近30 a河北省低平原區(qū)黑龍港流域農(nóng)田土壤肥力演變

賈良良，劉克桐，楊云馬，韓寶文，劉孟朝，孫彥銘*

（1.河北省農(nóng)林科學院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北　石家莊　050051；2.河北省土壤肥料總站，河北　石家莊　050000）

近30 a河北省低平原區(qū)黑龍港流域農(nóng)田土壤肥力演變

賈良良1，劉克桐2，楊云馬1，韓寶文1，劉孟朝1，孫彥銘1*

（1.河北省農(nóng)林科學院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所，河北石家莊050051；2.河北省土壤肥料總站，河北石家莊050000）

為分析河北省黑龍港流域農(nóng)田土壤的肥力演變情況，利用1980s、2000s和2010s不同時期的土壤肥力調(diào)查數(shù)據(jù)，對河北省邯鄲、邢臺、衡水和滄州4個地區(qū)的農(nóng)田土壤肥力演變進行了分析。結(jié)果表明：近30 a河北省低平原區(qū)農(nóng)田土壤有機質(zhì)、全氮和速效磷含量均有不同程度的提高，增幅分別為48.45%、41.90%和228.79%；速效鉀含量增幅為-18.24%，略有下降?？傮w而言，近30a河北省低平原區(qū)土壤肥力得到了明顯改善，對作物穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)提供了保障，促進了作物產(chǎn)量的提高。

黑龍港流域；土壤養(yǎng)分；有機質(zhì)；全氮；速效磷；速效鉀；土壤肥力

土壤肥力是影響農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力水平的重要因素之一［1］，跟蹤了解土壤肥力的變化趨勢，分析其變化的原因，可為農(nóng)田土壤質(zhì)量管理及肥料的精確施用提供決策依據(jù)，對栽培作物獲得持續(xù)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有重要的理論和實際意義［2］。黑龍港流域地處華北平原中部，耕地面積約占河北省耕地總面積的1/3，是河北省糧食、經(jīng)濟作物的主產(chǎn)區(qū)［3］。20世紀80年代至今，該地區(qū)的作物產(chǎn)量水平顯著提高，且由于耕種、施肥、灌溉、作物品種改良、種植結(jié)構(gòu)調(diào)整等人為因素的影響，土壤肥力發(fā)生了較大變化，如何科學施肥以提高肥料利用率和減少過量施肥帶來的環(huán)境污染成為目前亟需解決的問題。作者基于歷史資料和項目監(jiān)測點數(shù)據(jù)，對該地區(qū)的土壤肥力變化狀況及其影響因素進行了系統(tǒng)分析，旨為河北省低平原區(qū)的科學施肥和土壤培肥提供數(shù)據(jù)支撐。

1　材料與方法

河北省低平原區(qū)主要是指地處黑龍港流域的邢臺、邯鄲、衡水和滄州地區(qū)。該區(qū)平均海拔＜50 m，屬大陸性暖溫帶半干旱半濕潤季風氣候，無霜期180～220 d，年平均降水量500～600 mm且時空分布不均，年平均蒸發(fā)量1 100～1 800 mm，年平均氣溫12.7～13.3℃，年平均日照時數(shù)2 500～2 700 h。種植模式主要是小麥-玉米輪作，一年兩熟制。

在邢臺、邯鄲、衡水和滄州4個地區(qū)，設(shè)定樣本采集點，數(shù)據(jù)年限涉及1980s、2000s和2010s共3個時期。其中，1980s數(shù)據(jù)為河北省“第2次土壤普查”數(shù)據(jù)（1982～1986年）［4］，2000s數(shù)據(jù)為河北省農(nóng)林科學院農(nóng)業(yè)資源環(huán)境研究所2000～2003年的土壤肥力監(jiān)測數(shù)據(jù)（為了提高對土壤養(yǎng)分時空性變異分析的科學性，根據(jù)土地利用現(xiàn)狀圖確定采集樣點10 310個），2010s數(shù)據(jù)為2006年啟動的河北省“測土配方施肥”項目數(shù)據(jù)（2006～2011年，該項目采樣數(shù)量和分布范圍遠遠超過“第2次土壤普查”的范圍，采集樣本點共計21 000個）。

樣品的土壤養(yǎng)分含量測定方法均一致，其中，有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀外加熱法，全氮含量測定采用半微量開氏法，速效磷含量測定采用鉬銻抗比色法（0.5 mol/L NaHCO3浸提），速效鉀含量測定采用火焰光度法（1 mol/L NH4OAc浸提）［5］。利用Microsoft Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析。

2　結(jié)果與分析

2.1河北省低平原區(qū)土壤有機質(zhì)含量的變化

1980s～2010s低平原區(qū)土壤有機質(zhì)平均含量及各地區(qū)的土壤有機質(zhì)含量均呈逐漸增加趨勢，其中2000s和2010s這4個地區(qū)的土壤有機質(zhì)平均含量較1980s分別增加了22.68%和48.45%，2000s～2010s的年代變化量和年均增長量均＞1980s～2000s；但不同地區(qū)土壤有機質(zhì)含量的年代增幅差異較大，其中，邢臺地區(qū)增幅最大（38.9%），衡水次之，且均高于該區(qū)平均值，2個年代變化量呈增長趨勢發(fā)展，其他2個地區(qū)呈相反趨勢發(fā)展（表1）。

表1　河北省低平原區(qū)不同年代的土壤有機質(zhì)含量變化?。╣/kg）Table 1　Soil organic matter change in the low plain area of Hebei Province

2.2河北省低平原區(qū)土壤全氮含量的變化

1980s～2010s低平原區(qū)土壤全氮量呈先明顯上升后緩慢下降的變化趨勢，其中，1980s～2000s年代變化量與年均增長量均有所提高，而2000s～2010s這2個指標變化不明顯；4個地區(qū)2000s～2010s土壤全氮變化量差異較大，其中，衡水和滄州地區(qū)2000s～2010s年代變化量與年均增長均呈負增長，而衡水全氮含量年代增長幅度（55.59%）最為明顯，其次是邯鄲（表2）。

表2　河北省低平原區(qū)不同年代的土壤全氮含量變化?。╣/kg）Table 2　Soil total N content change in the low plain area of Hebei Province

2.3河北省低平原區(qū)土壤速效磷含量的變化

1980s～2010s低平原區(qū)土壤速效磷平均含量呈明顯的上升趨勢，平均增加量15.1mg/kg，增幅為228.78%，且2000s～2010s增長幅度明顯＞1980s～2010s；4個地區(qū)2000s～2010s增長幅度明顯＞1980s～2010s，且不同地區(qū)的速效磷含量變化較大，其中，1980s邯鄲地區(qū)速效磷含量最高、衡水地區(qū)最低，2010s邢臺躍居第1位，年代增幅達到170.21%，邯鄲和衡水并列第2位（表3）。

表3　河北省低平原區(qū)不同年代的土壤速效磷含量變化　（mg/kg）Table 3　Soil available P content change in the low plain area of Hebei Province

2.4河北省低平原區(qū)土壤速效鉀含量的變化

1980s～2010s低平原區(qū)土壤速效鉀平均含量呈先明顯下降后緩慢上升的變化趨勢，其中，2010s土壤速效鉀含量較1980s降幅達到18.2%；4個地區(qū)的土壤速效鉀含量差異較大，其中，邯鄲地區(qū)速效鉀年代變化量和年均增長量變化幅度均為最大，邢臺和滄州地區(qū)一直保持負增長且滄州呈明顯的持續(xù)下降趨勢，衡水地區(qū)的發(fā)展趨勢與低平原區(qū)基本相同（表4）。

表4　河北省低平原區(qū)不同年代的土壤速效鉀含量變化　（mg/kg）Table 4　Soil available K content change in the low plain area of Hebei Province

3　結(jié)論與討論

對1980s～2010s近30 a河北省低平原區(qū)農(nóng)田土壤肥力狀況進行研究，結(jié)果顯示，該區(qū)土壤有機質(zhì)、全氮、速效磷含量均有不同程度的提高，增幅分別為48.45%、41.90%和228.79%；速效鉀含量略有下降，降幅為18.24%。總體而言，1980s～2010s河北省低平原區(qū)土壤肥力得到了明顯改善。與俞海等［6］研究結(jié)果相類似。土壤肥力的提高，對作物穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)提供了保障，促進了作物產(chǎn)量的提高。

（1）20世紀80年代以來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大力推廣秸稈還田技術(shù)以及大量施用磷肥，一方面促進了土壤有機質(zhì)含量的增加［7～9］，其中，邯鄲、邢臺和衡水的土壤有機質(zhì)含量增幅為40.21%～82.22%，而滄州地區(qū)土壤以鹽化潮土為主，不利于土壤有機質(zhì)的累積，增幅僅為25%；另一方面土壤速效磷含量得到了改善［10］，2010s河北省低平原區(qū)土壤速效磷含量達到21.7 mg/kg，已趨于臨界值（16～25 mg/kg，英國農(nóng)田土壤有效磷施用臨界值）的上限。因此，在今后的工作中，應(yīng)以“恒量監(jiān)控”為原則，注意對土壤磷素進行合理調(diào)控，在保證作物高產(chǎn)的同時減少環(huán)境風險。

（2）由于長期不重視鉀肥的施用，導致土壤鉀素含量一直呈下降趨勢。2000s～2010s土壤養(yǎng)分調(diào)查結(jié)果和定位試驗數(shù)據(jù)表明，土壤速效鉀含量呈緩慢的增加趨勢，主要歸功于鉀肥施用量的加大以及秸稈還田技術(shù)模式的推廣與應(yīng)用。李秋梅等［11］研究發(fā)現(xiàn)，冬小麥-夏玉米輪作條件下秸稈全部還田能夠平衡80%以上的作物鉀素吸收，在施用鉀肥75 kg/hm2的情況下土壤鉀素就能實現(xiàn)盈余。而通過20 a的潮土區(qū)定位試驗發(fā)現(xiàn)，每盈余K2O 100 kg/hm2，土壤速效鉀需增加2.71 mg/kg［12］。綜合來看，河北省低平原區(qū)目前的土壤速效鉀含量基本能達到維持狀態(tài)，但與20世紀80年代的土壤速效鉀含量相比仍有一些差距。因此，仍然需要適當增加鉀肥的投入，同時嚴格執(zhí)行小麥玉米秸稈全部還田，以促進土壤速效鉀含量的穩(wěn)定提升，保證糧食產(chǎn)量的穩(wěn)中求提。

［1］Franzen DW，Hofman VL，Halvorson AD，Cihacek LJ. Sampling for site-specific farming：Topography and nutrient considerations［J］.Better Crop，1996，80（3）：14-18.

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The Soil Fertility Change in the Recent 30 Years for Low Plain Area of Hebei Province

JIA Liang-liang1，LIU Ke-tong2，YANG Yun-ma1，HAN Bao-wen1，LIU Meng-chao1，SUN Yan-ming1*
（1.Institute of Agro-Resources and Environment，Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050051，China；2.Soil and Fertility Station of Hebei Province，Shijiazhuang 050000，China）

In order to understand the soil fertility development in the low plain area of Hebei Province，a systemic soil fertility surveys in 1980s，2000s and 2010s was conducted for Handan，Xingtai，Hengshui and Cangzhou areas.The results showed that the soil organic matter content，total N content，available P

content all had significantly increasing in the past 30 years of 1980s-2010s，the increasing were 48.45%，41.90%and 228.79%，respectively.But the soil available K content had the trend of decreasing by 18.24%in the 1980s-2010s period.Overall，the soil fertility in the low plain area of Hebei Province in recent 30 years has been improved obviously，which provides guarantee for the stable and high yield of crops，and promotes the improvement of crop yield.

Heilonggang basin；Soil nutrients content；Organic matter；Total nitrogen；Available phosphorus；Available potassium；Soil fertility

S158

A

1008-1631（2016）03-0041-03

2015-08-28

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（201203030）；河北省財政專項：河北省主要農(nóng)田土壤培肥關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用；河北省“渤海糧倉”科技示范工程

賈良良（1975-），男，河北武強人，博士，研究員，主要從事植物營養(yǎng)研究。E-mail：jiall990@126.com。

孫彥銘（1974-），女，河北武強人，助理研究員，主要從事農(nóng)田養(yǎng)分管理與土壤培肥研究。E-mail：sunym74@hotmail.com。