2010-2020年魯西南粘質潮土區(qū)小麥玉米周年秸稈還田糧食產量與土壤養(yǎng)分數據集

龐成民，郭憲峰，龐亞男，閆燊，滿芮

1.菏澤市牡丹區(qū)種子資源開發(fā)保護中心，山東菏澤 274025

2.中國農業(yè)科學院農業(yè)信息研究所，北京 100081

3.國家農業(yè)科學數據中心，北京 100081

數據庫（集）基本信息簡介

images/BZ_187_686_1854_1051_2017.pngimages/BZ_187_686_2016_1051_2097.pngimages/BZ_187_1051_1854_2267_2017.pngimages/BZ_187_1051_2016_2267_2097.pngimages/BZ_187_686_2097_1051_2177.pngimages/BZ_187_1051_2097_2267_2177.pngimages/BZ_187_686_2177_1051_2257.pngimages/BZ_187_1051_2177_2267_2257.pngimages/BZ_187_686_2257_1051_2416.pngimages/BZ_187_686_2415_1051_2496.pngimages/BZ_187_1051_2257_2267_2416.pngimages/BZ_187_686_2495_1051_2576.pngimages/BZ_187_1051_2415_2267_2496.pngimages/BZ_187_1051_2495_2267_2576.png images/BZ_187_686_2576_1051_2656.pngimages/BZ_187_1051_2576_2267_2656.pngimages/BZ_187_686_2656_1051_2736.pngimages/BZ_187_1051_2656_2267_2736.pngimages/BZ_187_686_2738_1051_3129.pngimages/BZ_187_1052_2738_2267_3129.png

引 言

粘質潮土約占魯西南黃河沖積平原潮土的20%。區(qū)內粘質潮土基礎養(yǎng)分含量較高，人們常說是糧食囤[1]。但是，粘質潮土結構性差，物理性粘粒占50%以上，<0.001mm團粒占10%，土壤有效含水量低，適耕期短，養(yǎng)分礦化慢，發(fā)老苗不發(fā)小苗。要進一步挖掘粘質潮土糧食生產潛力，僅靠增施有機肥常規(guī)改良措施難以持續(xù)，需要創(chuàng)新其他有機物投入途徑。目前，在勞動力成本持續(xù)攀升的社會現實中，改良粘質潮土，主要靠推廣秸稈還田實現[2]。小麥玉米輪作連續(xù)周年秸稈還田，能增加土壤中的有機質含量，提升土壤有機質活性，補充土壤微生物能量[3]，改善土壤結構，培肥地力，還可以減少化肥使用量，降低了農業(yè)面源污染和土壤污染，提高農產品品質，提高農業(yè)的生產效率，是糧食綠色增產的有效途徑[4]。本數據集依托實施沃土工程項目，按照測土配方施肥技術規(guī)程要求，選擇菏澤市牡丹區(qū)農作物原種場（115°33′29″E、35°19′36″N），連續(xù)11年在常規(guī)生產的條件下，跟蹤監(jiān)測小麥玉米一年兩作周年秸稈還田土壤養(yǎng)分變化，以期探索大田生產的條件下，魯西南土壤養(yǎng)分與糧食產量變化規(guī)律，為黃淮海平原推廣秸稈還田，培肥土壤肥力，穩(wěn)定糧食生產提供科學依據。

本數據集系統(tǒng)安排長期定點實驗，通過同時進行魯西南主要糧食作物小麥、玉米的栽培實驗，土壤長期理化和養(yǎng)分跟蹤化驗，化肥等投入品的全程記錄，形成了養(yǎng)分跟蹤數據，小麥、玉米測產數據和小麥、玉米兩季畝化肥投入數據（如圖1）。

圖1 數據目錄生成主要流程示意圖

1 數據采集和處理方法

1.1 數據采集方法

1.1.1 實驗區(qū)

實驗區(qū)選擇在魯西南腹地菏澤市牡丹區(qū)農作物原種場（115°33′29″E、35°19′36″N），地處菏澤市牡丹區(qū)都司、黃堽、牡丹三鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處，距菏澤市城區(qū)15公里，占地600余畝，土壤物理性狀見表1。實驗區(qū)排灌設施齊全，井灌、渠灌、噴灌三配套，多年平均降水量661.6毫米，降水量的年際變化較大，最多的年份在900.0毫米以上，較少年份少于400.0毫米；累年平均日照時數為2556.9小時；累年平均氣溫為14.0℃；累年平均地面溫度為16.0℃；累年平均風速為3.5米/秒。實驗區(qū)種植模式為小麥玉米一年兩作，常年承擔國家、山東省、黃淮北片小麥、玉米品種區(qū)域實驗，是山東農科院、山東農業(yè)大學、四川農業(yè)大學、菏澤學院等科研教學單位實驗基地。

1.1.2 田間管理與樣品采集

（1）整地與秸稈還田方式

實驗區(qū)以旋耕為主，隔兩年深耕一次。小麥收獲后用斜切割式刀片秸稈還田機滅茬還田；玉米收獲后，采用玉米秸稈還田機滅茬兩邊還田，施肥，旋耕或深耕，待播。

（2）播種方式

小麥采用鄆城工力2BJK-8×2小麥寬幅精量播種機播種，適期播種基本苗18萬；玉米采用鄆城工力2BYF-4型玉米單粒播種機，實收密度4150株/畝左右。

（3）樣品采集

采集土壤樣品時，控制以下幾個環(huán)節(jié)：①采樣時間：在玉米收獲后施肥前采集；②采樣周期：每年秋季玉米收獲后，種植下茬小麥施基肥前集中采樣一次，第二年同期繼續(xù)采樣；③采樣深度：0-20厘米；④采樣點數：采取多點取樣，每40畝地為一個取樣單元，采用對角線法，每單元取10-15個點，排列如圖2所示，取樣后選擇其中10個均一性較好的點，編號按取樣時間順序定位1-10；⑤采樣工具：專用取土鉆；⑥樣品處理：按照測土配方施肥技術規(guī)程，執(zhí)行測土配方施肥技術規(guī)范NY/T 1118—2006 標準[5]。

圖2 對角線法取樣點分布示意圖

1.1.3 土壤樣品測試

每年的土壤樣品分別測試土壤有機質、土壤全氮、土壤堿解氮、土壤速效磷、土壤速效鉀、土壤緩效鉀。考慮到年份間其他指標年變化程度較氮磷鉀、有機質等較小，因此隔年度測試土壤PH值、2010年測試土壤有效鐵錳銅鋅、2015年測試土壤有效鐵錳銅鋅鉬。土樣測試方法執(zhí)行NY/T 1118—2006標準[5]。不同年份間土樣測試結果見表2，更詳細的樣點數據記錄見數據集中的土壤元素成分含量數據表。

1.1.4 小麥玉米計產

根據《農業(yè)部辦公廳關于切實加強糧棉油糖高產創(chuàng)建管理的通知》（魯農辦農[2010]87）文件要求，分別對實驗區(qū)小麥玉米進行測產計產，測產取樣點方法如圖3所示。

圖3 測產樣地、樣方、樣點選擇示意圖

1.2 數據預處理

土壤數據各項指標預處理方式依據行標NY/T 1118—2006[5]方法進行。測產數據預處理依山東省地方標準執(zhí)行。

2 數據樣本描述

本數據集建立在小麥玉米輪作周年還田的基礎上，涵蓋了11年粘質潮土土壤養(yǎng)分變化、10年間小麥玉米兩作化肥使用情況和10年間的小麥玉米產量變化情況。

2.1 2010-2020年粘質潮土小麥玉米周年秸稈還田土壤測試結果

主要數據項表現了2010-2020年土壤測試中氮、磷、鉀、有機質等各項主要指標的逐年含量變化情況，數據樣例如表1所示。

表1 土壤測試結果數據樣例

序號 年份緩效鉀（mg/kg）9 2018 20.9 135 1.3 24 203 969 10 2019 21.1 136 1.28 24 202.5 961.5 11 2020 21.7 141 1.325 25 204 974有機質（g/kg）堿解氮（mg/kg）全氮（g/kg）有效磷（mg/kg）速效鉀（mg/kg）

2.2 2010—2020年粘質潮土小麥玉米化肥施用情況

主要數據項反映了自2010年秋種至2020年玉米播種后，實驗區(qū)小麥玉米施用情況，包括施用化肥品種，畝施用數量。數據樣例如表2所示。

表2 化肥施用情況數據樣例

序號 年份品 種產量 基肥 追肥品 種追肥 產量9 2018-2019 612.22千克/畝22 （50千克/畝） 畝） 958 畝）魯 原京 科697千克/畝502氮磷鉀（含量：28-12-6）復合肥（65千克/畝）氮磷鉀（30-5-5）復合肥（30千克/畝）968氮磷鉀（30-5-5）復合肥（50千克/畝）10 2019-2020魯 原659.8千克/畝京 科721.02千克/畝502氮磷鉀（含量：28-12-6）復合肥（65千克/畝）氮磷鉀（30-5-5）復合肥（30千克/畝）968氮磷鉀（30-5-5）復合肥（50千克/畝）

2.3 2010—2020年粘質潮土小麥玉米單產情況

主要數據項反映了，按照農業(yè)部辦公廳關于切實加強糧棉油糖高產創(chuàng)建管理的通知，農辦農[2010]87號文件要求，自2011年至2020年小麥、玉米測產和實打計產情況，樣地在歷年小麥、玉米的測產數據表中進行了標注，隨機選的樣方和樣點（圖3），按照取樣時間順序在數據表中標注為 1、2、3。

3 數據質量控制和評估

本數據集的數據分別是執(zhí)行NY/T 1118—2006標準進行選點、取土、測試，化肥投入量嚴格按照方案施用，計產嚴格按照農業(yè)部辦公廳關于切實加強糧棉油糖高產創(chuàng)建管理的通知要求測產，程序規(guī)范，操作認真。在數據統(tǒng)計過程中，微量元素等數據，由于實驗設計，未進行逐年或逐點檢測的，均根據實際情況留空。此外，數據生產過程中還落實了3條具體質控措施。

3.1 參比樣品貫穿始終

實驗區(qū)土壤測試工作縱跨11個年度。為避開年度間、藥品批次間、化驗員間、化驗室間的影響，測試中除嚴格安排空白對照外，在測試第一批樣品前，首先規(guī)范制作了一批參比樣品（標準樣），參比樣品貫穿于每一個年份、每個批次、每一個測試項目，真正做到參比樣品和空白對照雙控制，穩(wěn)定了測試質量。

3.2 物料、產量有出入庫監(jiān)比

實驗區(qū)化肥施用量、小麥玉米產量，用農場規(guī)范的出入庫手續(xù)及數量賬單控制，監(jiān)管規(guī)范，投入與產出量可靠。

3.3 數據質量審核

實驗區(qū)所獲取數據在嚴格遵守各自的審核規(guī)范基礎上，每年均在小麥玉米收獲前，連續(xù)分季節(jié)舉辦現場觀摩，邀請專家、科技帶頭戶和合作社及家庭農場代表，在觀摩農場新品種的同時，觀摩小麥玉米周年秸稈還田實驗效果，共同見證秸稈還田實驗工作連續(xù)性、一致性和實驗區(qū)小麥玉米的持續(xù)豐產性。

4 數據價值

牡丹區(qū)種子資源開發(fā)保護中心（原牡丹區(qū)農作物原種場）是菏澤市唯一的農作物新品種、農業(yè)新技術實驗場，多年來一直承擔各級農業(yè)實驗項目，員工經驗豐富，認真負責。場內土壤類型、種植模式、投入構成、管理習慣、產量水平均有廣泛的代表性。本數據集是魯西南糧食主產區(qū)粘質潮土小麥玉米周年秸稈還田培肥地力，挖掘糧食生產潛力的實例，可為黃泛潮土區(qū)及雷同區(qū)推廣秸稈還田，控制面源污染，構建土壤、作物、微生物三者和諧關系等系統(tǒng)研究提供科學數據支撐。

現經過整合存儲在國家農業(yè)科學數據中心，以期為類似領域研究提供區(qū)域數據。讀者如需進一步了解其他方面的數據，可與本文通信作者聯系。

致 謝

感謝菏澤市牡丹區(qū)土肥站張杰、邱燕等在土壤樣品采集和室內測試過程中付出的辛勤和努力。