新疆南疆耕地土壤養(yǎng)分含量及其分布特征評價
——以阿克蘇地區(qū)為例

田立文 祁永春 戴 路 崔建平 郭仁松 徐海江 林 濤 張 娜

(1新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所,新疆烏魯木齊 830091；2新疆阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,新疆阿克蘇 843000；3新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)

位于南疆腹地的阿克蘇地區(qū),遠(yuǎn)離海洋,氣候干燥,降水稀少,日照時間長且強度大,該地區(qū)農(nóng)區(qū)由平原綠洲組成,周邊沙漠環(huán)繞,綠洲存在明顯的盆地聚能效應(yīng),具有獨特的內(nèi)陸干旱灌溉特點與典型的新疆南疆自然生態(tài)條件,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉用水主要依靠高山雪水。此外,該地區(qū)冬季嚴(yán)寒,有相當(dāng)部分棉區(qū)最低氣溫在-10℃以下,不利病蟲越冬繁衍,再加上農(nóng)區(qū)分布在被戈壁沙漠分割的綠洲內(nèi),有戈壁沙漠作為天然的隔離屏障,阻礙了病蟲害在不同綠洲間蔓延,降低了病蟲害連片大面積爆發(fā),因而具有大力發(fā)展區(qū)域性大農(nóng)業(yè)得天獨厚的條件。阿克蘇地區(qū)常年大面積種植棉花、小麥、玉米等作物[1],是新疆重要的糧棉生產(chǎn)基地,同時大力發(fā)展林果業(yè)種植,其種植結(jié)構(gòu)在南疆亦具有較強的代表性。

作物生長過程中所需要的水分、營養(yǎng)物質(zhì)等均是通過土壤進(jìn)入植株體內(nèi),故土壤肥力狀況的優(yōu)劣會嚴(yán)重影響作物的長勢、產(chǎn)量乃至品質(zhì),通過測定土壤養(yǎng)分可為科學(xué)耕種、合理經(jīng)濟施肥提供依據(jù)[2]。研究表明,因受自然、人為活動的影響,安徽省蕪湖縣土壤質(zhì)量下降、供肥能力退化態(tài)勢日趨明顯[3],通過長期平衡施用化肥、有機無機肥配施以及秸稈還田等措施可有效維持或提高土壤肥力水平[4-5],但長時間過量施用化肥則會因養(yǎng)分在土壤中的盈余污染環(huán)境[6],加之近年來在生產(chǎn)中片面夸大肥料增產(chǎn)作用現(xiàn)象普遍存在,導(dǎo)致產(chǎn)投失衡,成本大幅增加,產(chǎn)量和品質(zhì)增幅較小,甚至下降。

研究表明,土壤肥力水平和肥料的合理施用是影響作物產(chǎn)量能否可持續(xù)增長的重要原因[7]。為確保該地區(qū)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展,合理的肥料投入,需要對實時土壤肥力情況進(jìn)行分析,其中測土配方施肥是關(guān)鍵措施之一。然而,關(guān)于新疆南疆土壤養(yǎng)分含量及其分布特征研究尚鮮見報道。此外,由于農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量及其分布特征不僅受自然條件影響,還受人類耕作活動影響,包括人類的物化投入[8-9],因而依據(jù)較早期土壤養(yǎng)分含量及其分布特征的研究結(jié)論以及小范圍的研究報道來指導(dǎo)棉花肥料投入存在片面性。

關(guān)于測土配方施肥技術(shù)的應(yīng)用已有大量報道。楊俐蘋等[10]以內(nèi)蒙古海拉爾地區(qū)油菜“3414”試驗為例,對施肥指標(biāo)體系進(jìn)行了研究,并針對該地區(qū)建立了施肥標(biāo)準(zhǔn)；吳光輝等[11]對?？诿捞m區(qū)土壤養(yǎng)分進(jìn)行研究,提出研究區(qū)施肥應(yīng)采取穩(wěn)氮、補鉀和減磷的建議；也有學(xué)者針對新疆土壤養(yǎng)分進(jìn)行了評價分析[12-13]。但由于農(nóng)業(yè)具有顯著的區(qū)域特性,截至目前,關(guān)于土壤微量元素有效態(tài)含量,以及將土壤養(yǎng)分與產(chǎn)量相結(jié)合的研究鮮見報道。鑒于此,本試驗通過在阿克蘇全區(qū)開展測土配方施肥項目研究,并將其與產(chǎn)量相結(jié)合,以期為探明該區(qū)耕地土壤養(yǎng)分肥力水平及分布狀況,指導(dǎo)當(dāng)?shù)乜茖W(xué)施肥以及進(jìn)一步完善測土配方技術(shù)、擴大其推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

阿克蘇地區(qū)地處新疆維吾爾自治區(qū)(以下簡稱“新疆”)中部,天山山脈中段南麓、塔里木盆地北緣,地理坐標(biāo)為 39°30′～42°40′N,78°02′～84°05′E,共轄八縣一市,占地總面積13.25萬km2,屬中溫帶中緯地帶。該區(qū)具有顯著的大陸性氣候特征,日照時間長,全區(qū)年總?cè)照者_(dá)2 800～3 831.35 h,熱量資源豐富,年平均氣溫11～12℃,年太陽總輻射量達(dá)6 000 MJ·m-2,無霜期為136～228 d,降水稀少,且年季變化大。研究區(qū)分布見圖1。

圖1 研究區(qū)域分布概況Fig.1 Distribution of the study area

1.2 研究方法

1.2.1 野外調(diào)查取樣 依照《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范》[14]中的相關(guān)要求,在2005-2011年7年間,農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心部門在全阿克蘇地區(qū)的八縣一市的84個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))、1 113個行政村開展農(nóng)田施肥調(diào)查,每年每縣(市)調(diào)查農(nóng)戶100戶以上；對全地區(qū)所有耕地面積進(jìn)行土壤采樣調(diào)查,共進(jìn)行土壤采樣外野調(diào)查41 816戶,采集土樣54 368個,化驗分析 383 044次；每個土樣采集點面積為6.7 m2,采用“S”形采樣法,取15～20個點合為一個混合樣,土樣采集時間一般在11月。具體方法:每個采樣點取樣前先用鐵鍬鏟去表層地膜,然后用取土器垂直向下取出一個20 cm的土樣,按上述方法將同一地塊所有點的土壤放在一起混合均勻,除去土壤中作物根系、石塊、雜草等,再用四分法(把混合土樣以正方形平鋪在塑料布上,劃對角線,棄去對角土壤,余下土壤再混勻)直至留取1 kg土樣,將留取土樣自然風(fēng)干后裝入土樣袋中備用。

1.2.2 土壤質(zhì)地及土壤養(yǎng)分的測定 土壤質(zhì)地采用比重計法[15]進(jìn)行測定,再按照我國土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)[16]對其進(jìn)行分類。有機質(zhì)含量的測定采用重鉻酸鉀法；堿解氮含量的測定采用堿解擴散法；有效磷含量的測定采用碳酸氫鈉提取——鉬銻抗比色法；速效鉀含量的測定采用醋酸銨提取——火焰光度計法；土壤有效微量元素鐵、錳、鋅、銅的測定采用二乙烯三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid,DTPA)浸提-原子吸收光譜法[17-18]。

1.2.3 產(chǎn)量 產(chǎn)量數(shù)據(jù)由阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)局提供。

1.2.4 大量元素有效含量評價指標(biāo) 土壤養(yǎng)分分級參照全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)[19],見表1、表2。

表1 全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The nutrition classification standard from second national soil survey

表2 全國土壤有效微量元素分級Table 2 Classification of soil available trace elements in China /(mg·kg-1)

參照新疆耕地土壤肥力評級標(biāo)準(zhǔn)[20]對耕地土壤肥力進(jìn)行評價。其中,高肥級土壤:有機質(zhì)含量＞15 g·kg-1,全氮量 ＞1.0 g·kg-1,有 效 磷 ＞10 mg·kg-1；中等肥級土壤:有機質(zhì)含量 10～15 g·kg-1,全氮量 0.7～1.0 g·kg-1,有效磷 5～10 mg·kg-1；低肥級土壤:有機質(zhì)含量＜10 g·kg-1,全氮量＜0.7 g·kg-1,有效磷＜5 mg·kg-1。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel 2016整理和分析數(shù)據(jù)；ArcGIS 9.0和Origin 8.5制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地土壤質(zhì)地分布特征

由表3可知,2011年阿克蘇地區(qū)耕地總面積為545.61×103hm2,調(diào)查面積為 456.58×103hm2,覆蓋全區(qū)總耕地面積的83.68%。該區(qū)土壤質(zhì)地主要有砂土、砂壤土、壤土、粉砂質(zhì)粘壤土和粘土5種類型,其中分布面積最大的為壤土,面積達(dá)233.15×103hm2,占調(diào)查面積的51.07%,其次為砂壤土,面積為126.51×103hm2,占調(diào)查面積的27.71%,而后依次為粘土和粘壤土,面積分別為54.90×103和24.44×103hm2,占調(diào)查面積的12.03%和5.35%,養(yǎng)分含量貧瘠的砂土面積最小,為19.15×103hm2,僅占調(diào)查面積的4.19%。由于阿克蘇地區(qū)耕地土壤中絕大部分土質(zhì)類型為壤土和砂壤土,根據(jù)其具土壤質(zhì)地具有的物理性質(zhì)可知,二者通氣透水能力介于粘土與砂土之間,雖然保肥保水能力較粘土差,但其耕性良好,更適宜耕作,綜合判斷該區(qū)整體土壤質(zhì)地良好,為中等水平,可為作物生長提供較好的生長基床。

表3 2011年阿克蘇地區(qū)各縣(市)不同質(zhì)地土壤面積Table 3 Soil classification of Aksu prefecture in 2011 /(×103hm2)

2.2 耕地土壤養(yǎng)分含量及分布特征

2.2.1 土壤大量元素含量 由表4可知,阿克蘇地區(qū)土壤養(yǎng)分平均含量為有機質(zhì)13.56 g·kg-1、全氮0.68 g·kg-1、堿解氮 62.30 mg·kg-1、有效磷 13.90 mg·kg-1、速效鉀145.00 mg·kg-1,對比新疆本地養(yǎng)分評級標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合全國普查養(yǎng)分分級可知,該地全區(qū)土壤養(yǎng)分指標(biāo)整體表現(xiàn)為中等偏下水平,表現(xiàn)為有機質(zhì)中等,磷富、鉀足、氮缺乏。進(jìn)一步通過對比各縣(市)土壤養(yǎng)分可知,各縣(市)間土壤養(yǎng)分含量差異較大,各養(yǎng)分要素含量水平參差不齊,該地區(qū)八縣一市中,沙雅縣土壤有機質(zhì)、全氮及堿解氮含量分別處于全區(qū)較低或最低水平；拜城縣有機質(zhì)含量最高為16.59 g·kg-1,較平均水平高22.35%；烏什縣全氮含量最高,較最低水平的沙雅縣高出55.36%；阿克蘇市的堿解氮含量雖明顯高于平均水平,但有效磷含量處全區(qū)最低水平,較柯枰縣低18.30%,速效鉀含量也未達(dá)到平均水平,其他縣養(yǎng)分含量處于該區(qū)中等水平。

表4 阿克蘇地區(qū)各縣(市)土壤大量元素含量Table 4 Macroelement content of soil in Aksu prefecture

2.2.2 土壤微量元素含量 結(jié)合全國土壤微量元素分級標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步分析阿克蘇地區(qū)各縣(市)耕地土壤微量元素含量可知(表5),該地區(qū)測定土壤微量元素含量整體表現(xiàn)為:有效銅處于極高水平,有效鐵及鋅含量處于高水平等級,全區(qū)土壤有效錳含量相對較低,整體處于中等偏下水平,且有個別縣土壤有效錳含量為低等級。各縣(市)微量元素含量差異較大,有效鐵含量極高的烏什縣與屬中等水平的庫車縣相比,前者為后者的近3倍；有效錳含量以阿瓦提縣最低,僅為2.11 mg·kg-1,溫宿縣次之(3.85 mg·kg-1),庫車縣最高,為9.75 mg·kg-1,其余縣市有效錳含量變動幅度在0.30～2.39 mg·kg-1之間；土壤有效銅含量分布高低恰與有效錳含量相反,阿瓦提縣最高,達(dá)到 6.46 mg·kg-1,庫車縣最低,僅0.92 mg·kg-1,柯枰縣次低水平,為1.57 mg·kg-1,其他縣(市)土壤銅含量介于2.01～3.03 mg·kg-1之間；有效鋅含量以阿瓦提縣、拜城縣和阿克蘇市三地相對較低,均低于全區(qū)平均值,在1.00 mg·kg-1以下,但仍處于中等水平,其他各縣土壤鋅含量均處高水平范圍,最高為烏什縣,達(dá)1.87 mg·kg-1。

表5 阿克蘇地區(qū)各縣(市)土壤微量元素含量Table 5 Microelement content of soil in Aksu prefecture/(mg·kg-1)

2.2.3 不同等級養(yǎng)分耕地土壤分布特征 由圖2可知,阿克蘇地區(qū)各縣(市)調(diào)查區(qū)耕地中,70.42%的耕地土壤有機質(zhì)含量在10～20 g·kg-1范圍內(nèi),有機質(zhì)含量缺乏(6～10 g·kg-1)區(qū)耕地面積占比高達(dá)20.54%,極度缺乏區(qū)占比3.2%,豐富(30～40 g·kg-1)和極豐富區(qū)(＞40 g·kg-1)占比較小,為5.86%,全阿克蘇地區(qū),有機質(zhì)含量極豐富區(qū)僅零星分布在溫宿縣和阿克蘇兩地,其他各地未見(圖2-A)。全區(qū)土壤全氮含量相對較為缺乏,且缺乏區(qū)(全氮含量在0.5～0.75 mg·kg-1)的耕地面積最大,達(dá)到15 576.67 hm2,中等水平耕地面積次之(13 795.33 hm2),極缺乏區(qū)耕地面積仍然較大,為26.80%(圖2-B)。耕層土壤堿解氮含量則以60～90 mg·kg-1中等偏下水平為主,占47.73%,其次是與之占比相當(dāng)?shù)娜狈皹O缺區(qū)域(＜60 mg·kg-1),占耕地面積的45.7%；而含量＞90 mg·kg-1的豐富、極豐富區(qū)域較小,僅占耕地總面積的6.75%(圖2-C),表明阿克蘇地區(qū)耕地面積中雖已有近半數(shù)土壤供氮能力一般,但也存在部分耕地土壤氮素十分缺乏的現(xiàn)象,當(dāng)季供應(yīng)潛力較弱,仍需靠人工施肥補給。以全國土壤普查養(yǎng)分分級為標(biāo)準(zhǔn),土壤有效磷含量在不同級別間的分配以含量為10～20 mg·kg-1之間的Ⅲ級水平為主(圖2-D),占耕地面積的48.4%,較缺、極缺乏區(qū)(＜10 mg·kg-1)占耕地面積的32.6%；豐富、較豐富區(qū)(＞40 mg·kg-1)占耕地面積的 17.44%,極豐富區(qū)(＞40 mg·kg-1)的占耕地面積不足2%,為8 560 hm2,但結(jié)合新疆土壤養(yǎng)分肥力評級來判定,阿克蘇地區(qū)有效磷含量處于高肥力以上(＞10 mg·kg-1)水平區(qū)域范圍達(dá)367 780 hm2,占耕地面積的67.41%,表明目前該地區(qū)大部土壤有效磷供給可滿足作物需求,已逐漸趨于供求平衡狀態(tài)。各地區(qū)土壤不同等級速效鉀含量分布如圖2-E所示,該區(qū)大部分地區(qū)土壤含鉀量在100～150 mg·kg-1之間,屬中等水平,而＞100 mg·kg-1的中等以上耕地土壤占總面積的79.48%,其中豐富、極豐富區(qū)占中等水平以上區(qū)域面積比達(dá)43.22%；缺乏、極缺乏區(qū)占地面積相對較小,為全區(qū)耕地面積的21.52%。由調(diào)查結(jié)果可知,新和縣不存在極缺乏區(qū),這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民注重鉀肥施用的觀念較強有關(guān)?？傊?該區(qū)內(nèi)耕地土壤含鉀量中等,除少數(shù)地區(qū)需要進(jìn)行適當(dāng)補充外,大部地區(qū)土壤供鉀能力尚可。

2.3 耕地土壤養(yǎng)分含量演變特征

將2011年阿克蘇地區(qū)耕地土壤養(yǎng)分含量與第二次土地普查(1982年)時期相比可知(表6),經(jīng)過29年的土壤耕作生產(chǎn),與1982年相比,2011年該地區(qū)各縣(市)有機質(zhì)含量有升有降,但平均有機質(zhì)含量變化不大,幾乎仍與當(dāng)年持平,僅相差0.04 g·kg-1；各區(qū)域堿解氮、有效磷含量較第二次土地普查結(jié)果均有大幅度提高,各地平均值分別較 1982年高 74.56%和385.86%,其中土壤有效磷增長了近4倍,以平均每年增長0.39 mg·kg-1的速度攀升；各調(diào)查區(qū)土壤速效鉀含量普遍呈減少趨勢,從1982年極豐富狀態(tài)降至當(dāng)前的中等水平狀態(tài)(148 mg·kg-1),以年均2.20 mg·kg-1的速度逐年降低,平均含量較1982年降低30.04%。綜上調(diào)查結(jié)果,可能是由于農(nóng)民在種植生產(chǎn)過程中對有機肥的態(tài)度與29年前基本無異,仍保持當(dāng)年的施用習(xí)慣；而對氮、磷肥的施用力度卻明顯提升,從而導(dǎo)致土壤供氮、供磷能力大幅增加；同時,也許是受到第二次土壤普查結(jié)果的影響,認(rèn)為土壤中不缺乏鉀素,因此農(nóng)民在生產(chǎn)過程中不施鉀肥或少施鉀肥導(dǎo)致土壤含鉀量大幅降低。

2.4 產(chǎn)量變化特征

圖2 耕地土壤有機質(zhì)(A)、全氮(B)、堿解氮(C)、有效磷(D)、速效鉀(E)不同等級劃分面積分布比較Fig.2 Comparison of area distribution based on the different grading of organic matter(A),total nitrogen(B),available nitrogen(C),available phosphorus(D)and available potassium(E)content in cultivated soil

由表7可知,隨著測土配方施肥技術(shù)的推進(jìn),該區(qū)各縣(市)玉米、小麥和棉花三大主要農(nóng)作物產(chǎn)量雖在年際間有微幅波動,但總體呈現(xiàn)增加趨勢,其平均增幅分別為0.23%、1.26%和1.34%。由于各縣(市)耕地土壤養(yǎng)分含量不盡相同,故其產(chǎn)量水平高低不一,各縣(市)中,沙雅縣的玉米和小麥產(chǎn)量均位居第一,3年平均產(chǎn)量分別為7 447.38和6 817.95 kg·hm-2,較玉米、

小麥單產(chǎn)最低的烏什縣和柯枰縣同比高出43.09%和13.03%,其棉花產(chǎn)量也處該區(qū)中等,居于第四位,這可能與該地區(qū)耕地土壤養(yǎng)分含量較高有關(guān)；而土壤有機質(zhì)及氮含量較高的阿克蘇市,棉花產(chǎn)量居于首位,較棉產(chǎn)量最低的柯坪縣高34.44%,3年平均玉米產(chǎn)量僅低于沙雅(547.07 kg·hm-2),位居第二,小麥產(chǎn)量略高于全區(qū)平均水平(116.27 kg·hm-2)；其他各縣作物產(chǎn)量以溫宿縣相對較高,阿瓦提縣、新和縣次之,庫車縣、拜城縣較低,烏什縣及柯枰縣作物產(chǎn)量表現(xiàn)最低。進(jìn)一步利用等權(quán)重求和法綜合比較3種作物產(chǎn)量并結(jié)合上述養(yǎng)分含量特征(表4)可知,養(yǎng)分等級的高低與產(chǎn)量的優(yōu)劣具有一定的一致性,但也有例外,如沙雅縣和阿瓦提,這2個縣養(yǎng)分含量不及溫宿、拜城縣,但其在全阿克蘇地區(qū)的產(chǎn)量排名高于溫宿、拜城縣。

表6 阿克蘇地區(qū)各縣(市)耕層土壤養(yǎng)分含量變化特征Table 6 The variation of the soil nutrient content of plough layer in Aksu prefecture

表7 不同年份阿克蘇地區(qū)各縣(市)主要農(nóng)作物產(chǎn)量Table 7 Yield of main crop in different counties of Aksu prefecture in different years /(kg·hm-2)

3 討論

土壤質(zhì)地類型與其耕性的好壞,保水、保肥能力的強弱關(guān)系密切。研究表明,土壤水分的入滲速度及能力均隨質(zhì)地的由輕變重逐漸遞減[21],且土壤中硝態(tài)氮的積累、分布、運移及地下水氮污染同樣與土壤質(zhì)地有關(guān)[22]。本研究中,阿克蘇地區(qū)耕地一半以上的土壤質(zhì)地類型為壤土,且同時存在砂壤土、粘土、粘壤土及砂土,但分布面積相對較小,可以認(rèn)為全區(qū)大部分土壤的物理特性普遍處于一般水平,土壤耕性較好,但同時也應(yīng)當(dāng)重視土壤水、肥特性較差耕層土壤的質(zhì)地改良工作,如占阿克蘇全區(qū)粘土面積72.33%的阿瓦提縣,其耕地面積的48.43%為粘質(zhì)土壤；又如沙雅縣,其砂土面積占耕地面積的12.70%,占全區(qū)砂土總面積54.67%。因此,應(yīng)側(cè)重致力于相應(yīng)土壤質(zhì)地的改良工作,以建立更適宜于作物生長的苗床,達(dá)到增收增效的目的。

作為土壤物理特性的良好改良劑,土壤有機質(zhì)已成為衡量土壤養(yǎng)分含量的重要指標(biāo)之一,土壤的保水、保肥特性以及其對酸堿的緩沖作用均在一定程度上受到有機質(zhì)的影響[8]。一般情況下,土壤有機質(zhì)含量越高,土壤的物理性能就相對越理想,供肥潛力亦愈高。本研究中,阿克蘇地區(qū)土壤有機質(zhì)含量平均為13.56 g·kg-1,整體為中等水平,各縣(市)有機質(zhì)含量差異較大,全區(qū)內(nèi)拜城縣土壤有機質(zhì)含量最高,達(dá)到16.59 g·kg-1,柯枰縣和沙雅縣偏低,均低于11 g·kg-1,建議該區(qū)域在以后的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中注重有機肥的投入,不僅可以達(dá)到提高土壤有機質(zhì)含量的目的,而且有助于土壤結(jié)構(gòu)的形成以及增強土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[23]。

化肥對于提高作物產(chǎn)量具有不可替代的作用,據(jù)報道,肥料對糧食生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)到40%左右[24],也表明作物生長所需多半養(yǎng)分仍依賴于土壤的提供。本研究結(jié)果表明,阿克蘇地區(qū)為南疆的核心區(qū)域,該地區(qū)平均全氮含量為0.68 g·kg-1,堿解氮含量62.3 mg·kg-1,均屬中等偏下水平,且缺乏、極缺乏耕地面積均占較大比例,其中全氮缺乏及以下等級占比高達(dá)53.08%,堿解氮占比47.73%；平均有效磷含量13.9 mg·kg-1,速效鉀含量145 mg·kg-1,表現(xiàn)為土壤磷、鉀素含量相對富足,氮素嚴(yán)重缺乏。因此,建議該地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)控制磷、鉀肥的施用,可根據(jù)地力少施甚至不施,但對于是否應(yīng)急于補充施用氮肥仍有待進(jìn)一步商榷,這是因為從當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實際情況角度考慮,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)民喜好偏重氮肥的施用,理論上這與土壤中氮素表現(xiàn)為嚴(yán)重缺乏狀態(tài)相悖,若為氮素流失導(dǎo)致,應(yīng)提高重視并加以解決才能真正實現(xiàn)節(jié)本增效。

土壤微量元素是土壤質(zhì)量的重要表征因子之一。研究表明,土壤中微量元素含量和有效性不僅受成土母質(zhì)及成土過程影響,還與耕作制度、施肥種類等人為活動有關(guān)[25]。朱靜等[26]研究發(fā)現(xiàn),土壤利用和管理措施的變化改變了土壤性質(zhì),導(dǎo)致土壤銅、鐵、錳、鋅有效態(tài)含量總體上升；李海峰等[27]研究證實,大量農(nóng)家肥和化肥的施用可明顯增加農(nóng)田土壤有效態(tài)微量元素含量,農(nóng)用地膜殘留也會使表層土壤微量元素含量呈現(xiàn)增加的趨勢；此外,設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中重金屬含量的增加累積也與有機肥、化肥的投入不當(dāng)有關(guān)[28]。本研究中,經(jīng)過測土配方技術(shù)的應(yīng)用實施,新疆南疆阿克蘇地區(qū)耕地土壤中微量元素Fe、Zn、Cu有效態(tài)均處于富足狀態(tài),Mn含量相對較少,整體處中等偏下水平,且個別縣處缺乏狀態(tài),這與楊濤等[29]的研究結(jié)果不同,一方面可能是由于研究取樣地點、取樣范圍及種植作物不盡相同所致；另一方面,可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍使用微咸水灌溉有關(guān),因為新疆南疆農(nóng)民種植過程中較少或基本不施用微量元素肥料,特別是土壤中含量低的微量元素通過施肥補充少,長期以來該地區(qū)用于灌溉的苦咸水中除含有大量 Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等離子外,也含有少量Fe3+、Mn2+,但這與土壤中微量元素含量增加是否具有必然聯(lián)系,仍有待進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果表明,經(jīng)過測土配方技術(shù)的應(yīng)用推廣,阿克蘇地區(qū)主要農(nóng)作物——玉米、小麥和棉花的單產(chǎn)均呈小幅增長趨勢,反映出該地區(qū)農(nóng)戶的施肥習(xí)慣得到了一定的改善。一般認(rèn)為,土壤養(yǎng)分等級越高,作物產(chǎn)量就相對較好,但進(jìn)一步深入結(jié)合阿克蘇地區(qū)土壤養(yǎng)分各指標(biāo)含量高低和產(chǎn)量結(jié)果卻發(fā)現(xiàn),該地區(qū)不乏有些縣市,如沙雅縣、阿瓦提縣,其土壤養(yǎng)分等級較低,但作物產(chǎn)量卻表現(xiàn)良好,居于阿克蘇地區(qū)前列,究其原因,可能與沙雅、阿瓦提縣有部分土地為新開墾荒地有關(guān),同時也表明完全依據(jù)全國統(tǒng)一土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)來衡量各地養(yǎng)分作為施肥依據(jù)尚存在不妥之處,建議標(biāo)準(zhǔn)的制定還應(yīng)考慮各地實際產(chǎn)量情況,以避免因盲目提高養(yǎng)分等級劃分、忽視實際產(chǎn)出而大量投入肥料產(chǎn)生不必要的浪費,從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本,實現(xiàn)農(nóng)民增收農(nóng)業(yè)增效、改善耕地土壤養(yǎng)分狀況、保護農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的目的,最終形成節(jié)約型、環(huán)境友好型、可持續(xù)發(fā)展型農(nóng)業(yè)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,阿克蘇地區(qū)半數(shù)以上土質(zhì)為壤土,測定大量、微量元素多數(shù)均為不同程度富足狀態(tài),但氮、錳含量偏低。同時,本研究就氮素測定結(jié)果偏低與當(dāng)?shù)剞r(nóng)民喜施氮肥相悖、土壤中多數(shù)微量元素含量增加以及產(chǎn)量表現(xiàn)與養(yǎng)分高低不完全相符等問題作出了合理推論,并建議標(biāo)準(zhǔn)的制定應(yīng)結(jié)合各地實際產(chǎn)量,以避免盲目追求養(yǎng)分等級提升而造成的增本低效問題。本研究結(jié)果可為今后阿克蘇地區(qū)耕地建立土壤培肥、科學(xué)施肥以及耕地地力評價系統(tǒng)提供重要理論依據(jù),但就如何在全國統(tǒng)一養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,綜合考量新疆獨特自然條件對其土壤養(yǎng)分和產(chǎn)量的影響,從而優(yōu)化并形成更加符合新疆地區(qū)養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)仍有待進(jìn)一步深入研究。