鹽城市耕層土壤肥力現(xiàn)狀評價

陳愛晶 （江蘇省鹽城市耕地質量保護站 224000）

土壤肥力是土壤的基本屬性和本質特征，是土壤為植物生長供應和協(xié)調養(yǎng)分、水分、空氣和熱量的能力，是土壤物理、化學和生物學性質的綜合反映[1]。同時，土壤肥力也是反映土壤肥沃性的一個重要指標，是土壤區(qū)別于成土母質和其他自然體的最本質的特征，是土壤各種基本性質的綜合表現(xiàn)，是土壤作為自然資源和農業(yè)生產資料的物質基礎。由于自然和人為因素的影響，土壤肥力狀況具有時空變化的特點，從而影響了作物的產量水平[2]。肥力評價是通過眾多已知土壤外部性質對土壤內在屬性進行綜合量化的表達，能正確合理地評價土壤肥力狀況，對改良土壤、培肥地力、提高作物產量、改善農田生態(tài)環(huán)境，促進農業(yè)生產可持續(xù)發(fā)展的意義重大[3-4]。為此，筆者根據(jù)鹽城市2007—2018年耕地質量監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了鹽城市耕層土壤的pH、有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量等指標，以期科學合理地評價鹽城市耕層土壤肥力現(xiàn)狀，從而為科學指導土壤培肥改良和科學施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集與制備

綜合鹽城市土壤區(qū)域圖、土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖等資料，選出有代表性并能充分反映耕地土壤特性的農田，同時按照《江蘇省耕地質量監(jiān)測管理與技術》要求，建立監(jiān)測點，采集耕層土壤樣品。采樣深度為0～20 cm，2007—1018年連續(xù)12年共采集耕層土壤樣品1 367個，分別測定土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、緩效鉀含量、pH等，共獲取有效數(shù)據(jù)7 463個。

1.2 測定項目與方法

采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定土壤有機質含量，采用凱氏定氮法測定土壤全氮含量，采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量，采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定土壤速效鉀含量，采用1 mol/L熱硝酸浸提、火焰光度法測定土壤緩效鉀含量[5]。同時，按江蘇省耕地質量監(jiān)測指標分級標準進行指標分級，分級標準見表1。

表1 江蘇省耕地質量監(jiān)測指標分級標準

2 結果與分析

2.1 耕層土壤肥力總體評價

由表2、表3可知，鹽城市耕層土壤有機質含量平均為20.98 g/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為5.24～57.46 g/kg，標準偏差為7.36，變異系數(shù)為35.09%；土壤有機質含量在3級（中）水平樣點分布最廣，占比達49.15%，其次是2級（較高）水平，占比為38.04%，1級（高）水平占比為10.61%，在4級（較低）和5級（低）水平的樣點分布極少，合計占比為2.2%。全氮含量平均為1.27 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.21～3.42 g/kg，標準偏差為0.40，變異系數(shù)為31.49%；土壤全氮含量在3級（中）水平的樣點分布最廣，占比達47.77%，其次是4級（較低）水平，占比為21.36%，2級（較高）水平的樣點占比為20.27%，在1級（高）和5級（低）水平的樣點分布較少，占比分別為4.52%和6.08%。耕層土壤有效磷含量平均為19.2 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為1.90～132.90 mg/kg，標準偏差為15.01，變異系數(shù)為78.20%；土壤有效磷含量分布在各水平的樣點數(shù)相對均勻，在3級（中）、4級（較低）和5級（低）水平的樣點分布接近，占比分別為27.77%、25.06%和25.57%，在1級（高）和2級（較高）水平的樣點分布也相近，占比分別為10.10%和11.50%。耕層土壤速效鉀含量平均為153 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為25～538 mg/kg，標準偏差為70.68，變異系數(shù)為46.08%；土壤速效鉀含量在1級（高）水平的樣點分布最廣，占比達44.74%，在2級（較高）、3級（中）、4級（較低）和5級（低）水平的樣點分布接近，占比分別為15.63%、16.73%、12.11%和10.79%。耕層土壤緩效鉀含量平均為815 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為233～2 129 mg/kg，標準偏差為250.88，變異系數(shù)為30.80%；土壤緩效鉀含量在1級（高）水平的樣點分布最廣，占比達49.59%，2級（較高)和3級(中)水平次之，占比分別為29.06%和18.87%，4級（較低）水平的樣點占比為2.48%。耕層土壤pH平均為7.56，屬于3級（中）水平，變幅為 4.95～8.89，標準偏差為 0.68，變異系數(shù)為9.03%；土壤pH含量在3級（中）水平的樣點分布最廣，占比達59.25%，1級（高）和2級（較高）水平的樣點占比分別為28.53%和8.71%，在4級（較低）和5級（低）水平的樣點分布極少，合計占比為3.51%。整體而言，鹽城市耕層土壤全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，有機質含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平。

表2 鹽城市耕層土壤養(yǎng)分含量

表3 鹽城市耕層有效樣點土壤養(yǎng)分含量對應評價分布情況（單位：%）

2.2 不同土壤類型耕層土壤肥力現(xiàn)狀評價分析

2.2.1 水稻土耕層土壤

由表4可知，水稻土耕層土壤有機質含量平均為25.59 g/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為7.11～57.46 g/kg，標準偏差為7.70，變異系數(shù)為30.09%；全氮含量平均為1.49 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.45～3.42 g/kg，標準偏差為0.42，變異系數(shù)為28.25%；有效磷含量平均為22.8 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為2.0～218.3 mg/kg，標準偏差為18.64，變異系數(shù)為81.83%；速效鉀含量平均為163 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為58～524 mg/kg，標準偏差為60.78，變異系數(shù)為37.32%；緩效鉀含量平均為760 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為278～1 766 mg/kg，標準偏差為238.43，變異系數(shù)為31.36%；pH平均為7.14，屬于1級（高）水平，變幅為4.95～8.77，標準偏差為0.71，變異系數(shù)為10.01%。整體而言，水稻土耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、pH處于1級（高）水平。

表4 不同類型土壤養(yǎng)分平均含量

2.2.2 潮土耕層土壤

由表4可知，潮土耕層土壤有機質含量平均為19.37 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為8.43～34.30 g/kg，標準偏差為5.04，變異系數(shù)為26.03%；全氮含量平均為1.19 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.25～2.24 g/kg，標準偏差為0.33，變異系數(shù)為27.69%；有效磷含量平均為15.6 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為3.9～116.6 mg/kg，標準偏差為11.95，變異系數(shù)為76.67%；速效鉀含量平均為140 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為25～392 mg/kg，標準偏差為80.06，變異系數(shù)為57.35%；緩效鉀含量平均為800 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為233～1 742 mg/kg，標準偏差為293.99，變異系數(shù)為36.73%；pH平均為7.84，屬于3級（中）水平，變幅為5.98～8.68，標準偏差為0.51，變異系數(shù)為6.54%。整體而言，潮土耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平。

2.2.3 鹽土耕層土壤

由表4可知，鹽土耕層土壤有機質含量平均為17.00 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為5.24～42.84 g/kg，標準偏差為4.74，變異系數(shù)為27.89%；全氮含量平均為1.07 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.21～2.28 g/kg，標準偏差為0.27，變異系數(shù)為25.08%；有效磷含量平均為17.4 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為1.9～120.0 mg/kg，標準偏差為13.57，變異系數(shù)為78.13%；速效鉀含量平均為149 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為25～538 mg/kg，標準偏差為74.70，變異系數(shù)為50.01%；緩效鉀含量平均為874 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為439～2 129 mg/kg，標準偏差為231.05，變異系數(shù)為26.42%；pH平均為7.87，屬于3級（中）水平，變幅為5.99～8.89，標準偏差為0.45，變異系數(shù)為5.67%。整體而言，鹽土耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平。

2.3 不同農區(qū)耕層土壤肥力現(xiàn)狀評價分析

2.3.1 里下河農區(qū)耕層土壤

由表5可知，里下河農區(qū)耕層土壤有機質含量平均為25.23 g/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為7.11～57.46 g/kg，標準偏差為8.09，變異系數(shù)為32.06%；全氮含量平均為1.45 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.26～3.42 g/kg，標準偏差為0.45，變異系數(shù)為30.66%；有效磷含量平均為22.7 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為2.0～218.3 mg/kg，標準偏差為19.25，變異系數(shù)為84.72%；速效鉀含量平均為161 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為34～524 mg/kg，標準偏差為64.09，變異系數(shù)為39.91%；緩效鉀含量平均為720 mg/kg，屬于2級(較高)水平，變幅為233～1 766 mg/kg，標準偏差為243.14，變異系數(shù)為33.76%；pH平均為7.12，屬于1級（高）水平，變幅為4.95～8.57，標準偏差為0.71，變異系數(shù)為9.96%。整體而言，里下河農區(qū)耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、pH處于1級（高）水平。

表5 不同農區(qū)土壤養(yǎng)分平均含量

2.3.2 沿海農區(qū)耕層土壤

由表5可知，沿海農區(qū)耕層土壤有機質含量平均為17.34 g/kg，屬于3 級(中)水平，變幅5.24～34.82 g/kg，標準偏差為5.02，變異系數(shù)為28.95%；全氮含量平均為1.09 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.21～2.15 g/kg，標準偏差為0.30，變異系數(shù)為27.14%；有效磷含量平均為18.4 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為1.9～120.0 mg/kg，標準偏差為14.23，變異系數(shù)為77.43%；速效鉀含量平均為146 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為25～538 mg/kg，標準偏差為63.79，變異系數(shù)為43.80%；緩效鉀含量平均為874 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為439～1 885 mg/kg，標準偏差為203.42，變異系數(shù)為23.27%；pH平均為7.80，屬于3級（中）水平，變幅為5.94 ～8.89，標準偏差為0.49，變異系數(shù)為6.32%。整體而言，沿海農區(qū)耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平。

2.3.3 渠北農區(qū)耕層土壤

由表5可知，渠北農區(qū)耕層土壤有機質含量平均為20.03 g/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為6.70～42.84 g/kg，標準偏差為5.02，變異系數(shù)為25.06%；全氮含量平均為1.25 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.46～2.28 g/kg，標準偏差為0.30，變異系數(shù)為24.14%；有效磷含量平均為14.1 mg/kg，屬于4級（較低）水平，變幅為3.8～56.9 mg/kg，標準偏差為7.87，變異系數(shù)為56.00%；速效鉀含量平均為155 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為25～418 mg/kg，標準偏差為94.38，變異系數(shù)為60.70%；緩效鉀含量平均為884 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為324～2 129 mg/kg，標準偏差為300.64，變異系數(shù)為34.02%；pH平均為7.99，屬于3級（中）水平，變幅為6.69～8.72，標準偏差為0.37，變異系數(shù)為4.68%。整體而言，渠北農區(qū)耕層土壤有效磷含量處于4級（較低）水平，全氮含量、pH處于3級（中）水平，有機質含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平。

2.4 不同耕作制度下耕層土壤肥力現(xiàn)狀評價分析

2.4.1 旱作制度下耕層土壤

由表6可知，旱作制度下耕層土壤有機質含量平均為16.19 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為5.86～36.32 g/kg，標準偏差為4.79，變異系數(shù)為28.34%；全氮含量平均為1.08 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.26～2.24 g/kg，標準偏差為0.28，變異系數(shù)為26.38%；有效磷含量平均為20.4 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為1.9～218.3 mg/kg，標準偏差為19.59，變異系數(shù)為95.84%；速效鉀平均含量為164 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為25～538 mg/kg，標準偏差為77.95，變異系數(shù)為47.65%；緩效鉀平均含量為881 mg/kg，屬于1級（高）水平，變幅為233～1 885 mg/kg，標準偏差為257.99，變異系數(shù)為29.28%；pH平均為7.74，屬于3級（中）水平，變幅為5.10～8.75，標準偏差為0.58，變異系數(shù)為7.52%。整體而言，旱作制度下耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平。

表6 不同耕作制度下土壤養(yǎng)分平均含量

2.4.2 水旱輪作制度下耕層土壤

由表6可知，水旱輪作制度下耕層土壤有機質含量平均為23.18 g/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為5.24～57.46 g/kg，標準偏差為7.57，變異系數(shù)為32.66%；全氮含量平均為1.37 g/kg，屬于3級（中）水平，變幅為0.21～3.42g/kg，標準偏差為0.41，變異系數(shù)為30.22%；有效磷含量平均為18.8 mg/kg，屬于3級（中）水平，變幅為2.0～132.9 mg/kg，標準偏差為13.59，變異系數(shù)為72.47%；速效鉀含量平均為148 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為25～524 mg/kg，標準偏差為65.87，變異系數(shù)為44.52%；緩效鉀含量平均為778 mg/kg，屬于2級（較高）水平，變幅為278～2 129 mg/kg，標準偏差為239.35，變異系數(shù)為30.77%；pH平均為7.46，屬于1級（高）水平，變幅為4.95～8.89，標準偏差為0.71，變異系數(shù)為9.54%。整體而言，水旱輪作制度下耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、速效鉀含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，pH處于1級（高）水平。

3 結論與討論

研究結果表明，鹽城市耕層土壤全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，有機質含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平，土壤肥力水平屬中等偏上。究其原因，這可能與鹽城市瀕臨黃海，海相沉積、黃泛沖積或兩者交替的成土母質中鉀素含量豐富有關。同時，在空間分布上，養(yǎng)分的有效態(tài)與固定態(tài)表現(xiàn)不完全一致，以速效鉀含量和緩效鉀含量為例，緩效鉀含量在5級（低）水平的樣點未出現(xiàn)，4級（較低）水平的樣點分布占比為2.48%，而速效鉀含量在4級和5級水平的樣點分布占比均在10%以上。究其原因，除了成土母質的關系外，可能還與近30年來含鉀肥料施用較少有關，隨著農作物產量的不斷提高，從土壤中帶走的鉀素不斷增加，但土壤母質釋放鉀素的速度較慢，農民對土壤鉀素的投入較少，最終導致鉀素流失[6]。

從不同土壤類型看，水稻土耕層的土壤肥力水平好于潮土和鹽土。水稻土耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、pH處于1級（高）水平；潮土耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平；鹽土耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平。但值得注意的是，水稻土耕層土壤pH處于1級（高）水平，而潮土和鹽土耕層土壤pH均處于3級（中）水平。這是因為土壤酸堿性時空變化取決于土壤本身抵制酸堿變化的能力及外界致酸致堿因素[7]，而土壤本身抵制酸堿變化的能力以土壤的物質組成為基礎，不同類型土壤的酸堿緩沖性能也不同，潮土和鹽土一般被認為酸緩沖性能較強，而水稻土則被認為酸緩沖性能較弱[7-8]。

從不同農區(qū)看，里下河農區(qū)耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、pH處于1級（高）水平；沿海農區(qū)耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量處于2級（較高）水平，緩效鉀含量處于1級（高）水平；渠北農區(qū)耕層土壤有效磷含量處于4級（較低）水平，全氮含量、pH處于3級（中）水平，有機質含量處于2級（較高）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平。經分析，三大農區(qū)后期培肥改土措施相對一致，當前耕層土地肥力水平的差異與母質成土的不同有關。例如，里下河農區(qū)土壤是由瀉湖靜水沉積母質發(fā)育而成，經過了草甸化和沼澤化過程，土壤質地細膩，有機質含量豐富；渠北農區(qū)的土壤是由黃泛和黃淮沖積母質發(fā)育而成，成土母質通體質地不一，沙黏互間，有機質含量低，土壤較為貧瘠；沿海農區(qū)的土壤則是由黃淮沖積母質和海相沉積母質發(fā)育而成，土壤則是偏沙壤性，土壤質地較粗，養(yǎng)分損失較大。本結論與俞海[9]等的研究結果一致，表明現(xiàn)代農業(yè)生產方式并不一定會造成土壤肥力的衰減。

從不同耕作制度看，旱作制度下耕層土壤有機質含量、全氮含量、有效磷含量、pH處于3級（中）水平，速效鉀含量、緩效鉀含量處于1級（高）水平；水旱輪作制度下耕層土壤全氮含量、有效磷含量處于3級（中）水平，有機質含量、速效鉀含量、緩效鉀含量處于2級（較高）水平，pH處于1級（高）水平。以上結果表明，雖然合理輪作能否保持和提高土壤肥力在學術界有很大爭論[10-12]，但就本試驗結果來看，實行水旱輪作比旱作更能保持和提高土壤肥力。