魯西南蒜區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)分析

李晶 殷碧秋 劉振富 陳憲信 陳亮 徐保民 王乃建

摘要?[目的]分析魯西南大蒜主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及其變化趨勢(shì)，優(yōu)化大蒜養(yǎng)分管理技術(shù)。[方法]2009—2018年，連續(xù)10年對(duì)魯西南大蒜主產(chǎn)區(qū)金鄉(xiāng)縣蒜田土壤進(jìn)行定位監(jiān)測(cè)。[結(jié)果]2018年魯西南蒜區(qū)土壤養(yǎng)分總體特征：弱堿性土壤，有機(jī)質(zhì)含量偏低，堿解氮含量中等，有效磷含量較高，速效鉀含量偏高。2009—2018年土壤養(yǎng)分變化趨勢(shì)：弱堿化現(xiàn)象普遍發(fā)生;土壤有機(jī)質(zhì)含量快速提高，但仍有很大提升空間;堿解氮、有效磷和速效鉀平均含量均呈增高趨勢(shì)，其中有效磷和速效鉀出現(xiàn)盈余和匱乏并存現(xiàn)象。[結(jié)論]建議今后魯西南蒜區(qū)施肥原則調(diào)整為“控氮、穩(wěn)磷、減鉀”，重視酸性、生理酸性肥料或腐殖酸類肥料的使用，有機(jī)肥施用仍需大力推廣。

關(guān)鍵詞?土壤養(yǎng)分;現(xiàn)狀;變化趨勢(shì)

中圖分類號(hào)?S158文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A文章編號(hào)?0517-6611（2020）07-0172-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.07.049

Analysis?of?Soil?Nutrient?Status?and?Change?Trend?in?the?Garlic?Area?of?Southwest?Shandong—Taking?Jinxiang?County?as?an?Example

LI?Jing1，YIN??Biqiu1，LIU?Zhenfu2?et?al

（1.?Jining?City?Soil?Fertilizer?Station，Jining，?Shandong??272000;2.?Jinxiang??County??Soil?Fertilizer?Station，Jinxiang，?Shandong??272200）

Abstract?[Objective]?To?optimize?the?nutrient?management?technology?through?the?analysis?of?the?current?situation?and?change?trend?of?soil?nutrient?in?the?garlic?area?of?Southwest?of?Shandong?Province.?[Method]From?2009?to?2018，?a?tenyear?soil?monitoring?data?study?was?conducted.?[Result]?The?genera?soil?characteristics?from?the?garlic?area?were?as?follows：?weakly?alkaline，?low?organic?matters?content，?medium?available?nitrogen?content，?high?available?phosphorus?and?potassium?content.?From?2009?to?2018，?the?change?trend?of?soil?nutrient?in?the?garlic?area?of?Southwest?of?Shandong?Province?were?as?follows：?the?alkalization?occurred?widespread，?organic?matters?content??increased?rapidly?but?still?had?much?room?for?improvement，?the?average?content?of?available?nitrogen?increased?year?by?year，?abundance?and?lack?of?available?phosphorus?and?potassium?began?to?coexist.?The?alkalization?occurred?widespread.?Organic?matters?content?increased?rapidly?but?still?had?much?room?for?improvement.?The?average?content?of?available?nitrogen，?phosphorus?and?potassium?were?showed?as?heightening?tendency.?Abundance?and?lack?of?available?phosphorus?and?potassium?began?to?coexist.?[Conclusion]?We?suggested?that?the?fertilization?principle?adjusted?to?control?nitrogen，?maintain?phosphorus?and?lower?potassium.?For?the?future?we?should?attach?importance?to?organic?fertilizer?acid?fertilizer，?physiological?acid?fertilizer?or?humic?fertilizer.?Organic?fertilizer?should?be?vigorously?promoted?even?further.

Key?words?Soil?nutrient;Current?situation;Change?trend

作者簡(jiǎn)介?李晶（1983—），女，山東濟(jì)寧人，農(nóng)藝師，博士，從事土壤肥料研究與推廣工作。

收稿日期?2019-09-24;修回日期?2019-10-15

山東省魯西南地區(qū)是我國(guó)大蒜生產(chǎn)及出口的最重要基地之一，其種植面積、總產(chǎn)、年產(chǎn)、出口和加工能力均居全國(guó)首位。魯西南大蒜產(chǎn)業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí)，大蒜常年連作面臨的問(wèn)題也日益凸顯。以金鄉(xiāng)縣為代表的老蒜區(qū)，由于常年連作和粗放式肥水管理造成的土壤養(yǎng)分失衡等問(wèn)題[1]，已成為制約魯西南地區(qū)大蒜種植業(yè)可持續(xù)發(fā)展的難題。筆者通過(guò)對(duì)金鄉(xiāng)縣大蒜種植區(qū)連續(xù)10年耕層土壤養(yǎng)分進(jìn)行采樣分析，以期明確魯西南大蒜主產(chǎn)區(qū)土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，通過(guò)優(yōu)化養(yǎng)分管理技術(shù)措施，平衡養(yǎng)分供給，在提高養(yǎng)分資源利用率、減少肥料資源投入量的前提下，提升單位耕地的產(chǎn)出能力，實(shí)現(xiàn)魯西南大蒜種植業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1?材料與方法

1.1?樣品采集

2009—2018年，每年在金鄉(xiāng)縣選取20個(gè)能

代表該地區(qū)生產(chǎn)狀況的大蒜基地，采集土壤樣品后，置于通風(fēng)、陰涼干燥的地方自然風(fēng)干，磨碎后過(guò)篩，進(jìn)行土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷和堿解氮測(cè)定。

1.2?樣品測(cè)定

pH采用pH-2C精密酸度計(jì)測(cè)定;土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測(cè)定;堿解氮含量測(cè)定采用1?mol/L?NaOH擴(kuò)散法;有效磷含量采用0.5?mol/L?NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定;速效鉀含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定[2]。

1.3?數(shù)據(jù)分析??試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS、Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.4?土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)

依據(jù)2019年山東省土壤肥料總站印發(fā)的《山東省耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》[3]（表1），對(duì)山東省濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣大蒜種植區(qū)土壤養(yǎng)分狀況進(jìn)行分析。

2?結(jié)果與分析

2.1?土壤養(yǎng)分含量與分布特征現(xiàn)狀?依據(jù)2019年山東省土壤肥料總站印發(fā)的《山東省耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（表1），對(duì)金鄉(xiāng)縣蒜區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷、有效鉀的含量狀況進(jìn)行豐缺程度評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)圖1。

2018年金鄉(xiāng)蒜區(qū)土壤pH平均值為8.1，集中分布在3級(jí)區(qū)間，占比高達(dá)65.4%;其次為1級(jí)區(qū)間，占比23.1%;2級(jí)區(qū)間占比3.9%;4級(jí)區(qū)間占比7.7%;5級(jí)區(qū)間占比為0。有機(jī)質(zhì)平均含量15.5?g/kg，集中分布在3級(jí)和4級(jí)區(qū)間，占比分別為33.3%和44.4%;2級(jí)區(qū)間占比11.1%;1級(jí)區(qū)間占比7.4%，5級(jí)區(qū)間占比3.7%。堿解氮平均含量104.7?mg/kg，3級(jí)區(qū)間占比最高，為56.5%;其次由高到低依次為2級(jí)、4級(jí)、1級(jí)和5級(jí)區(qū)間，占比分別為21.7%、17.4%、4.3%和0。有效磷含量平均值43.0?mg/kg，主要分布在2級(jí)區(qū)間，占比46.2%;其次為1級(jí)區(qū)間，占比26.9%;3級(jí)區(qū)間占比19.2%，4級(jí)區(qū)間占比7.7%，5級(jí)區(qū)間占比為0。速效鉀平均含量為247.5?mg/kg，集中分布在1級(jí)區(qū)間，占比74.19%;2級(jí)區(qū)間占比12.9%;3級(jí)區(qū)間占比9.7%;4級(jí)區(qū)間占比3.2%;5級(jí)區(qū)間占比為0。總體來(lái)看，金鄉(xiāng)蒜區(qū)土壤特征：微堿性，有機(jī)質(zhì)含量較低，堿解氮含量中等水平，有效磷含量較高，速效鉀含量高。

2.2?土壤養(yǎng)分含量與分布特征變化趨勢(shì)

2.2.1?土壤養(yǎng)分含量變化趨勢(shì)。

由表2可知，2009—2018年，金鄉(xiāng)縣蒜區(qū)土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀平均含量均呈升高趨勢(shì)，增幅表現(xiàn)為堿解氮>有機(jī)質(zhì)>有效磷>速效鉀>pH。其中，堿解氮平均值較2009年升高33.9%，有機(jī)質(zhì)升高30.2%，有效磷和速效鉀均升高16.7%，土壤pH平均值升高0.3。堿解氮最大值和最小值均呈升高趨勢(shì)，有機(jī)質(zhì)與堿解氮變化趨勢(shì)一致。有效磷與速效鉀變化規(guī)律一致，呈現(xiàn)最低值降低、最高值增大的兩極分化趨勢(shì)。其中，有效磷最低值降幅39.0%，最高值增幅115.2%;速效鉀最低值降幅51.5%，最高值增幅16.1%。總體來(lái)看，2009—2018年，金鄉(xiāng)蒜區(qū)土壤存在弱堿化現(xiàn)象，有機(jī)質(zhì)含量大幅提高但仍有很大提升的空間，堿解氮與有機(jī)質(zhì)含量均呈總體升高趨勢(shì)，有效磷和速效鉀出現(xiàn)匱乏和盈余同時(shí)并存的兩極分化現(xiàn)象，其中有效磷變異系數(shù)最為顯著，其次為速效鉀。

2.2.2?土壤養(yǎng)分不同區(qū)間占比變化趨勢(shì)。

由圖2可知，2009—2018年，金鄉(xiāng)縣蒜區(qū)土壤各項(xiàng)養(yǎng)分含量指標(biāo)主要分布區(qū)間變化趨勢(shì)：土壤pH?2級(jí)區(qū)間占比降低，1、3級(jí)占比升高，4級(jí)區(qū)間出現(xiàn)。2級(jí)區(qū)間占比由40.0%降低至3.8%，其中占監(jiān)測(cè)點(diǎn)總數(shù)8.1%的地塊pH改良至1級(jí)區(qū)間，20.4%的地塊pH升高至3級(jí)區(qū)間，7.7%的地塊pH退化至4級(jí)區(qū)間。

土壤有機(jī)質(zhì)4、5級(jí)占比降低，1、2、3級(jí)占比升高。2009年，金鄉(xiāng)蒜區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)90%集中在4級(jí)，其余均為5級(jí)。至2018年，4級(jí)占比由90%降低至44.4%，5級(jí)占比由10%降低至3.7%，而3級(jí)占比由0升高至33.3%，并出現(xiàn)1級(jí)和2級(jí)。

堿解氮與有機(jī)質(zhì)含量均呈總體升高趨勢(shì)。2009—2018年，有機(jī)質(zhì)含量4、5級(jí)占比由100%降低至48.1%，1、2、3級(jí)占比由0升高至51.9%;堿解氮含量1、2、3級(jí)占比由25.0%升高至82.6%，4、5級(jí)占比由75.0%降至17.4%。

有效磷和速效鉀均表現(xiàn)為2、3級(jí)占比降低，1、4級(jí)占比升高。2009—2018年，有效磷2、3級(jí)含量占比分別降低了13.8%和15.8%，1級(jí)占比升高21.9%，4級(jí)占比升高至7.7%。速效鉀2級(jí)占比降低了32.1%，1級(jí)占比升高了24.2%、3級(jí)和4級(jí)占比升高了7.9%，與有效磷均呈現(xiàn)匱乏和盈余并存的兩極分化趨勢(shì)。

3?討論

（1）土壤弱堿化現(xiàn)象普遍。2009—2018年，金鄉(xiāng)蒜區(qū)90%的2級(jí)弱堿性土壤已退化至3級(jí)，個(gè)別地塊已堿化至4級(jí)堿性土壤。大蒜適宜pH為6.0～7.5[4-6]，弱堿化現(xiàn)象即將成為限制魯西南蒜區(qū)大蒜高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一。

（2）土壤有機(jī)質(zhì)含量快速升高，但仍有很大提升空間。魯西南地處黃淮海一年兩熟地區(qū)，蒜農(nóng)多通過(guò)間作玉米、辣椒等提高復(fù)種指數(shù)增加經(jīng)濟(jì)效益。由于大蒜和后茬作物無(wú)倒茬時(shí)間，蒜農(nóng)長(zhǎng)期耕種“衛(wèi)生田”，土壤結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞。目前只能依靠秋季作物秸稈還田，或依靠直接施用商品有機(jī)肥提升土壤有機(jī)質(zhì)含量。秋玉米等秸稈直接還田存在還田量過(guò)大、粉碎效果差、病原菌不斷累積等問(wèn)題，商品有機(jī)肥施用則存在成本高、有機(jī)物料不足等問(wèn)題。自2017年金鄉(xiāng)縣有機(jī)肥替代化肥技術(shù)大面積示范推廣應(yīng)用，2018年有機(jī)質(zhì)平均含量較2009年升高30.2%，但81.4%的土壤有機(jī)質(zhì)含量分布仍在3級(jí)及以下區(qū)間，有機(jī)質(zhì)含量仍有大幅提升的空間，有機(jī)肥替代技術(shù)仍需繼續(xù)大力推廣。

（3）土壤養(yǎng)分總體呈逐年升高趨勢(shì)。其中，土壤堿解氮與有機(jī)質(zhì)變化趨勢(shì)一致，含量最低值和最高值均呈升高趨勢(shì)。土壤80%～97%的氮存在于有機(jī)質(zhì)中[7]，而魯西南蒜區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍偏低，集中分布在3級(jí)和4級(jí)區(qū)間，土壤保氮能力低下，也是目前堿解氮含量主要分布在3級(jí)及以下區(qū)間的重要原因。因此，加大有機(jī)肥替代技術(shù)的推廣應(yīng)用，通過(guò)提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，增強(qiáng)土壤緩沖性，改善土壤穩(wěn)定性，仍將是提高土壤氮含量的主要途徑。

有效磷和速效鉀平均含量升高，出現(xiàn)匱乏和盈余同時(shí)并存的兩極分化趨勢(shì)。磷、鉀元素含量最高值的大幅提高與蒜農(nóng)連年大量施肥有關(guān)。因大蒜吸收氮磷鉀的比例為N∶P2O5∶K2O=1∶0.36∶0.70[8]，需鉀多、磷少，近年來(lái)金鄉(xiāng)蒜農(nóng)多習(xí)慣性施用平衡型復(fù)合肥（15-15-15或17-17-17），連年大量施用必然造成磷、鉀平均含量逐年升高。部分地塊磷、鉀元素的匱乏現(xiàn)象推測(cè)是由于部分蒜農(nóng)依然沿用傳統(tǒng)施肥方式，偏施氮肥，忽視磷、鉀肥的補(bǔ)給，大蒜連年種植，對(duì)磷、鉀肥的攝取只能依靠土壤養(yǎng)分供給，最終表現(xiàn)為磷、鉀元素的匱乏。

4?結(jié)論

（1）重視酸性、生理酸性肥料或腐殖酸類肥料的推廣應(yīng)用。針對(duì)普遍存在的土壤堿化現(xiàn)象，建議今后可通過(guò)施用酸性或生理酸性肥料（硫酸銨、過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀等）或腐殖酸類肥料等緩慢降低土壤pH，并配合有機(jī)肥料施用或種植翻壓綠肥等，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)作物超量陽(yáng)離子吸收，使得10～20?cm土層土壤pH下降。

（2）有機(jī)肥施用技術(shù)仍需大力推廣。2009—2018年，金鄉(xiāng)蒜區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量整體呈上升趨勢(shì)，但平均含量依然較低，集中分布在3級(jí)及以下區(qū)間。土壤有機(jī)質(zhì)的提高是一個(gè)長(zhǎng)期漫長(zhǎng)的過(guò)程。因此，必須要堅(jiān)持有機(jī)肥替代技術(shù)的示范推廣，引導(dǎo)蒜農(nóng)重視有機(jī)肥施用，繼續(xù)加大有機(jī)肥投入。

（3）控氮、穩(wěn)磷、減鉀。魯西南蒜區(qū)目前土壤養(yǎng)分總體特征：堿解氮含量中等，有效磷含量較高，速效鉀含量偏高。魯西南蒜區(qū)實(shí)際生產(chǎn)中，氮、磷、鉀增產(chǎn)效應(yīng)已由氮>鉀>磷[8]改變?yōu)榈?磷>鉀[9]，鉀肥在大蒜上的增產(chǎn)效應(yīng)逐漸減小。鑒于鉀肥投入成本較高，為實(shí)現(xiàn)收益最大化，建議可根據(jù)蒜田土壤鉀元素含量、當(dāng)年肥料價(jià)格、大蒜預(yù)期產(chǎn)量和預(yù)期價(jià)格綜合衡量，適當(dāng)降低鉀肥投入量。

（4）加大大蒜專用肥研發(fā)推廣力度。建議改變目前普遍采用的平衡型復(fù)合肥（15-15-15或17-17-17）施用習(xí)慣，加大適用于魯西南蒜區(qū)的大蒜專用配方肥、大蒜專用緩釋摻混肥等新型肥料的研發(fā)推廣，以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分按需均衡供應(yīng)。

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