從不同土壤類型分析，全縣緊沙土區(qū)面積86.67hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.91g/kg，有機(jī)質(zhì)14.05g/kg，有效磷13.06mg/kg，速效鉀96mg/kg，緩效鉀768mg/kg，有效鐵20.77mg/kg，有效錳20.36mg/kg，有效銅1.37mg/kg，有效鋅1.81mg/kg，有效硫20.76mg/kg，水溶態(tài)硼0.38mg/kg， pH值6.87；輕壤土區(qū)面積0.59萬hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.91g/kg，有機(jī)質(zhì)13.79g/kg，有效磷13.56mg/kg，速效鉀101mg/kg，緩效鉀685mg/kg，有效鐵22.55mg/kg， 有 效 錳 21.42mg/kg， 有效銅1.31mg/kg，有效鋅1.90mg/kg，有效硫21.66mg/kg，水溶態(tài)硼0.35mg/kg，pH值6.84；輕黏土區(qū)面積0.18萬hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.96g/kg，有機(jī)質(zhì)14.8g/kg，有效磷15.06mg/kg，速效鉀110mg/kg，緩效鉀708mg/kg，有效鐵22.65mg/kg，有效錳21.39mg/kg，有效銅1.34mg/kg，有效鋅1.71mg/kg，有效硫 21.61mg/kg，水溶態(tài)硼0.39mg/kg， pH值6.88；沙壤土區(qū)面積133.33hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.88g/kg，有機(jī)質(zhì)13.69g/kg，有效磷14.77mg/kg，速效鉀101mg/kg，緩效鉀687mg/kg，有效鐵20.74mg/kg，有效錳20.33mg/kg，有效銅1.30mg/kg，有效鋅1.89mg/kg，有效硫20.51mg/kg，水溶態(tài)硼0.36mg/kg，pH值6.91；中壤土區(qū)面積6.27萬hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.92g/kg，有機(jī)質(zhì)14.05g/kg，有效磷13.63mg/kg，速效鉀103mg/kg，緩效鉀694mg/kg，有效鐵22.21mg/kg，有效錳21.09mg/kg，有效銅1.34mg/kg，有效鋅1.83mg/kg，有效硫21.27mg/kg，水溶態(tài)硼0.37mg/kg，pH值6.86；重壤土區(qū)面積3.72萬hm2，土壤養(yǎng)分含量平均值為全氮0.93g/kg，有機(jī)質(zhì)14.02g/kg，有效磷 13.59mg/kg，速效鉀105mg/kg，緩效鉀685mg/kg，有效鐵21.78mg/kg，有效錳20.46mg/kg，有效銅1.29mg/kg，有效鋅1.84mg/kg，有效硫21.58mg/kg，水溶態(tài)硼0.37mg/kg，pH值6.89（見表2）。

表1 方城縣土壤樣品各養(yǎng)分項(xiàng)目特征值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

（二）土壤養(yǎng)分評價

依照農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.土壤有機(jī)質(zhì)

全縣共參與土壤有機(jī)質(zhì)含量分析的樣品5790個，有機(jī)質(zhì)含量變幅為1.7～51.4g/kg，平均含量14.29g/kg。4級（20～30g/kg）的有232個，出現(xiàn)頻率為4.01%，代表面積約0.26萬 hm2；5級（10～20g/kg） 的 有5297個，出現(xiàn)頻率為91.49%，代表面積約5.91萬hm2；6級（6～10g/kg）的有235個，出現(xiàn)頻率為4.06%，代表面積約0.26萬hm2；7級（≤6g/kg）的有12個，出現(xiàn)頻率為0.21%，代表面積133.33hm2。從表3中可以看出土壤有機(jī)質(zhì)在10～20g/kg最集中，說明土壤有機(jī)質(zhì)處于中低等級含量水平，仍需要增施有機(jī)肥。

2.土壤全氮

全縣共參與土壤全氮含量分析的樣品5790個，全氮含量變幅為0.15～1.89g/kg， 平 均 含 量 0.94g/kg。4級（1.5～2.0g/kg）的有423個，出現(xiàn)頻率為7.31%，代表面積0.47萬 hm2；5級（1.0～1.5g/kg）的有867個，出現(xiàn)頻率為14.97%，代表面積約 0.97萬 hm2；6級（0.5～1.0g/kg）的有4485個，出現(xiàn)頻率為77.46%，代表面積約5.01萬hm2；7級（≤0.5g/kg）的有15個，出現(xiàn)頻率為0.26%，代表面積166.67萬hm2。從表4中可以看出，土壤全氮在0.5～1g/kg最集中，占總土壤面積的99.74%，而1～3級都沒有，處于中低級別狀態(tài)，需要依靠施用氮肥來提高產(chǎn)量。

3.有效磷

全縣共參與土壤有效磷含量分析的樣品5790個，有效磷含量變幅在2.8～72.4mg/kg，平均含量13.79mg/kg。2級（40～50mg/kg） 的 有17個，出現(xiàn)頻率為0.29%，代表面積 186.67hm2；3級（30～40mg/kg）的有72個，出現(xiàn)頻率為1.24%，代表面積806.67hm2；4級（20～30mg/kg）的有568個，出現(xiàn)頻率為9.81%，代表面積0.634萬hm2；5級（10～20m g/kg）的有3688個，出現(xiàn)頻率為63.7%，代表面積4.116萬 hm2；6級（5～10m g/kg）的有1316個，出現(xiàn)頻率為22.73%，代表面積1.47萬hm2；7級（≤5m g/kg）的有120個，出現(xiàn)頻率為2.07%，代表面積約0.13萬hm2。從表5中可以看出，有效磷含量大部分在5級、6級（5～30m g/kg），處于中等偏下狀態(tài)，需要依靠施用磷肥來提高產(chǎn)量。

4.速效鉀

全縣共參與土壤有效鉀含量分析的樣品5790個，速效鉀含量變幅在15～350mg/kg，平均含量105mg/kg。4級（150～200mg/kg） 的有428個，出現(xiàn)頻率為7.39%，代表面積約0.48萬hm2；5級（100～150m g/kg）的有2586個，出現(xiàn)頻率為44.66%，代表面積2.886萬hm2；6級（50～100m g/kg） 的 有 2640個，出現(xiàn)頻率為45.6%，代表面積2.946萬hm2；7級（≤50m g/kg）的有64個，出現(xiàn)頻率為1.11%，代表面積713.33hm2。從表6中可以看出，速效鉀含量大部分在5級、6級（50～100mg/kg），占到總土壤面積的68%，處于中等含量狀態(tài)，需要重視鉀肥的補(bǔ)充施用。

5.土壤微量元素

如表7所示，土壤有效銅大部分處于4級（1～1.8mg/kg）。全縣土壤按全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效銅含量＞2mg/kg（很高），占全縣耕地的 16.9%；1～2mg/kg（高），占全縣耕地的80.1%；0.2～1mg/kg（中），占全縣耕地的3%。也就是說，全縣耕地不缺銅元素營養(yǎng)，不需要考慮銅肥問題。

表3 不同有機(jī)質(zhì)含量級別

表4 不同全氮含量級別

表5 不同有效磷含量級別

表2 方城縣不同土壤類型土壤養(yǎng)分結(jié)果匯總

如表8所示，土壤有效鋅大部分處于4級（1～2mg/kg）。全縣土壤有效鋅變幅在0.42～7.81mg/kg，平均為1.78mg/kg。按全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效鋅含量＞4mg/kg（很高），占全縣耕地的5.6%；2～4mg/kg（高），占全縣耕地的14.6%；1～2mg/kg（中），占全縣耕地的23.7%；0.5～1mg/kg（低），占全縣耕地的51.3%；＜0.5mg/kg（很低），占全縣耕地的5%。也就是說，全縣耕地一半多為缺鋅土壤。尤其是在玉米、大豆主產(chǎn)區(qū)應(yīng)注意補(bǔ)施鋅肥。

表6 不同速效鉀含量級別

表7 不同有效銅含量級別

表8 不同有效鋅含量級別

表9 不同有效鐵含量級別

如表9所示，土壤有效鐵大部分處于3級、4級，全縣土壤有效鐵變幅在2.8～65.4mg/kg，平均為22.36mg/kg。按全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效鐵含量＞20mg/kg（很高），占全縣耕地的65%；10～20mg/kg（高），占全縣耕地的23%；4.5～10mg/kg（中），占全縣耕地的10.1%；2.5～4.5mg/kg（低），占全縣耕地的1.9%。也就是說，全縣耕地土壤本身的有效鐵能滿足作物生長發(fā)育，不需要考慮鐵肥問題。

如表10所示，土壤有效錳大部分屬于 4級 15～30mg/kg， 全縣土壤有效錳變幅在5.3～68mg/kg，平均為20.7mg/kg。按全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效錳含量＞30mg/kg（很高），占全縣耕地的11.3%；20～30mg/kg（高），占全縣耕地的79%；10～20mg/kg（中），占全縣耕地的 6.7%；5～10mg/kg（低），占全縣耕地的3%。也就是說，全縣耕地不缺錳元素營養(yǎng)，不需要補(bǔ)施含錳肥料。

表10 不同有效錳含量級別

表11 不同水溶態(tài)硼含量級別

如表11所示，土壤有效硼大部分處于6級（0.2～0.5mg/kg）。全縣土壤有效硼變幅在0.12～1.85mg/kg，平均為0.37mg/kg。按照全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效硼含量＞2mg/kg（很高）；1～2mg/kg（高），占全縣耕地的0.3%；0.5～1mg/kg（中），占全縣耕地的29.7%；0.25～0.5mg/kg（低），占全縣耕地的63%；＜0.25mg/kg（很低），占全縣耕地的7%。也就是說，全縣耕地70%屬于缺硼土壤。在種植雙子葉作物，尤其是種煙葉、油菜、大豆、花生等作物時，注意補(bǔ)施硼肥。

據(jù)此次土壤化驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)，全縣土壤有效硫變幅在1.79～45.56mg/kg，平均為21.08mg/kg，按照全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效硫含量＞45mg/kg（偏高），占全縣耕地的0.8%；30～50mg/kg（豐富），占全縣耕地面積10.2%；16～30mg/kg（中等）占全縣耕地面積86%，10～16mg/kg（缺乏）占全縣耕地面積0.8%。因此，全縣土壤整體來講硫含量屬中等水平。要進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量，需要增施硫肥。

據(jù)此次土壤化驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)：全縣土壤有效鉬含量變幅為0.04～0.46mg/kg，平均為0.14mg/kg。按全國土壤養(yǎng)分含量分級標(biāo)準(zhǔn)：土壤有效鉬＞0.3mg/kg（很高），占全縣耕地的3.1%；0.21～0.3mg/kg（高），占全縣耕地的6.4%；0.16～0.2mg/kg（中），占全縣耕地的28.7%；0.10～0.15mg/kg（低），占全縣耕地的32.4%；＜0.10mg/kg（很低），占全縣耕地的28.6%。也就是說，全縣耕地有60%的土壤缺鉬。在施肥中要考慮鉬肥的施用，尤其在豆科作物和十字花科作物上更應(yīng)注意施用鉬肥。

（三）與第2次土壤普查結(jié)果相比較

以2006—2008年測土配方施肥項(xiàng)目土壤化驗(yàn)平均數(shù)據(jù)，與1982年第2次土壤普查數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，可以看出，與1982年相比，大量元素有三升一降的趨勢：有機(jī)質(zhì)2006年平均值為14.29g/kg，比1982年9.75g/kg增加4.54g/kg；全氮含量平均值0.94g/kg比1982年0.73g/kg增加0.21g/kg；速效磷含量平均值13.79mg/kg比1982年10.18mg/kg增加3.61mg/kg；速效鉀含量平均值105mg/kg比1982年132.23mg/kg減少27.23mg/kg。說明隨著耕作措施的不斷改進(jìn)和化肥投入的不斷增加，全縣土壤養(yǎng)分狀況已經(jīng)發(fā)生了一些新的變化（見圖）。

（四）土壤養(yǎng)分變化原因的分析

1.耕作方式的影響。土地的耕作方式對于土壤養(yǎng)分含量的變化也有很大的影響。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的大幅度提高及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)村“三料”（燃料、飼料、肥料）矛盾基本解決，農(nóng)作物根茬、枯枝落葉大量殘留歸還土壤中，加之近些年機(jī)收面積擴(kuò)大，人為的秸稈還田及過腹還田措施落實(shí)的結(jié)果。同時，不斷的調(diào)整種植制度，采用輪、間、套種方式，農(nóng)民用地養(yǎng)地的意識不斷提高，培肥地力得到充分的重視，這些變化促使土壤中有機(jī)質(zhì)、氮、磷大量元素含量的大幅度提高。

2.化肥投入量逐年提高的影響。肥料是作物的糧食，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要而且也是今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)不可替代的生產(chǎn)資料。方城縣自20世紀(jì)60年代使用化肥以來，用量逐年增加，目前，方城縣化肥的利用率低，氮肥的當(dāng)季利用率為30%左右，磷肥的利用率為20%左右，雖然氮肥有揮發(fā)和淋溶損失，但其余大部分殘留在土壤中被固定和吸收，隨著時間的推移，土壤中氮、磷含量有所提高。

3.有機(jī)肥投入增加的影響。方城縣在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，歷來就有積造施用有機(jī)肥的良好習(xí)慣。20世紀(jì)90年代前縣、鄉(xiāng)各級政府在夏季都號召“高溫積肥”。在農(nóng)閑季節(jié)，農(nóng)民的主要任務(wù)就是利用各種作物秸稈、雜草、枯枝落葉、人畜糞尿等原料積造有機(jī)肥，重點(diǎn)施用于小麥底肥和部分春季作物基肥，每667m2用量3000kg左右，全縣施用面積5.33萬hm2以上。隨著大型小麥?zhǔn)崭顧C(jī)和秸稈還田機(jī)械的推廣應(yīng)用，全縣麥秸、麥糠覆蓋，小麥高留茬面積達(dá)到5.33萬hm2，秸稈還田量350kg/667m2，玉米秸稈還田面積0.33萬hm2，秸稈還田量400kg/667m2。連年的秸稈還田，使土壤有機(jī)質(zhì)得到補(bǔ)充和提高。

4.種植制度的影響。多年來，方城縣以種植營養(yǎng)攝取量多的小麥、玉米為主，而且復(fù)種指數(shù)提高。雖然近年來有機(jī)肥用量加大，但農(nóng)民主要還是以施用化肥來補(bǔ)充作物的營養(yǎng)需求，而且化肥品種施用單一，主要以磷酸二銨、過磷酸鈣、鈣鎂磷、尿素、碳銨為主。鉀元素肥料不施或少施，造成鉀素和中微量元素過量消耗。根據(jù)土壤養(yǎng)分平衡率和最小養(yǎng)分率，氮、磷、鉀比例不合理施用是導(dǎo)致土壤內(nèi)鉀元素含量降低的主要原因。

三、施肥及土壤改良建議

（一）積極開展土壤改良與培肥

良好的土壤條件是測土配方施肥的基礎(chǔ)。方城縣各耕地資源類型區(qū)應(yīng)廣泛開展耕地土壤改良與培肥，廣辟肥源，增施有機(jī)肥；推廣秸稈粉碎還田與麥糠覆蓋；黏土深翻，破除犁底層，改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成；沙土摻黏土提高保水保肥性能。

（二）加快推廣測土配方施肥

測土配方施肥是依托土壤養(yǎng)分化驗(yàn)數(shù)據(jù)和肥料試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥特性和肥料利用效應(yīng)，在施用有機(jī)肥的基礎(chǔ)上，提出目標(biāo)產(chǎn)量所需氮、磷、鉀及中微量元素肥料用量與方法的施肥技術(shù)。通俗地講，就是缺什么，施什么；缺多少，施多少。

（三）建立測土配方施肥動態(tài)指標(biāo)體系

通過方城縣測土配方施肥與耕地地力評價項(xiàng)目的開展，全縣已建立了主要農(nóng)作物小麥、玉米的測土配方施肥指標(biāo)體系。該技術(shù)已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著作用。為進(jìn)一步提升全縣施肥水平，提高農(nóng)業(yè)效益，應(yīng)建立測土配方施肥動態(tài)指標(biāo)體系。

1.搞好土壤肥力監(jiān)測。在完成國家、省、市土壤肥力監(jiān)測任務(wù)基礎(chǔ)上，設(shè)立方城縣土壤肥力長期定位監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)各耕地資源類型區(qū)農(nóng)業(yè)主產(chǎn)品的類型與規(guī)模不同，每區(qū)可設(shè)立3～5個土壤肥力監(jiān)測點(diǎn)，形成比較完善的全縣土壤肥力監(jiān)測系統(tǒng)。

2.加強(qiáng)田間肥效試驗(yàn)。在完成農(nóng)業(yè)部項(xiàng)目要求的肥效試驗(yàn)外，安排方城縣測土配方施肥田間肥效長期試驗(yàn)，分耕地資源類型區(qū)，分作物設(shè)立，每區(qū)安排1～2個試驗(yàn)點(diǎn)。

3.完善施肥指標(biāo)體系。根據(jù)年度土壤肥力監(jiān)測數(shù)據(jù)和田間肥效試驗(yàn)結(jié)果，組織有關(guān)農(nóng)業(yè)專家及典型科技戶，對已應(yīng)用的施肥指標(biāo)體系進(jìn)行修正，使下年度的施肥指標(biāo)更符合實(shí)際，發(fā)揮更大作用。

4.切實(shí)搞好服務(wù)，發(fā)揮測土配方施肥效益。測土配方施肥的最終目的是農(nóng)作物施肥。土肥技術(shù)部門要與肥料生產(chǎn)、銷售企業(yè)密切合作，各負(fù)其責(zé)。土肥技術(shù)部門按不同類型區(qū)、不同作物提供配方，肥料生產(chǎn)企業(yè)保質(zhì)保量生產(chǎn)，肥料銷售企業(yè)合理布點(diǎn)及時提供給農(nóng)戶，由農(nóng)戶按時施肥。通過良好的服務(wù)，充分發(fā)揮測土配方施肥的作用。

1982年土壤普查值和2006—2008年國家級測土配方施肥項(xiàng)目土壤樣化驗(yàn)數(shù)據(jù)比較圖